(実施形態1)
以下、本実施形態の点灯装置10について、図1〜図3を参照しながら説明する。
点灯装置10は、例えば、固体発光素子21を有する光源部20を点灯させるものである。
光源部20は、例えば、複数個(図1では、8個)の固体発光素子21を有している。本実施形態では、固体発光素子21として、例えば、発光ダイオードを用いている。また、本実施形態では、固体発光素子21の発光色を、例えば、白色としている。また、本実施形態では、各固体発光素子21の接続関係を、直列接続としているが、これに限らず、例えば、並列接続であってもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせた接続であってもよい。
点灯装置10は、ノイズを除去するフィルタ回路2と、商用電源AC1からの交流電圧を第1直流電圧に変換するAC−DC変換回路3と、AC−DC変換回路3により変換された上記第1直流電圧を第2直流電圧に変換するDC−DC変換回路4とを備えている。本実施形態では、上記第1直流電圧を、例えば、410Vに設定している。また、本実施形態では、上記第2直流電圧を、例えば、150Vに設定している。
また、点灯装置10は、AC−DC変換回路3を制御する第1制御回路5と、DC−DC変換回路4を制御する第2制御回路6と、第1制御回路5および第2制御回路6それぞれを動作させるための第1動作電圧を生成する電源回路(以下、第1電源回路)7とを備えている。本実施形態では、上記第1動作電圧を、例えば、12Vに設定している。
また、点灯装置10は、DC−DC変換回路4の出力側に接続される光源部20を冷却する冷却装置12と、第1制御回路5および第2制御回路6を各別に制御する制御装置11と、制御装置11を動作させるための第2動作電圧を生成する第2電源回路9とを備えている。本実施形態では、上記第2動作電圧を、例えば、3〜5Vに設定している。
また、点灯装置10は、一対の第1入力端子1a,1bと、一対の第1出力端子16a,16bと、外部からの信号(本実施形態では、調光信号)が入力される信号入力端子17とを備えている。
以下、点灯装置10の各構成要素について、詳細に説明する。
フィルタ回路2としては、例えば、コンデンサ(図示せず)と、2個のインダクタ(図示せず)からなるコモンモードフィルタとを有するフィルタ回路などを用いることができる。
フィルタ回路2の一対の入力端は、一対の第1入力端子1a,1bを介して商用電源AC1と電気的に接続される。本実施形態では、フィルタ回路2の一対の入力端が、一対の第1入力端子1a,1bにそれぞれ接続されている。また、本実施形態では、一対の第1入力端子1a,1b間に、商用電源AC1が接続される。なお、本実施形態では、一対の第1入力端子1a,1bのうちの一方と商用電源AC1との間の給電路上に、商用電源AC1から点灯装置10への給電をオンまたはオフするスイッチ(図示せず)が設けられている。また、本実施形態では、商用電源AC1を構成要件として含まない。
AC−DC変換回路3は、全波整流器18と、チョッパ回路28とを有している。
全波整流器18としては、例えば、ダイオードブリッジを用いることができる。全波整流器18の一対の入力端は、フィルタ回路2の一対の出力端にそれぞれ接続されている。
チョッパ回路28としては、例えば、昇圧チョッパ回路を用いることができる。チョッパ回路28は、チョッパ用のチョークコイルからなる第1インダクタL1と、1次巻線である第1インダクタL1に設けられた2次巻線である第2インダクタL2とを有している。また、チョッパ回路28は、2個のダイオードD1,D2と、2個のコンデンサC1,C2と、第1ツェナーダイオードZD1と、第1スイッチング素子Q1とを有している。なお、以下では、説明の便宜上、ダイオードD1およびダイオードD2を、第1ダイオードD1および第2ダイオードD2とそれぞれ称する。また、以下では、説明の便宜上、コンデンサC1およびコンデンサC2を、第1コンデンサC1および第2コンデンサC2とそれぞれ称する。
第1インダクタL1の一端は、全波整流器18の一対の出力端のうちの一方の出力端に接続されている。第1インダクタL1の他端は、第1ダイオードD1のアノード側に接続されている。第1ダイオードD1のカソード側は、第1コンデンサC1の高電位側に接続されている。第1コンデンサC1の低電位側は、全波整流器18の一対の出力端のうちの他方の出力端に接続されている。
第2インダクタL2の一端は、全波整流器18の一対の出力端のうちの上記他方の出力端に接続されている。第2インダクタL2の他端は、第2ダイオードD2のアノード側に接続されている。第2ダイオードD2のカソード側は、第2コンデンサC2の高電位側に接続されている。第2コンデンサC2の低電位側は、全波整流器18の一対の出力端のうちの上記他方の出力端に接続されている。第2コンデンサC2の両端間には、第1ツェナーダイオードZD1が設けられている。第1ツェナーダイオードZD1のカソード側は、第2コンデンサC2の高電位側に接続されている。第1ツェナーダイオードZD1のアノード側は、第2コンデンサC2の低電位側に接続されている。
第1スイッチング素子Q1としては、例えば、ノーマリオフ型のnチャネルMOSFETを用いることができる。第1スイッチング素子Q1の第1主端子(本実施形態では、ドレイン端子)は、第1ダイオードD1のアノード側に接続されている。第1スイッチング素子Q1の第2主端子(本実施形態では、ソース端子)は、第1コンデンサC1の低電位側に接続されている。第1スイッチング素子Q1の制御端子(本実施形態では、ゲート端子)は、第1制御回路5に接続されている。
DC−DC変換回路4としては、例えば、フライバックコンバータなどを用いることができる。DC−DC変換回路4は、トランスT1と、第3ダイオードD3と、第3コンデンサC3と、第2スイッチング素子Q2とを有している。第2スイッチング素子Q2としては、例えば、ノーマリオフ型のnチャネルMOSFETを用いることができる。なお、トランスT1には、1次巻線である第3インダクタL3と、2次巻線である第4インダクタL4とが設けられている。
トランスT1の第3インダクタL3の一端は、第1コンデンサC1の高電位側に接続されている。第3インダクタL3の他端は、第2スイッチング素子Q2の第1主端子(本実施形態では、ドレイン端子)に接続されている。第2スイッチング素子Q2の第2主端子(本実施形態では、ソース端子)は、第1コンデンサC1の低電位側に接続されている。第2スイッチング素子Q2の制御端子(本実施形態では、ゲート端子)は、第2制御回路6に接続されている。
トランスT1の第4インダクタL4の一端は、第3ダイオードD3のアノード側に接続されている。第3ダイオードD3のカソード側は、第3コンデンサC3の高電位側に接続されている。第3コンデンサC3の低電位側は、第4インダクタL4の他端に接続されている。
第3コンデンサC3の高電位側は、一対の第1出力端子16a,16bのうちの一方の第1出力端子16aを介して、光源部20のアノード側に接続される。第3コンデンサC3の低電位側は、一対の第1出力端子16a,16bのうちの他方の第1出力端子16bを介して、光源部20のカソード側に接続される。
本実施形態の点灯装置10では、第3コンデンサC3の両端電圧(DC−DC変換回路4の出力電圧)が、一対の第1出力端子16a,16bを介して光源部20に印加される。すなわち、光源部20は、DC−DC変換回路4の出力電圧により点灯可能となる。
本実施形態では、DC−DC変換回路4として、フライバックコンバータを用いているが、これを特に限定するものではない。DC−DC変換回路4としては、例えば、図2(a)に示すようなフォワードコンバータ、図2(b)に示すような昇圧チョッパ回路、図2(c)に示すような昇降圧チョッパ回路、図2(d)に示すような降圧チョッパ回路などを用いてもよい。
図2(a)に示した構成のフォワードコンバータでは、第3インダクタL3の一端が、第1コンデンサC1の高電位側に接続される。第3インダクタL3の他端は、第2スイッチング素子Q2のドレイン端子に接続されている。第2スイッチング素子Q2のソース端子は、第1コンデンサC1の低電位側に接続される。第2スイッチング素子Q2のゲート端子は、第2制御回路6に接続される。また、図2(a)に示した構成のフォワードコンバータでは、第4インダクタL4の一端が、第3ダイオードD3のアノード側に接続されている。第3ダイオードD3のカソード側は、第3コンデンサC3の高電位側に接続されている。第3コンデンサC3の低電位側は、第4インダクタL4の他端に接続されている。第3コンデンサC3の高電位側は、第1出力端子16aに接続される。第3コンデンサC3の低電位側は、第1出力端子16bに接続される。
図2(b)に示した構成の昇圧チョッパ回路では、第3インダクタL3の一端が、第1コンデンサC1の高電位側に接続される。第3インダクタL3の他端は、第2スイッチング素子Q2のドレイン端子に接続されている。第2スイッチング素子Q2のドレイン端子は、第3ダイオードD3のアノード側に接続されている。第3ダイオードD3のカソード側は、第3コンデンサC3の高電位側に接続されている。第3コンデンサC3の低電位側は、第2スイッチング素子Q2のソース端子に接続されている。第2スイッチング素子Q2のソース端子は、第1コンデンサC1の低電位側に接続される。第2スイッチング素子Q2のゲート端子は、第2制御回路6に接続される。第3コンデンサC3の高電位側は、第1出力端子16aに接続される。第3コンデンサC3の低電位側は、第1出力端子16bに接続される。
図2(c)に示した構成の昇降圧チョッパ回路では、第3インダクタL3の一端が、第1コンデンサC1の高電位側に接続される。第3インダクタL3の他端は、第2スイッチング素子Q2のドレイン端子に接続されている。第2スイッチング素子Q2のソース端子は、第1コンデンサC1の低電位側に接続される。第2スイッチング素子Q2のゲート端子は、第2制御回路6に接続される。また、図2(c)に示した構成の昇降圧チョッパ回路では、第3インダクタL3の一端が、第3コンデンサC3の低電位側に接続されている。第3コンデンサC3の高電位側は、第3ダイオードD3のカソード側に接続されている。第3ダイオードD3のアノード側は、第3インダクタL3の他端に接続されている。第3コンデンサC3の低電位側は、第1出力端子16aに接続される。第3コンデンサC3の高電位側は、第1出力端子16bに接続される。
図2(d)に示した構成の降圧チョッパ回路では、第3ダイオードD3のカソード側が、第1コンデンサC1の高電位側に接続される。第3ダイオードD3のアノード側は、第2スイッチング素子Q2のドレイン端子に接続されている。第2スイッチング素子Q2のソース端子は、第1コンデンサC1の低電位側に接続される。第2スイッチング素子Q2のゲート端子は、第2制御回路6に接続される。また、図2(d)に示した構成の降圧チョッパ回路では、第3ダイオードD3のカソード側が、第3コンデンサC3の高電位側に接続されている。第3コンデンサC3の低電位側は、第3インダクタL3の一端に接続されている。第3インダクタL3の他端は、第3ダイオードD3のアノード側に接続されている。第3コンデンサC3の高電位側は、第1出力端子16aに接続される。第3コンデンサC3の低電位側は、第1出力端子16bに接続される。
第1制御回路5としては、例えば、制御用ICなどを用いることができる。第1制御回路5を構成する制御用ICとしては、例えば、富士電機製の力率改善用IC(品番FA5501A)などを用いることができるが、これを特に限定するものではない。
第1制御回路5は、チョッパ回路28における第1スイッチング素子Q1のオンオフを制御する。
第2制御回路6としては、例えば、制御用ICなどを用いることができる。第2制御回路6を構成する制御用ICとしては、例えば、富士電機製のPWM制御用IC(品番FA5546)などを用いることができるが、これを特に限定するものではない。
第2制御回路6は、DC−DC変換回路4における第2スイッチング素子Q2のオンオフを制御する。
第1電源回路7としては、例えば、電源用ICなどを用いて構成することができる。本実施形態では、電源用ICとして、例えば、パナソニック社製のスイッチング電源用IPD(Intelligent Power Device、品番MIP3530MS)を用いているが、これを特に限定するものではない。なお、以下では、説明の便宜上、パナソニック社製のスイッチング電源用IPDを、電源用IPDと略称する。
第1電源回路7は、図3に示すように、電源用IPD19と、6個の抵抗R1〜R6と、7個のコンデンサC4〜C10と、第5インダクタL5と、2個のダイオードD4,D5と、第3スイッチング素子Q3と、第2ツェナーダイオードZD2とを有している。また、第1電源回路7は、一対の第2入力端子35a,35bと、一対の第2出力端子36a,36bとを有している。本実施形態では、第3スイッチング素子Q3として、例えば、pnp型のバイポーラトランジスタを用いている。ここにおいて、以下では、説明の便宜上、抵抗R1、抵抗R2、抵抗R3、抵抗R4、抵抗R5および抵抗R6を、第1抵抗R1、第2抵抗R2、第3抵抗R3、第4抵抗R4、第5抵抗R5および第6抵抗R6とそれぞれ称する。また、以下では、コンデンサC4、コンデンサC5、コンデンサC6、コンデンサC7、コンデンサC8、コンデンサC9およびコンデンサC10を、第4コンデンサC4、第5コンデンサC5、第6コンデンサC6、第7コンデンサC7、第8コンデンサC8、第9コンデンサC9および第10コンデンサC10とそれぞれ称する。また、以下では、ダイオードD4およびダイオードD5を、第4ダイオードD4および第5ダイオードD5とそれぞれ称する。
電源用IPD19の1番ピン(図3中の電源用IPD19の図記号の「f」)は、電源用IPD19の2番ピン(図3中の電源用IPD19の図記号の「VDD」)に接続されている。また、電源用IPD19の1番ピンは、第4コンデンサC4および第5コンデンサC5の並列回路を介して、電源用IPD19の7番ピンおよび8番ピン(図3中の電源用IPD19の図記号の2個の「S」)それぞれに接続されている。電源用IPD19の3番ピン(図3中の電源用IPD19の図記号の「CL」)は、第6コンデンサC6および第1抵抗R1の並列回路を介して、電源用IPD19の7番ピンおよび8番ピンそれぞれに接続されている。電源用IPD19の4番ピン(図3中の電源用IPD19の図記号の「FB」)は、第7コンデンサC7と、第2抵抗R2および第8コンデンサC8の直列回路との並列回路を介して、電源用IPD19の7番ピンおよび8番ピンそれぞれに接続されている。
第2抵抗R2における第8コンデンサC8との接続点側とは反対側は、第3抵抗R3を介して、第4ダイオードD4のカソード側に接続されている。第4ダイオードD4のアノード側は、第3スイッチング素子Q3の第1主端子(本実施形態では、コレクタ端子)に接続されている。第3スイッチング素子Q3の第2主端子(本実施形態では、エミッタ端子)は、第4抵抗R4を介して、一対の第2出力端子36a,36bのうちの一方の第2出力端子36aに接続されている。第3スイッチング素子Q3の制御端子(本実施形態では、ベース端子)は、第9コンデンサC9を介して、第3スイッチング素子Q3のエミッタ端子に接続されている。一対の第2出力端子36a,36b間には、第5抵抗R5および第2ツェナーダイオードZD2の直列回路が接続されている。第2ツェナーダイオードZD2のアノード側は、一対の第2出力端子36a,36bのうちの他方の第2出力端子36bに接続されている。第2ツェナーダイオードZD2のカソード側は、第5抵抗R5に接続されている。第3スイッチング素子Q3のベース端子は、第6抵抗R6を介して、第5抵抗R5および第2ツェナーダイオードZD2の接続点に接続されている。
第5抵抗R5および第2ツェナーダイオードZD2の直列回路には、第10コンデンサC10が並列接続されている。第10コンデンサC10の高電位側は、第5抵抗R5における第2ツェナーダイオードZD2との接続点側とは反対側に接続されている。第10コンデンサC10の低電位側は、第2ツェナーダイオードZD2のアノード側に接続されている。また、第10コンデンサC10の高電位側は、第5インダクタL5を介して、第5ダイオードD5のカソード側に接続されている。また、第10コンデンサC10の低電位側は、第5ダイオードD5のアノード側に接続されている。第5ダイオードD5のカソード側は、電源用IPD19の7番ピンに接続されている。第5ダイオードD5のアノード側は、一対の第2入力端子35a,35bのうちの一方の第2入力端子35bに接続されている。一対の第2入力端子35a,35bのうちの他方の第2入力端子35aは、電源用IPD19の5番ピン(図3中の電源用IPD19の図記号の「D」)に接続されている。
本実施形態では、第2入力端子35aが第1コンデンサC1の高電位側に接続され、第2入力端子35bが第1コンデンサC1の低電位側に接続されている。また、本実施形態では、第2出力端子36aが第1制御回路5、第2制御回路6および第2電源回路9にそれぞれ接続され、第2出力端子36bが第1制御回路5および第2制御回路6の共通のグランド(図示せず)に接地されている。
第1電源回路7は、第1コンデンサC1の両端電圧(AC−DC変換回路3の出力電圧)から上記第1動作電圧を生成する。また、第1電源回路7は、上記第1動作電圧を、第1制御回路5、第2制御回路6および第2電源回路9にそれぞれ供給する。
冷却装置12としては、例えば、空冷式の冷却装置(例えば、軸流ファン)などを用いることができる。冷却装置12は、複数枚の羽根13aが取り付けられた回転軸13bを中心として時計回りまたは反時計回りに回転可能な回転部13と、回転部13を駆動する駆動部14とを有している。本実施形態では、駆動部14として、例えば、DCモータを用いている。駆動部14は、AC−DC変換回路3における第2コンデンサC2の高電位側と電気的に接続されている。なお、本実施形態では、駆動部14として、DCモータを用いているが、これに限らず、例えば、パルスモータなどを用いてもよい。この場合は、回転部14の回転速度を適宜設定することが可能となり、冷却装置12の冷却能力を高めることが可能となる。また、本実施形態では、冷却装置12として、空冷式の冷却装置を用いているが、これに限らず、例えば、ポンプにより水を循環させる水冷式の冷却装置、ペルチェ素子を用いた方式の冷却装置などを用いてもよい。
ところで、冷却装置12は、チョッパ回路28における1次巻線である第1インダクタL1に設けられた2次巻線である第2インダクタL2から給電される。具体的に説明すると、点灯装置10では、第2インダクタL2で発生した電圧(誘起電圧)が、第2ダイオードD2を介して第2コンデンサC2に供給される。また、点灯装置10では、第2コンデンサC2の両端電圧が、駆動部14に供給される。本実施形態では、第2ダイオードD2と第2コンデンサC2とが、第2インダクタL2で発生した誘起電圧を整流平滑する整流平滑回路を構成している。なお、本実施形態では、第2インダクタL2で発生する誘起電圧を、例えば、5〜12Vに設定している。
したがって、点灯装置10では、第2インダクタL2で発生する誘起電圧を駆動部14に供給することが可能となり、冷却装置12を動作させることが可能となる。これにより、点灯装置10では、光源部20で発生した熱を、効率よく放熱することが可能となる。なお、以下では、説明の便宜上、駆動部14に供給される電圧(第2コンデンサC2の両端電圧)を、第3動作電圧と称する。また、本実施形態では、上記第3動作電圧を、例えば、5〜12Vに設定している。
また、点灯装置10では、第2コンデンサC2に第1ツェナーダイオードZD1が並列接続されているので、上記第3動作電圧が、第1ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧を越えるのを抑制することが可能となる。これにより、点灯装置10では、冷却装置12が故障するのを抑制することが可能となる。本実施形態では、第1ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧を、例えば、12Vに設定してある。
本実施形態の点灯装置10では、冷却装置12のみを動作させるための上記第3動作電圧を生成する構成(具体的には、第2インダクタL2および上記整流平滑回路)を、第1電源回路7とは別体に設けているので、安定した電圧を冷却装置12に供給することが可能となる。また、点灯装置10では、第2インダクタL2および上記整流平滑回路から冷却装置12に上記第3動作電圧が供給されるので、図6に示した構成の従来例のLED点灯装置80よりも、上記第3動作電圧を高めることが可能となり、より冷却能力の高い冷却装置12を使用することが可能となる。よって、点灯装置10では、従来例のLED点灯装置80に比べて、固体発光素子21の温度上昇をより一層抑制することが可能となる。
制御装置11は、例えば、第1マイクロコンピュータに、適宜の第1プログラムを搭載することにより構成することができる。上記第1プログラムは、上記第1マイクロコンピュータに予め設けられた記憶部(図示せず)に記憶されている。
制御装置11は、第1制御回路5および第2制御回路6にそれぞれ接続されている。これにより、制御装置11は、第1制御回路5を介して、チョッパ回路28における第1スイッチング素子Q1のオンオフを制御することが可能となる。また、制御装置11は、第2制御回路6を介して、DC−DC変換回路4における第2スイッチング素子Q2のオンオフを制御することが可能となる。
また、制御装置11には、光源部20の温度を検出する温度検出部15が接続されている。温度検出部15としては、例えば、サーミスタなどを用いることができる。したがって、制御装置11は、温度検出部15により光源部20の一定以上の温度上昇が検出されたとき、第1制御回路5によりチョッパ回路28における第1スイッチング素子Q1のオンオフを制御することによって、冷却装置12を動作させることが可能となり、光源部20で発生した熱を、効率よく放熱することが可能となる。
また、制御装置11は、信号入力端子17に接続されている。すなわち、制御装置11には、信号入力端子17からの上記調光信号が入力される。上記調光信号としては、例えば、DALI(Digital Addressable Lighting Interface)信号、DMX(Digital Multiplex)信号、PWM(Pulse Width Modulation)信号、DC(Direct Current)信号などを用いることができる。
制御装置11は、上記調光信号が入力されたとき、上記調光信号に従って第2制御回路6を制御する。具体的に説明すると、制御装置11は、上記調光信号が入力されたとき、上記調光信号に従って、第2制御回路6によりDC−DC変換回路4における第2スイッチング素子Q2のオンデューティ比を制御する。これにより、点灯装置10は、光源部20を調光点灯させることが可能となる。
ここにおいて、制御装置11は、上記調光信号が入力されたとき、上記調光信号に従って、第2スイッチング素子Q2のオンデューティ比を制御しているが、これに限らず、例えば、第2スイッチング素子Q2のオフデューティ比を制御してもよい。また、制御装置11は、上記調光信号が入力されたとき、上記調光信号に従って第2制御回路6を制御しているが、これに限らず、例えば、上記調光信号に従って第1制御回路5を制御してもよい。この場合、制御装置11は、上記調光信号が入力されたとき、上記調光信号に従って、第1制御回路5によりチョッパ回路28における第1スイッチング素子Q1のオンデューティ比またはオフデューティ比を制御すればよい。また、制御装置11は、上記調光信号が入力されたとき、上記調光信号に従って第1制御回路5および第2制御回路6をそれぞれ制御してもよい。
第2電源回路9としては、例えば、3端子レギュレータなどを用いることができる。第2電源回路9としては、例えば、セイコーインスツル社製のボルテージレギュレータ(S−812Cシリーズ)などを用いることができるが、これを特に限定するものではない。
第2電源回路9の入力端子は、第1電源回路7に接続されている。第2電源回路9の出力端子は、制御装置11に接続されている。第2電源回路9のグランド端子は、点灯装置10のグランド(図示せず)に接地されている。
第2電源回路9は、第1電源回路7の上記第1動作電圧から上記第2動作電圧を生成する。また、第2電源回路9は、上記第2動作電圧を制御装置11に供給する。
本実施形態の点灯装置10では、第1制御回路5および第2制御回路6として、制御用ICをそれぞれ用いているが、これに限らず、例えば、第2マイクロコンピュータおよび第3マイクロコンピュータをそれぞれ用いてもよい。この場合は、第2マイクロコンピュータに適宜の第2プログラムを搭載すればよく、第3マイクロコンピュータに適宜の第3プログラムを搭載すればよい。また、点灯装置10では、第1制御回路5および第2制御回路6を、1個のマイクロコンピュータで構成してもよい。
また、本実施形態の点灯装置10では、固体発光素子21として、発光ダイオードを用いているが、これに限らず、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子、半導体レーザ素子などを用いてもよい。
以上説明した本実施形態の点灯装置10は、商用電源AC1からの交流電圧を第1直流電圧に変換するAC−DC変換回路3と、AC−DC変換回路3により変換された前記第1直流電圧を第2直流電圧に変換するDC−DC変換回路4とを備えている。また、点灯装置10は、固体発光素子21を有する光源部20を冷却する冷却装置12と、AC−DC変換回路3を制御する第1制御回路5と、DC−DC変換回路4を制御する第2制御回路6とを備えている。AC−DC変換回路3は、チョッパ回路28を有している。第1制御回路5と第2制御回路6とは、AC−DC変換回路3の出力側に接続された電源回路(第1電源回路)7から給電される。冷却装置12は、チョッパ回路28における1次巻線である第1インダクタL1に設けられた2次巻線である第2インダクタL2から給電される。これにより、本実施形態の点灯装置10では、安定した電圧(上記第3動作電圧)を冷却装置12に供給することが可能で、且つ、固体発光素子21の温度上昇をより一層抑制することが可能となる。
以下、本実施形態の点灯装置10を用いた照明器具の一例について、図4に基づいて説明する。
本実施形態の照明器具は、光源部20と、光源部20を点灯させる点灯装置10とを備えている。この照明器具は、光源部20と点灯装置10とを別々に配置したものであり、光源部20と点灯装置10の一部とを、一対の第1接続線39,39を用いて接続している。これにより、本実施形態の照明器具では、光源部20の小型化を図ることが可能となる。なお、図4では、一対の第1接続線39,39のうち一方の第1接続線39が見えている。
光源部20は、複数個の固体発光素子21が実装された実装基板29を具備する発光モジュール30と、発光モジュール30を着脱自在に取り付け可能なケース31とを備えている。なお、図4では、複数個の固体発光素子21のうち5個の固体発光素子21のみを図示してある。
実装基板29としては、例えば、金属ベースプリント配線板などを用いることができる。本実施形態では、実装基板29の平面形状を、円形状としているが、これに限らず、例えば、多角形状などであってもよい。また、本実施形態では、実装基板29として、金属ベースプリント配線板を用いているが、これに限らず、例えば、セラミック基板、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板などを用いてもよい。
発光モジュール30は、電気絶縁性および熱伝導性を有する絶縁シート22を介して、ケース31に取り付けられている。
ケース31は、例えば、有底筒状(本実施形態では、有底円筒状)に形成されている。ケース31の材料としては、例えば、金属(例えば、アルミニウム、ステンレス、鉄など)などを用いることができる。
ケース31の内底面には、絶縁シート22を介して発光モジュール30が配置されている。これにより、本実施形態の照明器具では、発光モジュール30で発生した熱をケース31へ効率よく伝導させることが可能となる。
また、ケース31の開口側(図4では、下側)には、各固体発光素子21から発光された光を拡散する拡散板23が配置されている。拡散板23は、例えば、板状(本実施形態では、円板状)に形成されている。拡散板23の材料としては、例えば、透光性材料(例えば、アクリル樹脂、ガラスなど)を用いることができる。
また、本実施形態の照明器具は、光源部20を保持する器具本体24を備えている。
器具本体24は、筒状の側壁24aと、この側壁24aの下端部から側方へ延設された鍔部24bとで構成されている。器具本体24の材料としては、例えば、金属(例えば、アルミニウム、ステンレス、鉄など)などを用いることができる。
側壁24aは、この側壁24aの上端部から下端部に向かって開口面積が徐々に大きくなるようにテーパ筒状に形成されている。側部24aの上端部には、光源部20が配置されている。ここにおいて、本実施形態の照明器具では、光源部20におけるケース31の上記開口側に拡散板23を配置しているが、器具本体24の側壁24aの下端部側に拡散板23を配置してもよい。
器具本体24の側壁24aの外側には、天井材50に予め形成された埋込孔50aの周部を鍔部24bとで挟持可能な一対の取付金具25,25が、設けられている。器具本体24は、側壁24aが天井材50の埋込孔50aに埋め込まれた状態で、鍔部24bを天井材50の下面における埋込孔50aの周部に当接させ、埋込孔50aの上記周部を鍔部24bと一対の取付金具25,25とで挟持することによって、天井材50に埋め込み配置される。
また、本実施形態の照明器具は、点灯装置10における冷却装置12以外(フィルタ回路2、AC−DC変換回路3、DC−DC変換回路4、第1制御回路5、第2制御回路6、第1電源回路7、第2電源回路9、制御装置11、一対の第1入力端子1a,1b、一対の第1出力端子16a,16bおよび信号入力端子17)を収納するケース27を備えている。
ケース27は、箱状(本実施形態では、矩形箱状)に形成されている。ケース27の材料としては、例えば、金属または樹脂などを用いることができる。また、ケース27は、天井材50の上面側に配置されている。
ケース27の一側壁(図4では、左側壁)には、信号入力端子17が露出されている。本実施形態の照明器具では、信号入力端子17が、上記調光信号を出力する調光器26と第2接続線38を介して電気的に接続されている。ここにおいて、本実施形態では、点灯装置10と調光器26との接続手段として、第2接続線38を用いているが、これに限らず、例えば、赤外線または電波などの媒体を用いてもよい。
また、ケース27の他側壁(図4では、右側壁)には、一対の第1出力端子16a,16bが露出されている。本実施形態の照明器具では、一対の第1出力端子16a,16bが、一対の第1接続線39,39を介して光源部20と電気的に接続されている。なお、図4では、一対の第1出力端子16a,16bのうちの一方の第1出力端子16aが見えている。
また、ケース27の上記他側壁には、冷却装置12と電気的に接続された第3接続線40を挿通するための挿通孔(図示せず)が形成されている。
ところで、本実施形態の照明器具では、点灯装置10における冷却装置12が、ケース31の底部における上記開口側とは反対側に固定されている。要するに、冷却装置12は、光源部20に固定されている。よって、本実施形態の照明器具では、冷却装置12が光源部20を冷却することができるので、ケース31に伝導された熱を効率的に放熱することが可能となる。
本実施形態の照明器具は、光源部20と点灯装置10とを別々に配置した照明器具(いわゆる、電源別置型の照明器具)であるが、これに限らず、例えば、光源部20と点灯装置10とを器具本体24内に配置した照明器具(いわゆる、電源一体型の照明器具)であってもよい。
以上説明した本実施形態の照明器具は、光源部20と、光源部20を点灯させる点灯装置10とを備えている。これにより、本実施形態の照明器具では、安定した電圧(上記第3動作電圧)を冷却装置12に供給することが可能で、且つ、固体発光素子21の温度上昇をより一層抑制することが可能となる。
(実施形態2)
本実施形態の点灯装置10は、基本構成が実施形態1と同じであり、図5に示すように、第1制御回路5が、第1電源回路7から給電される代わりに、第2インダクタL2から給電される点などが実施形態1と相違する。なお、本実施形態では、実施形態1と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を適宜省略する。
第1制御回路5は、第2コンデンサC2の高電位側と電気的に接続されている。
本実施形態の点灯装置10では、第2コンデンサC2の両端電圧(上記第3動作電圧)が、第1制御回路5に供給される。これにより、本実施形態の点灯装置10では、第1電源回路7が、上記第1動作電圧を第1制御回路5に供給する必要がないので、第1電源回路7を、実施形態1における第1電源回路7に比べて、簡素化することが可能となる。
ここにおいて、本実施形態の点灯装置10では、第2コンデンサC2の両端電圧を、第1制御回路5に供給しているが、第2制御回路6に供給してもよい。言い換えれば、本実施形態の点灯装置10では、第2制御回路6が、第1電源回路7から給電される代わりに、第2インダクタL2から給電されてもよい。この場合、第1制御回路5が、第1電源回路7から給電される。
また、本実施形態の点灯装置10では、第2コンデンサC2の両端電圧を、第1制御回路5および第2制御回路6にそれぞれ供給してもよい。言い換えれば、本実施形態の点灯装置10では、第1制御回路5および第2制御回路6が、第1電源回路7から給電される代わりに、第2インダクタL2から給電されてもよい。これにより、本実施形態の点灯装置10では、第1電源回路7が、上記第1動作電圧を第1制御回路5および第2制御回路6にそれぞれ供給する必要がないので、第1電源回路7を、実施形態1における第1電源回路7に比べて、より簡素化することが可能となる。
以上説明した本実施形態の点灯装置10は、商用電源AC1からの交流電圧を第1直流電圧に変換するAC−DC変換回路3と、AC−DC変換回路3により変換された前記第1直流電圧を第2直流電圧に変換するDC−DC変換回路4とを備えている。また、点灯装置10は、固体発光素子21を有する光源部20を冷却する冷却装置12と、AC−DC変換回路3を制御する第1制御回路5と、DC−DC変換回路4を制御する第2制御回路6とを備えている。AC−DC変換回路3は、チョッパ回路28を有している。第1制御回路5と第2制御回路6の一方である第2制御回路6は、AC−DC変換回路3の出力側に接続された電源回路(第1電源回路)7から給電される。第1制御回路5と第2制御回路6の他方である第1制御回路5と、冷却装置12とは、チョッパ回路28における1次巻線である第1インダクタL1に設けられた2次巻線である第2インダクタL2から給電される。これにより、本実施形態の点灯装置10では、第1電源回路7を、実施形態1における第1電源回路7に比べて、簡素化することが可能となる。
なお、本実施形態の点灯装置10を、実施形態1で説明した照明器具に用いてもよい。