JP2017216084A - Lighting device and lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に点灯装置及び照明器具に関し、特に昇圧チョッパ回路を備える点灯装置及び照明器具に関する。 The present invention generally relates to a lighting device and a lighting fixture, and particularly relates to a lighting device and a lighting fixture including a step-up chopper circuit.
従来から、ＬＥＤ点灯装置等の種々の点灯装置が提案されている。例えば、特許文献１は、交流電源（電源）からの電力によりＬＥＤ（光源）を点灯させるＬＥＤ点灯装置を開示する。特許文献１のＬＥＤ点灯装置は、コンデンサに入力電源電圧から昇圧された電圧を充電する力率改善回路（昇圧チョッパ回路）と、コンデンサの電圧を電源として制限された出力電流をＬＥＤに供給する電流制限回路（降圧チョッパ回路）と、を備える。電流制限回路は、また、出力電圧及び電流を平滑化するためのコンデンサ（平滑コンデンサ）を備える。 Conventionally, various lighting devices such as LED lighting devices have been proposed. For example, Patent Literature 1 discloses an LED lighting device that turns on an LED (light source) with electric power from an AC power source (power source). The LED lighting device of Patent Document 1 includes a power factor correction circuit (boost chopper circuit) that charges a capacitor with a voltage boosted from an input power supply voltage, and a current that supplies a limited output current to the LED using the capacitor voltage as a power supply. A limiting circuit (step-down chopper circuit). The current limiting circuit also includes a capacitor (smoothing capacitor) for smoothing the output voltage and current.
特許文献１のＬＥＤ点灯装置では、ＬＥＤの始動時に、電流制限回路のコンデンサが充電され、これによって、力率改善回路のコンデンサの電圧（直流出力電圧）が低下する場合がある。このような低下は、ＬＥＤのちらつきや点灯装置の誤動作の原因となり得る。 In the LED lighting device disclosed in Patent Document 1, the capacitor of the current limiting circuit is charged at the time of starting the LED, which may reduce the voltage (DC output voltage) of the capacitor of the power factor correction circuit. Such a decrease can cause LED flickering and malfunction of the lighting device.
本発明の課題は、光源に流れる電流の歪みを抑制しながらも降圧チョッパ回路の平滑コンデンサに起因する昇圧チョッパ回路の直流出力電圧の低下を抑制できる点灯装置及び照明器具を提供することである。 The subject of this invention is providing the lighting device and lighting fixture which can suppress the fall of the DC output voltage of a pressure | voltage rise chopper circuit resulting from the smoothing capacitor of a pressure | voltage fall chopper circuit, suppressing the distortion of the electric current which flows into a light source.
本発明に係る一態様の点灯装置は、昇圧チョッパ回路と、降圧チョッパ回路と、制御回路と、を備える。前記昇圧チョッパ回路は、電源からの入力電圧を元に直流出力電圧を生成するように構成される。前記降圧チョッパ回路は、平滑コンデンサを有し前記昇圧チョッパ回路の前記直流出力電圧を元に光源に直流電力を供給するように構成される。前記制御回路は、前記昇圧チョッパ回路及び前記降圧チョッパ回路を制御するように構成される。前記制御回路は、前記昇圧チョッパ回路のフィードバック制御用のエラーアンプを有する。前記制御回路は、前記フィードバック制御により前記昇圧チョッパ回路の前記直流出力電圧を目標電圧値に設定する第１及び第２動作モードを有する。前記第２動作モードは、前記第１動作モードよりも前記フィードバック制御の過渡応答が速い。前記制御回路は、モード選択条件が成立しない場合、前記第１動作モードを実行し、前記モード選択条件が成立する場合、前記第２動作モードを実行するように構成される。前記モード選択条件は、α×Ｖ１≦Ｖ２である。Ｖ１は前記電源の前記入力電圧のピーク値である。Ｖ２は前記光源の点灯開始電圧である。αは１より大きい。 The lighting device of one embodiment according to the present invention includes a step-up chopper circuit, a step-down chopper circuit, and a control circuit. The step-up chopper circuit is configured to generate a DC output voltage based on an input voltage from a power supply. The step-down chopper circuit has a smoothing capacitor and is configured to supply DC power to the light source based on the DC output voltage of the step-up chopper circuit. The control circuit is configured to control the step-up chopper circuit and the step-down chopper circuit. The control circuit includes an error amplifier for feedback control of the boost chopper circuit. The control circuit has first and second operation modes in which the DC output voltage of the boost chopper circuit is set to a target voltage value by the feedback control. The transient response of the feedback control is faster in the second operation mode than in the first operation mode. The control circuit is configured to execute the first operation mode when the mode selection condition is not satisfied, and to execute the second operation mode when the mode selection condition is satisfied. The mode selection condition is α × V1 ≦ V2. V1 is a peak value of the input voltage of the power source. V2 is a lighting start voltage of the light source. α is greater than 1.
本発明に係る一態様の照明器具は、上記態様の点灯装置と、前記光源と、を備える。 The lighting fixture of 1 aspect which concerns on this invention is equipped with the lighting device of the said aspect, and the said light source.
本発明に係る態様の点灯装置及び照明器具は、光源に流れる電流の歪みを抑制しながらも降圧チョッパ回路の平滑コンデンサに起因する昇圧チョッパ回路の直流出力電圧の低下を抑制できる点灯装置及び照明器具を提供することである。 The lighting device and the lighting fixture according to the aspect of the present invention can suppress a decrease in the DC output voltage of the step-up chopper circuit caused by the smoothing capacitor of the step-down chopper circuit while suppressing distortion of the current flowing through the light source. Is to provide.
１．実施形態
図１は、本発明に係る一実施形態の点灯装置１０を示す。点灯装置１０は、光源７０を、電源６０から供給される電力で点灯させるように構成される。
1. Embodiment FIG. 1 shows a
光源７０は、例えば、直流電力（直流電圧）で動作する直流光源である。光源７０は、例えば、１以上の発光素子７１を備える。例えば、光源７０は、複数の発光素子７１の直列回路である。発光素子７１は、例えば、固体発光素子（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機エレクトロルミネッセンス素子、レーザダイオード）である。
The
電源６０は、例えば、交流電力（交流電圧）を供給する交流電源である。電源６０は、例えば、商用交流電源である。
The
点灯装置１０は、整流回路２０と、昇圧チョッパ回路（ブーストコンバータ）３０と、降圧チョッパ回路（バックコンバータ）４０と、制御回路５０と、を備える。
The
整流回路２０は、交流電圧を整流して、直流電圧を出力するように構成される。整流回路２０は、例えば、一対の入力端子と、一対の高電圧側及び低電圧側端子と、を有する。一対の入力端子は、電源６０に電気的に接続され、電源６０からの入力電圧を受け取る。整流回路２０は、電源６０からの入力電圧を整流し、一対の高電圧側及び低電圧側端子間に直流電圧（正弦波交流電圧の場合は脈流電圧）を発生させる。整流回路２０は、例えば、全波整流を行うダイオードブリッジである。整流回路２０の低電圧側端子は、例えば、グラウンドに電気的に接続される。なお、電源６０が直流電源である場合、整流回路２０は必須ではない。
The
昇圧チョッパ回路３０は、電源６０からの入力電圧を元に直流出力電圧Ｖ３０を生成するように構成される。例えば、昇圧チョッパ回路３０は、整流回路２０の一対の高電圧側及び低電圧側端子間の電圧（整流された入力電圧）を元に直流電圧を生成する。昇圧チョッパ回路３０は、力率改善回路として使用される。例えば、昇圧チョッパ回路３０は、インダクタＬ３０と、ダイオードＤ３０と、スイッチング素子Ｑ３０と、コンデンサ（平滑コンデンサ）Ｃ３０と、を備える。インダクタＬ３０は、第１端が整流回路２０の高電圧側端子に電気的に接続され、第２端がダイオードＤ３０のアノードに電気的に接続されている。また、インダクタＬ３０は、第２端が、スイッチング素子Ｑ３０を介して、整流回路２０の低電圧側端子に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ３０は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等の半導体スイッチング素子である。コンデンサＣ３０は、ダイオードＤ３０のカソードとグラウンドとの間に電気的に接続されている。コンデンサＣ３０は、例えば、電解コンデンサである。コンデンサＣ３０の両端子間電圧が、昇圧チョッパ回路３０の直流出力電圧Ｖ３０となる。昇圧チョッパ回路３０は、スイッチング素子Ｑ３０のスイッチング動作によって、入力された電圧（整流回路２０の一対の高電圧側及び低電圧側端子間の電圧）より高い直流電圧（直流出力電圧）Ｖ３０をコンデンサＣ３０の両端間に生じさせる。なお、昇圧チョッパ回路３０の構成は周知であるから詳細な説明は省略する。
The step-
降圧チョッパ回路４０は、昇圧チョッパ回路３０の直流出力電圧Ｖ３０を元に光源７０に直流電力を供給するように構成される。例えば、降圧チョッパ回路４０は、スイッチング素子Ｑ４０と、インダクタＬ４０と、ダイオードＤ４０と、コンデンサ（平滑コンデンサ）Ｃ４０と、を備える。スイッチング素子Ｑ４０は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等の半導体スイッチング素子である。ダイオードＤ４０は、カソードがスイッチング素子Ｑ４０を介してダイオードＤ３０のカソードとコンデンサＣ３０との接続点に電気的に接続され、アノードが整流回路２０の低電圧側端子に電気的に接続されている。インダクタＬ４０は、第１端がスイッチング素子Ｑ４０とダイオードＤ４０との接続点に電気的に接続され、第２端がコンデンサＣ４０を介して整流回路２０の低電圧側端子に電気的に接続されている。コンデンサＣ４０は、例えば、電解コンデンサである。コンデンサＣ４０の両端子間電圧が降圧チョッパ回路４０の出力電圧Ｖ４０となり、これが光源７０に印加される。降圧チョッパ回路４０は、スイッチング素子Ｑ４０のスイッチング動作によって、入力された電圧（昇圧チョッパ回路３０の直流出力電圧Ｖ３０）より低い直流電圧（出力電圧）Ｖ４０をコンデンサＣ４０の両端間に生じさせる。なお、降圧チョッパ回路４０の構成は周知であるから詳細な説明は省略する。
The step-down
制御回路５０は、昇圧チョッパ回路３０及び降圧チョッパ回路４０を制御するように構成される。制御回路５０について詳細に説明する。制御回路５０は、例えば、昇圧チョッパ制御回路５１と、降圧チョッパ制御回路５２と、過渡応答調整回路５３と、モード選択回路５４と、始動判定回路５５と、を備える。また、制御回路５０は、入力電圧検出回路５６と、直流出力電圧検出回路５７と、出力電圧検出回路５８と、出力電流検出回路５９と、を備える。
The
入力電圧検出回路５６は、電源６０からの入力電圧を検出するための回路である。入力電圧検出回路５６は、例えば、抵抗Ｒ５６１，Ｒ５６２の直列回路で構成される分圧回路であり、整流回路２０の一対の高電圧側及び低電圧側端子間に電気的に接続されている。
The input
直流出力電圧検出回路５７は、昇圧チョッパ回路３０の直流出力電圧Ｖ３０を検出するための回路である。直流出力電圧検出回路５７は、例えば、抵抗Ｒ５７１，Ｒ５７２の直列回路で構成される分圧回路であり、昇圧チョッパ回路３０のコンデンサＣ３０の両端子間に電気的に接続されている。直流出力電圧検出回路５７は、抵抗Ｒ５７２の両端子間に、出力電圧Ｖ４０に対応する電圧（検出電圧）を発生させる。
The DC output
出力電圧検出回路５８は、降圧チョッパ回路４０の出力電圧Ｖ４０を検出するための回路である。出力電圧検出回路５８は、例えば、抵抗Ｒ５８１，Ｒ５８２の直列回路で構成される分圧回路であり、降圧チョッパ回路４０のコンデンサＣ４０の両端子間に電気的に接続されている。
The output
出力電流検出回路５９は、光源７０に流れる電流Ｉ７０を検出するための回路である。出力電流検出回路５９は、例えば、抵抗であり、光源７０とコンデンサＣ４０の低電位側の端子との間に電気的に接続されている。
The output
昇圧チョッパ制御回路５１は、昇圧チョッパ回路３０を制御するための回路である。昇圧チョッパ制御回路５１は、例えば、昇圧チョッパ回路３０の直流出力電圧Ｖ３０が目標電圧値となるようにスイッチング素子Ｑ３０を制御するように構成される。昇圧チョッパ制御回路５１は、例えば、駆動回路５１１と、エラーアンプ５１２と、電圧源５１３と、過渡応答設定用端子５１４と、を備える。
The step-up
エラーアンプ５１２は、第１入力端子５１２ａと、第２入力端子５１２ｂと、出力端子５１２ｃと、を有する。第１入力端子５１２ａは、例えば、反転入力端子であり、直流出力電圧検出回路５７の抵抗Ｒ５７１と抵抗Ｒ５７２との接続点に電気的に接続されて、直流出力電圧検出回路５７より検出電圧を受け取る。第２入力端子５１２ｂは、例えば、非反転入力端子であり、電圧源５１３に電気的に接続されている。電圧源５１３は、直流出力電圧Ｖ３０の目標電圧値に対応する基準電圧を出力する。したがって、第２入力端子５１２ｂは、基準電圧を受け取る。出力端子５１２ｃは、駆動回路５１１及び過渡応答設定用端子５１４に電気的に接続されている。エラーアンプ５１２は、第１入力端子５１２ａで受け取った検出電圧と第２入力端子５１２ｂで受け取った基準電圧との差に応じた出力信号を、出力端子５１２ｃから出力するように構成される。
The
駆動回路５１１は、エラーアンプ５１２からの出力信号に応じて昇圧チョッパ回路３０のスイッチング素子Ｑ３０を制御するように構成される。例えば、駆動回路５１１は、出力信号（つまり、検出電圧と基準電圧との差）に応じたデューティ比でスイッチング素子Ｑ３０を制御して、直流出力電圧Ｖ３０を目標電圧値に一致させる。このように、駆動回路５１１は、エラーアンプ５１２を利用したフィードバック制御により昇圧チョッパ回路３０の直流出力電圧Ｖ３０を目標電圧値に設定する。駆動回路５１１は、例えば、マイクロコンピュータであり、メモリに格納されたプログラムを実行することにより上記の動作を実行する。
The
降圧チョッパ制御回路５２は、降圧チョッパ回路４０を制御するための回路である。降圧チョッパ制御回路５２は、例えば、昇圧チョッパ回路３０の直流出力電圧Ｖ３０が目標電圧値となった後に、降圧チョッパ回路４０の制御を開始する。降圧チョッパ制御回路５２は、出力電流検出回路５９に接続され、出力電流検出回路５９から光源７０に流れる電流Ｉ７０の現在値（現在値に対応する電圧）を取得する。降圧チョッパ制御回路５２は、光源７０に流れる電流が目標電流値となるように、降圧チョッパ回路４０のスイッチング素子Ｑ４０を制御する。目標電流値は、制御回路５０に与えられる外部信号により決定される。外部信号は、例えば、光源７０の調光レベルを示す調光信号である。降圧チョッパ制御回路５２は、調光レベルに応じて目標電流値を決定する。また、降圧チョッパ制御回路５２は、光源７０の始動時においては、降圧チョッパ回路４０を制御して光源７０に流れる電流を徐々に増加させるように構成される。光源７０の始動時は、例えば、光源７０が消灯している状態から、光源７０が与えられた調光レベルで点灯している状態になるまでの期間である。例えば、降圧チョッパ制御回路５２は、始動判定回路５５による後述の動作モードの切り替えが確実に行われるように、光源７０に流れる電流を徐々に増加させることが好ましい。あるいは、降圧チョッパ制御回路５２は、オーバーシュートが生じないように、光源７０に流れる電流を徐々に増加させることが好ましい。あるいは、降圧チョッパ制御回路５２は、光源７０が徐々に明るくなっていくのを人が知覚できるように、光源７０に流れる電流を徐々に増加させることが好ましい。降圧チョッパ制御回路５２は、例えば、マイクロコンピュータであり、メモリに格納されたプログラムを実行することにより上記の動作を実行する。
The step-down
過渡応答調整回路５３は、昇圧チョッパ回路３０のフィードバック制御の過渡応答を調整するための回路である。過渡応答調整回路５３は、過渡応答設定用端子５１４を介してエラーアンプ５１２の出力端子５１２ｃに電気的に接続されている。過渡応答調整回路５３は、例えば、抵抗Ｒ５３１，Ｒ５３２，Ｒ５３３，Ｒ５３４と、コンデンサＣ５３１，Ｃ５３２，Ｃ５３３と、スイッチング素子Ｑ５３１を備える。抵抗Ｒ５３１は、昇圧チョッパ制御回路５１の過渡応答設定用端子５１４とグラウンドとの間に電気的に接続されている。コンデンサＣ５３１は、抵抗Ｒ５３１に並列に接続され、また、抵抗Ｒ５３２とコンデンサＣ５３２との直列回路も抵抗Ｒ５３１に並列に接続されている。さらに、コンデンサＣ５３２には、コンデンサＣ５３３とスイッチング素子Ｑ５３１との直列回路が、並列に接続されている。スイッチング素子Ｑ５３１は、例えば、ＮＰＮバイポーラトランジスタであり、コレクタがコンデンサＣ５３３を介してコンデンサＣ５３２に、エミッタがグラウンドに電気的に接続されている。抵抗Ｒ５３３は、スイッチング素子Ｑ５３１のベース−エミッタ間に電気的に接続されている。抵抗Ｒ５３４は、第１端がスイッチング素子Ｑ５３１のベースに電気的に接続されている。過渡応答調整回路５３では、スイッチング素子Ｑ５３１がオフであるときコンデンサＣ５３３は機能しないが、スイッチング素子Ｑ５３１がオンであるときはコンデンサＣ５３３が機能する。そのため、スイッチング素子Ｑ５３１がオンになると、過渡応答調整回路５３の時定数は大きくなる。このように、過渡応答調整回路５３は、時定数が、第１時定数（スイッチング素子Ｑ５３１がオンのときの時定数）と第１時定数より小さい第２時定数（スイッチング素子Ｑ５３１がオフのときの時定数）との間で切り替え可能に構成される。過渡応答調整回路５３は、過渡応答設定用端子５１４を介してエラーアンプ５１２の出力端子５１２ｃに電気的に接続されている。そのため、スイッチング素子Ｑ５３１がオンになると、スイッチング素子Ｑ５３１がオフのときよりもフィードバック制御の過渡応答が遅くなる。
The transient
本実施形態において、過渡応答は、例えば、応答性を意味する。つまり、過渡応答は、例えば、フィードバック制御の周期で定義される。具体的には、昇圧チョッパ制御回路５１が、昇圧チョッパ回路３０のスイッチング素子Ｑ３０のデューティ比を更新する周期である。この周期は、エラーアンプ５１２の出力信号の更新の周期に等しい。
In the present embodiment, the transient response means, for example, responsiveness. That is, the transient response is defined by, for example, a feedback control cycle. Specifically, this is a cycle in which the boost
モード選択回路５４は、制御回路５０の動作モードを切り替えるための回路である。動作モードは、例えば、エラーアンプ５１２を用いたフィードバック制御により昇圧チョッパ回路３０の直流出力電圧Ｖ３０を目標電圧値Ｖｄｃに設定する第１及び第２動作モードである。第２動作モードは、第１動作モードよりもフィードバック制御の過渡応答が速い。そのため、第２動作モードでは、第１動作モードよりも、直流出力電圧Ｖ３０が目標電圧値Ｖｄｃに維持され易く、直流出力電圧Ｖ３０の意図しない低下が抑制される。例えば、第１動作モードの過渡応答は、不要な成分を低減できるように設定される。不要な成分は、例えば、電源６０に由来する周波数（例えば、５０又は６０Ｈｚ）のリプル成分である。例えば、第１動作モードの過渡応答は、カットオフ周波数が２０Ｈｚとなるように設定される。この場合、エラーアンプ５１２がリプル成分の影響を受け難くなる。例えば、第２動作モードの過渡応答は、光源７０のちらつきと直流出力電圧Ｖ３０の低下との少なくとも一方が低減されるように設定される。モード選択回路５４は、例えば、マイクロコンピュータであり、メモリに格納されたプログラムを実行することにより後述する動作を実行する。
The
モード選択回路５４は、入力電圧検出回路５６の抵抗Ｒ５６１と抵抗Ｒ５６２との接続点に電気的に接続されており、入力電圧検出回路５６から入力電圧（入力電圧に対応する電圧）を受け取る。また、モード選択回路５４は、逆流阻止用のダイオードＤ５０１を介して、過渡応答調整回路５３の抵抗Ｒ５３４の第２端に電気的に接続されている。モード選択回路５４は、入力電圧に基づいて、モード選択条件が成立するかどうかを判定するように構成される。モード選択条件は、例えば、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高いかどうかを判断するための条件である。モード選択条件は、例えば、α×Ｖ１≦Ｖ２である。ここで、Ｖ１は電源６０の入力電圧のピーク値であり、Ｖ２は光源７０の点灯開始電圧である。点灯開始電圧は、例えば、光源７０が点灯可能な最低電圧である。αは、１より大きい。好ましくは、αは、１．１以上、５以下である。αの値は、始動時に直流出力電圧Ｖ３０の低下に起因する望ましくない影響（例えば、光源７０のちらつき）が起きないように設定されることが好ましい。モード選択条件が成立する場合、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高くはないと判断される。
The
モード選択回路５４は、モード選択条件が成立しない場合、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１にハイレベルの電圧を与えてオンにし、フィードバック制御の過渡応答を遅くする。これによって、制御回路５０の動作モードが、第１動作モードに設定される。一方、モード選択回路５４は、モード選択条件が成立する場合、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１にロウレベルの電圧を与えてオフにし、フィードバック制御の過渡応答を速くする。これによって、制御回路５０の動作モードが、第２動作モードに設定される。モード選択回路５４は、過渡応答調整回路５３の時定数を第１時定数に切り替えることで第１動作モードを実行し、過渡応答調整回路５３の時定数を第２時定数に切り替えることで第２動作モードを実行する。
When the mode selection condition is not satisfied, the
始動判定回路５５は、光源７０が点灯しているか否かを判定するための回路である。始動判定回路５５は、例えば、比較器５５１と、電圧源５５２と、を備える。比較器５５１は、例えば、非反転入力端子と、反転入力端子と、出力端子と、を有する。非反転入力端子は、出力電圧検出回路５８の抵抗Ｒ５８１と抵抗Ｒ５８２との接続点に電気的に接続されており、出力電圧検出回路５８から出力電圧Ｖ４０（出力電圧に対応する電圧）を受け取る。反転入力端子は、電圧源５５２に電気的に接続されている。電圧源５５２は、閾電圧値に対応する電圧を出力する。閾電圧値は、例えば、光源７０の点灯開始電圧Ｖ２に等しい。なお、閾電圧値は、点灯開始電圧Ｖ２以下であってもよい。出力端子は、逆流阻止用のダイオードＤ５０２を介して、過渡応答調整回路５３の抵抗Ｒ５３４の第２端に電気的に接続されている。出力電圧Ｖ４０が閾電圧値を超える場合、出力端子の電圧はハイレベルになるから、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１がオンになる。そのため、制御回路５０の動作モードは第１動作モードに設定される。一方、出力電圧Ｖ４０が閾電圧値未満の場合、出力端子の電圧はロウレベルになるから、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１がオフになる。そのため、制御回路５０の動作モードは第２動作モードに設定される。ただし、モード選択回路５４が既にスイッチング素子Ｑ５３１にハイレベルの電圧を与えている場合（第１動作モードの実行中）、比較器５５１の出力端子の電圧がロウレベルであっても、スイッチング素子Ｑ５３１はオンのままである。そのため、制御回路５０の動作モードが第２動作モードに設定されることはない。一方、モード選択回路５４がスイッチング素子Ｑ５３１にロウレベルの電圧を与えている場合（第２動作モードの実行中）、比較器５５１の出力端子の電圧がハイレベルになると、スイッチング素子Ｑ５３１はオンになる。そのため、制御回路５０の動作モードが第１動作モードに設定される。
The
以上述べたように、制御回路５０は、昇圧チョッパ回路３０のフィードバック制御用のエラーアンプ５１２を備える。制御回路５０は、フィードバック制御により昇圧チョッパ回路３０の直流出力電圧Ｖ３０を目標電圧値Ｖｄｃに設定する第１及び第２動作モードを有している。ここで、第２動作モードは、第１動作モードよりもフィードバック制御の過渡応答が速い。そして、制御回路５０は、モード選択条件が成立しない場合、第１動作モードを実行し、モード選択条件が成立する場合、第２動作モードを実行する。つまり、本実施形態の点灯装置１０では、入力電圧のピーク値Ｖ１が相対的に低い場合には、過渡応答を相対的に速くし、入力電圧のピーク値Ｖ１が相対的に高い場合には、過渡応答を相対的に遅くしている。
As described above, the
また、制御回路５０は、第２動作モードの実行中に降圧チョッパ回路４０により光源７０に印加される出力電圧Ｖ４０が閾電圧値を超えると、第２動作モードを終了して第１動作モードを実行する。つまり、制御回路５０は、過渡応答が相対的に速い状態で平滑コンデンサＣ４０をある程度充電した後は、過渡応答を相対的に遅くする。
When the output voltage V40 applied to the
以下、点灯装置１０の動作（特に、光源７０の始動時の動作）について説明する。なお、初期状態では、降圧チョッパ回路４０の出力電圧Ｖ４０は当然に閾電圧値（点灯開始電圧Ｖ２）未満であるから、始動判定回路５５の比較器５５１の出力端子の電圧はロウレベルである。以下の説明におけるピーク値Ｖ１及び点灯開始電圧Ｖ２の値は一例に過ぎない。
Hereinafter, the operation of the lighting device 10 (particularly, the operation when the
初期状態において、電源６０から点灯装置１０に電力が供給されると、制御回路５０では、モード選択回路５４が入力電圧検出回路５６から入力電圧のピーク値Ｖ１を取得する。モード選択回路５４は、ピーク値Ｖ１に基づき、モード選択条件が成立するかどうかを判断する。
In the initial state, when power is supplied from the
ここで、モード選択条件が成立しない場合の点灯装置１０の動作について図２を参照して説明する。例えば、モード選択条件が、１．１×Ｖ１≦Ｖ２であり、電源６０の入力電圧のピーク値Ｖ１が２８０Ｖ、光源７０の点灯開始電圧Ｖ２が１８０Ｖである場合、モード選択条件は成立しない。そのため、モード選択回路５４は、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１にハイレベルの電圧を与える。これによって、スイッチング素子Ｑ５３１がオンになり、制御回路５０は、第１動作モードを実行する。これによって、昇圧チョッパ制御回路５１が昇圧チョッパ回路３０の制御を開始し（時刻ｔ１０）、直流出力電圧Ｖ３０を目標電圧値Ｖｄｃまで増加させる。この後に、降圧チョッパ制御回路５２が降圧チョッパ回路４０の制御を開始し（時刻ｔ１１）、光源７０に流れる電流が目標電流値となるように出力電圧Ｖ４０を徐々に増加させる。このとき、平滑コンデンサＣ４０の充電に電力が使用される。しかし、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高いから、直流出力電圧Ｖ３０の低下は少ない。そのため、過渡応答が相対的に遅くても出力電圧Ｖ４０に影響が出ない。その後、降圧チョッパ回路４０の出力電圧Ｖ４０が閾電圧値（点灯開始電圧Ｖ２）を超えると（時刻ｔ１２）、光源７０に電流Ｉ７０が流れ始める。時刻ｔ１２以後、始動判定回路５５の比較器５５１の出力端子の電圧はハイレベルになるが、既にモード選択回路５４が、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１にハイレベルの電圧を与えているから、第１動作モードが継続される。なお、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高い場合、光源７０に流れる電流Ｉ７０に歪み（高周波成分）が生じ易い。しかし、第１動作モードでは、過渡応答が相対的に遅いため、結果として電流Ｉ７０の歪みが抑制される。このようにして、点灯装置１０は、光源７０を与えられた調光レベルで点灯させる。
Here, the operation of the
次に、モード選択条件が成立する場合の点灯装置１０の動作について図３を参照して説明する。例えば、モード選択条件が、１．１×Ｖ１≦Ｖ２であり、電源６０の入力電圧のピーク値Ｖ１が１４０Ｖ、光源７０の点灯開始電圧Ｖ２が１８０Ｖである場合、モード選択条件が成立する。そのため、モード選択回路５４は、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１にロウレベルの電圧を与える。これによって、スイッチング素子Ｑ５３１がオフになり、制御回路５０は、第２動作モードを実行する。これによって、昇圧チョッパ制御回路５１が昇圧チョッパ回路３０の制御を開始し（時刻ｔ２０）、直流出力電圧Ｖ３０を目標電圧値Ｖｄｃまで増加させる。この後に、降圧チョッパ制御回路５２が降圧チョッパ回路４０の制御を開始し（時刻ｔ２１）、光源７０に流れる電流が目標電流値となるように出力電圧Ｖ４０を徐々に増加させる。このとき、平滑コンデンサＣ４０の充電に電力が使用される。そのため、直流出力電圧Ｖ３０が低下しようとするが、第２動作モードでは過渡応答が相対的に速いため、直流出力電圧Ｖ３０はほとんど変化しない。その後、降圧チョッパ回路４０の出力電圧Ｖ４０が閾電圧値（点灯開始電圧Ｖ２）を超えると（時刻ｔ２２）、光源７０に電流Ｉ７０が流れ始める。時刻ｔ２２以後、始動判定回路５５の比較器５５１の出力端子の電圧がハイレベルになり、これによって、スイッチング素子Ｑ５３１がオンになる。つまり、制御回路５０は、第２動作モードを終了して第１動作モードを実行する。以後、第１動作モードが継続される。このようにして、点灯装置１０は、光源７０を与えられた調光レベルで点灯させる。
Next, the operation of the
次に、比較例の動作について図４を参照して説明する。比較例は、本実施形態の点灯装置１０と、制御回路５０が常に第１動作モードを実行するという点で相違する。例えば、電源６０の入力電圧のピーク値Ｖ１が１４０Ｖ、光源７０の点灯開始電圧Ｖ２が１８０Ｖである場合、比較例では、制御回路５０は、第２動作モードではなく第１動作モードを実行する。これによって、昇圧チョッパ制御回路５１が昇圧チョッパ回路３０の制御を開始し（時刻ｔ３０）、直流出力電圧Ｖ３０を目標電圧値Ｖｄｃまで増加させる。この後に、降圧チョッパ制御回路５２が降圧チョッパ回路４０の制御を開始し（時刻ｔ３１）、光源７０に流れる電流が目標電流値となるように出力電圧Ｖ４０を徐々に増加させる。このとき、平滑コンデンサＣ４０の充電に電力が使用される。しかし、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高くないため、直流出力電圧Ｖ３０が低下する。さらに、比較例では、過渡応答が相対的に遅いため、直流出力電圧Ｖ３０が低下し続けてしまう。その後、降圧チョッパ回路４０の出力電圧Ｖ４０が閾電圧値（点灯開始電圧Ｖ２）を超えると（時刻ｔ３２）、光源７０に電流Ｉ７０が流れ始める。これによって、さらに直流出力電圧Ｖ３０が低下してしまう。その結果、出力電圧Ｖ４０が低下して点灯開始電圧Ｖ２を下回り、光源７０に電流Ｉ７０が流れなくなる。その後、昇圧チョッパ制御回路５１が直流出力電圧Ｖ３０を再び目標電圧値Ｖｄｃまで増加させる。このときには、平滑コンデンサＣ４０は一旦充電されているため、直流出力電圧Ｖ３０の低下は少ない。これによって、出力電圧Ｖ４０が点灯開始電圧Ｖ２を越えるため、再度、光源７０に電流Ｉ７０が流れる。このように、比較例では、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高くない場合でも過渡応答が相対的に遅いため、平滑コンデンサＣ４０に起因する直流出力電圧Ｖ３０の低下を抑制できない場合がある。この場合、光源７０のちらつきが生じる可能性がある。
Next, the operation of the comparative example will be described with reference to FIG. The comparative example is different from the
上述したように、本実施形態の点灯装置１０は、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高い場合（入力電圧が相対的に高い場合）には過渡応答を相対的に遅くする。また、本実施形態の点灯装置１０は、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高くない場合（入力電圧が相対的に低い場合）には過渡応答を相対的に速くする。入力電圧が相対的に高い場合、電源６０から十分な電力が供給されている。そのため、過渡応答が相対的に遅くても平滑コンデンサＣ４０に起因する直流出力電圧Ｖ３０の低下が少ない。また、入力電圧が相対的に高い場合には電流Ｉ７０に歪み（高周波成分）が生じ易い。しかし、過渡応答が相対的に遅いため、結果として電流Ｉ７０の歪みが抑制される。入力電圧が相対的に低い場合、平滑コンデンサＣ４０に起因する直流出力電圧Ｖ３０の低下が大きくなりやすい。しかし、過渡応答を相対的に速くしているから、直流出力電圧Ｖ３０の低下が抑制される。ここで、過渡応答が相対的に速い場合には過渡応答が相対的に遅い場合い比べて電流Ｉ７０の歪みを低減し難い。しかし、入力電圧が相対的に低い場合には入力電圧が相対的に高い場合に比べて電流Ｉ７０の歪みが少なくなり易い。そのため、過渡応答が相対的に速くても、電流Ｉ７０の歪みが抑制される。
As described above, the
このように、本実施形態の点灯装置１０によれば、光源７０に流れる電流Ｉ７０の歪みを抑制しながらも降圧チョッパ回路４０の平滑コンデンサＣ４０に起因する昇圧チョッパ回路３０の直流出力電圧Ｖ３０の低下を抑制できる。また、本実施形態の点灯装置１０では、過渡応答が相対的に速い状態で平滑コンデンサＣ４０をある程度充電した後は、過渡応答を相対的に遅くする。そのため、入力電圧が相対的に低い場合に、電流Ｉ７０の歪みがさらに抑制される。
As described above, according to the
以上述べた点灯装置１０は、例えば、図５に示される照明器具に用いられる。図５の照明器具は、点灯装置１０と、点灯装置１０からの直流電力により点灯する光源７０と、を備える。図５の照明器具は、例えば、投光器である。点灯装置１０は、投光器以外の照明器具（例えば、ベースライト、スポットライト、ダウンライト、ホリゾントライト）にも使用され得る。このような照明器具によれば、光源７０に流れる電流Ｉ７０の歪みを抑制しながらも降圧チョッパ回路４０の平滑コンデンサＣ４０に起因する昇圧チョッパ回路３０の直流出力電圧Ｖ３０の低下を抑制できる。
The
２．変形例
本発明の実施形態は、上記の実施形態に限定されない。上記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
2. The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The above-described embodiment can be variously changed according to the design or the like as long as the object of the present invention can be achieved.
図６は、上記実施形態の第１変形例の点灯装置１０Ａを示す。点灯装置１０Ａは、点灯装置１０とは異なり、制御回路５０は、第２動作モードの実行中に降圧チョッパ回路４０から光源７０に供給される電流Ｉ７０が閾電流値を超えると、第２動作モードを終了して第１動作モードを実行するように構成される。点灯装置１０Ａの説明および図６においては、点灯装置１０Ａの構成のうち点灯装置１０と同じ構成には、点灯装置１０の構成と同じ符号を付している。
FIG. 6 shows a
より詳細には、点灯装置１０Ａは、出力電圧検出回路５８を備えていない。点灯装置１０Ａでは、始動判定回路５５は、点灯装置１０と同様に、例えば、比較器５５１と、電圧源５５２と、を備える。比較器５５１は、例えば、非反転入力端子と、反転入力端子と、出力端子と、を有する。非反転入力端子は、出力電流検出回路５９に接続され、出力電流検出回路５９から光源７０に流れる電流Ｉ７０の現在値（現在値に対応する電圧）を受け取る。反転入力端子は、電圧源５５２に電気的に接続されている。電圧源５５２は、閾電圧値を出力する。第１変形例では、閾電圧値は、例えば、予め設定された閾電流値に対応する電圧値である。閾電流値は、例えば、電流Ｉ７０の最小値（つまり、点灯開始電圧Ｖ２に対応する電流値）に等しい。なお、閾電流値は、電流Ｉ７０の最小値以下であってもよい。出力端子は、逆流阻止用のダイオードＤ５０２を介して、過渡応答調整回路５３の抵抗Ｒ５３４の第２端に電気的に接続されている。
More specifically, the
点灯装置１０Ａの始動判定回路５５では、電流Ｉ７０の現在値が閾電流値を超える場合、出力端子の電圧はハイレベルになるから、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１がオンになる。そのため、制御回路５０の動作モードは第１動作モードに設定される。一方、電流Ｉ７０の現在値が閾電流値未満の場合、出力端子の電圧はロウレベルになるから、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１がオフになる。そのため、制御回路５０の動作モードは第２動作モードに設定される。ただし、モード選択回路５４が既にスイッチング素子Ｑ５３１にハイレベルの電圧を与えている場合（第１動作モードの実行中）、比較器５５１の出力端子の電圧がロウレベルであっても、スイッチング素子Ｑ５３１はオンのままである。そのため、制御回路５０の動作モードが第２動作モードに設定されることはない。一方、モード選択回路５４がスイッチング素子Ｑ５３１にロウレベルの電圧を与えている場合（第２動作モードの実行中）、比較器５５１の出力端子の電圧がハイレベルになると、スイッチング素子Ｑ５３１はオンになる。そのため、制御回路５０の動作モードが第１動作モードに設定される。
In the
このように、制御回路５０は、第２動作モードの実行中に降圧チョッパ回路４０から光源７０に供給される電流Ｉ７０が閾電流値を超えると、第２動作モードを終了して第１動作モードを実行する。つまり、制御回路５０は、過渡応答が相対的に速い状態で平滑コンデンサＣ４０をある程度充電した後は、過渡応答を相対的に遅くする。入力電圧が相対的に低い場合に、電流Ｉ７０の歪みがさらに抑制される。
As described above, when the current I70 supplied from the step-down
図７は、上記実施形態の第２変形例の点灯装置１０Ｂを示す。点灯装置１０Ｂは、点灯装置１０とは異なり、制御回路５０は、エラーアンプ５１２の第１入力端子５１２ａに電気的に接続される過渡応答調整回路５３Ａを有する。つまり、点灯装置１０Ｂは、過渡応答調整回路５３を備えておらず、代わりに、過渡応答調整回路５３Ａを備える。点灯装置１０Ｂの説明および図７においては、点灯装置１０Ｂの構成のうち点灯装置１０と同じ構成には、点灯装置１０の構成と同じ符号を付している。なお、点灯装置１０Ｂでは、昇圧チョッパ制御回路５１は、過渡応答設定用端子５１４を備えていないが、過渡応答設定用端子５１４を備えていてもよい。
FIG. 7 shows a lighting device 10B of a second modification of the above embodiment. Unlike the
過渡応答調整回路５３Ａは、コンデンサＣ５３４と、スイッチング素子Ｑ５３２と、抵抗Ｒ５３５，５３６を備える。コンデンサＣ５３４は、第１端がエラーアンプ５１２の第１入力端子５１２ａに電気的に接続され、第２端がスイッチング素子Ｑ５３２を介してグラウンドに接続されている。スイッチング素子Ｑ５３２は、例えば、ＮＰＮバイポーラトランジスタであり、コレクタがコンデンサＣ５３４に、エミッタがグラウンドに電気的に接続されている。抵抗Ｒ５３５は、スイッチング素子Ｑ５３２のベース−エミッタ間に電気的に接続されている。抵抗Ｒ５３６は、第１端がスイッチング素子Ｑ５３２のベースに電気的に接続されている。過渡応答調整回路５３Ａでは、スイッチング素子Ｑ５３２がオフであるときコンデンサＣ５３４は機能しないが、スイッチング素子Ｑ５３２がオンであるときはコンデンサＣ５３４が機能する。そのため、スイッチング素子Ｑ５３２がオンになると、過渡応答調整回路５３Ａの時定数は大きくなる。このように、過渡応答調整回路５３Ａは、時定数が、第１時定数（スイッチング素子Ｑ５３２がオンのときの時定数）と第１時定数より小さい第２時定数（スイッチング素子Ｑ５３２がオフのときの時定数）との間で切り替え可能に構成される。過渡応答調整回路５３Ａは、エラーアンプ５１２の第１入力端子５１２ａに電気的に接続されている。そのため、スイッチング素子Ｑ５３２がオンになると、スイッチング素子Ｑ５３２がオフのときよりもフィードバック制御の過渡応答が遅くなる。
The transient
点灯装置１０Ｂでは、モード選択回路５４は、逆流阻止用のダイオードＤ５０３を介して過渡応答調整回路５３Ａの抵抗Ｒ５３６の第２端に電気的に接続されている。モード選択回路５４は、モード選択条件が成立しない場合、過渡応答調整回路５３Ａのスイッチング素子Ｑ５３２にハイレベルの電圧を与えてオンにし、フィードバック制御の過渡応答を遅くする。これによって、制御回路５０の動作モードが、第１動作モードに設定される。一方、モード選択回路５４は、モード選択条件が成立する場合、過渡応答調整回路５３Ａのスイッチング素子Ｑ５３２にロウレベルの電圧を与えてオフにし、フィードバック制御の過渡応答を速くする。これによって、制御回路５０の動作モードが、第２動作モードに設定される。
In the lighting device 10B, the
点灯装置１０Ｂでは、始動判定回路５５の比較器５５１の出力端子が、逆流阻止用のダイオードＤ５０４を介して過渡応答調整回路５３Ａの抵抗Ｒ５３６の第２端に電気的に接続されている。出力電圧Ｖ４０が閾電圧値を超える場合、出力端子の電圧はハイレベルになるから、過渡応答調整回路５３Ａのスイッチング素子Ｑ５３２がオンになる。そのため、制御回路５０の動作モードは第１動作モードに設定される。一方、出力電圧Ｖ４０が閾電圧値未満の場合、出力端子の電圧はロウレベルになるから、過渡応答調整回路５３Ａのスイッチング素子Ｑ５３２がオフになる。そのため、制御回路５０の動作モードは第２動作モードに設定される。ただし、モード選択回路５４が既にスイッチング素子Ｑ５３２にハイレベルの電圧を与えている場合（第１動作モードの実行中）、比較器５５１の出力端子の電圧がロウレベルであっても、スイッチング素子Ｑ５３２はオンのままである。そのため、制御回路５０の動作モードが第２動作モードに設定されることはない。一方、モード選択回路５４がスイッチング素子Ｑ５３２にロウレベルの電圧を与えている場合（第２動作モードの実行中）、比較器５５１の出力端子の電圧がハイレベルになると、スイッチング素子Ｑ５３２はオンになる。そのため、制御回路５０の動作モードが第１動作モードに設定される。
In the lighting device 10B, the output terminal of the
点灯装置１０Ｂは、点灯装置１０と同様に、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高い場合（入力電圧が相対的に高い場合）には過渡応答を相対的に遅くする。また、点灯装置１０Ｂは、点灯装置１０と同様に、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高くない場合（入力電圧が相対的に低い場合）には過渡応答を相対的に速くする。したがって、点灯装置１０Ｂは、点灯装置１０と同様の効果を奏する。
Similarly to the
図８は、上記実施形態の第３変形例の点灯装置１０Ｃを示す。点灯装置１０Ｃは、点灯装置１０とは異なり、過渡応答調整回路５３に加えて、過渡応答調整回路５３Ａを備える。点灯装置１０Ｃの説明および図７においては、点灯装置１０Ｃの構成のうち点灯装置１０又は点灯装置１０Ｂと同じ構成には、点灯装置１０又は点灯装置１０Ｂの構成と同じ符号を付している。
FIG. 8 shows a lighting device 10C according to a third modification of the above embodiment. Unlike the
点灯装置１０Ｃでは、モード選択回路５４は、ダイオードＤ５０１を介してスイッチング素子Ｑ５３１のベースに電気的に接続され、さらに、ダイオードＤ５０３を介してスイッチング素子Ｑ５３２のベースに電気的に接続されている。モード選択回路５４は、モード選択条件が成立しない場合、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１及び過渡応答調整回路５３Ａのスイッチング素子Ｑ５３２にハイレベルの電圧を与えてオンにし、フィードバック制御の過渡応答を遅くする。これによって、制御回路５０の動作モードが、第１動作モードに設定される。一方、モード選択回路５４は、モード選択条件が成立する場合、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１及び過渡応答調整回路５３Ａのスイッチング素子Ｑ５３２にロウレベルの電圧を与えてオフにし、フィードバック制御の過渡応答を速くする。これによって、制御回路５０の動作モードが、第２動作モードに設定される。
In the lighting device 10C, the
点灯装置１０Ｃでは、始動判定回路５５の比較器５５１の出力端子が、ダイオードＤ５０２を介してスイッチング素子Ｑ５３１のベースに電気的に接続され、さらに、ダイオードＤ５０４を介してスイッチング素子Ｑ５３２のベースに電気的に接続されている。出力電圧Ｖ４０が閾電圧値を超える場合、出力端子の電圧はハイレベルになるから、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１及び過渡応答調整回路５３Ａのスイッチング素子Ｑ５３２がオンになる。そのため、制御回路５０の動作モードは第２動作モードに設定される。一方、出力電圧Ｖ４０が閾電圧値未満の場合、出力端子の電圧はロウレベルになるから、過渡応答調整回路５３のスイッチング素子Ｑ５３１及び過渡応答調整回路５３Ａのスイッチング素子Ｑ５３２がオフになる。そのため、制御回路５０の動作モードは第１動作モードに設定される。ただし、モード選択回路５４が既にスイッチング素子Ｑ５３１，Ｑ５３２にハイレベルの電圧を与えている場合（第１動作モードの実行中）、比較器５５１の出力端子の電圧がロウレベルであっても、スイッチング素子Ｑ５３１，Ｑ５３２はオンのままである。そのため、制御回路５０の動作モードが第２動作モードに設定されることはない。一方、モード選択回路５４がスイッチング素子Ｑ５３１，Ｑ５３２にロウレベルの電圧を与えている場合（第２動作モードの実行中）、比較器５５１の出力端子の電圧がハイレベルになると、スイッチング素子Ｑ５３１，Ｑ５３２はオンになる。そのため、制御回路５０の動作モードが第１動作モードに設定される。
In the lighting device 10C, the output terminal of the
点灯装置１０Ｃは、点灯装置１０と同様に、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高い場合（入力電圧が相対的に高い場合）には過渡応答を相対的に遅くする。また、点灯装置１０Ｃは、点灯装置１０と同様に、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高くない場合（入力電圧が相対的に低い場合）には過渡応答を相対的に速くする。したがって、点灯装置１０Ｃは、点灯装置１０と同様の効果を奏する。なお、点灯装置１０Ｃでは、制御回路５０は、過渡応答調整回路５３，５３Ａを一括して制御しているが、過渡応答調整回路５３，５３Ａを個別に制御してもよい。この場合、制御回路５０は、過渡応答が異なる４つの動作モードのいずれかで動作できる。
As with the
図９は、上記実施形態の第４変形例の点灯装置１０Ｄを示す。点灯装置１０Ｄは、点灯装置１０とは異なり、入力電圧検出回路５６を備えておらず、代わりに、入力器８０を備える。点灯装置１０Ｄの説明および図９においては、点灯装置１０Ｄの構成のうち点灯装置１０と同じ構成には、点灯装置１０の構成と同じ符号を付している。
FIG. 9 shows a lighting device 10D of a fourth modification of the above embodiment. Unlike the
入力器８０は、例えば、使用者から、モード選択条件が成立するかどうかについての情報を受け取り、受け取った情報をモード選択回路５４に与えるように構成される。入力器８０は、例えば、使用者の操作に応じて第１状態と第２状態とが切り換えられる。第１状態では、入力器８０は、モード選択条件が成立しない場合に対応する第１信号をモード選択回路５４に与える。第２状態では、入力器８０は、モード選択条件が成立する場合に対応する第２信号をモード選択回路５４に与える。入力器８０は、例えば、ディップスイッチや、切り替えスイッチを備える。
The
モード選択回路５４は、第１信号を受け取ると第１動作モードを実行し、第２信号を受け取ると第２動作モードを実行する、ように構成される。つまり、モード選択回路５４は、モード選択条件が成立するかどうかの判断を行わない。
The
点灯装置１０Ｄは、点灯装置１０と同様に、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高い場合（入力電圧が相対的に高い場合）には過渡応答を相対的に遅くする。また、点灯装置１０Ｄは、点灯装置１０と同様に、電源６０の入力電圧が光源７０に必要な電圧に対して十分に高くない場合（入力電圧が相対的に低い場合）には過渡応答を相対的に速くする。したがって、点灯装置１０Ｄは、点灯装置１０と同様の効果を奏する。
Similarly to the
例えば、上記実施形態の点灯装置１０では、制御回路５０は、第２動作モードの実行中に降圧チョッパ回路４０により光源７０に印加される出力電圧Ｖ４０が閾電圧値を超えると、第２動作モードを終了して第１動作モードを実行している。しかし、他の変形例では、制御回路５０は、第２動作モードの実行中に出力電圧Ｖ４０が閾電圧値を超えたかどうかにかかわらず、第２動作モードを継続してもよい。
For example, in the
例えば、別の変形例では、制御回路５０は、フィードバック制御の過渡応答が異なる３以上の動作モードを有していてもよい。そして、モード選択回路５４は、３以上の動作モードから、入力電圧のピーク値が低いほど過渡応答が速い動作モードを選択するようにしてもよい。つまり、動作モードは、上述の第１動作モードと第２動作モードとの２つだけである必要はない。
For example, in another modification, the
３．態様
上記実施形態及び変形例から明らかなように、本発明に係る第１の態様の点灯装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ；１０Ｃ；１０Ｄ）は、昇圧チョッパ回路（３０）と、降圧チョッパ回路（４０）と、制御回路（５０）と、を備える。前記昇圧チョッパ回路（３０）は、電源（６０）からの入力電圧を元に直流出力電圧（Ｖ３０）を生成するように構成される。前記降圧チョッパ回路（４０）は、平滑コンデンサ（Ｃ４０）を有し前記昇圧チョッパ回路（３０）の前記直流出力電圧（Ｖ３０）を元に光源（７０）に直流電力を供給するように構成される。前記制御回路（５０）は、前記昇圧チョッパ回路（３０）及び前記降圧チョッパ回路（４０）を制御するように構成される。前記制御回路（５０）は、前記昇圧チョッパ回路（３０）のフィードバック制御用のエラーアンプ（５１２）を有する。前記制御回路（５０）は、前記フィードバック制御により前記昇圧チョッパ回路（３０）の前記直流出力電圧（Ｖ３０）を目標電圧値（Ｖｄｃ）に設定する第１及び第２動作モードを有する。前記第２動作モードは、前記第１動作モードよりも前記フィードバック制御の過渡応答が速い。前記制御回路（５０）は、モード選択条件が成立しない場合、前記第１動作モードを実行し、前記モード選択条件が成立する場合、前記第２動作モードを実行する、ように構成される。前記モード選択条件は、α×Ｖ１≦Ｖ２である。Ｖ１は前記電源（６０）の前記入力電圧のピーク値である。Ｖ２は前記光源（７０）の点灯開始電圧である。αは１より大きい。
3. Aspect As apparent from the above-described embodiments and modifications, the lighting device (10; 10A; 10B; 10C; 10D) according to the first aspect of the present invention includes a step-up chopper circuit (30) and a step-down chopper circuit (40 ) And a control circuit (50). The step-up chopper circuit (30) is configured to generate a DC output voltage (V30) based on an input voltage from a power source (60). The step-down chopper circuit (40) has a smoothing capacitor (C40) and is configured to supply DC power to the light source (70) based on the DC output voltage (V30) of the step-up chopper circuit (30). . The control circuit (50) is configured to control the step-up chopper circuit (30) and the step-down chopper circuit (40). The control circuit (50) includes an error amplifier (512) for feedback control of the boost chopper circuit (30). The control circuit (50) has first and second operation modes in which the DC output voltage (V30) of the boost chopper circuit (30) is set to a target voltage value (Vdc) by the feedback control. The transient response of the feedback control is faster in the second operation mode than in the first operation mode. The control circuit (50) is configured to execute the first operation mode when the mode selection condition is not satisfied, and to execute the second operation mode when the mode selection condition is satisfied. The mode selection condition is α × V1 ≦ V2. V1 is a peak value of the input voltage of the power source (60). V2 is a lighting start voltage of the light source (70). α is greater than 1.
第１の態様によれば、光源（７０）に流れる電流（Ｉ７０）の歪みを抑制しながらも降圧チョッパ回路（４０）の平滑コンデンサ（Ｃ４０）に起因する昇圧チョッパ回路（３０）の直流出力電圧（Ｖ３０）の低下を抑制できる。 According to the first aspect, the DC output voltage of the step-up chopper circuit (30) caused by the smoothing capacitor (C40) of the step-down chopper circuit (40) while suppressing distortion of the current (I70) flowing through the light source (70). A decrease in (V30) can be suppressed.
本発明に係る第２の態様の点灯装置（１０；１０Ｂ；１０Ｃ；１０Ｄ）は、上記第１の態様との組み合わせにより実現され得る。第２の態様では、前記制御回路（５０）は、前記第２動作モードの実行中に出力電圧（Ｖ４０）が閾電圧値を超えると、前記第２動作モードを終了して前記第１動作モードを実行するように構成される。前記出力電圧（Ｖ４０）は、前記降圧チョッパ回路（４０）により前記光源（７０）に印加される電圧である。 The lighting device (10; 10B; 10C; 10D) according to the second aspect of the present invention can be realized by a combination with the first aspect. In the second mode, when the output voltage (V40) exceeds a threshold voltage value during execution of the second operation mode, the control circuit (50) ends the second operation mode and the first operation mode. Configured to perform. The output voltage (V40) is a voltage applied to the light source (70) by the step-down chopper circuit (40).
第２の態様によれば、降圧チョッパ回路（４０）の動作後は電流（Ｉ７０）の歪みをより抑制できる。 According to the second aspect, the distortion of the current (I70) can be further suppressed after the operation of the step-down chopper circuit (40).
本発明に係る第３の態様の点灯装置（１０；１０Ｂ；１０Ｃ；１０Ｄ）は、上記第２の態様との組み合わせにより実現され得る。第３の態様では、前記閾電圧値は、前記点灯開始電圧（Ｖ２）以下である。 The lighting device (10; 10B; 10C; 10D) according to the third aspect of the present invention can be realized by a combination with the second aspect. In the third aspect, the threshold voltage value is equal to or lower than the lighting start voltage (V2).
第３の態様によれば、光源（７０）の点灯後は電流（Ｉ７０）の歪みを抑制できる。 According to the third aspect, the distortion of the current (I70) can be suppressed after the light source (70) is turned on.
本発明に係る第４の態様の点灯装置（１０Ａ）は、上記第１の態様との組み合わせにより実現され得る。第４の態様では、前記制御回路（５０）は、前記第２動作モードの実行中に前記光源（７０）に流れる電流（Ｉ７０）が閾電流値を超えると、前記第２動作モードを終了して前記第１動作モードを実行するように構成される。 The lighting device (10A) of the fourth aspect according to the present invention can be realized by a combination with the first aspect. In the fourth aspect, the control circuit (50) ends the second operation mode when the current (I70) flowing through the light source (70) exceeds a threshold current value during execution of the second operation mode. And configured to execute the first operation mode.
第４の態様によれば、降圧チョッパ回路（４０）の動作後は電流の歪み（Ｉ７０）をより抑制できる。 According to the fourth aspect, after the operation of the step-down chopper circuit (40), the current distortion (I70) can be further suppressed.
本発明に係る第５の態様の点灯装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ；１０Ｃ；１０Ｄ）は、上記第１〜第４の態様のうちいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第５の態様では、αは、１．１以上、５以下である。 The lighting device (10; 10A; 10B; 10C; 10D) according to the fifth aspect of the present invention can be realized by a combination with any one of the first to fourth aspects. In the fifth aspect, α is 1.1 or more and 5 or less.
第５の態様によれば、直流出力電圧（Ｖ３０）の意図しない低下をより抑制できる。 According to the 5th aspect, the unintended fall of direct-current output voltage (V30) can be suppressed more.
本発明に係る第６の態様の点灯装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ；１０Ｃ；１０Ｄ）は、上記第１〜第５の態様のうちいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第６の態様では、前記制御回路（５０）は、前記光源（７０）の始動時においては、前記降圧チョッパ回路（４０）を制御して前記光源（７０）に流れる電流（Ｉ７０）を徐々に増加させるように構成される。 The lighting device (10; 10A; 10B; 10C; 10D) according to the sixth aspect of the present invention may be realized by a combination with any one of the first to fifth aspects. In the sixth aspect, the control circuit (50) gradually controls the current (I70) flowing through the light source (70) by controlling the step-down chopper circuit (40) when the light source (70) is started. Configured to increase.
第６の態様によれば、降圧チョッパ回路（４０）の動作後の直流出力電圧（Ｖ３０）の意図しない低下をより抑制できる。 According to the sixth aspect, an unintended decrease in the DC output voltage (V30) after the operation of the step-down chopper circuit (40) can be further suppressed.
本発明に係る第７の態様の点灯装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ；１０Ｃ；１０Ｄ）は、上記第１〜第６の態様のうちいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第７の態様では、前記昇圧チョッパ回路（３０）は、スイッチング素子（Ｑ３０）を有する。前記エラーアンプ（５１２）は、前記直流出力電圧（Ｖ３０）に対応する検出電圧を受け取る第１入力端子（５１２ａ）と、前記目標電圧値（Ｖｄｃ）に対応する基準電圧を受け取る第２入力端子（５１２ｂ）と、出力端子（５１２ｃ）と、を有する。前記エラーアンプ（５１２）は、前記検出電圧と前記基準電圧との差に応じた出力信号を前記出力端子（５１２ｃ）から出力するように構成される。前記制御回路（５０）は、前記出力信号に応じて前記昇圧チョッパ回路（３０）の前記スイッチング素子（Ｑ３０）を制御する駆動回路（５１１）を有する。 The lighting device (10; 10A; 10B; 10C; 10D) according to the seventh aspect of the present invention can be realized by a combination with any one of the first to sixth aspects. In the seventh aspect, the boost chopper circuit (30) includes a switching element (Q30). The error amplifier (512) has a first input terminal (512a) for receiving a detection voltage corresponding to the DC output voltage (V30) and a second input terminal (for receiving a reference voltage corresponding to the target voltage value (Vdc)). 512b) and an output terminal (512c). The error amplifier (512) is configured to output an output signal corresponding to a difference between the detection voltage and the reference voltage from the output terminal (512c). The control circuit (50) includes a drive circuit (511) that controls the switching element (Q30) of the boost chopper circuit (30) in accordance with the output signal.
第７の態様によれば、制御回路（５０）の構成を簡素化でき、低コスト化を図ることができる。 According to the 7th aspect, the structure of a control circuit (50) can be simplified and cost reduction can be achieved.
本発明に係る第８の態様の点灯装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ；１０Ｃ；１０Ｄ）は、上記第７の態様との組み合わせにより実現され得る。第８の態様では、前記制御回路（５０）は、前記エラーアンプ（５１２）の前記第１入力端子（５１２ａ）又は前記出力端子（５１２ｃ）に電気的に接続される過渡応答調整回路（５３；５３Ａ）を有する。前記過渡応答調整回路（５３；５３Ａ）は、時定数が、第１時定数と前記第１時定数より小さい第２時定数との間で切り替え可能に構成される。前記制御回路（５０）は、前記過渡応答調整回路（５３；５３Ａ）の前記時定数を前記第１時定数に切り替えることで前記第１動作モードを実行するように構成される。前記制御回路（５０）は、前記過渡応答調整回路（５３；５３Ａ）の前記時定数を前記第２時定数に切り替えることで前記第２動作モードを実行するように構成される。 The lighting device (10; 10A; 10B; 10C; 10D) according to the eighth aspect of the present invention can be realized by a combination with the seventh aspect. In the eighth aspect, the control circuit (50) includes a transient response adjustment circuit (53;) electrically connected to the first input terminal (512a) or the output terminal (512c) of the error amplifier (512). 53A). The transient response adjustment circuit (53; 53A) is configured such that a time constant can be switched between a first time constant and a second time constant smaller than the first time constant. The control circuit (50) is configured to execute the first operation mode by switching the time constant of the transient response adjustment circuit (53; 53A) to the first time constant. The control circuit (50) is configured to execute the second operation mode by switching the time constant of the transient response adjustment circuit (53; 53A) to the second time constant.
第８の態様によれば、制御回路（５０）の構成を簡素化でき、低コスト化を図ることができる。 According to the eighth aspect, the configuration of the control circuit (50) can be simplified and the cost can be reduced.
本発明に係る第９の態様の照明器具は、第１〜第８の態様のうちいずれか一つの点灯装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ；１０Ｃ；１０Ｄ）と、前記光源（７０）と、を備える。 The lighting fixture of the 9th aspect which concerns on this invention is equipped with any one lighting device (10; 10A; 10B; 10C; 10D) among the 1st-8th aspects, and the said light source (70). .
第９の態様によれば、光源（７０）に流れる電流（Ｉ７０）の歪みを抑制しながらも降圧チョッパ回路（４０）の平滑コンデンサ（Ｃ４０）に起因する昇圧チョッパ回路（３０）の直流出力電圧（Ｖ３０）の低下を抑制できる。 According to the ninth aspect, the DC output voltage of the step-up chopper circuit (30) caused by the smoothing capacitor (C40) of the step-down chopper circuit (40) while suppressing distortion of the current (I70) flowing through the light source (70). A decrease in (V30) can be suppressed.
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 点灯装置
３０ 昇圧チョッパ回路
Ｑ３０ スイッチング素子
４０ 降圧チョッパ回路
Ｃ４０ 平滑コンデンサ
５０ 制御回路
５１１ 駆動回路
５１２ エラーアンプ
５１２ａ 第１入力端子
５１２ｂ 第２入力端子
５１２ｃ 出力端子
５３，５３Ａ 過渡応答調整回路
６０ 電源
７０ 光源
Ｖ１ 入力電圧のピーク値
Ｖ２ 点灯開始電圧
Ｖ３０ 直流出力電圧
Ｖ４０ 出力電圧
Ｖｄｃ 目標電圧値
Ｉ７０ 電流
10, 10A, 10B, 10C,
Claims (9)
平滑コンデンサを有し前記昇圧チョッパ回路の前記直流出力電圧を元に光源に直流電力を供給する降圧チョッパ回路と、
前記昇圧チョッパ回路及び前記降圧チョッパ回路を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記昇圧チョッパ回路のフィードバック制御用のエラーアンプを有し、
前記制御回路は、前記フィードバック制御により前記昇圧チョッパ回路の前記直流出力電圧を目標電圧値に設定する第１及び第２動作モードを有し、
前記第２動作モードは、前記第１動作モードよりも前記フィードバック制御の過渡応答が速く、
前記制御回路は、
モード選択条件が成立しない場合、前記第１動作モードを実行し、
前記モード選択条件が成立する場合、前記第２動作モードを実行する、
ように構成され、
前記モード選択条件は、α×Ｖ１≦Ｖ２であり、
Ｖ１は前記電源の前記入力電圧のピーク値であり、
Ｖ２は前記光源の点灯開始電圧であり、
αは１より大きい、
点灯装置。 A step-up chopper circuit that generates a DC output voltage based on the input voltage from the power supply;
A step-down chopper circuit that has a smoothing capacitor and supplies DC power to a light source based on the DC output voltage of the step-up chopper circuit;
A control circuit for controlling the step-up chopper circuit and the step-down chopper circuit;
With
The control circuit has an error amplifier for feedback control of the boost chopper circuit,
The control circuit has first and second operation modes for setting the DC output voltage of the boost chopper circuit to a target voltage value by the feedback control,
The second operation mode has a faster transient response of the feedback control than the first operation mode,
The control circuit includes:
When the mode selection condition is not satisfied, the first operation mode is executed,
If the mode selection condition is satisfied, execute the second operation mode;
Configured as
The mode selection condition is α × V1 ≦ V2.
V1 is the peak value of the input voltage of the power source;
V2 is the lighting start voltage of the light source,
α is greater than 1,
Lighting device.
請求項１の点灯装置。 When the output voltage applied to the light source by the step-down chopper circuit exceeds a threshold voltage value during execution of the second operation mode, the control circuit ends the second operation mode and switches the first operation mode to the first operation mode. Configured to run,
The lighting device according to claim 1.
請求項２の点灯装置。 The threshold voltage value is less than or equal to the lighting start voltage.
The lighting device according to claim 2.
請求項１の点灯装置。 The control circuit is configured to terminate the second operation mode and execute the first operation mode when a current flowing through the light source exceeds a threshold current value during execution of the second operation mode.
The lighting device according to claim 1.
請求項１〜４のうちいずれか一つの点灯装置。 α is 1.1 or more and 5 or less,
The lighting device of any one of Claims 1-4.
請求項１〜５のうちいずれか一つの点灯装置。 The control circuit is configured to gradually increase the current flowing through the light source by controlling the step-down chopper circuit at the time of starting the light source.
The lighting device according to claim 1.
前記エラーアンプは、前記直流出力電圧に対応する検出電圧を受け取る第１入力端子と、前記目標電圧値に対応する基準電圧を受け取る第２入力端子と、出力端子と、を有し、前記検出電圧と前記基準電圧との差に応じた出力信号を前記出力端子から出力するように構成され、
前記制御回路は、前記出力信号に応じて前記昇圧チョッパ回路の前記スイッチング素子を制御する駆動回路を有する、
請求項１〜６のうちいずれか一つの点灯装置。 The step-up chopper circuit has a switching element,
The error amplifier includes a first input terminal that receives a detection voltage corresponding to the DC output voltage, a second input terminal that receives a reference voltage corresponding to the target voltage value, and an output terminal, and the detection voltage And an output signal corresponding to a difference between the reference voltage and the reference voltage is output from the output terminal,
The control circuit includes a drive circuit that controls the switching element of the boost chopper circuit according to the output signal.
The lighting device according to claim 1.
前記過渡応答調整回路は、時定数が、第１時定数と前記第１時定数より小さい第２時定数との間で切り替え可能に構成され、
前記制御回路は、
前記過渡応答調整回路の前記時定数を前記第１時定数に切り替えることで前記第１動作モードを実行し、
前記過渡応答調整回路の前記時定数を前記第２時定数に切り替えることで前記第２動作モードを実行する、
ように構成される、
請求項７の点灯装置。 The control circuit has a transient response adjustment circuit electrically connected to the first input terminal or the output terminal of the error amplifier,
The transient response adjustment circuit is configured to be switchable between a first time constant and a second time constant smaller than the first time constant,
The control circuit includes:
Executing the first operation mode by switching the time constant of the transient response adjustment circuit to the first time constant;
Executing the second operation mode by switching the time constant of the transient response adjustment circuit to the second time constant;
Configured as
The lighting device according to claim 7.
前記光源と、
を備える、
照明器具。 A lighting device according to any one of claims 1 to 8,
The light source;
Comprising
lighting equipment.
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