JP6455030B2 - 照明灯及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明灯及び照明装置に関する。

従来から、蛍光灯を点灯させるインバータ安定器（広義には、灯具）にそのまま接続して点灯動作を行うことができる照明灯が知られている。このような照明灯としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明灯などの半導体発光素子を用いた照明灯が挙げられる。

ＬＥＤ照明灯は、蛍光灯よりも発光効率が高いため、蛍光灯よりも少ない消費電力で蛍光灯と同等の明るさを作り出すことができる。但し、ＬＥＤ照明灯を灯具にそのまま接続して点灯動作を行う場合、灯具は、蛍光灯が接続された場合と同等の電力をＬＥＤ照明灯に供給してしまうため、ＬＥＤ照明灯のＬＥＤ負荷において、必要以上の消費電力が発生してしまう。

このため、このようなＬＥＤ照明灯（いわゆる工事レスＬＥＤ照明）において、ＬＥＤ負荷に対して、インダクタンスを接続することで、ＬＥＤ照明灯に無効電力を発生させ、省電力化を図る技術が知られている（例えば、特許文献１〜２）。

しかしながら、上述したような従来技術では、無効電力を発生させるためにインダクタンスを用いているため、インダクタンスにエネルギーが蓄積されている状態で電源遮断などの異常動作が起きると、逆起電力（高電圧）が発生し、照明灯を接続している灯具を破壊する恐れがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、省電力化とともに安全性を向上させることができる照明灯及び照明装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかる照明灯は、交流信号を全波整流するブリッジダイオードと、スイッチング素子を含み、前記全波整流された交流信号を直流信号に変換するスイッチングコンバータと、前記スイッチング素子のオン／オフタイミングを制御するコントローラと、前記スイッチングコンバータ及び前記コントローラと接続され、前記直流信号が出力される半導体発光素子と、を備え、前記コントローラは、前記全波整流された交流信号のゼロクロスタイミングと異なるタイミングで前記スイッチング素子をオンするように制御すると共に、前記全波整流された信号のゼロクロスタイミングから位相を所定量ずらして前記スイッチング素子をオン／オフ制御する。

本発明によれば、省電力化とともに安全性を向上させることができるという効果を奏する。

図１は、本実施形態の照明装置の外観斜視図である。 図２は、本実施形態の灯具を長手方向に沿って切断した断面図である。 図３は、本実施形態の照明灯の長手方向に向かって左側の端部近傍の分解斜視図である。 図４は、本実施形態の照明灯の長手方向に向かって右側の端部近傍の分解斜視図である。 図５は、本実施形態の照明灯の長手方向に向かって左側の端部近傍の分解斜視図である。 図６は、本実施形態の照明灯の長手方向に向かって右側の端部近傍の分解斜視図である。 図７は、本実施形態の照明灯の横断面図である。 図８は、本実施形態の各回路の回路図である。 図９は、本実施形態のＣＮＴの構成を示すブロック図である。 図１０は、本実施形態の位相選択処理の一例を示すフローチャート図である。 図１１は、本実施形態の電流値と位相との関係を示す図である。 図１２は、本実施形態の信号の波形の一例を示す図である。 図１３は、本実施形態の効果の説明図である。 図１４は、本実施形態の効果を説明するための従来例との比較図である。 図１５は、本実施形態の効果の説明図である。 図１６は、変形例の各回路の回路図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる照明灯及び照明装置の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本実施形態の照明装置２００の外観斜視図である。図１に示すように、照明装置２００は、照明灯１００と、照明灯１００が装着される灯具１５０とを備える。

照明灯１００は、キャップ部材１ａ，１ｂ、筐体２、および透光部材３を有している。筐体２は、例えばアルミニウム合金またはマグネシウム合金等の金属部材を押出成形して作られた長尺形状を有している。また、筐体２は、断面が略半円筒形状となるように形成されている。透光部材３は、筐体２と組み合わされることで、全体が略円筒形状となるように、筐体２と同様に長尺の略半円筒形状を有している。また、透光部材３は、後述する複数のＬＥＤから発光された光束を透過するように、樹脂またはガラスで形成されている。

キャップ部材１ａ，１ｂは有底円筒形状を有しており、筐体２および透光部材３の各両端部のキャップとして機能する。また、キャップ部材１ａ，１ｂは、灯具１５０のソケット１５１ａ、１５１ｂに取り付けられることで、灯具１５０と照明灯１００との物理的かつ電気的な接続を図る。なお、この例では、筐体２は略半円筒形状であることとしたが、略半円筒形状に限定する必要はない。図１では、透光部材３を半円形で描いているが、蛍光灯のように断面が筒状になっていて、透光部材３が筐体２を包むような構成であってもよい。

図２は、本実施形態の灯具１５０を長手方向に沿って切断した断面図である。図２に示すように、灯具１５０は、蛍光灯安定器１５３と、照明灯１００を着脱可能に装着するソケット１５１ａおよび１５１ｂとを有し、商用電源Ｅと接続可能に構成されている。商用電源Ｅの周波数は、例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ等である。商用電源Ｅからの電力は、蛍光灯安定器１５３に供給される。図２に示すように、灯具１５０は、ソケット１５１ａ、１５１ｂの反対側が、例えば天井等に埋め込まれており、ソケット１５１ａ、１５１ｂ側が解放されている。ソケット１５１ａ、１５１ｂは、一対の電極端子１５２ａ，１５２ｂおよび配線１５４を介して、蛍光灯安定器１５３に接続されている。

蛍光灯安定器１５３は、例えば、蛍光灯インバータ安定器、蛍光灯グロー安定器、及び蛍光灯ラピッド安定器などが挙げられる。本実施形態では、蛍光灯安定器１５３が蛍光灯インバータ安定器である場合を例に取り説明するが、これに限定されるものではない。

ただし、照明灯１００は商用交流電源と直結可能に構成されており、その場合には蛍光灯安定器１５３は不要となる。このように、照明灯１００は、蛍光灯グロー安定器、蛍光灯ラピッド安定器、蛍光灯インバータ安定器、および商用交流電源の何れとも接続可能に構成することができる。

図３及び図５は、本実施形態の照明灯１００の長手方向に向かって左側の端部近傍の分解斜視図であり、図４及び図６は、本実施形態の照明灯１００の長手方向に向かって右側の端部近傍の分解斜視図である。図７は、本実施形態の照明灯１００の横断面図である。但し、図３では、電源基板７の上方側に配置されている実装基板１１ａの図示を省略し、図５では、実装基板１１ａを図示している。同様に、図４では、実装基板１１ｂの図示を省略し、図６では、実装基板１１ｂを図示している。

図３及び図４に示すように、キャップ部材１ａ，１ｂは、複数のねじ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄによって、筐体２に締付固定される。これにより、キャップ部材１ａ，１ｂは、筐体２と嵌合した透光部材３とが一体的になるように包み込んでいる。つまり、キャップ部材１ａ，１ｂは、筐体２および透光部材３の各両端部を覆うように形成されて設けられている。

キャップ部材１ａ，１ｂは、ねじ止めではなく、筐体２との継ぎ目を工具等で固く密着させて（カシメて）製作してもよいし、インサート成形してもよい。キャップ部材１ａ，１ｂの形状は、既存の蛍光灯の両端に位置するキャップ部材（口金）と略同一の形状とされている。照明灯１００は、灯具１５０に取り付けられている既存の蛍光灯に代えて、容易に交換可能となっている。

図３〜図６に示すように、一方のキャップ部材１ａには端子４ａ，４ｂが、他方のキャップ部材１ｂには電極端子４ｃ，４ｄが、それぞれキャップ部材１ａまたはキャップ部材１ｂから長手方向に沿って突出するように設けられている。各キャップ部材１ａまたはキャップ部材１ｂに対して電極端子４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを設ける場合、インサ−ト成形、カシメ、ねじ締結等の固定方法を用いることができる。照明灯１００は、灯具１５０や各キャップ部材１ａ，１ｂ内に配置されたコネクタ１６等を介して商用電源Ｅからの交流電力を取り込む。取り込まれた交流電力は、リード線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを介して、図３に示す電源基板７に給電される。

電源基板７には、得られた交流電源を、直流電源に変換して実装基板１１ａ，１１ｂに供給するための直流電源変換用の電子部品９が設けられている。実装基板１１ａ，１１ｂには、図５及び図６に示すように、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）１２ａが長手方向に実装されたＬＥＤ負荷５７が設けられている。ＬＥＤは、半導体発光素子の一例である。電源基板７は、図３に示すように、略半円筒形状の筐体２の内部に収納され、筐体２内で動かないよう固定されている。また、本実施形態の照明装置２００の場合、リード線６ａ，６ｂは、リード線６ｃ，６ｄよりも短くなっている。

電子部品９によって直流に整流された電流は、図５に示すリード線１３ａ、１３ｂを介して実装基板１１ａ，１１ｂに供給される。長手方向に並列配置された実装基板１１ａ，１１ｂの間は、図示しないリード線やジャンパ−線等で電気的に接続されている。なお、この例では、ＬＥＤ負荷５７を実装する実装基板として、実装基板１１ａ，１１ｂの２枚を図示しているが、１枚または３枚以上の実装基板を設けてもよい。

図５および図６に示すように、本実施形態の照明装置２００の場合、実装基板１１ａの下方側に電源基板７を配置し、実装基板１１ｂ側には何も配置していない。換言すれば、実装基板１１ｂ側は、筐体２内が空洞となるように、平面的に構成されている。また筐体２の半円の弦に相当する部分となる平面部１４に、実装基板１１ａ，１１ｂが装着される。この平面部１４と実装基板１１ａ，１１ｂの間には、それぞれシ−ト状の樹脂部材１０ａ，１０ｂを、平面部１４と実装基板１１ａ，１１ｂとでそれぞれ挟むようにして介装して配設している。

図３および図４に示すように、その両端にリード線６ａ、６ｂとリード線６ｃ，６ｄがそれぞれ接続された電源基板７は、図７に示すように、長手方向に延びるカバー部材となる樹脂製のホルダ３０で周囲が覆われている。リード線６ａとリード線６ｂの先端と、リード線６ｃとリード線６ｄの先端には、各コネクタ１６に挿入するための口金部が設けられている。ホルダ３０は、電源基板７と同等以上の長さを有する長尺形状を有し、断面形状に切断部がない連続した筒状部品である。ホルダ３０は、押出成形、引抜成形、射出成形等の成型方法により形成することができる。ホルダ３０の材質は、例えばＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＡ（ナイロン）が用いられる。

ホルダ３０は、図７に示すように、筐体２の内部に収納可能であって、長手方向において略同一の断面形状とされている。電源基板７はホルダ３０に着脱可能に装着されることでホルダ３０と一体化される。

すなわち、図７に示すように、ホルダ３０の長手方向と交差する幅方向に位置する側面３０ａ、３０ｂには、幅方向に突出して受け台部３１a，３１ｂが形成されている。これら受け台部３１a，３１ｂは、電源基板７をホルダ３０内に端部側から挿入する際の案内レール部として機能する。受け台部３１a，３１ｂは、電源基板７の挿入後においては、電源基板７とホルダ３０の底部３０ｃとの間に離間部（空間部）３２が形成されるように電源基板７を支持する。離間部３２は、電源基板７から突出した図３に示す電子部品９のリード線が、ホルダ３０に触れない、或いは電気的絶縁性が確保できるような距離Ｚ１を確保するためのものである。

ホルダ３０は、電源基板７の全体（周囲）を外側から覆うことで、筐体２内部において電源基板７を筐体２から離隔している。ホルダ３０は、図７に示すように、筐体２内において筐体２の内側面と接触する。ホルダ３０は、筐体２内で滑りやすくするため、筐体２の内側面と接触する表面を平滑面としている。この例の場合、ホルダ３０は、同ホルダ３０を分割するための切断部が無い断面形状である。このため、ホルダ３０内へ電源基板７を設置する場合、開口されているホルダ３０の端部から電源基板７をホルダ３０内に挿入することになる。ホルダ３０と電源基板７は、筐体２への装着前に一体化されて電源基板ユニットとして構成され、電源基板ユニットの状態で筐体２の端部から筐体２の内部に挿入される。

このような構成によると、電源基板７の周囲を覆い、電源基板７を筐体２から離隔し、筐体２内に収納可能な断面が略同一形状で長手方向に延びる樹脂製のホルダ３０を有するので、筐体２との電気的絶縁性を保つことができ、高い安全性を確保できる。また、電気的絶縁性を確保するために、筐体２の内部へ絶縁材の塗装を行わなくても良いので、低コストで筐体２を製作できる。さらに、筐体２内が、ホルダ３０によって電源基板７と筐体２とに区分して離間できるため、電子部品９のリ−ド線１３ａ、１３ｂが突出していても筐体２に触れることがなく、チップ部品などの高価な部品を用いることなく作製できる。

また、本実施形態の照明装置２００の場合、電源基板７と実装基板１１ａ、１１ｂの間にホルダ３０（ホルダ３０の底部３０ｃ）を設けているため、電源基板７の熱が実装基板１１ａ、１１ｂに伝わりにくくなり、ＬＥＤ負荷５７に与える熱の影響が全てのＬＥＤで均一になる。このため、時間の経過と共に部分的にＬＥＤの寿命が短くなる不都合を防止できる。

また、電源基板７と一体化したホルダ３０の接触面が平滑となっているため、摩擦抵抗を小さくでき、筐体２内において電源基板ユニットを滑走させることができる。このため、両端の口金部にコネクタ１６を挿す作業を容易化できる。

また、ホルダ３０の断面形状には切れ目がなく、連続するように形成しているので、直接、電子部品９が筐体２に接触することがなくなり、筐体２との電気的絶縁性が保たれ、高い安全性を確保できる。また、電気的絶縁性を確保するために筐体２の内部への塗装を行わなくても良いので、安価に筐体２を製作できる。

図８は、商用電源Ｅ、蛍光灯安定器１５３、並びに照明灯１００の実装基板１１ａ、１１ｂ、及び電源基板７に設けられている各回路の回路図である。図８に示すように、照明装置２００は、商用電源Ｅと、蛍光灯安定器１５３と、ブリッジダイオード（以下、「ＢＤ」と称する）３１０−１，３１０−２と、コントローラ（以下、「ＣＮＴ」と称する）３２０と、アクティブスイッチ（スイッチング素子の一例）３３０、インダクタンス（以下、「Ｌ」と称する）３４０、及びダイオード（以下、「Ｄ」と称する）３５０で構成されるスイッチングコンバータと、容量（以下、「Ｃ」と称する）３６０と、ＬＥＤ負荷５７と、電流センス抵抗３８０と、を備える。なお、ＢＤ３１０−１，３１０−２、ＣＮＴ３２０、アクティブスイッチ３３０、Ｌ３４０、Ｄ３５０、Ｃ３６０、ＬＥＤ負荷５７、及び電流センス抵抗３８０は、照明灯１００の実装基板１１ａ、１１ｂ、及び電源基板７のいずれかに設けられている。

ＢＤ３１０−１，３１０−２は、蛍光灯安定器１５３を介して商用電源Ｅから供給された交流信号を全波整流する。

ＣＮＴ３２０は、アクティブスイッチ３３０のオン／オフタイミングを制御する。具体的には、ＣＮＴ３２０は、アクティブスイッチ３３０のゲート信号を生成し、生成したゲート信号をアクティブスイッチ３３０に出力し、アクティブスイッチ３３０を駆動することで、アクティブスイッチ３３０のオン／オフタイミングを制御する。ここで、ＣＮＴ３２０は、ＢＤ３１０−１，３１０−２により全波整流された交流信号（図８に示す例では、交流電圧Ｖｍ）のゼロクロスタイミングと異なるタイミングでアクティブスイッチ３３０をオンするように制御するものとする。なお、交流電圧Ｖｍの波形については後述する。また、ＣＮＴ３２０の詳細については、後述する。

スイッチングコンバータは、ＢＤ３１０−１，３１０−２により全波整流された交流信号（図８に示す例では、交流電圧Ｖｍ）を直流信号に変換するコンバータであり、いわゆる、ＡＣＤＣコンバータである。なお本実施形態では、スイッチングコンバータは、昇圧型のコンバータであり、ＬＥＤ負荷５７に対して、Ｌ３４０及びＤ３５０が直列に接続され、アクティブスイッチ３３０が並列に接続されている。

Ｃ３６０は、ＬＥＤ負荷５７に対して並列に接続された平滑コンデンサであり、スイッチングコンバータから出力される直流電流に含まれる交流成分を除去する。

ＬＥＤ負荷５７は、スイッチングコンバータと接続され、スイッチングコンバータにより変換された直流信号が出力される。具体的には、ＬＥＤ負荷５７は、スイッチングコンバータから直流電圧が印加され、直流電流が流れることで、発光する。

電流センス抵抗３８０は、ＬＥＤ負荷５７に流れる電流の電流値を検出するための抵抗であり、端子電圧ＶｃｓをＣＮＴ３２０に出力する。

図９は、ＣＮＴ３２０の構成の一例を示すブロック図である。図９に示すように、ＣＮＴ３２０は、ゼロクロス検出部３２１と、電流検出部３２２と、位相選択部３２３と、ゲート信号生成部３２４と、を備える。

ゼロクロス検出部３２１は、ＢＤ３１０−１，３１０−２により全波整流された交流信号（図８に示す例では、交流電圧Ｖｍ）のゼロクロスタイミングを検出する。そしてゼロクロス検出部３２１は、ゼロクロスタイミングにおいてＨｉｇｈとなり、ゼロクロスタイミング以外ではＬｏｗとなるｚｅｒｏ信号をゲート信号生成部３２４に出力する。なお、ｚｅｒｏ信号の波形については後述する。ゼロクロス検出部３２１としては、例えば、コンパレータなどが挙げられる。

電流検出部３２２は、ＬＥＤ負荷５７に流れる電流の電流値ｉｌｅｄを検出する。具体的には、電流検出部３２２は、電流センス抵抗３８０から出力される端子電圧ＶｃｓをＡＤ変換し、ＡＤ変換後の電圧と電流センス抵抗３８０の抵抗値からＬＥＤ負荷５７に流れる電流の電流値ｉｌｅｄを検出し、位相選択部３２３へ出力する。なお、電流センス抵抗３８０の抵抗値は、電流検出部３２２において既知であるものとする。電流検出部３２２としては、例えば、ＡＤコンバータ及び除算回路などが挙げられる。

位相選択部３２３は、電流検出部３２２により検出された電流値ｉｌｅｄに基づいて、ＬＥＤ負荷５７に流れる電流が目標電流となるゼロクロスタイミングからの位相ｐｈｉを選択する。そして位相選択部３２３は、選択した位相ｐｈｉをゲート信号生成部３２４へ出力する。なお、位相ｐｈｉの選択の詳細については、後述する。

また位相選択部３２３は、アクティブスイッチ３３０のゲート信号のデューティ比（所定のデューティ比の一例）を示すｄｕｔｙ信号をゲート信号生成部３２４へ出力する。

ここで、アクティブスイッチ３３０のゲート信号のデューティ比は、スイッチングコンバータの出力電圧が目標電圧となるように設定されることが一般的である。しかしながら、本実施形態の照明灯１００は、多様な種類の蛍光灯安定器１５３に接続（装着）されることを想定している。蛍光灯安定器１５３から出力される交流電圧の値は、全ての蛍光灯安定器１５３で同一ではなく、蛍光灯安定器１５３の種類によって相違する。このため、蛍光灯安定器１５３の種類を問わず、スイッチングコンバータの出力電圧が目標電圧となるように、デューティ比を設定することはできない。

従って、本実施形態では、スイッチングコンバータの出力電圧を目標電圧とする制御は行わず、デューティ比を固定値に設定するものとする。固定値としては、例えば、５０％が挙げられる。これは、スイッチングコンバータで発生させる無効電力の発生量を確保する上で好ましいためである。但し、デューティ比は、５０％に限定されず、これ以外の値とすることもできる。

ゲート信号生成部３２４は、ゼロクロス検出部３２１により検出されたゼロクロスタイミング、位相選択部３２３により選択された位相、位相選択部３２３からのデューティ比に基づいてゲート信号を生成し、当該ゲート信号に基づいてアクティブスイッチ３３０のオン／オフタイミングを制御する。

本実施形態では、ゲート信号は、ゼロクロスタイミングから特定された位相分ずらしたタイミングを基点として、ＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わり、以降、デューティ比に基づいて、Ｌｏｗ及びＨｉｇｈが切り替わるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である。なお、ゲート信号生成部３２４は、ＰＷＭ信号の周波数については、ｚｅｒｏ信号からその周期を算出し、設定する。これにより、ＰＷＭ信号をｚｅｒｏ信号に同期できる。また、ＰＷＭ信号の波形については後述する。

ここで、位相ｐｈｉの選択の詳細について説明する。まず、位相選択部３２３は、異なる位相を順次ゲート信号生成部３２４に設定し、ゲート信号生成部３２４は、位相が異なるゲート信号を順次生成し、アクティブスイッチ３３０に出力する。次に、電流検出部３２２は、生成されたゲート信号毎に、ＬＥＤ負荷５７に流れる電流の電流値を検出し、位相選択部３２３は、検出された複数の電流値のうち目標電流に最も近い電流値となったゲート信号の位相を選択する。

図１０は、位相選択処理の一例を示すフローチャート図である。

まず、位相選択部３２３は、初期位相を設定し（ステップＳ１０１）、ゲート信号生成部３２４は、初期位相のゲート信号を生成し、アクティブスイッチ３３０に出力する。

続いて、電流検出部３２２は、ゲート信号がアクティブスイッチ３３０に出力されたことに伴い、ＬＥＤ負荷５７に流れる電流の電流値を検出する（ステップＳ１０３）。

全位相の測定が完了していない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、位相選択部３２３は、位相設定をインクリメントして設定し（ステップＳ１０７）、ゲート信号生成部３２４は、インクリメントされた位相のゲート信号を生成し、アクティブスイッチ３３０に出力する。そして、ステップＳ１０３へ戻る。

なお、全位相の測定が完了した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、図１１に示すような、ＬＥＤ負荷５７を流れる電流値と位相との関係が得られるため、目標電流に最も近い電流値となった位相最適値を選択する（ステップＳ１０９）。

ここで、蛍光灯安定器１５３の出力波形の制御方式としては、定電流制御方式、皮相電力一定制御方式、及び有効電力一定制御方式などがあるが、有効電力一定制御方式では、無効電力を発生させると安定器が想定していない過剰電流が出力されることになるため、蛍光灯安定器１５３の故障、破壊を引き起こす可能性がある。

このため、位相選択部３２３は、電流検出部３２２により検出された複数の電流値が同一値である場合、位相として、０を選択する。これは、位相を変化させてもＬＥＤ負荷５７に流れる電流の電流値が変化しない場合、蛍光灯安定器１５３が有効電力一定制御方式を採用しており、位相を変化させても省電力効果は得られず、蛍光灯安定器１５３の故障、破壊を引き起こす可能性があるためである。

図１２は、交流電圧Ｖｍ、ｚｅｒｏ信号、及びＰＷＭ信号の波形の一例を示す図である。なお、ＰＷＭ信号のｔｏｎは、ＰＷＭ信号がオン、即ち、Ｈｉｇｈとなる期間を示し、ｔｐは、ＰＷＭ信号の１周期を示している。

図１３〜図１５を参照しながら、本実施形態の効果について説明する。図１４は、本実施形態の位相制御を行わなかった場合、即ち、従来例のスイッチングコンバータの入力電圧Ｖ、ゲート信号Ｇ、入力電流Ｉ、及び電力の一例を示す図であり、図１５は、本実施形態の位相制御を行った場合のスイッチングコンバータの入力電圧Ｖ、ゲート信号Ｇ、入力電流Ｉ、及び電力の一例を示す図である。なお、図１５では、ゼロクロスタイミングから位相を６０°遅らせている。また、図１３において、入力電圧Ｖ、ゲート信号Ｇ、入力電流Ｉがいずれの箇所のものかを示している。

図１４及び図１５を比較すれば明らかなように、位相制御を行って無効電力を発生させることにより、平均電力が、図１４よりも図１５の方が小さいことがわかる。この結果、スイッチングコンバータから出力され、ＬＥＤ負荷５７で消費される消費電力も図１４よりも図１５の方が小さくなり、省電力効果が得られる。

以上のように本実施形態によれば、インダクタンスの代わりにアクティブスイッチを用いて無効電力を発生させるため、逆起電力の発生を防止でき、省電力化とともに安全性を向上させることができる。

また本実施形態によれば、多様な種類の蛍光灯安定器に接続される場合であっても、位相を変更することにより、十分な無効電力を発生させることができる。従って、複数のインダクタンスや複数のコンデンサを選択してＬＥＤ負荷に接続するなどの対応を行わずに省電力化を図れるため、低コスト化及び低実装面積も実現できる。

また本実施形態によれば、有効電力一定制御方式など、位相を変化させても省電力効果は得られず、蛍光灯安定器の故障、破壊を引き起こす可能性がある場合には、位相をずらさないため、安全性を更に向上させることができる。

（変形例）
上記実施形態では、スイッチングコンバータが昇圧型である場合を例に取り説明したが、スイッチングコンバータは降圧型であってもよい。

図１６は、変形例の商用電源Ｅ、蛍光灯安定器１５３、並びに照明灯１００の実装基板１１ａ、１１ｂ、及び電源基板７に設けられている各回路の回路図である。図１６に示す照明装置４００では、スイッチングコンバータは、降圧型のコンバータであり、ＬＥＤ負荷５７に対して、アクティブスイッチ３３０及びＬ３４０が直列に接続され、Ｄ３５０が並列に接続されている。

Ｅ 商用電源
５７ ＬＥＤ負荷
１００ 照明灯
１５０ 灯具
１５３ 蛍光灯安定器
２００、４００ 照明装置
３１０−１，３１０−２ ブリッジダイオード（ＢＤ）
３２０ コントローラ（ＣＮＴ）
３２１ ゼロクロス検出部
３２２ 電流検出部
３２３ 位相選択部
３２４ ゲート信号生成部
３３０ アクティブスイッチ
３４０ インダクタンス（Ｌ）
３５０ ダイオード（Ｄ）
３６０ 容量（Ｃ）
３８０ 電流センス抵抗

特開２０１１−２４３３３１号公報 特許第５２６６５９４号公報

Claims (8)

1. 交流信号を全波整流するブリッジダイオードと、
   スイッチング素子を含み、前記全波整流された交流信号を直流信号に変換するスイッチングコンバータと、
   前記スイッチング素子のオン／オフタイミングを制御するコントローラと、
   前記スイッチングコンバータ及び前記コントローラと接続され、前記直流信号が出力される半導体発光素子と、
   を備え、
   前記コントローラは、前記全波整流された交流信号のゼロクロスタイミングと異なるタイミングで前記スイッチング素子をオンするように制御すると共に、前記全波整流された信号のゼロクロスタイミングから位相を所定量ずらして前記スイッチング素子をオン／オフ制御する照明灯。
2. 前記コントローラは、
   前記全波整流された交流信号のゼロクロスタイミングを検出するゼロクロス検出部と、
   前記半導体発光素子に流れる電流の電流値を検出する電流値検出部と、
   前記検出された電流値に基づいて、前記半導体発光素子に流れる電流が目標電流となる前記ゼロクロスタイミングからの位相を選択する位相選択部と、
   前記ゼロクロスタイミング、前記選択された位相、及び所定のデューティ比に基づいてゲート信号を生成し、当該ゲート信号に基づいて前記スイッチング素子のオン／オフタイミングを制御するゲート信号生成部と、
   を備える請求項１に記載の照明灯。
3. 前記ゲート信号は、前記ゼロクロスタイミングから前記選択された位相分ずらしたタイミングを基点として、ＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わり、以降、前記所定のデューティ比に基づいて、Ｌｏｗ及びＨｉｇｈが切り替わるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である請求項２に記載の照明灯。
4. 前記ゲート信号生成部は、位相が異なるゲート信号を順次生成し、
   前記電流値検出部は、前記ゲート信号毎に、前記半導体発光素子に流れる電流の電流値を検出し、
   前記位相選択部は、前記検出された複数の電流値のうち前記目標電流に最も近い電流値となったゲート信号の位相を選択する請求項２又は３に記載の照明灯。
5. 前記位相選択部は、前記検出された複数の電流値が同一値である場合、前記位相として、０を選択する請求項４に記載の照明灯。
6. 前記スイッチングコンバータは、昇圧型である請求項１〜５のいずれか１つに記載の照明灯。
7. 前記スイッチングコンバータは、降圧型である請求項１〜５のいずれか１つに記載の照明灯。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の照明灯と、
   前記照明灯が接続される灯具と、
   を備える照明装置。

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