JP6091192B2 - 点灯装置及び照明器具 - Google Patents
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Description
光源が着脱可能に取り付けられ、装着時の前記光源を点灯する点灯装置において、
交流電源から交流電圧が供給され、生成制御を受けることによって、前記交流電圧から前記生成制御に基づく電圧値の直流電圧を制御電圧として生成し、生成した制御電圧を供給する供給部と、
装着時の前記光源を点灯する点灯部であって、前記供給部により前記制御電圧が供給され、装着時の前記光源を点灯させる点灯制御を受けることによって前記制御電圧から前記光源が点灯するのに必要な電圧値以上の点灯電圧を生成する点灯部と、
前記供給部が供給する前記制御電圧が供給されることにより、前記光源が装着されている場合と前記光源が取り外されている場合とで異なる電圧値の検出電圧を出力する光源装着検出部と、
前記供給部と前記点灯部とに対して前記生成制御と前記点灯制御とを行う制御部であって、前記供給部に対して間欠的に前記生成制御を行うことで、間欠的に前記制御電圧を生成させると共に、前記供給部に対して間欠的に前記制御電圧を生成させている場合には、前記点灯部に対する前記点灯制御を停止する制御部と
を備え、
前記光源装着検出部は、
前記供給部から前記制御電圧が間欠的に供給されることにより、間欠的に供給される前記制御電圧に基づく前記検出電圧を間欠的に出力し、
前記制御部は、
前記光源装着検出部が間欠的に出力する前記検出電圧を監視し、監視する前記検出電圧の電圧値に基づき、前記光源が装着されているか否かを判定することを特徴とする。
(照明器具の概要)
図1は、照明器具800の構成を示す図である。
照明器具800は、点灯装置100と光源モジュール200とを備える。
点灯装置100には、光源モジュール200(光源)が接続(装着)され、交流電源ACから交流電力が供給される。そして、点灯装置100は、供給された交流電力を接続される光源モジュール200に応じた電力に変換する。ここで、点灯装置100は、光源モジュール200が着脱可能に取り付けられ、接続時の光源モジュール200を点灯する。
点灯装置100は、直流生成部150(供給部)、点灯回路20(点灯部)、第一コンバータ回路40(第2電圧変換部)、第二コンバータ回路50(第1電圧変換部)、ランプ接続検出回路30(光源装着検出部)、制御回路60(制御部)、ランプ接続検出電圧生成回路22(伝達部)を備える。そして、直流生成部150は、整流回路DBとPFC(力率改善)回路10とを備える。
整流回路DBは、ダイオードブリッジ回路であり、交流電源ACから供給された交流電圧を全波整流し、脈流の直流電圧(以下、整流ともいう)を出力する。すなわち、整流回路DBは、交流電圧を脈流の直流電圧に変換する。
PFC回路10は、抵抗R1、抵抗R2、インダクタL1、スイッチング素子Q1、検出抵抗R3、PFC制御回路11、ダイオードD1、コンデンサC1を備える。スイッチング素子Q1は、MOS−FETである。
PFC回路10は、整流回路DBに接続され、整流回路DBにより変換された脈流は、抵抗R1と抵抗R2とによって分圧される。
そして、PFC制御回路11は、制御回路60からの生成制御を受け、更に、第一制御電源Vcc1(後述)が供給されると、抵抗R2に印加される分圧電圧と、検出抵抗R3によって検出される検出電圧とを監視する。そして、PFC制御回路11は監視結果に基づいて、スイッチング素子Q1をスイッチング制御する。スイッチング素子Q1がスイッチング制御されることによって、インダクタL1に対し電流が充電もしくは放電され、整流回路DBにより変換された脈流の電圧(整流回路DBの出力電圧)は、生成制御に基づく電圧値まで昇圧される。つまり、PFC回路10は、整流回路DBにより出力された脈流を昇圧する。つまり、生成制御とは、制御回路60がPFC回路10に脈流の電圧を昇圧させる制御である。
昇圧された脈流は、ダイオードD1を介してコンデンサC1に充電されることで平滑化され、PFC回路10は、平滑化された電圧である直流電源Vdcを出力する。
すなわち、直流生成部150(整流回路DB及びPFC回路10)は、交流電源ACから交流電圧が供給される。そして直流生成部150は、制御回路60からの生成制御を受けることによって、交流電圧から生成制御に基づく電圧値の直流電源Vdcを生成し、生成した直流電源Vdcを出力(供給)する。
ここで、直流生成部150が生成制御を受けることによって生成した直流電源Vdcを「制御電圧」と称する。更に、直流生成部150が生成制御を受けることによって生成した直流電源Vdcを「昇圧された直流電源Vdc」とも称する。
そして、PFC回路10は、制御電圧の生成を停止している時には、交流電源ACにより供給される交流電圧から整流回路DBが変換した脈流を平滑化しただけの直流電源Vdcを出力する。つまり、スイッチング素子Q1がスイッチング制御されていない場合は、整流回路DBにより出力された脈流は昇圧されない。
すなわち、直流生成部150は、制御電圧の生成を停止している時には、交流電源ACにより供給される交流電圧から交流電圧に基づく電圧値の直流電源Vdc(直流電圧)を生成し、生成した直流電源Vdcを出力(供給)する。
ここで、直流生成部150が制御電圧の生成を停止している時に生成する交流電圧に基づく電圧値の直流電源Vdcを「電源依存電圧」と称する。更に、交流電圧に基づく電圧値の直流電源Vdcを「非昇圧時の直流電源Vdc」とも称する。
点灯回路20は、コイルL2の一次巻線L2pと、スイッチング素子Q2と、ダイオードD4と、点灯制御回路21とを備える。スイッチング素子Q2は、MOS−FETである。また、コイルL2は、一次巻線L2pと後述の二次巻線L2sとを有し、一次巻線L2pと二次巻線L2sとが磁気的に結合されたトランスである。
図1に示す点灯回路20は、いわゆるバックコンバータ回路を構成しているが、他の構成(ブーストコンバータ回路やフライバック回路)でもかまわない。
点灯回路20は、直流生成部150に接続される。そして、点灯回路20は、直流生成部150が制御電圧(昇圧された直流電源Vdc)を生成している時には、直流生成部150により制御電圧が供給される。点灯回路20(点灯制御回路21)は、制御回路60により点灯制御を受けることによってスイッチング素子Q2の発振(スイッチング)動作を行い、制御電圧から点灯電圧を生成する。
ここで、点灯電圧とは、点灯装置100に装着された光源モジュール200内の発光ダイオードLDの点灯に必要な電圧値以上の電圧である。また、点灯制御とは、装着された光源モジュール200内の発光ダイオードLDを点灯させる制御である。
そして、点灯回路20は、生成した点灯電圧を出力電圧Voutとして光源モジュール200に供給することにより点灯回路20に接続される光源モジュール200内の発光ダイオードLDを点灯する。なお、光源モジュール200内の発光ダイオードLDを点灯することを「光源モジュール200を点灯する」という。
ランプ接続検出回路30は、光源モジュール200の着脱を監視する。
ランプ接続検出回路30は、直列接続された3つの抵抗R31〜抵抗R33を備える。
そして、点灯回路20の出力電圧Voutがランプ接続検出回路30に供給されている時は、ランプ接続検出回路30は、点灯回路20の出力電圧Voutを抵抗分圧する。または、ランプ接続検出電圧生成回路22によりPFC回路10が出力した直流電源Vdcが供給されている時は、ランプ接続検出回路30は、PFC回路10が出力した直流電源Vdcを抵抗R21、抵抗R22を介して、更に抵抗R31〜R33で抵抗分圧する。
そして、光源モジュール200が点灯装置100に接続された時は、接続抵抗Rsが抵抗R31、抵抗R32に並列に接続される為、光源モジュール200が接続された時と、取り外された時とで、抵抗R31と抵抗R32との接続点における電圧が変化する。
すなわち、ランプ接続検出回路30は、光源モジュール200が装着されている場合と光源モジュール200が取り外されている場合とで異なる電圧値の検出電圧を出力する。
ランプ接続検出回路30は、この抵抗R31と抵抗R32との接続点における電圧(検出電圧)をランプ接続検出信号として出力する。
制御回路60は、例えばマイクロコンピュータ(CPU)である。
制御回路60は、ランプ接続検出信号を監視し、監視結果に基づき、光源モジュール200の着脱を判定する。そして、制御回路60は、直流生成部150(PFC制御回路11)に対して生成制御を行い、点灯回路20(点灯制御回路21)に対して点灯制御を行う。
第一コンバータ回路40は、コイルL2の二次巻線L2sとダイオードD2とコンデンサC2とを備える。
第一コンバータ回路40は、点灯制御を受けることによって点灯回路20が生成する点灯電圧から第一制御電源Vcc1(第2の直流電圧)を取り出して第二コンバータ回路50に供給する。
換言すると、第一コンバータ回路40は、点灯回路20が生成する点灯電圧により、二次巻線L2sに発生する電圧をダイオードD2が整流することによって、点灯回路20が生成する点灯電圧の一部を得て、第一制御電源Vcc1を生成する。
第二コンバータ回路50は、PFC回路10と第一コンバータ回路40とに接続される。
第二コンバータ回路50は、直流生成部150により制御電圧(昇圧された直流電源Vdc)が供給されている時には制御電圧が供給電圧として供給される。一方、直流生成部150により電源依存電圧(非昇圧時の直流電源Vdc)が供給されている時には電源依存電圧が供給電圧として供給される。
そして、直流生成部150により供給される供給電圧を第二制御電源Vcc2に変換して、変換した第二制御電源Vcc2を点灯制御回路21及び制御回路60に供給する。ここで、直流生成部150により供給される供給電圧(直流電源Vdc)に基づく第二制御電源Vcc2を待機用制御電源V21(第1の直流電圧)と称する。
一方、第一コンバータ回路40が第一制御電源Vcc1を生成している場合、第二コンバータ回路50は、第一コンバータ回路40から第一制御電源Vcc1が供給される。そして、第二コンバータ回路50は、第一コンバータ回路40により第一制御電源Vcc1が供給されると、直流生成部150により供給される供給電圧(直流電源Vdc)から待機用制御電源V21への変換を停止する。更に、第二コンバータ回路50は、供給された第一制御電源Vcc1に基づく第二制御電源Vcc2を点灯制御回路21及び制御回路60に供給する。ここで、第一制御電源Vcc1に基づく第二制御電源Vcc2を動作用制御電源V22(第3の直流電圧)と称する。
すなわち、第二コンバータ回路50は、待機用制御電源V21を動作用制御電源V22に切り替えて、切り替えた動作用制御電源V22を点灯制御回路21及び制御回路60に供給する。
なお、第二コンバータ回路50は、第一コンバータ回路40から供給される第一制御電源Vcc1が予め設定された閾値を超えた場合に待機用制御電源V21を動作用制御電源V22に切り替えて供給してもよい。
待機用制御電源V21の電圧値と動作用制御電源V22の電圧値とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、待機用制御電源V21の電圧値は動作用制御電源V22の電圧値より低くてもよい。
ランプ接続検出電圧生成回路22は、スイッチング素子Q2のドレイン端子とソース端子との間に並列に接続される抵抗R21と抵抗R22とを備える。
ランプ接続検出電圧生成回路22は、スイッチング素子Q2のオンオフによらず(点灯回路20が動作する、動作しないによらず)、PFC回路10が出力する直流電源Vdcをランプ接続検出回路30に伝達(印加)する。
次に、点灯装置100の動作について説明する。
まず、図2と図3とを用いて、光源モジュール200の装着検出前(点灯装置100から光源モジュール200が外されているとき)の点灯装置100の動作について説明する。
図2は、光源モジュール200の装着検出前の点灯装置100の動作を示すシーケンス図である。
図3は、点灯装置100の動作を示すタイミングチャートである((a)は光源モジュールの接続状態、(b)は交流電源ACの電圧、(c)は直流電源Vdcの電圧、(d)は第二制御電源Vcc2の電圧、(e)は点灯制御回路への点灯制御信号、(f)はスイッチング素子Q2の発振動作、(g)は第一制御電源Vcc1の電圧、(h)はPFC制御回路への点灯制御信号、(i)はスイッチング素子Q1の発振動作、(j)は制御回路が光源モジュールの接続状態を検出するタイミング、(k)は点灯装置100の出力電圧)。
時刻t1(図3)は、交流電源ACがオンとなる時刻である。
時刻t1において光源モジュール200は点灯装置100から外れている(図3(a))。更に、時刻t1において、制御回路60による生成制御が停止されている。ここで、制御回路60による生成制御が停止されている状態とは、制御回路60からPFC制御回路11への動作開始信号が出力されていない状態(もしくは動作停止信号が出力されている状態)である(図3(h))。動作開始信号(もしくは動作停止信号)については後述する。
時刻t1において、交流電源ACがオンとなり(図2のS201)、所定の電圧が供給される(図3(b))。ここで、図3(b)の交流電圧は、実効値を示している。
そして、整流回路DBは、交流電圧を脈流に変換する。
時刻t1において、制御回路60からPFC制御回路11への動作開始信号が出力されていない。更には、PFC制御回路11への動作用電圧も供給されていないので、PFC回路10はスイッチング素子Q1は停止している(制御電圧の生成を停止している)。その為、整流回路DBにより出力された脈流は昇圧されない。
そして、PFC回路10は、整流回路DBにより出力された脈流を平滑化し、平滑化した脈流を電圧値Vaの直流電源Vdcとして生成する。すなわち、PFC回路10は、電圧値Vaの直流電源Vdcを出力する(図2のS202、図3(c))。この電圧値Vaの直流電源Vdcは非昇圧の直流電源Vdc(電源依存電圧)であり、電圧値Vaの直流電源Vdcは第二コンバータ回路50に供給される。
更には、電圧値Vaの直流電源Vdcは点灯回路20にも供給される。
第二コンバータ回路50は、直流生成部150により生成された(PFC回路10から供給された)電圧値Vaの直流電源Vdc(電源依存電圧)を電圧値V2の第二制御電源Vcc2(待機用制御電源V21)に変換する(図3(d))。換言すると、第二コンバータ回路50は、直流電源Vdcから待機用制御電源V21を生成する。
そして、第二コンバータ回路50は、生成した第二制御電源Vcc2(待機用制御電源V21)を点灯制御回路21及び制御回路60に供給(出力)する(図2のS203)。
また、制御回路60は、第二制御電源Vcc2(待機用制御電源V21)が供給されることにより、起動する(図2のS205)。すなわち、制御回路60は、第二コンバータ回路50により供給される第二制御電源Vcc2(待機用制御電源V21)により動作する。
そして、制御回路60は起動すると、スイッチング素子Q2を一時的に駆動(発振)させるための点灯制御信号(以下「プレ点灯信号」という)を点灯制御回路21に出力する(図2のS211a、図3(e))。プレ点灯信号は、例えば、所定時間tp(例えば、1〜3秒)において出力される。
この時、スイッチング素子Q2の発振により、点灯回路20に電圧値Voffの出力電圧Voutが発生する(図3(k))が、この電圧値Voffでは、電圧値が低い為、光源モジュール200は点灯されない。
ここで、点灯回路20には、電圧値Vaの直流電源Vdcしか供給されていない為、スイッチング素子Q2が発振しても電圧値Voffの出力電圧Voutしか発生しない。その為、プレ点灯信号は、後述の点灯信号と同じ電圧であってもよい。
また、点灯制御回路21は、点灯制御信号の電圧に応じて、スイッチング素子Q2の発振を制御する。そして、プレ点灯信号の入力時には、光源モジュール200を点灯させないように、出力電圧Voutを低出力とする為に、プレ点灯信号は後述の点灯信号より低い電圧であってもよい。例えば、プレ点灯信号の電圧値は、第一コンバータ回路40から第一制御電源Vcc1を生成できる程度の値であればよい。
一方、点灯回路20は、PFC回路10により電圧値Vaの直流電源Vdc(電源依存電圧)が供給され、消灯維持制御を電源依存電圧が供給されている時に制御回路60から受けることによって電源依存電圧から消灯維持電圧を生成する。
なお、光源モジュール200には、点灯回路20の出力電圧Voutに加え、ランプ接続検出電圧生成回路22により伝達される電圧が印加される。その為、消灯維持電圧の電圧値Voffは、電圧値Voffにランプ接続検出電圧生成回路22により伝達される電圧の電圧値を加えても光源が点灯するのに必要な電圧値よりも小さい値となるように設定される。
なお、図3(e)に示すように、制御回路60は、点灯制御回路21に対して間欠的に消灯維持制御を行う(プレ点灯信号を出力する)。その為、点灯回路20は、間欠的に消灯維持電圧を生成する。
これにより、第一コンバータ回路40は、電圧値Voffの出力電圧Vout(消灯維持電圧)に基づく電圧値V1の第一制御電源Vcc1を生成し、生成した第一制御電源Vcc1の出力(供給)を開始する(図2のS213、図3(g))。
すなわち、第一コンバータ回路40は、点灯回路20により消灯維持電圧が生成されている期間においては、スイッチング素子Q2が発振動作することによって点灯回路20により生成される消灯維持電圧から第一制御電源Vcc1を取り出す。そして、第一コンバータ回路40は、取り出した第一制御電源Vcc1を動作用電圧としてPFC制御回路11に供給する。
その為、第二コンバータ回路50は、第一コンバータ回路40から第一制御電源Vcc1が供給されることにより、直流電源Vdcに基づく第二制御電源Vcc2(待機用制御電源V21)を第一制御電源Vcc1に基づく第二制御電源Vcc2(動作用制御電源V22)に切り替えて供給してもよい。
ここでは、制御回路60が光源モジュール200の装着を判定する前は、制御回路60が第二コンバータ回路50に対し、直流電源Vdcに基づく第二制御電源Vcc2(待機用制御電源V21)の生成を継続させるように制御する。なお、図1において、制御回路60が第二コンバータ回路50を制御する為の結線の図示は省略している。
時刻t2は、制御回路60がPFC制御回路11に対し点灯制御信号を出力する時刻である。
制御回路60は、所定時間tpが経過し、プレ点灯信号の出力を停止すると、PFC制御回路11に対し、スイッチング素子Q1を駆動(発振)させるための点灯制御信号(動作開始信号とも称する)を時刻t2において、出力する(図2のS211b、図3(h))。この点灯制御信号は、例えば、所定時間ts(例えば、1〜3秒)において出力される。
制御回路60がPFC制御回路11に対し点灯制御信号(動作開始信号)を出力することを生成制御と称する。
なお、制御回路60は、所定時間tsにおいて点灯制御回路21へのプレ点灯信号の出力を停止する(図3(e))。そして、点灯制御回路21はスイッチング素子Q2の発振を停止する(図3(f))。換言すると、制御回路60は、所定時間tsにおいてスイッチング素子Q2を停止させるための電圧値ゼロの点灯制御信号(消灯信号)を点灯制御回路21へ出力する。
つまり、制御回路60は、図3(h)に示すように、PFC制御回路11に対して間欠的に生成制御を行っている。
そして、PFC制御回路11には、第一コンバータ回路40から第一制御電源Vcc1が供給されているので、点灯制御信号を入力すると、PFC制御回路11は、スイッチング素子Q1の発振を開始する(図2のS214、図3(i))。なお、第一制御電源Vcc1の電圧値は、コンデンサC2の放電に伴い、減少する(図3(g))。
そして、制御回路60は、PFC制御回路11に対して間欠的に生成制御を行うことで、間欠的に制御電圧を生成させる。なお、制御回路60は、PFC制御回路11に対して間欠的に制御電圧を生成させている場合には、点灯回路20に対する点灯制御を停止する。
そして、ランプ接続検出電圧生成回路22は、点灯回路20に供給される制御電圧を、PFC回路10から点灯回路20への供給を介して、ランプ接続検出回路30に供給される制御電圧としてランプ接続検出回路30に伝達(供給)する。
つまり、ランプ接続検出電圧生成回路22は、点灯回路20に供給され、点灯回路20内に伝達された制御電圧を、点灯回路20内(図1のスイッチング素子Q2のドレイン端子)から取り出してランプ接続検出回路30に伝達する。
ここで、抵抗R21、抵抗R22及び抵抗R31〜抵抗R33により、電圧値Vbの直流電源Vdcが分圧され、例えば、分圧された電圧値Vb1の電圧がランプ接続検出回路30に印加される。電圧値Vbと電圧値Vb1とは比例関係であり、分圧された電圧値Vb1の電圧は、電圧値Vbの直流電源Vdcに基づく電圧である。
なお、図1において抵抗R22は、スイッチング素子Q2のソース端子と一次巻線L2pの一端との接続箇所に接続されている。その為、ランプ接続検出電圧生成回路22は、一次巻線L2pを介して制御電圧をランプ接続検出回路30に伝達するが、一次巻線L2pはコイルである為、直流である制御電圧(電圧値Vbの直流電源Vdc)の分圧には寄与しない。
また、抵抗R22は、一次巻線L2pの他端と抵抗R31との接続箇所に接続されてもよい。すなわち、ランプ接続検出電圧生成回路22は一次巻線L2pを介さずに直接、制御電圧をランプ接続検出回路30に伝達してもよい。
換言すると、ランプ接続検出電圧生成回路22は、制御電圧の電圧値を変換し、電圧値が変換された電圧(制御電圧に基づく電圧)をランプ接続検出回路30に伝達する。
また、本実施の形態では、ランプ接続検出電圧生成回路22は抵抗素子により構成されている為、前述のように制御電圧の電圧値が変換されるが、ランプ接続検出電圧生成回路22は、制御電圧の電圧値を変換することなく(制御電圧の電圧値を維持して)ランプ接続検出回路30に伝達しても良い。具体的には、ランプ接続検出電圧生成回路22は、点灯回路20のスイッチング素子Q2がオフの時に、オンとなるスイッチング素子でも良い。ランプ接続検出電圧生成回路22は、PFC回路10から出力される制御電圧をランプ接続検出回路30に伝達可能な結線となっていれば良い。すなわち、ランプ接続検出電圧生成回路22を構成する部品は限定されるものではない。
換言すると、ランプ接続検出電圧生成回路22は、直流生成部150により制御電圧が供給され、供給された制御電圧に基づく電圧をランプ接続検出回路30に供給(伝達)する。そして、ランプ接続検出回路30はランプ接続検出電圧生成回路22が供給(伝達)する制御電圧に基づく電圧が供給されることにより、検出電圧を出力する。
ここで、ランプ接続検出回路30は、PFC回路10から点灯回路20とランプ接続検出電圧生成回路22とを介して、制御電圧が間欠的に供給されることにより、間欠的に供給される制御電圧に基づく検出電圧を間欠的に出力する。
ここで、制御回路60は、ランプ接続検出回路30が間欠的に出力する検出電圧を監視し、監視する検出電圧の電圧値に基づき、光源モジュール200が装着されているか否かを判定する。
一方、PFC回路10が動作していない場合は、交流電源ACの電圧が整流された電圧が、ランプ接続検出電圧生成回路22により、ランプ接続検出回路30に供給されることとなる。この場合、ランプ接続検出回路30に供給される電圧は、交流電源ACの電圧値が変わることによって、変化する。その為、制御回路60が検出する電圧値も変化してしまう為、制御回路60は、光源モジュールの着脱を誤検知する可能性がある。
つまり、PFC回路10を動作させて、一定の電圧をランプ接続検出回路30に供給することで、交流電源ACの電圧変動に影響されずに、制御回路60は、光源モジュール200の着脱を精度良く検出することができる。
時刻t3は、制御回路60が再度プレ点灯信号を出力する時刻である。
制御回路60は、所定時間tsが経過すると、再度、プレ点灯信号を点灯制御回路21に出力する。
一方、制御回路60は、PFC制御回路11に対する点灯制御信号の出力を停止する。換言すると、制御回路60は、スイッチング素子Q1を停止させるための電圧値ゼロの点灯制御信号(動作停止信号とも称する)をPFC制御回路11へ出力する(図3(h))。
以降の動作は時刻t1と同じ為、説明を省略する。また、時刻t5も時刻t1と同様である。更に、時刻t4も時刻t2と同様である。
すなわち、図2の「A」の部分が繰り返される。
時刻t6は、光源モジュール200が点灯装置100に装着される時刻である。
時刻t6において、光源モジュール200が点灯装置100に接続される(図2のS208、図3(a))。
時刻t7は、光源モジュール200装着後に、制御回路60がPFC制御回路11に対し点灯制御信号を出力する時刻である。
制御回路60は、時刻t7において、前述と同様にPFC制御回路11に対し点灯制御信号を出力する(図2のS211b、図3(h))。そして、スイッチング素子Q1が発振し(図2のS214、図3(i))、PFC回路10は、電圧値Vbの直流電源Vdcを出力する(図2のS214、図3(c))。
そして、前述と同様に、ランプ接続検出電圧生成回路22により、電圧値Vb1の電圧がランプ接続検出回路30に印加される。
ここで、光源モジュール200の装着により、接続抵抗Rsが抵抗R31、抵抗R32に並列に接続される為、ランプ接続検出信号の電圧(抵抗R31と抵抗R32との接続点の電圧)は、電圧値Vr1から電圧値Vr2に上昇する(図2のS209)。
そして、制御回路60は、時刻t7におけるランプ接続検出信号のモニタのタイミング(図3(j))で、この電圧値Vr2を検出し、光源モジュール200が点灯装置100に接続されたと判定する(図2のS210)。
すなわち、制御回路60は、制御電圧が間欠的に供給されることによりランプ接続検出回路30が間欠的に出力する検出電圧の監視の結果、前記光源が装着されていると判定する。
次に、図3と図4とを用いて、光源モジュール200の装着検出後(点灯装置100から光源モジュール200が装着されているとき)の点灯装置100の動作について説明する。
図4は、光源モジュール200の装着検出後の点灯装置100の動作を示すシーケンス図である。
更に、制御回路60は、スイッチング素子Q1を駆動(発振)させるための点灯制御信号をPFC制御回路11に出力する(図4のS211c、図3(h))。これらの点灯制御信号は、光源モジュール200が外されない限り継続して出力される。
スイッチング素子Q1の発振が継続されると共に(図4のS214c、図3(i))、PFC回路10からは電圧値Vbの直流電源Vdcの出力が継続される(図4のS214c、図3(c))。電圧値Vbの直流電源Vdcは点灯回路20に供給される。
また、点灯信号によりスイッチング素子Q2の発振が継続され(図4のS212c、図3(f))、点灯回路20は、電圧値Vbの直流電源Vdcから電圧値Vfの出力電圧Voutを発生させる(図3(k))。そして、光源モジュール200はこの電圧値Vfの出力電圧Voutにより点灯される(図4のS215c)。
ここで、制御回路60は光源モジュール200の装着を判定した後は、制御回路60は第二コンバータ回路50に対し、直流電源Vdcに基づく第二制御電源Vcc2(待機用制御電源V21)の生成継続の制御を停止する。
そして、第二コンバータ回路50は、第一コンバータ回路40から第一制御電源Vcc1が供給されている場合には、直流電源Vdcから第二制御電源Vcc2を生成することを停止する。すなわち、第一コンバータ回路40から電圧値V1bの第一制御電源Vcc1が供給されると、第二コンバータ回路50は、直流電源Vdcから、待機用制御電源V21への変換を停止する。
すなわち、第二コンバータ回路50は、直流電源Vdcに基づく第二制御電源Vcc2(待機用制御電源V21)を第一制御電源Vcc1に基づく第二制御電源Vcc2(動作用制御電源V22)に切り替えて、切り替えた動作用制御電源V22を供給する。
なお、図3に示す例は、待機用制御電源V21の電圧値と動作用制御電源V22の電圧値とが同じであるが、前述の通り、待機用制御電源V21の電圧値と動作用制御電源V22の電圧値とは異なっていてもよい。
また、第二コンバータ回路50は、第一コンバータ回路40により供給された第一制御電源Vcc1の電圧値を変換(昇圧もしくは降圧)して、第二制御電源Vcc2(動作用制御電源V22)として供給してもよい。また、第二コンバータ回路50は、第一コンバータ回路40により供給された第一制御電源Vcc1の電圧値を維持して、動作用制御電源V22として供給してもよい。例えば、動作用制御電源V22の電圧値は、第一制御電源Vcc1の電圧値より低くてもよい。すなわち、第二コンバータ回路50は第一制御電源Vcc1を降圧して動作用制御電源V22を生成してもよい。
制御回路60は、第二コンバータ回路50により動作用制御電源V22が供給されると、第二コンバータ回路50により供給される動作用制御電源V22によって動作する。すなわち、制御回路60は、待機用制御電源V21から切り替えられた動作用制御電源V22の供給により動作を継続する。
そして、制御回路60は、ランプ接続検出信号の監視を継続する(図3(j))。
ランプ接続検出回路30には、ランプ接続検出電圧生成回路22により、電圧値Vb1の電圧が印加されると共に、点灯回路20により電圧値Vfの出力電圧Voutが印加されている。
ここで、電圧値Vb1の電圧と電圧値Vfの出力電圧Voutとが印加され、かつ光源モジュール200が装着されていることにより、ランプ接続検出回路30から出力される電圧値をVr3とする。
制御回路60は、電圧値がVr3よりも予め設定された範囲の電圧値に低下すると、光源モジュール200が取り外されたと判定する。そして、制御回路60は、点灯制御回路21に対し、スイッチング素子Q2の発振を停止させる制御を行い、PFC制御回路11に対し、スイッチング素子Q1の発振を停止させる制御を行う。
そして、点灯装置100は、前述の図2の「A」の部分の動作を繰り返す。
本実施の形態の点灯装置100は、PFC回路10を動作させて交流電源ACの電圧に依存しない予め設定された電圧値の電圧がランプ接続検出回路30に供給されている期間に、光源モジュール200の着脱を検出する。その為、電圧値Aの交流電源ACが点灯装置100に接続された場合でも、電圧値Aとは異なる電圧値Bの交流電源ACが点灯装置100に接続された場合でも、交流電源ACの電圧値によらず、同じ電圧値がランプ接続検出回路30に供給される。そして、交流電源ACの電圧値によらず、光源モジュール200の着脱を精度よく検出することが可能である。
また、点灯回路20が停止していても(スイッチング素子Q2がオフ状態でも)、点灯装置100は、ランプ接続検出電圧生成回路22を備えることにより、PFC回路10の電圧がランプ接続検出回路30に供給されるので、光源モジュール200の着脱を精度よく検出することが可能である。
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。
実施の形態1では、制御回路60が点灯回路20を動作させてから、PFC回路10を動作させる場合について説明したが、本実施の形態では、PFC回路10を起動させてから点灯回路20を起動させるようにしたものである。
実施の形態1の点灯装置100のPFC制御回路11は、第一制御電源Vcc1により動作する。一方、図5に示す本実施の形態の点灯装置100のPFC制御回路11は、第二制御電源Vcc2の電力により動作する点が異なっており、その他の回路構成は実施の形態1と同様のため、説明を省略する。
図6と図7とを用いて、光源モジュール200の装着検出前(点灯装置100から光源モジュール200が外されているとき)の点灯装置100の動作について説明する。
図6は、光源モジュール200の装着検出前の点灯装置100の動作を示すシーケンス図である。
図7は、点灯装置100の動作を示すタイミングチャートである((a)は光源モジュールの接続状態、(b)は交流電源ACの電圧、(c)は直流電源Vdcの電圧、(d)は第二制御電源Vcc2の電圧、(e)は点灯制御回路への点灯制御信号、(f)はスイッチング素子Q2の発振動作、(g)は第一制御電源Vcc1の電圧、(h)はPFC制御回路への点灯制御信号、(i)はスイッチング素子Q1の発振動作、(j)は制御回路が光源モジュールの接続状態を検出するタイミング、(k)は点灯装置100の出力電圧)。
時刻t1(図7)は、交流電源ACがオンとなる時刻である。
時刻t1において光源モジュール200は点灯装置100から外れている(図7(a))。
そして、時刻t1において、交流電源ACがオンとなり(図6のS201)、制御回路60は、第二制御電源Vcc2(待機用制御電源V21)が供給されることにより、起動する(図2のS205)までの動作は実施の形態1と同じである。
ここで、第二コンバータ回路50は、生成した第二制御電源Vcc2(待機用制御電源V21)を点灯制御回路21及び制御回路60に供給(出力)する(図2のS203)。
更に、実施の形態2において、第二コンバータ回路50は、待機用制御電源V21を動作用電圧としてPFC制御回路11にも供給(出力)する(図2のS203)。
時刻t2は、制御回路60がPFC制御回路11に対し点灯制御信号を出力する時刻である。
制御回路60は、起動後、所定時間tpが経過すると、PFC制御回路11に対し、スイッチング素子Q1を駆動(発振)させるための点灯制御信号(動作開始信号)を時刻t2において、出力する(図6のS211b、図7(h))。この点灯制御信号は、例えば、所定時間ts(例えば、1〜3秒)において出力される。
PFC制御回路11には、第二コンバータ回路50から第二制御電源Vcc2(待機用制御電源V21)が供給されているので、点灯制御信号を入力すると、PFC制御回路11は、スイッチング素子Q1の発振を開始する(図6のS214、図7(i))。
すなわち、PFC回路10(PFC制御回路11)は、第二コンバータ回路50により待機用制御電源V21が動作用電圧として供給されると共に、制御回路60により生成制御を受けることによって、制御電圧を生成する。
そして、ランプ接続検出電圧生成回路22を介してランプ接続検出回路30に電圧が印加され、制御回路60が、光源モジュール200が外されていることを検出するまでの動作は実施の形態1と同様である。
時刻t3は、制御回路60は、点灯制御信号の出力を停止する時刻である。
制御回路60は、光源モジュール200が外されていることを検出すると、PFC制御回路11に対する点灯制御信号の出力を停止する。換言すると、制御回路60は、動作停止信号)をPFC制御回路11へ出力する(図7(h))。そして、スイッチング素子Q1の発振(PFC回路10の動作)が停止する(図7(i))。
以降の動作は時刻t1と同じ為、説明を省略する。また、時刻t5も時刻t1と同様である。更に、時刻t4も時刻t2と同様である。
すなわち、図7の「A」の部分が繰り返される。
時刻t6は、光源モジュール200が点灯装置100に装着される時刻である。
時刻t6において、光源モジュール200が点灯装置100に接続される(図6のS208、図7(a))。
時刻t7は、光源モジュール200装着後に、制御回路60がPFC制御回路11に対し点灯制御信号を出力する時刻である。
制御回路60は、時刻t7において、前述と同様にPFC制御回路11に対し点灯制御信号を出力する(図6のS211b、図7(h))。
そして、制御回路60が、時刻t7におけるランプ接続検出信号のモニタのタイミング(図7(j))で、電圧値Vr2を検出し、光源モジュール200が点灯装置100に接続されたと判定する(図6のS210)までの動作は実施の形態1と同じである。
そして、以降の動作も実施の形態1と同様で有る為、説明を省略する。
実施の形態2の点灯装置100は、制御回路60がPFC回路10を起動させてから、点灯回路20を起動させるので、点灯回路20を起動させずに制御回路60は光源モジュール200の接続状態をモニタリングすることができる。
Claims (9)
- 光源が着脱可能に取り付けられ、装着時の前記光源を点灯する点灯装置において、
交流電源から交流電圧が供給され、生成制御を受けることによって、前記交流電圧から前記生成制御に基づく電圧値の直流電圧を制御電圧として生成し、生成した制御電圧を供給する供給部と、
装着時の前記光源を点灯する点灯部であって、前記供給部により前記制御電圧が供給され、装着時の前記光源を点灯させる点灯制御を受けることによって前記制御電圧から前記光源が点灯するのに必要な電圧値以上の点灯電圧を生成する点灯部と、
前記供給部が供給する前記制御電圧が供給されることにより、前記光源が装着されている場合と前記光源が取り外されている場合とで異なる電圧値の検出電圧を出力する光源装着検出部と、
前記供給部と前記点灯部とに対して前記生成制御と前記点灯制御とを行う制御部であって、前記供給部に対して間欠的に前記生成制御を行うことで、間欠的に前記制御電圧を生成させると共に、前記供給部に対して間欠的に前記制御電圧を生成させている場合には、前記点灯部に対する前記点灯制御を停止する制御部と
を備え、
前記光源装着検出部は、
前記供給部から前記制御電圧が間欠的に供給されることにより、間欠的に供給される前記制御電圧に基づく前記検出電圧を間欠的に出力し、
前記制御部は、
前記光源装着検出部が間欠的に出力する前記検出電圧を監視し、監視する前記検出電圧の電圧値に基づき、前記光源が装着されているか否かを判定することを特徴とする点灯装置。 - 前記点灯装置は、更に、
前記供給部によって前記点灯部に供給される前記制御電圧を、前記点灯部が動作する、動作しないによらず、前記供給部から前記点灯部への供給を介して、前記光源装着検出部に供給される前記制御電圧として前記光源装着検出部に伝達する伝達部を備えることを特徴とする請求項1記載の点灯装置。 - 前記供給部は、
前記制御部により前記生成制御が停止されている場合、もしくは、前記制御電圧の生成動作に用いる動作用電圧が供給されていない場合には、前記制御電圧の生成を停止すると共に、前記制御電圧の生成を停止している時には、前記交流電源により供給される前記交流電圧から前記交流電圧に基づく電圧値の直流電圧を電源依存電圧として生成し、生成した電源依存電圧を供給し、
前記点灯装置は、更に、
前記供給部により前記制御電圧が供給されている時には前記制御電圧が供給電圧として供給され、前記供給部により前記電源依存電圧が供給されている時には前記電源依存電圧が前記供給電圧として供給され、前記供給部により供給される前記供給電圧を第1の直流電圧に変換して前記制御部に供給する第1電圧変換部を備え、
前記制御部は、
前記第1電圧変換部により供給される前記第1の直流電圧によって動作し、前記制御電圧が間欠的に供給されることにより前記光源装着検出部が間欠的に出力する前記検出電圧の監視の結果、前記光源が装着されていると判定した場合に、前記点灯部に対して前記点灯制御を行い、
前記点灯装置は、更に、
前記点灯制御を受けることによって前記点灯部が生成する前記点灯電圧から第2の直流電圧を取り出して前記第1電圧変換部に供給する第2電圧変換部を備え、
前記第1電圧変換部は、
前記第2電圧変換部により前記第2の直流電圧が供給されると、前記供給部により供給される前記供給電圧から前記第1の直流電圧への変換を停止すると共に、前記第1の直流電圧を前記第2の直流電圧に基づく第3の直流電圧に切り替えて、切り替えた前記第3の直流電圧を前記制御部に供給し、
前記制御部は、
前記第1電圧変換部により前記第3の直流電圧が供給されると、前記第1電圧変換部により供給される前記第3の直流電圧によって動作することを特徴とする請求項1又は2記載の点灯装置。 - 前記点灯部は、
前記供給部により前記電源依存電圧が供給され、前記光源が点灯するのに必要な電圧値よりも小さい消灯維持電圧を生成させる消灯維持制御を前記電源依存電圧が供給されている時に前記制御部から受けることによって前記電源依存電圧から前記消灯維持電圧を生成し、
前記制御部は、
前記点灯部に対して前記消灯維持制御を行うことで、前記消灯維持電圧を生成させ、
前記第2電圧変換部は、
前記点灯部により生成される前記消灯維持電圧から前記第2の直流電圧を取り出し、取り出した前記第2の直流電圧を前記動作用電圧として前記供給部に供給し、
前記供給部は、
前記第2電圧変換部により前記第2の直流電圧が前記動作用電圧として供給されると共に、前記制御部により前記生成制御を受けることによって、前記制御電圧を生成することを特徴とする請求項3記載の点灯装置。 - 前記制御部は、
前記点灯部に対して間欠的に前記消灯維持制御を行うことで、間欠的に前記消灯維持電圧を生成させ、
前記第2電圧変換部は、
キャパシタンス素子を有し、
前記点灯部により前記消灯維持電圧が生成されている期間においては、前記消灯維持電圧から前記第2の直流電圧を取り出し、取り出した前記第2の直流電圧を前記動作用電圧として前記供給部に供給すると共に、取り出した前記第2の直流電圧に基づく電荷の少なくとも一部を前記キャパシタンス素子に充電し、
前記点灯部により前記消灯維持電圧が生成されていない期間においては、前記キャパシタンス素子に充電された電荷から前記第2の直流電圧を生成し、生成した前記第2の直流電圧を前記動作用電圧として前記供給部に供給することで、前記動作用電圧を継続して前記供給部に供給することを特徴とする請求項4記載の点灯装置。 - 前記第1電圧変換部は、
前記第1の直流電圧を前記動作用電圧として前記供給部に供給し、
前記供給部は、
前記第1電圧変換部により前記第1の直流電圧が前記動作用電圧として供給されると共に、前記制御部により前記生成制御を受けることによって、前記制御電圧を生成することを特徴とする請求項3記載の点灯装置。 - 前記第1電圧変換部は、
前記第2電圧変換部により供給された前記第2の直流電圧の電圧値を変換し、もしくは維持して、前記第3の直流電圧として供給することを特徴とする請求項3〜6いずれか記載の点灯装置。 - 前記点灯装置は、
前記光源としてLEDを点灯させることを特徴とする請求項1〜7いずれか記載の点灯装置。 - 請求項1〜8いずれか記載の点灯装置を備えることを特徴とする照明器具。
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