電源装置及び照明器具
【課題】フィードバック制御に伴う消費電力を削減する。
【解決手段】直流電源回路１１０は、光源回路８３０（負荷回路）に供給する直流電力を生成する。負荷電流検出回路１４０は、光源回路８３０を流れる負荷電流を検出して、負荷電流検出電圧を生成する。目標電圧生成回路１７０は、光源回路８３０を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する。帰還信号生成回路１８０は、負荷電流検出電圧と目標電圧とを比較して、帰還信号を生成する。直流電源回路１１０は、制御電源回路１６０が供給した制御電力により動作し、目標電圧生成回路１７０は、制御電源回路１６０が供給した制御電力から、目標電圧を生成する。制御電源回路１６０は、負荷電流の目標値が０である場合に、直流電源回路１１０と目標電圧生成回路１７０とに対して制御電源を供給しない。
【解決手段】直流電源回路１１０は、光源回路８３０（負荷回路）に供給する直流電力を生成する。負荷電流検出回路１４０は、光源回路８３０を流れる負荷電流を検出して、負荷電流検出電圧を生成する。目標電圧生成回路１７０は、光源回路８３０を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する。帰還信号生成回路１８０は、負荷電流検出電圧と目標電圧とを比較して、帰還信号を生成する。直流電源回路１１０は、制御電源回路１６０が供給した制御電力により動作し、目標電圧生成回路１７０は、制御電源回路１６０が供給した制御電力から、目標電圧を生成する。制御電源回路１６０は、負荷電流の目標値が０である場合に、直流電源回路１１０と目標電圧生成回路１７０とに対して制御電源を供給しない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フィードバック制御により定電流動作をする電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードのように定電流駆動すべき負荷を持つ負荷回路に電力を供給する電源装置において、負荷を流れる負荷電流の値を測定し、測定した結果をフィードバックして、生成する電力を調整することにより、定電流源として動作する電源装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３４４１４号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２１３７号公報
【特許文献３】特開２００４−３１９５８３号公報
【特許文献４】特開平７−２０９５３号公報
【特許文献５】特開２０１０−２８９５１号公報
【特許文献６】特開２００５−１６８１６９号公報
【特許文献７】特開２００９−１８９１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィードバック制御には、必然的に制御の遅れが伴う。負荷電流はすぐに目標値にならず、例えば、オーバーシュート・アンダーシュートを繰り返して、徐々に目標値に収束する。
負荷が発光ダイオードのような光源である場合、オーバーシュート時に一瞬だけ閃光を発するように見える。また、オーバーシュートによって発生した過電流により、負荷が故障する可能性がある。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で、閃光や故障の発生を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる電源装置は、
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路と、
制御電力を生成し、生成した制御電力を上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して供給する制御電源回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記直流電源回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力により動作し、
上記目標電圧生成回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力から、上記目標電圧を生成し、
上記制御電源回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が０である場合に、上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して制御電源を供給しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる電源装置によれば、上記制御電源回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が０である場合に、上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して制御電源を供給しないので、消費電力、特に、待機時の消費電力（待機電力）を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１における照明器具８００の構造の一例を示す側面視断面図。
【図２】実施の形態１における電源装置１００の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図。
【図３】実施の形態１における電源装置１００の具体的な回路構成の一例を示す回路図。
【図４】実施の形態１における電源装置１００の各部の電圧などの波形の一例を示す波形図。
【図５】比較例における電流の波形の一例を示す波形図。
【図６】実施の形態１における電源装置１００の電流波形の一例を示す波形図。
【図７】実施の形態２における電源装置１００の各部の電圧の波形の一例を示す波形図。
【図８】実施の形態２における電源装置１００の各部の電圧などの波形の一例を示す波形図。
【図９】実施の形態２における電源装置１００の各部の電圧などの波形の別の例を示す波形図。
【図１０】実施の形態２における電源装置１００の各部の電圧などの波形の更に別の例を示す波形図。
【図１１】実施の形態３における電源装置１００の具体的な回路構成の一例を示す回路図。
【図１２】実施の形態３における電源装置１００の各部の電圧などの波形の一例を示す波形図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図５を用いて説明する。
【０００９】
図１は、この実施の形態における照明器具８００の構造の一例を示す側面視断面図である。
照明器具８００は、本体８１０、コネクタ８２１、電源線８２２、電源装置１００、配線８２３、光源基板８３１、光源８３２を有する。
【００１０】
光源８３２は、直流電力により点灯する電気的光源である。光源８３２は、例えば、発光ダイオード素子（以下「ＬＥＤ」と呼ぶ。）である。光源８３２は、光源基板８３１に実装されている。光源８３２の数は、１個でもよいし、２個以上でもよい。光源８３２が２個以上である場合、光源８３２は、例えば、互いに直列に電気接続されている。
光源基板８３１は、本体８１０の発光面側（この例では下側）に装着されている。光源基板８３１には、印刷などにより、光源８３２の間を接続する配線が設けられている。光源基板８３１には、光源８３２以外の部品が実装されていてもよい。以下、光源８３２など光源基板８３１に実装された部品や光源基板８３１に設けられた配線により構成される回路を「光源回路８３０」と呼ぶ。
【００１１】
コネクタ８２１は、商用電源などの交流電源ＡＣ（例えば、実効値１００〜２４２ボルト［Ｖ］、周波数５０〜６０ヘルツ［Ｈｚ］）に接続される。コネクタ８２１は、接続された交流電源ＡＣから交流電力を入力する。
電源線８２２は、コネクタ８２１と電源装置１００との間を接続する。電源線８２２は、コネクタ８２１が入力した交流電力を、電源装置１００に供給する。
【００１２】
電源装置１００（ＬＥＤ点灯装置）は、本体８１０の内部に収納されている。電源装置１００は、入力した交流電力を変換して、光源回路８３０（負荷回路）に供給する直流電力（負荷電力）を生成する。
配線８２３は、電源装置１００と光源回路８３０との間を接続する。配線８２３は、電源装置１００が生成した直流電力を、光源回路８３０に供給する。
【００１３】
図２は、この実施の形態における電源装置１００の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図である。
電源装置１００は、直流電源回路１１０、負荷電流検出回路１４０、目標電圧生成回路１７０、帰還信号生成回路１８０を有する。
【００１４】
直流電源回路１１０は、交流電源ＡＣやその他の電源から入力した電力を変換して、光源回路８３０に供給する直流電力を生成する。光源回路８３０に直流電源回路１１０が生成した直流電力が供給されることにより、光源回路８３０には、直流電流（負荷電流）が流れる。
【００１５】
負荷電流検出回路１４０は、光源回路８３０を流れている直流電流を検出し、検出した電流の電流値に比例する電圧値を有する電圧（以下「負荷電流検出電圧」と呼ぶ。）を生成する。
【００１６】
目標電圧生成回路１７０は、光源回路８３０を流れる直流電流の目標値を指示する信号（以下「目標指示信号」と呼ぶ。）を入力する。目標電圧生成回路１７０は、入力した目標指示信号が指示する目標値に基づいて、目標電圧を生成する。目標電圧とは、負荷電流検出回路１４０が生成した負荷電流検出電圧と比較することにより、光源回路８３０を流れている直流電流が、目標値より大きいか小さいかを判定するための基準となる電圧である。目標電圧生成回路１７０は、原則として、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値が目標値に一致した場合に負荷電流検出回路１４０が生成する負荷電流検出電圧の電圧値と等しい電圧値を有する目標電圧を生成する。
【００１７】
帰還信号生成回路１８０は、負荷電流検出回路１４０が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と、目標電圧生成回路１７０が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す信号（以下「帰還信号」と呼ぶ。）を生成する。
【００１８】
直流電源回路１１０は、帰還信号生成回路１８０が生成した帰還信号を入力する。直流電源回路１１０は、入力した帰還信号に基づいて、生成する直流電力を調整する。
負荷電流検出電圧のほうが目標電圧より大きい場合は、光源回路８３０を流れている直流電流の電流値が目標値より大きいということなので、直流電源回路１１０は、生成する直流電力を小さくする。これにより、光源回路８３０を流れる直流電流が減少し、目標値に近づく。
逆に、負荷電流検出電圧のほうが目標電圧より小さい場合は、光源回路８３０を流れている直流電流の電流値が目標値より小さいということなので、直流電源回路１１０は、生成する直流電力を大きくする。これにより、光源回路８３０を流れる直流電流が増加し、目標値に近づく。
【００１９】
光源８３２がＬＥＤである場合、光源回路８３０の両端電圧のわずかな変化によって、光源回路８３０を流れる電流が大きく変化する。このため、直流電源回路１１０が生成する直流電力を調整すると、光源回路８３０を流れる直流電流だけが変化し、光源回路８３０の両端電圧はほとんど変化しないように見える。
【００２０】
電源装置１００は、このようなフィードバック制御により、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を目標値に一致させる。これにより、電源装置１００は、定電流源として機能する。
【００２１】
目標指示信号が指示する目標値が変化した場合、フィードバック制御の特性により、一時的に、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値が目標値に一致しない期間が発生する。
【００２２】
特に、目標値が大きくなった場合、オーバーシュートによる過電流が流れるのを防ぐため、目標電圧生成回路１７０は、目標値に追随してすぐに目標電圧を高くするのではなく、所定の時間が経過するまでの間は、目標値に対応する値よりも低い電圧値を有する目標電圧を生成し、その後、目標値に対応する電圧値の目標電圧を生成する。例えば、目標電圧生成回路１７０は、目標電圧の電圧値の増加率が所定の増加率を超えないよう、徐々に目標電圧を高くする。増加率とは、単位時間当たりの変化量のことである。増加率は、時間微分、もしくは、横軸に時間を取ったグラフの傾きといってもよい。これにより、目標電圧は、目標値の変化より遅れて、ゆっくりと大きくなる。
なお、目標値が大きくなった場合には、照明器具８００の電源が切断されるなどして消灯している状態から、照明器具８００の電源が入るなどして点灯状態に変わる場合も含まれる。
【００２３】
図３は、この実施の形態における電源装置１００の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。
電源装置１００は、上述した構成に加えて、更に、調光信号入力回路１５０、調光信号入力部２５０、制御電源回路１６０を有する。また、電源装置１００は、マイコン２００を有する。
【００２４】
マイコン２００は、図示していない処理装置、記憶装置、入力装置、出力装置を有する。
処理装置は、記憶装置が記憶したプログラムを実行することにより、データを処理し、マイコン２００全体を制御する。
記憶装置は、処理装置が実行するプログラムや、処理装置が処理するデータを記憶する。
入力装置は、マイコン２００の外部からアナログ信号やデジタル信号を入力し、入力した信号を処理装置が処理できる形式のデータに変換する。入力装置が変換したデータは、処理装置が直接処理してもよいし、記憶装置が記憶してもよい。
出力装置は、処理装置が処理したデータや、記憶装置が記憶したデータを、アナログ信号やデジタル信号に変換し、変換した信号をマイコン２００の外部に出力する。
マイコン２００は、制御電源回路１６０が生成した制御電源電力により動作する。マイコン２００は、記憶装置が記憶したプログラムを処理装置が実行することにより、以下に説明する調光信号入力部２５０、電源信号生成部２６０、矩形波信号生成部２７０などの機能ブロックを実現する。
【００２５】
なお、調光信号入力部２５０、電源信号生成部２６０、矩形波信号生成部２７０などの機能ブロックは、マイコン２００ではなく、電子素子や集積回路などにより構成されたアナログ回路やデジタル回路などの電子回路により実現する構成であってもよいし、機械的構成など電気的構成以外の構成により実現する構成であってもよい。
【００２６】
直流電源回路１１０は、整流回路１１１、力率改善回路１１２、制御ＩＣ１１７、平滑コンデンサＣ２４、降圧回路１１３、制御ＩＣ１１８、平滑コンデンサＣ３４を有する。
【００２７】
整流回路１１１は、交流電源ＡＣから入力した交流電力を整流して、電圧波形を脈流にする。整流回路１１１は、例えば、ダイオードブリッジＤＢ１を有する。ダイオードブリッジＤＢ１は、４個のダイオードをブリッジ接続した回路である。ダイオードブリッジＤＢ１は、入力した交流電力を全波整流する。
【００２８】
力率改善回路１１２は、電源装置１００が入力する交流電力の電流波形を電圧波形に近い形にして、電源装置１００の力率を１に近づける。力率改善回路１１２は、例えば、チョークコイルＬ２１（第一インダクタ）、スイッチング素子Ｑ２２、ダイオードＤ２３により構成される昇圧チョッパ回路を有する。
制御ＩＣ１１７は、スイッチング素子Ｑ２２を高周波でオンオフする制御信号を生成する。制御ＩＣ１１７は、図示していない検出回路により、力率改善回路１１２の入力電圧、出力電圧、入力電流などを検出し、電源装置１００の力率が１に近づくよう、スイッチング素子Ｑ２２をオンオフするタイミングを調整する。また、制御ＩＣ１１７は、力率改善回路１１２の出力電圧が所定の電圧値（例えば４００Ｖ）になるよう、スイッチング素子Ｑ２２をオンオフするタイミングを調整する。制御ＩＣ１１７は、制御電源生成回路１６１から供給される電力（以下「制御電源電力」と呼ぶ。）により動作する。
平滑コンデンサＣ２４は、力率改善回路１１２の出力電圧を平滑化して、ほぼ一定の電圧値の直流電圧にする。
なお、力率改善回路１１２はなくてもよい。その場合、整流回路１１１が整流した脈流を、平滑コンデンサＣ２４が平滑化して、ほぼ一定の電圧値の直流電圧を生成する。
【００２９】
降圧回路１１３（直流直流変換回路）は、力率改善回路１１２の出力電圧を、光源回路８３０に印加する電圧値まで降圧する。降圧回路１１３は、例えば、スイッチング素子Ｑ３１、駆動回路１１４、還流ダイオードＤ３２、チョークコイルＬ３３（第二インダクタ）により構成される降圧チョッパ回路を有する。
制御ＩＣ１１８は、スイッチング素子Ｑ３１を高周波でオンオフする制御信号（ゲート信号）を生成する。駆動回路１１４は、制御ＩＣ１１８が生成した制御信号を電圧シフトして、スイッチング素子Ｑ３１を駆動する駆動信号に変換する。駆動回路１１４は、例えば、パルストランスやフォトカプラなどを用いて構成される。制御ＩＣ１１８は、帰還信号生成回路１８０が生成した帰還信号に基づいて、スイッチング素子Ｑ３１をオンオフするタイミングを調整することにより、直流電源回路１１０が生成する直流電力を調整する。スイッチング素子Ｑ３１をオンしている期間の割合（オンデューティ）が大きければ、直流電源回路１１０が生成する直流電力は大きくなる。逆に、スイッチング素子Ｑ３１をオンしている期間の割合が小さければ、直流電源回路１１０が生成する直流電力は小さくなる。制御ＩＣ１１８は、制御電源生成回路１６１から供給される制御電源電力により動作する。
なお、降圧回路１１３は、例えばフライバックコンバータなど他の直流直流変換回路であってもよい。
平滑コンデンサＣ３４は、降圧回路１１３の出力電圧を平滑化して、ほぼ一定の電圧値の直流電圧にする。
【００３０】
負荷電流検出回路１４０は、電流検出抵抗Ｒ４１、抵抗Ｒ４２、コンデンサＣ４３を有する。
電流検出抵抗Ｒ４１は、直流電源回路１１０のうち、平滑コンデンサＣ３４を充電する電流が流れる経路に挿入されている。電流検出抵抗Ｒ４１の両端には、平滑コンデンサＣ３４を充電する電流の電流値に比例する電圧値の電圧が発生する。
電流検出抵抗Ｒ４１が検出する電流は、時刻により変化する。光源回路８３０を流れる直流電流の電流値は、電流検出抵抗Ｒ４１が検出した電流の平均値である。
抵抗Ｒ４２及びコンデンサＣ４３は、積分回路を構成する。抵抗Ｒ４２及びコンデンサＣ４３により構成される積分回路は、電流検出抵抗Ｒ４１の両端に発生した電圧の高周波成分を除去し、低周波成分及び直流成分を抽出する。
負荷電流検出回路１４０は、抵抗Ｒ４２及びコンデンサＣ４３により構成される積分回路が抽出した電圧を、負荷電流検出電圧として出力する。これにより、負荷電流検出電圧の電圧値は、電流検出抵抗Ｒ４１の両端に発生した電圧の平均値となるから、負荷電流検出電圧の電圧値は、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値に比例する。
【００３１】
調光信号入力回路１５０は、外部から調光信号を入力する。調光信号は、目標指示信号の一例である。調光信号は、例えば調光コントローラ８５０が生成する。調光コントローラ８５０は、例えばボリュームやリモコンなどにより、利用者が望む調光率を入力する。調光コントローラ８５０は、入力した調光率にしたがって、調光信号を生成する。調光信号は、例えば、パルス幅変調された信号（以下「ＰＷＭ信号」と呼ぶ。）である。調光信号は、例えば、オンデューティが１００％のとき消灯指示を表わし、オンデューティが所定の範囲内のとき、オンデューティが小さいほど明るい調光率での点灯指示を表わす。調光信号は、調光コントローラ８５０と調光信号入力回路１５０との間を接続する専用の信号線により伝達される構成であってもよいし、他の信号線（例えば電源線８２２）を介して伝達される構成であってもよい。あるいは、調光信号は、有線接続ではなく、赤外線や電波を用いた無線通信により伝達される構成であってもよい。
調光信号入力回路１５０は、例えば、フォトカプラＰＣ１、プルアップ抵抗Ｒ５１を有する。フォトカプラＰＣ１は、調光コントローラ８５０から入力した調光信号を、電気的に絶縁しつつ、調光信号入力部２５０に伝達する。フォトカプラＰＣ１は、光学的に結合したＬＥＤとフォトトランジスタとを内蔵している。ＬＥＤが点灯すると、フォトトランジスタがオンになり、調光信号入力回路１５０が出力する信号の電位が低電位になる。ＬＥＤが消灯すると、フォトトランジスタがオフになり、調光信号入力回路１５０が出力する信号の電位が高電位になる。調光信号入力回路１５０は、入力した調光信号に対して極性の反転した信号を出力する。
【００３２】
調光信号入力部２５０は、調光信号入力回路１５０が入力した調光信号を、処理装置が処理できるデータ（以下「調光データ」と呼ぶ。）に変換する。
調光信号入力部２５０は、処理装置が入力装置を制御することにより、調光信号入力回路１５０が伝達した調光信号を入力する。調光信号入力部２５０は、処理装置がデータを処理することにより、入力した調光信号が表わす調光率を算出する。調光信号入力部２５０は、処理装置がデータを処理することにより、算出した調光率を表わす調光データを生成する。調光信号入力部２５０は、処理装置が記憶装置を制御することにより、生成した調光データを記憶装置に記憶する。
【００３３】
制御電源回路１６０は、制御電源生成回路１６１、電源信号生成部２６０、スイッチング回路１６２、降圧回路１６３を有する。
【００３４】
制御電源生成回路１６１は、例えば、力率改善回路１１２が出力した直流電力の一部を変換して、制御ＩＣ１１７，１１８などを動作させる制御電源電力を生成する。制御電源生成回路１６１は、例えば、平滑コンデンサＣ２４に充電された直流電圧を、制御ＩＣ１１７，１１８などを動作させる直流電圧（例えば１５Ｖ）まで降圧する。制御電源生成回路１６１は、降圧した電圧値を有する制御電源電力を出力する。制御電源生成回路１６１は、例えば、降圧チョッパ回路である。あるいは、制御電源生成回路１６１は、ツェナーダイオードなどの定電圧ダイオードや三端子レギュレータなどを用いた定電圧源回路であってもよい。
【００３５】
降圧回路１６３は、制御電源生成回路１６１が生成した制御電源電力の一部を変換して、マイコン２００を動作させるマイコン用制御電源電力を生成する。降圧回路１６３は、制御電源生成回路１６１が生成した制御電源電力の直流電圧（例えば１５Ｖ）を更に降圧して、マイコン２００を動作させる直流電圧（例えば５Ｖ）にする。降圧回路１６３は、例えば、ツェナーダイオードなどの定電圧ダイオードや三端子レギュレータなどを用いた定電圧源回路である。
なお、マイコン２００の電源電圧と、制御ＩＣ１１７，１１８の電源電圧とが等しい場合は、降圧回路１６３をなくし、制御電源生成回路１６１が出力した制御電源電力を、電源としてマイコン２００が直接入力する構成であってもよい。
【００３６】
電源信号生成部２６０（電源信号生成回路）は、電源信号を生成する。電源信号は、制御電源生成回路１６１が生成した制御電源電力を、制御ＩＣ１１７，１１８に供給するか否かを表わす。電源信号生成部２６０は、調光信号入力回路１５０が入力した調光信号が消灯を表わす場合、制御電源電力を供給しないことを表わす電源信号を生成する。電源信号生成部２６０は、調光信号がなんらかの調光率での点灯を表わす場合、制御電源電力を供給することを表わす電源信号を生成する。電源信号は、例えば、高電位の場合、制御電源電力を供給することを表わし、低電位の場合、制御電源電力を供給しないことを表わす。
電源信号生成部２６０は、処理装置が記憶装置を処理することにより、調光信号入力部２５０が生成した調光データを記憶装置から読み出す。電源信号生成部２６０は、処理装置がデータを処理することにより、読み出した調光データが消灯を表わすか否かを判定する。電源信号生成部２６０は、判定した結果に基づいて、処理装置が出力装置を制御することにより、電源信号を生成し、生成した電源信号を出力する。
【００３７】
スイッチング回路１６２は、制御電源生成回路１６１と、制御ＩＣ１１７，１１８との間に介在する。スイッチング回路１６２は、電源信号生成部２６０が生成した電源信号を入力する。スイッチング回路１６２は、入力した電源信号に基づいて、制御電源生成回路１６１と制御ＩＣ１１７，１１８との間を接続あるいは遮断する。スイッチング回路１６２が制御電源生成回路１６１と制御ＩＣ１１７，１１８との間を接続すると、制御電源生成回路１６１が生成した制御電源電力が制御ＩＣ１１７，１１８に供給される。逆に、スイッチング回路１６２が制御電源生成回路１６１と制御ＩＣ１１７，１１８との間を遮断すると、制御電源電力が制御ＩＣ１１７，１１８に供給されない。
スイッチング回路１６２は、例えば、スイッチング素子Ｑ６１、抵抗Ｒ６２、抵抗Ｒ６３、スイッチング素子Ｑ６４を有する。スイッチング素子Ｑ６１は、例えば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタである。スイッチング素子Ｑ６１は、電源信号生成部２６０が生成した電源信号を入力する。スイッチング素子Ｑ６１は、入力した電源信号が高電位の場合オンになり、電源信号が低電位の場合オフになる。スイッチング素子Ｑ６４は、例えば、エンハンスメント型ｐＭＯＳ電界効果トランジスタである。スイッチング素子Ｑ６１がオンのとき、抵抗Ｒ６２及び抵抗Ｒ６３を電流が流れ、抵抗Ｒ６３の両端に電圧が発生して、スイッチング素子Ｑ６４がオンになる。スイッチング素子Ｑ６１がオフのとき、抵抗Ｒ６２及び抵抗Ｒ６３を電流が流れず、抵抗Ｒ６３の両端電圧が０になるので、スイッチング素子Ｑ６４がオフになる。スイッチング素子Ｑ６４がオンになると、制御電源生成回路１６１と制御ＩＣ１１７，１１８との間が接続して、制御電源電力が制御ＩＣ１１７，１１８に供給される。スイッチング素子Ｑ６４がオフになると、制御電源生成回路１６１と制御ＩＣ１１７，１１８との間が遮断され、制御電源電力が制御ＩＣ１１７，１１８に供給されない。
【００３８】
目標電圧生成回路１７０は、矩形波電圧生成回路１７１、積分回路１７２を有する。
【００３９】
矩形波電圧生成回路１７１は、調光信号入力回路１５０が入力した調光信号が指示する調光率に対応するデューティ比を有する矩形波電圧を生成する。矩形波電圧生成回路１７１が生成する矩形波電圧は、矩形波電圧の一周期の長さ（例えば５マイクロ秒〜２０マイクロ秒）に対する、矩形波電圧が高電位である期間の長さの比が、調光率に対応する。矩形波電圧生成回路１７１は、例えば、矩形波信号生成部２７０、スイッチング素子Ｑ７１、抵抗Ｒ７２を有する。
【００４０】
矩形波信号生成部２７０（矩形波信号生成回路）は、調光信号入力回路１５０が入力した調光信号が表わす調光率に対応するデューティ比を有する矩形波信号を生成する。矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号は、矩形波電圧と極性が逆である。すなわち、矩形波信号は、矩形波信号の一周期の長さに対する、矩形波信号が低電位である期間の長さの比が、調光率に対応する。
矩形波信号生成部２７０は、処理装置が記憶装置を制御することにより、調光信号入力部２５０が生成した調光データを記憶装置から読み出す。矩形波信号生成部２７０は、処理装置が出力装置を制御することにより、読み出した調光データが表わす調光率に対応するデューティ比を有する矩形波信号を生成し、出力する。
【００４１】
スイッチング素子Ｑ７１は、例えば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタである。スイッチング素子Ｑ７１は、エミッタ端子が電源装置１００内のグランド配線に接続している。スイッチング素子Ｑ７１は、ベース端子が矩形波信号生成部２７０の出力に接続している。スイッチング素子Ｑ７１は、矩形波信号生成部２７０が出力した矩形波信号を入力する。スイッチング素子Ｑ７１は、入力した矩形波信号が高電位の場合にオンになり、矩形波信号が低電位の場合にオフになる。
抵抗Ｒ７２は、一方の端子がスイッチング回路１６２を介して制御電源生成回路１６１に接続している。もう一方の端子は、スイッチング素子Ｑ７１のコレクタ端子に接続している。
矩形波電圧生成回路１７１は、スイッチング素子Ｑ７１のコレクタ−エミッタ間に発生する電圧を、矩形波電圧として出力する。スイッチング素子Ｑ７１がオンのとき、矩形波電圧生成回路１７１が生成する矩形波電圧は、低電位になる。スイッチング素子Ｑ７１がオフのとき、スイッチング回路１６２がオンであれば、矩形波電圧生成回路１７１が生成する矩形波電圧は、高電位になる。スイッチング素子Ｑ７１がオフでも、スイッチング回路１６２がオフであれば、矩形波電圧生成回路１７１が生成する矩形波電圧は、低電位になる。
したがって、矩形波電圧生成回路１７１は、スイッチング回路１６２がオンのとき、矩形波信号生成部２７０が生成した矩形波信号と逆極性の矩形波電圧を生成し、スイッチング回路１６２がオフのときは、矩形波電圧を生成しない。
【００４２】
積分回路１７２は、矩形波電圧生成回路１７１が生成した矩形波電圧を積分して、目標電圧を生成する。積分回路１７２は、矩形波電圧生成回路１７１が生成した矩形波電圧の高周波成分を除去し、低周波成分及び直流成分を抽出する。これにより、積分回路１７２は、矩形波電圧の瞬時値の平均値を電圧値とする目標電圧を生成する。
積分回路１７２は、例えば、抵抗Ｒ７３、コンデンサＣ７４を有する。スイッチング素子Ｑ７１がオンのとき、抵抗Ｒ７３を介してコンデンサＣ７４を放電する電流が流れる。スイッチング素子Ｑ７１がオフのとき、２つの抵抗Ｒ７２，Ｒ７３を介してコンデンサＣ７４を充電する電流が流れる。積分回路１７２は、コンデンサＣ７４の両端に発生する電圧を、目標電圧として出力する。
【００４３】
帰還信号生成回路１８０は、誤差増幅器Ａ８１を有する。誤差増幅器Ａ８１は、例えばオペアンプである。誤差増幅器Ａ８１は、負荷電流検出回路１４０が生成した負荷電流検出電圧と、目標電圧生成回路１７０が生成した目標電圧との差を増幅して、帰還信号とする。
【００４４】
図４は、この実施の形態における電源装置１００の各部の電圧などの波形の一例を示す波形図である。
横軸は、時刻を示す。縦軸は、調光率及びデューティ比及び電圧値及び電流値を示す。
実線５０１は、電源装置１００が入力する調光信号が指示する調光率を示す。実線５０２は、矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号のデューティ比を示す。実線５０３は、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値を示す。実線５０５は、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
破線５１１は、調光率１００％を示す。破線５１２は、調光率１００％に対応する矩形波信号のデューティ比を示す。破線５１３は、調光率１００％に対応する目標電圧の電圧値を示す。破線５１４は、目標電圧の増加率の上限を示す。破線５１５は、負荷電流検出回路１４０が生成する負荷電流検出電圧と積分回路１７２が生成する目標電圧とが一致する場合に光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
【００４５】
時刻ｔ１より前において、調光信号は、調光率０％（消灯）を指示している。これにしたがって、矩形波信号生成部２７０は、デューティ比０％の矩形波信号を生成する。なお、矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号は負論理なので、矩形波信号生成部２７０は、高電位を継続する信号を、デューティ比０％の矩形波信号として生成する。スイッチング素子Ｑ７１は、継続してオンになるから、コンデンサＣ７４は充電されず、コンデンサＣ７４の両端電圧は０になる。すなわち、積分回路１７２は、電圧値が０の目標電圧を生成する。これにより、光源回路８３０には、電流が流れず、光源８３２は、消灯している。
【００４６】
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、調光信号は、調光率１００％での点灯を指示している。矩形波信号生成部２７０は、調光率１００％に対応するデューティ比（例えば１００％）の矩形波信号を生成する。
矩形波信号が低電位の間、スイッチング素子Ｑ７１はオフになり、コンデンサＣ７４は、制御電源生成回路１６１が生成した制御電源電力により、抵抗Ｒ７２及び抵抗Ｒ７３を介して充電される。矩形波信号が高電位になると、スイッチング素子Ｑ７１がオンになり、コンデンサＣ７４は、抵抗Ｒ７３及びスイッチング素子Ｑ７１を介して放電する。
【００４７】
制御電源生成回路１６１が生成する制御電源電力の電圧値をＶＣＣ、抵抗Ｒ７２の抵抗値をＲ１、抵抗Ｒ７３の抵抗値をＲ２、コンデンサＣ７４の静電容量をＣ、コンデンサＣ７４の両端電圧をｖＣとすると、スイッチング素子Ｑ７１がオフのとき、
【数１１】
スイッチング素子Ｑ７１がオンのとき、
【数１２】
ただし、ｔは時刻、ｖＣ（０）はｔ＝０のときのコンデンサＣ７４の両端電圧、ｅｘｐは自然対数の底（ネイピア数）を底とする指数関数を示す。
【００４８】
したがって、コンデンサＣ７４の両端電圧ｖＣの増加率は、スイッチング素子Ｑ７１がオフ、ｔ＝０、ｖＣ＝０のとき最大となり、その値は、
【数１３】
積分回路１７２は、この式に示した値を超えない増加率で、目標電圧の電圧値を増加させる。時刻ｔ３において、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値は、調光率１００％に対応する値に達する。
【００４９】
フィードバック制御に伴う遅れがなければ、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す実線５０５は、破線５１５と一致する。しかし、実際には、フィードバック制御に伴う遅れがあるので、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値は、目標電圧の変化よりも遅れて変化する。フィードバックループの伝達特性にもよるが、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値は、例えばオーバーシュート（時刻ｔ４，ｔ６，ｔ８，…）・アンダーシュート（時刻ｔ５，ｔ７，…）を繰り返しながら、目標電圧の電圧値に対応する値に収束していく。
【００５０】
最初のオーバーシュートのピークである時刻ｔ４において、目標電圧生成回路１７０が生成する目標電圧の電圧値は、調光率１００％に対応する値に達していない。このため、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値は、目標電圧に対応する値よりは大きいものの、調光率１００％のとき光源回路８３０を流れるべき直流電流の電流値よりも小さい。
その後、オーバーシュート・アンダーシュートの振幅は、徐々に小さくなっていく。このため、オーバーシュートのピーク時（時刻ｔ４，ｔ６，ｔ８，…）に光源回路８３０を流れる電流は、調光率１００％のとき光源回路８３０を流れるべき電流を大きく上回ることはない。
そして、目標電圧の電圧値が調光率１００％に対応する値に達する時刻ｔ３の頃には、オーバーシュート・アンダーシュートがほとんどなくなり、光源回路８３０には、調光率１００％のときに流れるべき電流値の電流が流れる。
したがって、光源８３２が一瞬明るく光る閃光現象や過電流による故障の発生を防ぐことができる。
【００５１】
時刻ｔ２より後において、調光信号は、再び調光率０％（消灯）を指示している。これにしたがって、矩形波信号生成部２７０は、デューティ比０％の矩形波信号を生成する。スイッチング素子Ｑ７１は、継続してオンになり、コンデンサＣ７４は放電される。
コンデンサＣ７４の両端電圧の減少率（増加率の符号を反転したもの）は、ｔ＝０、ｖＣ＝ＶＣＣのとき最大となり、その値は、
【数１４】
積分回路１７２は、この式に示した値を超えない減少率で、調光率０％に対応する値（０）に達するまで、目標電圧の電圧値を減少させる。
【００５２】
数１３と比較すると、積分回路１７２が生成する目標電圧の減少率の最大値は、増加率の最大値よりも大きい。このことは、光源回路８３０を流れる直流電流に、調光率を下げたとき発生するアンダーシュート・オーバーシュートの振幅が、調光率を上げたときよりも大きくなることを意味する。しかし、直流電源回路１１０が生成する直流電力の電圧値が０を下回ることはないから、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値が０を下回る（すなわち、逆方向に電流が流れる）ことはない。
【００５３】
図５は、比較例における電流の波形の一例を示す波形図である。
比較のため、時刻ｔ１において、目標電圧生成回路１７０が生成する目標電圧の電圧値が、調光率の変化にすぐに追随して、調光率１００％に対応する値に変化した場合を示す。
実線５０６は、比較例における光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。破線５１６は、調光率１００％のとき光源回路８３０を流れるべき直流電流の電流値を示す。
【００５４】
この図に示すように、目標電圧生成回路１７０が生成する目標電圧の電圧値が調光率の変化にすぐに追随して変化すると、フィードバック制御の遅れに伴うオーバーシュート・アンダーシュートの振幅が非常に大きくなる可能性がある。このため、オーバーシュートのピーク時に、光源８３２が非常に明るく点灯する閃光現象が発生したり、場合によっては、過電流により光源８３２が破壊するなどの故障が発生したりする可能性がある。
【００５５】
これに対し、この実施の形態における電源装置１００は、目標電圧生成回路１７０が所定の増加率よりも低い増加率で目標電圧の電圧値を増加させるので、オーバーシュートのピークを小さくすることができ、閃光現象や故障の発生を防ぐことができる。
【００５６】
また、目標電圧の増加率の最大値を小さくして、目標電圧の電圧値が調光率に対応する値に達するまでにかかる時間を（例えば数秒程度に）延ばせば、照明器具８００にフェードインの効果を付与することができる。具体的には、例えば、抵抗Ｒ７２の抵抗値Ｒ１、抵抗Ｒ７３の抵抗値Ｒ２、あるいはコンデンサＣ７４の静電容量Ｃを大きくすれば、数１３に示した増加率の最大値が小さくなる。
【００５７】
また、増加率の最大値と同じように、目標電圧の減少率の最大値を小さくすることにより、照明器具８００にフェードアウトの効果を付与することもできる。具体的には、例えば、抵抗Ｒ７２の抵抗値Ｒ１と比較して抵抗Ｒ７３の抵抗値Ｒ２を非常に大きくすれば、目標電圧の減少率の最大値は、目標電圧の増加率の最大値とほぼ同じになる。
【００５８】
図６は、この実施の形態における電源装置１００の電流波形の一例を示す波形図である。
横軸は、時刻を示す。縦軸は、電流値を示す。
図４と同様、実線５０５は、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。破線５１５は、負荷電流検出回路１４０が生成する負荷電流検出電圧と積分回路１７２が生成する目標電圧とが一致する場合に光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
【００５９】
この図は、目標電圧の増加率の最大値及び目標電圧の減少率の最大値を小さくした場合を示す。
このように、目標電圧の増加率の最大値及び目標電圧の減少率の最大値を小さくすることにより、オーバーシュート・アンダーシュートの振幅が小さくなる。また、点灯時は、光源８３２が徐々に明るくなって点灯するフェードインの効果を生じる。また、消灯時は、光源８３２が徐々に暗くなって消灯するフェードアウトの効果を生じる。
【００６０】
ＬＥＤを点灯または消灯させる際のフェードイン、フェードアウトは、マイコンによって制御をしてもよい。この場合、フェードイン（またはフェードアウト）の変化量を一定にして、時間が経過するにつれ、ほぼ直線状に明るさを変化する。
なお、看者の視覚的な特性として、変化量を一定に変化させると、低照度のとき、明るさが急激に変化しているように感じる。したがって、例えば、調光度４０％よりも低い調光率で明るさを変化させる場合、調光度４０％以上の高い調光率で明るさを変化させる変化量よりも緩やかにするとよい。また、看者が視覚的に明るさが一定に変化しているように感じさせるため、明るさの変化特性を曲線（ｎ次関数：ｎは偶数）としてもよい。
【００６１】
電源装置１００は、光源８３２に供給する電流の目標値を設定する目標電圧（目標信号値）を生成するための電源を、制御電源生成回路１６１からスイッチング回路１６２を介して供給する。同時に、同じスイッチング回路１６２を介して、直流電源回路１１０の動作を制御する制御ＩＣ１１７，１１８にも電源が供給される。したがって、スイッチング回路１６２が導通すると、制御ＩＣ１１７，１１８に電力が供給されるとともに、目標電圧が生成される。このとき、目標電圧は、抵抗・コンデンサからなる時定数回路（積分回路１７２）を介して供給されるため、スイッチング回路１６２が導通した直後は、目標電圧の電圧値が徐々に上昇する。これにより、ＬＥＤ点灯開始時の目標電流値は、低く抑えられる。したがって、簡単な回路構成でオーバーシュート電流を低く抑えることができ、電源投入時の閃光の発生及びＬＥＤの最大定格電流オーバーを抑制することができる。
【００６２】
以上のように、誤差増幅器Ａ８１に供給する目標電圧を生成するための電源を、制御ＩＣ１１７，１１８と共通化してスイッチング回路１６２をオンオフ制御する。これにより、スイッチング回路１６２の制御のみで、光源８３２（ＬＥＤ）の点灯を開始させると同時に、点灯開始時は、誤差増幅器Ａ８１の非反転入力端子に入力される目標電圧の電圧値を低く抑えることができる。これにより、点灯開始時は負荷電流（ＬＥＤ電流）の目標値を小さく設定できる。そのため、点灯直後のフィードバック系の応答速度の遅れにより発生する負荷電流のオーバーシュートを抑制することができる。また、光源８３２の閃光及び光源８３２の最大定格電流オーバーを防止することができる。また、単純な回路構成なので、電源装置１００を小型・軽量にすることができ、製造コスト・輸送コストなどを削減することができる。さらに、調光コントローラ８５０から消灯を指示する信号が出力された場合は、制御ＩＣ１１７，１１８及びスイッチング素子Ｑ７１（トランジスタ）のコレクタ端子への電力の供給をスイッチング回路１６２が遮断する。これにより、消費電力、特に、待機時の消費電力（待機電力）を削減することができる。
【００６３】
実施の形態２．
実施の形態２について、図７〜図１０を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６４】
この実施の形態における照明器具８００の構造、電源装置１００の機能ブロックの構成及び具体的回路構成は、実施の形態１で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
【００６５】
矩形波信号生成部２７０（矩形波信号生成回路）は、処理装置が出力装置を制御することにより、原則として、調光信号入力回路１５０が入力した調光信号が指示する調光率に対応するデューティ比を有する矩形波信号を生成する。ただし、調光信号が指示する調光率が高くなった場合、矩形波信号生成部２７０は、目標値に追随してすぐにデューティ比を高くするのではなく、デューティ比の増加率が所定の増加率を超えないよう、徐々にデューティ比を高くする。
【００６６】
図７は、この実施の形態における電源装置１００の各部の電圧の波形の一例を示す波形図である。
横軸は、時刻を示す。縦軸は、電圧を示す。実線５０７は、矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号の電位を示す。破線５１７は、矩形波信号が高電位のときの電位を示す。実線５０３は、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値を示す。破線５１８は、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値の平均を示す。
【００６７】
矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号の周期Ｔは、例えば５マイクロ秒〜２０マイクロ秒程度である。このうち、矩形波信号の電位が低電位である期間の長さをｔＯＮとすると、矩形波信号のデューティ比は、ｔＯＮ／Ｔで表わされる。
矩形波信号の電位が低電位である期間では、スイッチング素子Ｑ７１がオフになり、コンデンサＣ７４が充電されて、目標電圧の電圧値が増加する。また、矩形波信号の電位が高電位である期間では、スイッチング素子Ｑ７１がオンになり、コンデンサＣ７４が放電されて、目標電圧の電圧値が減少する。
矩形波信号の周期Ｔよりも非常に大きい時間単位（例えば１ミリ秒以上）で見た場合、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値は、破線５１８に一致するとみなしてよい。そこで、破線５１８の傾きを、目標電圧の増加率とみなす。
【００６８】
図８は、この実施の形態における電源装置１００の各部の電圧などの波形の一例を示す波形図である。
横軸は、時刻を示す。縦軸は、調光率及びデューティ比及び電圧値及び電流値を示す。
実線５０１は、電源装置１００が入力する調光信号が指示する調光率を示す。実線５０２は、矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号のデューティ比を示す。実線５０３は、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値を示す。実線５０５は、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
破線５１１は、調光率１００％を示す。破線５１２は、調光率１００％に対応する矩形波電圧のデューティ比を示す。破線５１９は、デューティ比の増加率の上限を示す。破線５１３は、調光率１００％に対応する目標電圧の電圧値を示す。破線５１４は、目標電圧の増加率（図７の破線５１８の傾き）の上限を示す。破線５１５は、負荷電流検出回路１４０が生成する負荷電流検出電圧と積分回路１７２が生成する目標電圧とが一致する場合に光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
【００６９】
時刻ｔ１より前において、調光信号は、調光率０％（消灯）を指示している。
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間において、調光信号は、調光率１００％での点灯を指示している。矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を、破線５１９が示す増加率よりも低い増加率で、調光率１００％に対応するデューティ比に達するまで、ゆっくりと増加させる。
【００７０】
矩形波信号が高電位から低電位に変わる時刻をｔ＝０、矩形波信号が低電位から高電位に変わる時刻をｔ＝ｔＯＮ、矩形波信号が再び高電位から低電位に変わる時刻をｔ＝Ｔとすると、コンデンサＣ７４の両端電圧ｖＣ（ｔ）は、
【数１５】
この一周期におけるコンデンサＣ７４の両端電圧の平均増加率は、ｔ＝ＴにおけるコンデンサＣ７４の両端電圧ｖＣ（Ｔ）と、ｔ＝０におけるコンデンサＣ７４の両端電圧ｖＣ（０）との差を、周期Ｔで割ることにより、求められる。
【数１６】
だから、
【数１７】
【００７１】
コンデンサＣ７４の両端電圧の平均増加率は、ｖＣ（０）が小さいほど大きくなるとともに、ｔＯＮが大きいほど大きくなる。
矩形波信号生成部２７０は、調光率が高くなった直後のｖＣ（０）が小さい期間において、生成する矩形波信号のデューティ比を小さくして、ｔＯＮを小さくする。その後、ｖＣ（０）が大きくなるにつれて、矩形波信号生成部２７０は、矩形波信号のデューティ比を大きくして、ｔＯＮを大きくする。これにより、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値の増加率は、破線５１４が示す所定の増加率以下に抑えられる。
その後、時刻ｔ３において、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値は、調光率１００％に対応する値に達する。
【００７２】
これにより、フィードバック制御に伴う遅れにより発生するオーバーシュートのピークを小さくすることができ、閃光現象や故障の発生を防ぐことができる。
【００７３】
実施の形態１では、目標電圧の増加率・減少率が、抵抗Ｒ７２の抵抗値Ｒ１、抵抗Ｒ７３の抵抗値Ｒ２、コンデンサＣ７４の静電容量Ｃによって定まるのに対し、この実施の形態では、矩形波信号のデューティ比の増加率・減少率を変えることにより、目標電圧の増加率・減少率を変えることができ、抵抗値Ｒ１、抵抗値Ｒ２、静電容量Ｃによって定まる増加率・減少率よりも小さくすることができる。
【００７４】
したがって、抵抗値Ｒ１、抵抗値Ｒ２、静電容量Ｃによって定まる増加率・減少率が、大きめの値になるよう、抵抗値Ｒ１、抵抗値Ｒ２、静電容量Ｃを設定しておき、矩形波信号生成部２７０は、必要に応じて、矩形波信号のデューティ比の増加率・減少率を変えることにより、目標電圧の増加率・減少率を変化させる。
例えば、調光信号が指示する調光率が０％から１００％に変わった場合は、最もオーバーシュートのピークが大きくなる可能性がある。このため、矩形波信号生成部２７０は、矩形波信号のデューティ比の増加率を小さくして、目標電圧の増加率を小さくする。
これに対し、例えば、調光信号が指示する調光率が４０％から５０％に変わった場合など、調光率の増加幅が小さい場合は、オーバーシュートのピークはそれほど大きくならない。また、変化後の調光率が低い場合は、そもそも光源回路８３０に流すべき電流の目標値が小さいので、オーバーシュートが発生しても、故障の原因となるほどの過電流が流れることはない。このため、矩形波信号生成部２７０は、矩形波信号のデューティ比の増加率を大きくして、目標電圧の増加率を比較的大きな値にする。これにより、照明器具８００の調光率が利用者の指示した調光率になるのにかかる時間を短縮することができる。
また、利用者の操作などにより、フェードインやフェードアウトなどの特殊な照明効果を発生させる指示を受けた場合、矩形波信号生成部２７０は、矩形波信号のデューティ比の増加率・減少率を小さくして、目標電圧の電圧値が調光率に対応する値に達するまでにかかる時間を延ばし、フェードインやフェードアウトなどの特殊な照明効果を発生させることもできる。
【００７５】
このように、矩形波信号生成部２７０は、所定の時間が経過するまで、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値が、調光信号が指示する調光率に対応する値に達するのを遅らせることにより、オーバーシュートのピークを抑えることができるよう、生成する矩形波信号のデューティ比を変化させる。
【００７６】
図９は、この実施の形態における電源装置１００の各部の電圧などの波形の別の例を示す波形図である。
この例において、矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を段階的に変化させている。
時刻ｔ１において、調光信号が指示する調光率が１００％に変化すると、矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を、調光率１００％に対応するデューティ比より小さく、オーバーシュートのピーク時に光源回路８３０を流れる電流が調光率１００％のとき光源回路８３０を流れるべき電流にほぼ等しくなる程度のデューティ比にする。
時刻ｔ９において、矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を少し大きくし、２回目のオーバーシュートのピーク時に光源回路８３０を流れる電流が調光率１００％のとき光源回路８３０を流れるべき電流にほぼ等しくなる程度のデューティ比にする。
時刻ｔ１０において、矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を更に大きくし、調光率１００％に対応するデューティ比にする。
【００７７】
積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値は、矩形波信号のデューティ比の変化より少し遅れて変化し、時刻ｔ３において、調光率１００％に対応する値に達する。
【００７８】
このように、矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を段階的に増加させる構成であってもよい。適切なタイミングで矩形波信号のデューティ比を変化させることにより、オーバーシュートのピークを小さくすることができ、閃光現象や故障の発生を防ぐことができる。
【００７９】
オーバーシュートのピークを小さくすることができるのであれば、デューティ比の増加率を所定の増加率以下に抑える構成、デューティ比を段階的に増加させる構成に限らず、矩形波信号生成部２７０は、矩形波信号のデューティ比を増加させたり減少させたりするなど、異なる変化のさせ方で変化させる構成であってもよい。また、矩形波信号生成部２７０は、矩形波信号のデューティ比だけでなく、周波数を変化させる構成であってもよい。
【００８０】
図１０は、この実施の形態における電源装置１００の各部の電圧などの波形の更に別の例を示す波形図である。
このように、矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を、単調増加あるいは単調減少させるのではなく、増加させたり減少させたりを繰り返す構成であってもよい。このように、適切なタイミングで矩形波信号を変化させることにより、オーバーシュートのピークを抑えるとともに、光源回路８３０を流れる電流が目標値に収束するのにかかる時間を短くすることができる。
【００８１】
最も適切に矩形波信号を変化させる方法としては、例えば、電源装置１００の製造時に、電源装置１００のフィードバック特性を測定し、測定したフィードバック特性に基づいて、最も適切に矩形波信号を変化させるプログラムを作成して、マイコン２００の記憶装置に記憶させる方法がある。矩形波信号生成部２７０は、記憶装置が記憶したプログラムを処理装置が実行することにより、生成する矩形波信号のデューティ比や周波数を変化させる。
【００８２】
あるいは、電源装置１００は、制御履歴に基づいて、最も適切な矩形波信号の変化のさせ方を学習する構成としてもよい。例えば、更に、制御履歴記憶部を設ける。制御履歴記憶部は、処理装置が入力装置を制御することにより、負荷電流検出回路１４０が生成した負荷電流検出電圧を入力する。制御履歴記憶部は、処理装置がデータを処理することにより、光源回路８３０を流れた電流の最大値や、光源回路８３０を流れる電流が目標値に収束するまでにかかった時間などを測定する。制御履歴記憶部は、処理装置が記憶装置を制御することにより、測定した電流の最大値や収束時間を制御履歴として記憶装置に書き込む。矩形波信号生成部２７０は、複数のパターンで、矩形波信号を変化させる。矩形波信号生成部２７０は、処理装置が記憶装置を制御することにより、それぞれのパターンに対応して記憶した制御履歴を記憶装置から読み出す。矩形波信号生成部２７０は、処理装置がデータを処理することにより、どのパターンが最も適切であるかを判定する。矩形波信号生成部２７０は、例えば、光源回路８３０を流れる電流の最大値が所定の閾値以下であり、かつ、収束時間が最小となるパターンを、最も適切なパターンであると判定する。矩形波信号生成部２７０は、収束時間の上限値など所定の条件を満たすパターンが発見できた場合は、それ以降、そのパターンで矩形波信号を変化させる。条件を満たすパターンが発見できなかった場合、矩形波信号生成部２７０は、最も適切と判定したパターンに基づいて、デューティ比を変化させるタイミングなどのパラメータを少しずつ変化させた複数のパターンを生成する。矩形波信号生成部２７０は、生成した複数のパターンで、矩形波信号を変化させ、更に適切なパターンを探す。
【００８３】
このように、矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号を適切なタイミングで変化させることにより、光源回路８３０を流れる電流のオーバーシュートのピークを抑え、目標値に早く収束させることができる。
【００８４】
実施の形態３．
実施の形態３について、図１１〜図１２を用いて説明する。
なお、実施の形態１及び実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８５】
この実施の形態における照明器具８００の構造、電源装置１００の機能ブロックの構成は、実施の形態１で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
【００８６】
図１１は、この実施の形態における電源装置１００の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。
目標電圧生成回路１７０は、実施の形態１で説明した矩形波電圧生成回路１７１に代えて、対応電圧生成部２７５を有する。
【００８７】
対応電圧生成部２７５（対応電圧生成回路）は、調光信号入力回路１５０が入力した調光信号が指示する調光度に対応する電圧値を有する電圧（以下「対応電圧」と呼ぶ。）を生成する。
マイコン２００の図示していない出力装置は、デジタルアナログ変換回路（以下「ＤＡＣ」と呼ぶ。）を有する。ＤＡＣは、処理装置による制御に基づいて、データが表わす数値に比例する電圧値の電圧を生成し、マイコン２００の外部に出力する。
対応電圧生成部２７５は、処理装置が記憶装置を制御することにより、調光信号入力部２５０が生成した調光データを記憶装置から読み出す。対応電圧生成部２７５は、処理装置がＤＡＣを制御することにより、読み出した調光データが表わす調光率に対応する電圧値を有する対応電圧を生成し、出力する。
【００８８】
積分回路１７２は、対応電圧生成部２７５が生成した対応電圧を積分して、目標電圧を生成する。
【００８９】
図１２は、この実施の形態における電源装置１００の各部の電圧などの波形の一例を示す波形図である。
横軸は、時刻を示す。縦軸は、調光率及び電圧値及び電流値を示す。
実線５０１は、電源装置１００が入力する調光信号が指示する調光率を示す。実線５０８は、対応電圧生成部２７５が生成する対応電圧の電圧値を示す。実線５０３は、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値を示す。実線５０５は、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
破線５１１は、調光率１００％を示す。破線５２０は、調光率１００％に対応する対応電圧の電圧値を示す。破線５１３は、調光率１００％に対応する目標電圧の電圧値を示す。破線５１４は、目標電圧の増加率の上限を示す。破線５１５は、負荷電流検出回路１４０が生成する負荷電流検出電圧と積分回路１７２が生成する目標電圧とが一致する場合に光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
【００９０】
このように、矩形波電圧生成回路１７１が矩形波電圧を生成する代わりに、対応電圧生成部２７５が対応電圧を生成し、積分回路１７２が、矩形波電圧ではなく対応電圧を積分して、目標電圧を生成する構成としても、実施の形態１と同様の目標電圧を生成することができる。
これにより、フィードバック制御に伴う遅れにより発生するオーバーシュートのピークを小さくすることができ、閃光現象や故障の発生を防ぐことができる。
【００９１】
実施の形態１の構成は、ＤＡＣを持たない安価なマイコン２００を使用できるので、電源装置１００の材料コストを抑えることができる。それに対し、この実施の形態の構成は、マイコン２００の外部に接続する部品点数が少なくて済むので、電源装置１００の組み立てコストを抑えることができるとともに、信頼性を向上させることができる。
【００９２】
また、実施の形態２や実施の形態３で説明した矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号のデューティ比と同じように、対応電圧生成部２７５が生成する対応電圧の電圧値を変化させる構成であってもよい。そうすれば、実施の形態２や実施の形態３で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
以上の実施の形態では、
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記目標電圧生成回路は、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の時間が経過するまでの間、上記目標値に対応する電圧値よりも小さい電圧値の目標電圧を生成し、上記所定の時間が経過したのち、上記目標値に対応する電圧値の目標電圧を生成し、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に対応するデューティ比を有する矩形波電圧を生成する矩形波電圧生成回路と、
上記矩形波電圧生成回路が生成した矩形波電圧を積分して、上記目標電圧を生成する積分回路とを有する
ことを特徴とする電源装置を説明した。
【００９４】
以上の実施の形態では、
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記目標電圧生成回路は、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の時間が経過するまでの間、上記目標値に対応する電圧値よりも小さい電圧値の目標電圧を生成し、上記所定の時間が経過したのち、上記目標値に対応する電圧値の目標電圧を生成し、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の時間が経過するまでの間、上記目標値に対応するデューティ比よりも小さいデューティ比の矩形波電圧を生成し、上記所定の時間が経過したのち、上記目標値に対応するデューティ比の矩形波電圧を生成する矩形波電圧生成回路と、
上記矩形波電圧生成回路が生成した矩形波電圧を積分して、上記目標電圧を生成する積分回路とを有することを特徴とする電源装置を説明した。
【００９５】
以上の実施の形態では、
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記目標電圧生成回路は、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の時間が経過するまでの間、上記目標値に対応する電圧値よりも小さい電圧値の目標電圧を生成し、上記所定の時間が経過したのち、上記目標値に対応する電圧値の目標電圧を生成し、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に対応する電圧値を有する直流電圧を生成する対応電圧生成回路と、
上記対応電圧生成回路が生成した直流電圧を積分して、上記目標電圧を生成する積分回路とを有することを特徴とする電源装置を説明した。
【００９６】
以上の実施の形態では、
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路と、
制御電力を生成し、生成した制御電力を上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して供給する制御電源回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の時間が経過するまでの間、上記目標値に対応する電圧値よりも小さい電圧値の目標電圧を生成し、上記所定の時間が経過したのち、上記目標値に対応する電圧値の目標電圧を生成し、
上記直流電源回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力により動作し、
上記目標電圧生成回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力から、上記目標電圧を生成し、
上記制御電源回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が０である場合に、上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して制御電源を供給しないことを特徴とする電源装置を説明した。
【００９７】
以上の実施の形態では、
上記電源装置は、更に、制御電力を生成し、生成した制御電力を上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して供給する制御電源回路を有し、
上記直流電源回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力により動作し、
上記目標電圧生成回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力から、上記目標電圧を生成し、
上記制御電源回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が０である場合に、上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して制御電源を供給しないことを特徴とする電源装置を説明した。
【００９８】
以上の実施の形態では、
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記目標電圧生成回路は、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の時間が経過するまでの間、上記目標値に対応する電圧値よりも小さい電圧値の目標電圧を生成し、上記所定の時間が経過したのち、上記目標値に対応する電圧値の目標電圧を生成し、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が低くなった場合に、上記目標電圧を所定の減少率よりも低い減少率で徐々に減少させることを特徴とする電源装置を説明した。
【００９９】
以上の実施の形態では、
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が低くなった場合に、上記目標電圧を所定の減少率よりも低い減少率で徐々に減少させることを特徴とする電源装置を説明した。
【０１００】
以上の実施の形態では、
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の増加率よりも低い増加率で、生成する目標電圧の電圧値を徐々に増加させることを特徴とする電源装置を説明した。
【０１０１】
以上の実施の形態では、
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値を指示する目標指示信号を入力し、入力した目標指示信号に基づいて、上記目標電圧を生成することを特徴とする電源装置を説明した。
【０１０２】
以上の実施の形態では、
上記の電源装置と、上記負荷回路として上記電源装置が生成した直流電力の供給を受け、供給された直流電力を光源に印加して、上記光源を点灯する光源回路とを有することを特徴とする照明器具を説明した。
【符号の説明】
【０１０３】
１００ 電源装置、１１０ 直流電源回路、１１１ 整流回路、１１２ 力率改善回路、１１３ 降圧回路、１１４ 駆動回路、１１７，１１８ 制御ＩＣ、１４０ 負荷電流検出回路、１５０ 調光信号入力回路、１６０ 制御電源回路、１６１ 制御電源生成回路、１６２ スイッチング回路、１６３ 降圧回路、１７０ 目標電圧生成回路、１７１ 矩形波電圧生成回路、１７２ 積分回路、１８０ 帰還信号生成回路、２００ マイコン、２５０ 調光信号入力部、２６０ 電源信号生成部、２７０ 矩形波信号生成部、２７５ 対応電圧生成部、５０１〜５０８ 実線、５１１〜５２０ 破線、８００ 照明器具、８１０ 本体、８２１ コネクタ、８２２ 電源線、８２３ 配線、８３０ 光源回路、８３１ 光源基板、８３２ 光源、８５０ 調光コントローラ、Ａ８１ 誤差増幅器、ＡＣ 交流電源、Ｃ２４，Ｃ３４ 平滑コンデンサ、Ｃ４３，Ｃ７４ コンデンサ、Ｄ２３ ダイオード、Ｄ３２ 還流ダイオード、ＤＢ１ ダイオードブリッジ、Ｌ２１，Ｌ３３ チョークコイル、ＰＣ１ フォトカプラ、Ｑ２２，Ｑ３１，Ｑ６１，Ｑ６４，Ｑ７１ スイッチング素子、Ｒ４１ 電流検出抵抗、Ｒ４２，Ｒ６２，Ｒ６３，Ｒ７２，Ｒ７３ 抵抗、Ｒ５１ プルアップ抵抗。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フィードバック制御により定電流動作をする電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードのように定電流駆動すべき負荷を持つ負荷回路に電力を供給する電源装置において、負荷を流れる負荷電流の値を測定し、測定した結果をフィードバックして、生成する電力を調整することにより、定電流源として動作する電源装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３４４１４号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２１３７号公報
【特許文献３】特開２００４−３１９５８３号公報
【特許文献４】特開平７−２０９５３号公報
【特許文献５】特開２０１０−２８９５１号公報
【特許文献６】特開２００５−１６８１６９号公報
【特許文献７】特開２００９−１８９１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィードバック制御には、必然的に制御の遅れが伴う。負荷電流はすぐに目標値にならず、例えば、オーバーシュート・アンダーシュートを繰り返して、徐々に目標値に収束する。
負荷が発光ダイオードのような光源である場合、オーバーシュート時に一瞬だけ閃光を発するように見える。また、オーバーシュートによって発生した過電流により、負荷が故障する可能性がある。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で、閃光や故障の発生を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる電源装置は、
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路と、
制御電力を生成し、生成した制御電力を上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して供給する制御電源回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記直流電源回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力により動作し、
上記目標電圧生成回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力から、上記目標電圧を生成し、
上記制御電源回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が０である場合に、上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して制御電源を供給しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる電源装置によれば、上記制御電源回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が０である場合に、上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して制御電源を供給しないので、消費電力、特に、待機時の消費電力（待機電力）を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１における照明器具８００の構造の一例を示す側面視断面図。
【図２】実施の形態１における電源装置１００の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図。
【図３】実施の形態１における電源装置１００の具体的な回路構成の一例を示す回路図。
【図４】実施の形態１における電源装置１００の各部の電圧などの波形の一例を示す波形図。
【図５】比較例における電流の波形の一例を示す波形図。
【図６】実施の形態１における電源装置１００の電流波形の一例を示す波形図。
【図７】実施の形態２における電源装置１００の各部の電圧の波形の一例を示す波形図。
【図８】実施の形態２における電源装置１００の各部の電圧などの波形の一例を示す波形図。
【図９】実施の形態２における電源装置１００の各部の電圧などの波形の別の例を示す波形図。
【図１０】実施の形態２における電源装置１００の各部の電圧などの波形の更に別の例を示す波形図。
【図１１】実施の形態３における電源装置１００の具体的な回路構成の一例を示す回路図。
【図１２】実施の形態３における電源装置１００の各部の電圧などの波形の一例を示す波形図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図５を用いて説明する。
【０００９】
図１は、この実施の形態における照明器具８００の構造の一例を示す側面視断面図である。
照明器具８００は、本体８１０、コネクタ８２１、電源線８２２、電源装置１００、配線８２３、光源基板８３１、光源８３２を有する。
【００１０】
光源８３２は、直流電力により点灯する電気的光源である。光源８３２は、例えば、発光ダイオード素子（以下「ＬＥＤ」と呼ぶ。）である。光源８３２は、光源基板８３１に実装されている。光源８３２の数は、１個でもよいし、２個以上でもよい。光源８３２が２個以上である場合、光源８３２は、例えば、互いに直列に電気接続されている。
光源基板８３１は、本体８１０の発光面側（この例では下側）に装着されている。光源基板８３１には、印刷などにより、光源８３２の間を接続する配線が設けられている。光源基板８３１には、光源８３２以外の部品が実装されていてもよい。以下、光源８３２など光源基板８３１に実装された部品や光源基板８３１に設けられた配線により構成される回路を「光源回路８３０」と呼ぶ。
【００１１】
コネクタ８２１は、商用電源などの交流電源ＡＣ（例えば、実効値１００〜２４２ボルト［Ｖ］、周波数５０〜６０ヘルツ［Ｈｚ］）に接続される。コネクタ８２１は、接続された交流電源ＡＣから交流電力を入力する。
電源線８２２は、コネクタ８２１と電源装置１００との間を接続する。電源線８２２は、コネクタ８２１が入力した交流電力を、電源装置１００に供給する。
【００１２】
電源装置１００（ＬＥＤ点灯装置）は、本体８１０の内部に収納されている。電源装置１００は、入力した交流電力を変換して、光源回路８３０（負荷回路）に供給する直流電力（負荷電力）を生成する。
配線８２３は、電源装置１００と光源回路８３０との間を接続する。配線８２３は、電源装置１００が生成した直流電力を、光源回路８３０に供給する。
【００１３】
図２は、この実施の形態における電源装置１００の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図である。
電源装置１００は、直流電源回路１１０、負荷電流検出回路１４０、目標電圧生成回路１７０、帰還信号生成回路１８０を有する。
【００１４】
直流電源回路１１０は、交流電源ＡＣやその他の電源から入力した電力を変換して、光源回路８３０に供給する直流電力を生成する。光源回路８３０に直流電源回路１１０が生成した直流電力が供給されることにより、光源回路８３０には、直流電流（負荷電流）が流れる。
【００１５】
負荷電流検出回路１４０は、光源回路８３０を流れている直流電流を検出し、検出した電流の電流値に比例する電圧値を有する電圧（以下「負荷電流検出電圧」と呼ぶ。）を生成する。
【００１６】
目標電圧生成回路１７０は、光源回路８３０を流れる直流電流の目標値を指示する信号（以下「目標指示信号」と呼ぶ。）を入力する。目標電圧生成回路１７０は、入力した目標指示信号が指示する目標値に基づいて、目標電圧を生成する。目標電圧とは、負荷電流検出回路１４０が生成した負荷電流検出電圧と比較することにより、光源回路８３０を流れている直流電流が、目標値より大きいか小さいかを判定するための基準となる電圧である。目標電圧生成回路１７０は、原則として、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値が目標値に一致した場合に負荷電流検出回路１４０が生成する負荷電流検出電圧の電圧値と等しい電圧値を有する目標電圧を生成する。
【００１７】
帰還信号生成回路１８０は、負荷電流検出回路１４０が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と、目標電圧生成回路１７０が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す信号（以下「帰還信号」と呼ぶ。）を生成する。
【００１８】
直流電源回路１１０は、帰還信号生成回路１８０が生成した帰還信号を入力する。直流電源回路１１０は、入力した帰還信号に基づいて、生成する直流電力を調整する。
負荷電流検出電圧のほうが目標電圧より大きい場合は、光源回路８３０を流れている直流電流の電流値が目標値より大きいということなので、直流電源回路１１０は、生成する直流電力を小さくする。これにより、光源回路８３０を流れる直流電流が減少し、目標値に近づく。
逆に、負荷電流検出電圧のほうが目標電圧より小さい場合は、光源回路８３０を流れている直流電流の電流値が目標値より小さいということなので、直流電源回路１１０は、生成する直流電力を大きくする。これにより、光源回路８３０を流れる直流電流が増加し、目標値に近づく。
【００１９】
光源８３２がＬＥＤである場合、光源回路８３０の両端電圧のわずかな変化によって、光源回路８３０を流れる電流が大きく変化する。このため、直流電源回路１１０が生成する直流電力を調整すると、光源回路８３０を流れる直流電流だけが変化し、光源回路８３０の両端電圧はほとんど変化しないように見える。
【００２０】
電源装置１００は、このようなフィードバック制御により、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を目標値に一致させる。これにより、電源装置１００は、定電流源として機能する。
【００２１】
目標指示信号が指示する目標値が変化した場合、フィードバック制御の特性により、一時的に、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値が目標値に一致しない期間が発生する。
【００２２】
特に、目標値が大きくなった場合、オーバーシュートによる過電流が流れるのを防ぐため、目標電圧生成回路１７０は、目標値に追随してすぐに目標電圧を高くするのではなく、所定の時間が経過するまでの間は、目標値に対応する値よりも低い電圧値を有する目標電圧を生成し、その後、目標値に対応する電圧値の目標電圧を生成する。例えば、目標電圧生成回路１７０は、目標電圧の電圧値の増加率が所定の増加率を超えないよう、徐々に目標電圧を高くする。増加率とは、単位時間当たりの変化量のことである。増加率は、時間微分、もしくは、横軸に時間を取ったグラフの傾きといってもよい。これにより、目標電圧は、目標値の変化より遅れて、ゆっくりと大きくなる。
なお、目標値が大きくなった場合には、照明器具８００の電源が切断されるなどして消灯している状態から、照明器具８００の電源が入るなどして点灯状態に変わる場合も含まれる。
【００２３】
図３は、この実施の形態における電源装置１００の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。
電源装置１００は、上述した構成に加えて、更に、調光信号入力回路１５０、調光信号入力部２５０、制御電源回路１６０を有する。また、電源装置１００は、マイコン２００を有する。
【００２４】
マイコン２００は、図示していない処理装置、記憶装置、入力装置、出力装置を有する。
処理装置は、記憶装置が記憶したプログラムを実行することにより、データを処理し、マイコン２００全体を制御する。
記憶装置は、処理装置が実行するプログラムや、処理装置が処理するデータを記憶する。
入力装置は、マイコン２００の外部からアナログ信号やデジタル信号を入力し、入力した信号を処理装置が処理できる形式のデータに変換する。入力装置が変換したデータは、処理装置が直接処理してもよいし、記憶装置が記憶してもよい。
出力装置は、処理装置が処理したデータや、記憶装置が記憶したデータを、アナログ信号やデジタル信号に変換し、変換した信号をマイコン２００の外部に出力する。
マイコン２００は、制御電源回路１６０が生成した制御電源電力により動作する。マイコン２００は、記憶装置が記憶したプログラムを処理装置が実行することにより、以下に説明する調光信号入力部２５０、電源信号生成部２６０、矩形波信号生成部２７０などの機能ブロックを実現する。
【００２５】
なお、調光信号入力部２５０、電源信号生成部２６０、矩形波信号生成部２７０などの機能ブロックは、マイコン２００ではなく、電子素子や集積回路などにより構成されたアナログ回路やデジタル回路などの電子回路により実現する構成であってもよいし、機械的構成など電気的構成以外の構成により実現する構成であってもよい。
【００２６】
直流電源回路１１０は、整流回路１１１、力率改善回路１１２、制御ＩＣ１１７、平滑コンデンサＣ２４、降圧回路１１３、制御ＩＣ１１８、平滑コンデンサＣ３４を有する。
【００２７】
整流回路１１１は、交流電源ＡＣから入力した交流電力を整流して、電圧波形を脈流にする。整流回路１１１は、例えば、ダイオードブリッジＤＢ１を有する。ダイオードブリッジＤＢ１は、４個のダイオードをブリッジ接続した回路である。ダイオードブリッジＤＢ１は、入力した交流電力を全波整流する。
【００２８】
力率改善回路１１２は、電源装置１００が入力する交流電力の電流波形を電圧波形に近い形にして、電源装置１００の力率を１に近づける。力率改善回路１１２は、例えば、チョークコイルＬ２１（第一インダクタ）、スイッチング素子Ｑ２２、ダイオードＤ２３により構成される昇圧チョッパ回路を有する。
制御ＩＣ１１７は、スイッチング素子Ｑ２２を高周波でオンオフする制御信号を生成する。制御ＩＣ１１７は、図示していない検出回路により、力率改善回路１１２の入力電圧、出力電圧、入力電流などを検出し、電源装置１００の力率が１に近づくよう、スイッチング素子Ｑ２２をオンオフするタイミングを調整する。また、制御ＩＣ１１７は、力率改善回路１１２の出力電圧が所定の電圧値（例えば４００Ｖ）になるよう、スイッチング素子Ｑ２２をオンオフするタイミングを調整する。制御ＩＣ１１７は、制御電源生成回路１６１から供給される電力（以下「制御電源電力」と呼ぶ。）により動作する。
平滑コンデンサＣ２４は、力率改善回路１１２の出力電圧を平滑化して、ほぼ一定の電圧値の直流電圧にする。
なお、力率改善回路１１２はなくてもよい。その場合、整流回路１１１が整流した脈流を、平滑コンデンサＣ２４が平滑化して、ほぼ一定の電圧値の直流電圧を生成する。
【００２９】
降圧回路１１３（直流直流変換回路）は、力率改善回路１１２の出力電圧を、光源回路８３０に印加する電圧値まで降圧する。降圧回路１１３は、例えば、スイッチング素子Ｑ３１、駆動回路１１４、還流ダイオードＤ３２、チョークコイルＬ３３（第二インダクタ）により構成される降圧チョッパ回路を有する。
制御ＩＣ１１８は、スイッチング素子Ｑ３１を高周波でオンオフする制御信号（ゲート信号）を生成する。駆動回路１１４は、制御ＩＣ１１８が生成した制御信号を電圧シフトして、スイッチング素子Ｑ３１を駆動する駆動信号に変換する。駆動回路１１４は、例えば、パルストランスやフォトカプラなどを用いて構成される。制御ＩＣ１１８は、帰還信号生成回路１８０が生成した帰還信号に基づいて、スイッチング素子Ｑ３１をオンオフするタイミングを調整することにより、直流電源回路１１０が生成する直流電力を調整する。スイッチング素子Ｑ３１をオンしている期間の割合（オンデューティ）が大きければ、直流電源回路１１０が生成する直流電力は大きくなる。逆に、スイッチング素子Ｑ３１をオンしている期間の割合が小さければ、直流電源回路１１０が生成する直流電力は小さくなる。制御ＩＣ１１８は、制御電源生成回路１６１から供給される制御電源電力により動作する。
なお、降圧回路１１３は、例えばフライバックコンバータなど他の直流直流変換回路であってもよい。
平滑コンデンサＣ３４は、降圧回路１１３の出力電圧を平滑化して、ほぼ一定の電圧値の直流電圧にする。
【００３０】
負荷電流検出回路１４０は、電流検出抵抗Ｒ４１、抵抗Ｒ４２、コンデンサＣ４３を有する。
電流検出抵抗Ｒ４１は、直流電源回路１１０のうち、平滑コンデンサＣ３４を充電する電流が流れる経路に挿入されている。電流検出抵抗Ｒ４１の両端には、平滑コンデンサＣ３４を充電する電流の電流値に比例する電圧値の電圧が発生する。
電流検出抵抗Ｒ４１が検出する電流は、時刻により変化する。光源回路８３０を流れる直流電流の電流値は、電流検出抵抗Ｒ４１が検出した電流の平均値である。
抵抗Ｒ４２及びコンデンサＣ４３は、積分回路を構成する。抵抗Ｒ４２及びコンデンサＣ４３により構成される積分回路は、電流検出抵抗Ｒ４１の両端に発生した電圧の高周波成分を除去し、低周波成分及び直流成分を抽出する。
負荷電流検出回路１４０は、抵抗Ｒ４２及びコンデンサＣ４３により構成される積分回路が抽出した電圧を、負荷電流検出電圧として出力する。これにより、負荷電流検出電圧の電圧値は、電流検出抵抗Ｒ４１の両端に発生した電圧の平均値となるから、負荷電流検出電圧の電圧値は、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値に比例する。
【００３１】
調光信号入力回路１５０は、外部から調光信号を入力する。調光信号は、目標指示信号の一例である。調光信号は、例えば調光コントローラ８５０が生成する。調光コントローラ８５０は、例えばボリュームやリモコンなどにより、利用者が望む調光率を入力する。調光コントローラ８５０は、入力した調光率にしたがって、調光信号を生成する。調光信号は、例えば、パルス幅変調された信号（以下「ＰＷＭ信号」と呼ぶ。）である。調光信号は、例えば、オンデューティが１００％のとき消灯指示を表わし、オンデューティが所定の範囲内のとき、オンデューティが小さいほど明るい調光率での点灯指示を表わす。調光信号は、調光コントローラ８５０と調光信号入力回路１５０との間を接続する専用の信号線により伝達される構成であってもよいし、他の信号線（例えば電源線８２２）を介して伝達される構成であってもよい。あるいは、調光信号は、有線接続ではなく、赤外線や電波を用いた無線通信により伝達される構成であってもよい。
調光信号入力回路１５０は、例えば、フォトカプラＰＣ１、プルアップ抵抗Ｒ５１を有する。フォトカプラＰＣ１は、調光コントローラ８５０から入力した調光信号を、電気的に絶縁しつつ、調光信号入力部２５０に伝達する。フォトカプラＰＣ１は、光学的に結合したＬＥＤとフォトトランジスタとを内蔵している。ＬＥＤが点灯すると、フォトトランジスタがオンになり、調光信号入力回路１５０が出力する信号の電位が低電位になる。ＬＥＤが消灯すると、フォトトランジスタがオフになり、調光信号入力回路１５０が出力する信号の電位が高電位になる。調光信号入力回路１５０は、入力した調光信号に対して極性の反転した信号を出力する。
【００３２】
調光信号入力部２５０は、調光信号入力回路１５０が入力した調光信号を、処理装置が処理できるデータ（以下「調光データ」と呼ぶ。）に変換する。
調光信号入力部２５０は、処理装置が入力装置を制御することにより、調光信号入力回路１５０が伝達した調光信号を入力する。調光信号入力部２５０は、処理装置がデータを処理することにより、入力した調光信号が表わす調光率を算出する。調光信号入力部２５０は、処理装置がデータを処理することにより、算出した調光率を表わす調光データを生成する。調光信号入力部２５０は、処理装置が記憶装置を制御することにより、生成した調光データを記憶装置に記憶する。
【００３３】
制御電源回路１６０は、制御電源生成回路１６１、電源信号生成部２６０、スイッチング回路１６２、降圧回路１６３を有する。
【００３４】
制御電源生成回路１６１は、例えば、力率改善回路１１２が出力した直流電力の一部を変換して、制御ＩＣ１１７，１１８などを動作させる制御電源電力を生成する。制御電源生成回路１６１は、例えば、平滑コンデンサＣ２４に充電された直流電圧を、制御ＩＣ１１７，１１８などを動作させる直流電圧（例えば１５Ｖ）まで降圧する。制御電源生成回路１６１は、降圧した電圧値を有する制御電源電力を出力する。制御電源生成回路１６１は、例えば、降圧チョッパ回路である。あるいは、制御電源生成回路１６１は、ツェナーダイオードなどの定電圧ダイオードや三端子レギュレータなどを用いた定電圧源回路であってもよい。
【００３５】
降圧回路１６３は、制御電源生成回路１６１が生成した制御電源電力の一部を変換して、マイコン２００を動作させるマイコン用制御電源電力を生成する。降圧回路１６３は、制御電源生成回路１６１が生成した制御電源電力の直流電圧（例えば１５Ｖ）を更に降圧して、マイコン２００を動作させる直流電圧（例えば５Ｖ）にする。降圧回路１６３は、例えば、ツェナーダイオードなどの定電圧ダイオードや三端子レギュレータなどを用いた定電圧源回路である。
なお、マイコン２００の電源電圧と、制御ＩＣ１１７，１１８の電源電圧とが等しい場合は、降圧回路１６３をなくし、制御電源生成回路１６１が出力した制御電源電力を、電源としてマイコン２００が直接入力する構成であってもよい。
【００３６】
電源信号生成部２６０（電源信号生成回路）は、電源信号を生成する。電源信号は、制御電源生成回路１６１が生成した制御電源電力を、制御ＩＣ１１７，１１８に供給するか否かを表わす。電源信号生成部２６０は、調光信号入力回路１５０が入力した調光信号が消灯を表わす場合、制御電源電力を供給しないことを表わす電源信号を生成する。電源信号生成部２６０は、調光信号がなんらかの調光率での点灯を表わす場合、制御電源電力を供給することを表わす電源信号を生成する。電源信号は、例えば、高電位の場合、制御電源電力を供給することを表わし、低電位の場合、制御電源電力を供給しないことを表わす。
電源信号生成部２６０は、処理装置が記憶装置を処理することにより、調光信号入力部２５０が生成した調光データを記憶装置から読み出す。電源信号生成部２６０は、処理装置がデータを処理することにより、読み出した調光データが消灯を表わすか否かを判定する。電源信号生成部２６０は、判定した結果に基づいて、処理装置が出力装置を制御することにより、電源信号を生成し、生成した電源信号を出力する。
【００３７】
スイッチング回路１６２は、制御電源生成回路１６１と、制御ＩＣ１１７，１１８との間に介在する。スイッチング回路１６２は、電源信号生成部２６０が生成した電源信号を入力する。スイッチング回路１６２は、入力した電源信号に基づいて、制御電源生成回路１６１と制御ＩＣ１１７，１１８との間を接続あるいは遮断する。スイッチング回路１６２が制御電源生成回路１６１と制御ＩＣ１１７，１１８との間を接続すると、制御電源生成回路１６１が生成した制御電源電力が制御ＩＣ１１７，１１８に供給される。逆に、スイッチング回路１６２が制御電源生成回路１６１と制御ＩＣ１１７，１１８との間を遮断すると、制御電源電力が制御ＩＣ１１７，１１８に供給されない。
スイッチング回路１６２は、例えば、スイッチング素子Ｑ６１、抵抗Ｒ６２、抵抗Ｒ６３、スイッチング素子Ｑ６４を有する。スイッチング素子Ｑ６１は、例えば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタである。スイッチング素子Ｑ６１は、電源信号生成部２６０が生成した電源信号を入力する。スイッチング素子Ｑ６１は、入力した電源信号が高電位の場合オンになり、電源信号が低電位の場合オフになる。スイッチング素子Ｑ６４は、例えば、エンハンスメント型ｐＭＯＳ電界効果トランジスタである。スイッチング素子Ｑ６１がオンのとき、抵抗Ｒ６２及び抵抗Ｒ６３を電流が流れ、抵抗Ｒ６３の両端に電圧が発生して、スイッチング素子Ｑ６４がオンになる。スイッチング素子Ｑ６１がオフのとき、抵抗Ｒ６２及び抵抗Ｒ６３を電流が流れず、抵抗Ｒ６３の両端電圧が０になるので、スイッチング素子Ｑ６４がオフになる。スイッチング素子Ｑ６４がオンになると、制御電源生成回路１６１と制御ＩＣ１１７，１１８との間が接続して、制御電源電力が制御ＩＣ１１７，１１８に供給される。スイッチング素子Ｑ６４がオフになると、制御電源生成回路１６１と制御ＩＣ１１７，１１８との間が遮断され、制御電源電力が制御ＩＣ１１７，１１８に供給されない。
【００３８】
目標電圧生成回路１７０は、矩形波電圧生成回路１７１、積分回路１７２を有する。
【００３９】
矩形波電圧生成回路１７１は、調光信号入力回路１５０が入力した調光信号が指示する調光率に対応するデューティ比を有する矩形波電圧を生成する。矩形波電圧生成回路１７１が生成する矩形波電圧は、矩形波電圧の一周期の長さ（例えば５マイクロ秒〜２０マイクロ秒）に対する、矩形波電圧が高電位である期間の長さの比が、調光率に対応する。矩形波電圧生成回路１７１は、例えば、矩形波信号生成部２７０、スイッチング素子Ｑ７１、抵抗Ｒ７２を有する。
【００４０】
矩形波信号生成部２７０（矩形波信号生成回路）は、調光信号入力回路１５０が入力した調光信号が表わす調光率に対応するデューティ比を有する矩形波信号を生成する。矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号は、矩形波電圧と極性が逆である。すなわち、矩形波信号は、矩形波信号の一周期の長さに対する、矩形波信号が低電位である期間の長さの比が、調光率に対応する。
矩形波信号生成部２７０は、処理装置が記憶装置を制御することにより、調光信号入力部２５０が生成した調光データを記憶装置から読み出す。矩形波信号生成部２７０は、処理装置が出力装置を制御することにより、読み出した調光データが表わす調光率に対応するデューティ比を有する矩形波信号を生成し、出力する。
【００４１】
スイッチング素子Ｑ７１は、例えば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタである。スイッチング素子Ｑ７１は、エミッタ端子が電源装置１００内のグランド配線に接続している。スイッチング素子Ｑ７１は、ベース端子が矩形波信号生成部２７０の出力に接続している。スイッチング素子Ｑ７１は、矩形波信号生成部２７０が出力した矩形波信号を入力する。スイッチング素子Ｑ７１は、入力した矩形波信号が高電位の場合にオンになり、矩形波信号が低電位の場合にオフになる。
抵抗Ｒ７２は、一方の端子がスイッチング回路１６２を介して制御電源生成回路１６１に接続している。もう一方の端子は、スイッチング素子Ｑ７１のコレクタ端子に接続している。
矩形波電圧生成回路１７１は、スイッチング素子Ｑ７１のコレクタ−エミッタ間に発生する電圧を、矩形波電圧として出力する。スイッチング素子Ｑ７１がオンのとき、矩形波電圧生成回路１７１が生成する矩形波電圧は、低電位になる。スイッチング素子Ｑ７１がオフのとき、スイッチング回路１６２がオンであれば、矩形波電圧生成回路１７１が生成する矩形波電圧は、高電位になる。スイッチング素子Ｑ７１がオフでも、スイッチング回路１６２がオフであれば、矩形波電圧生成回路１７１が生成する矩形波電圧は、低電位になる。
したがって、矩形波電圧生成回路１７１は、スイッチング回路１６２がオンのとき、矩形波信号生成部２７０が生成した矩形波信号と逆極性の矩形波電圧を生成し、スイッチング回路１６２がオフのときは、矩形波電圧を生成しない。
【００４２】
積分回路１７２は、矩形波電圧生成回路１７１が生成した矩形波電圧を積分して、目標電圧を生成する。積分回路１７２は、矩形波電圧生成回路１７１が生成した矩形波電圧の高周波成分を除去し、低周波成分及び直流成分を抽出する。これにより、積分回路１７２は、矩形波電圧の瞬時値の平均値を電圧値とする目標電圧を生成する。
積分回路１７２は、例えば、抵抗Ｒ７３、コンデンサＣ７４を有する。スイッチング素子Ｑ７１がオンのとき、抵抗Ｒ７３を介してコンデンサＣ７４を放電する電流が流れる。スイッチング素子Ｑ７１がオフのとき、２つの抵抗Ｒ７２，Ｒ７３を介してコンデンサＣ７４を充電する電流が流れる。積分回路１７２は、コンデンサＣ７４の両端に発生する電圧を、目標電圧として出力する。
【００４３】
帰還信号生成回路１８０は、誤差増幅器Ａ８１を有する。誤差増幅器Ａ８１は、例えばオペアンプである。誤差増幅器Ａ８１は、負荷電流検出回路１４０が生成した負荷電流検出電圧と、目標電圧生成回路１７０が生成した目標電圧との差を増幅して、帰還信号とする。
【００４４】
図４は、この実施の形態における電源装置１００の各部の電圧などの波形の一例を示す波形図である。
横軸は、時刻を示す。縦軸は、調光率及びデューティ比及び電圧値及び電流値を示す。
実線５０１は、電源装置１００が入力する調光信号が指示する調光率を示す。実線５０２は、矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号のデューティ比を示す。実線５０３は、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値を示す。実線５０５は、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
破線５１１は、調光率１００％を示す。破線５１２は、調光率１００％に対応する矩形波信号のデューティ比を示す。破線５１３は、調光率１００％に対応する目標電圧の電圧値を示す。破線５１４は、目標電圧の増加率の上限を示す。破線５１５は、負荷電流検出回路１４０が生成する負荷電流検出電圧と積分回路１７２が生成する目標電圧とが一致する場合に光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
【００４５】
時刻ｔ１より前において、調光信号は、調光率０％（消灯）を指示している。これにしたがって、矩形波信号生成部２７０は、デューティ比０％の矩形波信号を生成する。なお、矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号は負論理なので、矩形波信号生成部２７０は、高電位を継続する信号を、デューティ比０％の矩形波信号として生成する。スイッチング素子Ｑ７１は、継続してオンになるから、コンデンサＣ７４は充電されず、コンデンサＣ７４の両端電圧は０になる。すなわち、積分回路１７２は、電圧値が０の目標電圧を生成する。これにより、光源回路８３０には、電流が流れず、光源８３２は、消灯している。
【００４６】
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、調光信号は、調光率１００％での点灯を指示している。矩形波信号生成部２７０は、調光率１００％に対応するデューティ比（例えば１００％）の矩形波信号を生成する。
矩形波信号が低電位の間、スイッチング素子Ｑ７１はオフになり、コンデンサＣ７４は、制御電源生成回路１６１が生成した制御電源電力により、抵抗Ｒ７２及び抵抗Ｒ７３を介して充電される。矩形波信号が高電位になると、スイッチング素子Ｑ７１がオンになり、コンデンサＣ７４は、抵抗Ｒ７３及びスイッチング素子Ｑ７１を介して放電する。
【００４７】
制御電源生成回路１６１が生成する制御電源電力の電圧値をＶＣＣ、抵抗Ｒ７２の抵抗値をＲ１、抵抗Ｒ７３の抵抗値をＲ２、コンデンサＣ７４の静電容量をＣ、コンデンサＣ７４の両端電圧をｖＣとすると、スイッチング素子Ｑ７１がオフのとき、
【数１１】
スイッチング素子Ｑ７１がオンのとき、
【数１２】
ただし、ｔは時刻、ｖＣ（０）はｔ＝０のときのコンデンサＣ７４の両端電圧、ｅｘｐは自然対数の底（ネイピア数）を底とする指数関数を示す。
【００４８】
したがって、コンデンサＣ７４の両端電圧ｖＣの増加率は、スイッチング素子Ｑ７１がオフ、ｔ＝０、ｖＣ＝０のとき最大となり、その値は、
【数１３】
積分回路１７２は、この式に示した値を超えない増加率で、目標電圧の電圧値を増加させる。時刻ｔ３において、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値は、調光率１００％に対応する値に達する。
【００４９】
フィードバック制御に伴う遅れがなければ、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す実線５０５は、破線５１５と一致する。しかし、実際には、フィードバック制御に伴う遅れがあるので、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値は、目標電圧の変化よりも遅れて変化する。フィードバックループの伝達特性にもよるが、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値は、例えばオーバーシュート（時刻ｔ４，ｔ６，ｔ８，…）・アンダーシュート（時刻ｔ５，ｔ７，…）を繰り返しながら、目標電圧の電圧値に対応する値に収束していく。
【００５０】
最初のオーバーシュートのピークである時刻ｔ４において、目標電圧生成回路１７０が生成する目標電圧の電圧値は、調光率１００％に対応する値に達していない。このため、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値は、目標電圧に対応する値よりは大きいものの、調光率１００％のとき光源回路８３０を流れるべき直流電流の電流値よりも小さい。
その後、オーバーシュート・アンダーシュートの振幅は、徐々に小さくなっていく。このため、オーバーシュートのピーク時（時刻ｔ４，ｔ６，ｔ８，…）に光源回路８３０を流れる電流は、調光率１００％のとき光源回路８３０を流れるべき電流を大きく上回ることはない。
そして、目標電圧の電圧値が調光率１００％に対応する値に達する時刻ｔ３の頃には、オーバーシュート・アンダーシュートがほとんどなくなり、光源回路８３０には、調光率１００％のときに流れるべき電流値の電流が流れる。
したがって、光源８３２が一瞬明るく光る閃光現象や過電流による故障の発生を防ぐことができる。
【００５１】
時刻ｔ２より後において、調光信号は、再び調光率０％（消灯）を指示している。これにしたがって、矩形波信号生成部２７０は、デューティ比０％の矩形波信号を生成する。スイッチング素子Ｑ７１は、継続してオンになり、コンデンサＣ７４は放電される。
コンデンサＣ７４の両端電圧の減少率（増加率の符号を反転したもの）は、ｔ＝０、ｖＣ＝ＶＣＣのとき最大となり、その値は、
【数１４】
積分回路１７２は、この式に示した値を超えない減少率で、調光率０％に対応する値（０）に達するまで、目標電圧の電圧値を減少させる。
【００５２】
数１３と比較すると、積分回路１７２が生成する目標電圧の減少率の最大値は、増加率の最大値よりも大きい。このことは、光源回路８３０を流れる直流電流に、調光率を下げたとき発生するアンダーシュート・オーバーシュートの振幅が、調光率を上げたときよりも大きくなることを意味する。しかし、直流電源回路１１０が生成する直流電力の電圧値が０を下回ることはないから、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値が０を下回る（すなわち、逆方向に電流が流れる）ことはない。
【００５３】
図５は、比較例における電流の波形の一例を示す波形図である。
比較のため、時刻ｔ１において、目標電圧生成回路１７０が生成する目標電圧の電圧値が、調光率の変化にすぐに追随して、調光率１００％に対応する値に変化した場合を示す。
実線５０６は、比較例における光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。破線５１６は、調光率１００％のとき光源回路８３０を流れるべき直流電流の電流値を示す。
【００５４】
この図に示すように、目標電圧生成回路１７０が生成する目標電圧の電圧値が調光率の変化にすぐに追随して変化すると、フィードバック制御の遅れに伴うオーバーシュート・アンダーシュートの振幅が非常に大きくなる可能性がある。このため、オーバーシュートのピーク時に、光源８３２が非常に明るく点灯する閃光現象が発生したり、場合によっては、過電流により光源８３２が破壊するなどの故障が発生したりする可能性がある。
【００５５】
これに対し、この実施の形態における電源装置１００は、目標電圧生成回路１７０が所定の増加率よりも低い増加率で目標電圧の電圧値を増加させるので、オーバーシュートのピークを小さくすることができ、閃光現象や故障の発生を防ぐことができる。
【００５６】
また、目標電圧の増加率の最大値を小さくして、目標電圧の電圧値が調光率に対応する値に達するまでにかかる時間を（例えば数秒程度に）延ばせば、照明器具８００にフェードインの効果を付与することができる。具体的には、例えば、抵抗Ｒ７２の抵抗値Ｒ１、抵抗Ｒ７３の抵抗値Ｒ２、あるいはコンデンサＣ７４の静電容量Ｃを大きくすれば、数１３に示した増加率の最大値が小さくなる。
【００５７】
また、増加率の最大値と同じように、目標電圧の減少率の最大値を小さくすることにより、照明器具８００にフェードアウトの効果を付与することもできる。具体的には、例えば、抵抗Ｒ７２の抵抗値Ｒ１と比較して抵抗Ｒ７３の抵抗値Ｒ２を非常に大きくすれば、目標電圧の減少率の最大値は、目標電圧の増加率の最大値とほぼ同じになる。
【００５８】
図６は、この実施の形態における電源装置１００の電流波形の一例を示す波形図である。
横軸は、時刻を示す。縦軸は、電流値を示す。
図４と同様、実線５０５は、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。破線５１５は、負荷電流検出回路１４０が生成する負荷電流検出電圧と積分回路１７２が生成する目標電圧とが一致する場合に光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
【００５９】
この図は、目標電圧の増加率の最大値及び目標電圧の減少率の最大値を小さくした場合を示す。
このように、目標電圧の増加率の最大値及び目標電圧の減少率の最大値を小さくすることにより、オーバーシュート・アンダーシュートの振幅が小さくなる。また、点灯時は、光源８３２が徐々に明るくなって点灯するフェードインの効果を生じる。また、消灯時は、光源８３２が徐々に暗くなって消灯するフェードアウトの効果を生じる。
【００６０】
ＬＥＤを点灯または消灯させる際のフェードイン、フェードアウトは、マイコンによって制御をしてもよい。この場合、フェードイン（またはフェードアウト）の変化量を一定にして、時間が経過するにつれ、ほぼ直線状に明るさを変化する。
なお、看者の視覚的な特性として、変化量を一定に変化させると、低照度のとき、明るさが急激に変化しているように感じる。したがって、例えば、調光度４０％よりも低い調光率で明るさを変化させる場合、調光度４０％以上の高い調光率で明るさを変化させる変化量よりも緩やかにするとよい。また、看者が視覚的に明るさが一定に変化しているように感じさせるため、明るさの変化特性を曲線（ｎ次関数：ｎは偶数）としてもよい。
【００６１】
電源装置１００は、光源８３２に供給する電流の目標値を設定する目標電圧（目標信号値）を生成するための電源を、制御電源生成回路１６１からスイッチング回路１６２を介して供給する。同時に、同じスイッチング回路１６２を介して、直流電源回路１１０の動作を制御する制御ＩＣ１１７，１１８にも電源が供給される。したがって、スイッチング回路１６２が導通すると、制御ＩＣ１１７，１１８に電力が供給されるとともに、目標電圧が生成される。このとき、目標電圧は、抵抗・コンデンサからなる時定数回路（積分回路１７２）を介して供給されるため、スイッチング回路１６２が導通した直後は、目標電圧の電圧値が徐々に上昇する。これにより、ＬＥＤ点灯開始時の目標電流値は、低く抑えられる。したがって、簡単な回路構成でオーバーシュート電流を低く抑えることができ、電源投入時の閃光の発生及びＬＥＤの最大定格電流オーバーを抑制することができる。
【００６２】
以上のように、誤差増幅器Ａ８１に供給する目標電圧を生成するための電源を、制御ＩＣ１１７，１１８と共通化してスイッチング回路１６２をオンオフ制御する。これにより、スイッチング回路１６２の制御のみで、光源８３２（ＬＥＤ）の点灯を開始させると同時に、点灯開始時は、誤差増幅器Ａ８１の非反転入力端子に入力される目標電圧の電圧値を低く抑えることができる。これにより、点灯開始時は負荷電流（ＬＥＤ電流）の目標値を小さく設定できる。そのため、点灯直後のフィードバック系の応答速度の遅れにより発生する負荷電流のオーバーシュートを抑制することができる。また、光源８３２の閃光及び光源８３２の最大定格電流オーバーを防止することができる。また、単純な回路構成なので、電源装置１００を小型・軽量にすることができ、製造コスト・輸送コストなどを削減することができる。さらに、調光コントローラ８５０から消灯を指示する信号が出力された場合は、制御ＩＣ１１７，１１８及びスイッチング素子Ｑ７１（トランジスタ）のコレクタ端子への電力の供給をスイッチング回路１６２が遮断する。これにより、消費電力、特に、待機時の消費電力（待機電力）を削減することができる。
【００６３】
実施の形態２．
実施の形態２について、図７〜図１０を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６４】
この実施の形態における照明器具８００の構造、電源装置１００の機能ブロックの構成及び具体的回路構成は、実施の形態１で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
【００６５】
矩形波信号生成部２７０（矩形波信号生成回路）は、処理装置が出力装置を制御することにより、原則として、調光信号入力回路１５０が入力した調光信号が指示する調光率に対応するデューティ比を有する矩形波信号を生成する。ただし、調光信号が指示する調光率が高くなった場合、矩形波信号生成部２７０は、目標値に追随してすぐにデューティ比を高くするのではなく、デューティ比の増加率が所定の増加率を超えないよう、徐々にデューティ比を高くする。
【００６６】
図７は、この実施の形態における電源装置１００の各部の電圧の波形の一例を示す波形図である。
横軸は、時刻を示す。縦軸は、電圧を示す。実線５０７は、矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号の電位を示す。破線５１７は、矩形波信号が高電位のときの電位を示す。実線５０３は、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値を示す。破線５１８は、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値の平均を示す。
【００６７】
矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号の周期Ｔは、例えば５マイクロ秒〜２０マイクロ秒程度である。このうち、矩形波信号の電位が低電位である期間の長さをｔＯＮとすると、矩形波信号のデューティ比は、ｔＯＮ／Ｔで表わされる。
矩形波信号の電位が低電位である期間では、スイッチング素子Ｑ７１がオフになり、コンデンサＣ７４が充電されて、目標電圧の電圧値が増加する。また、矩形波信号の電位が高電位である期間では、スイッチング素子Ｑ７１がオンになり、コンデンサＣ７４が放電されて、目標電圧の電圧値が減少する。
矩形波信号の周期Ｔよりも非常に大きい時間単位（例えば１ミリ秒以上）で見た場合、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値は、破線５１８に一致するとみなしてよい。そこで、破線５１８の傾きを、目標電圧の増加率とみなす。
【００６８】
図８は、この実施の形態における電源装置１００の各部の電圧などの波形の一例を示す波形図である。
横軸は、時刻を示す。縦軸は、調光率及びデューティ比及び電圧値及び電流値を示す。
実線５０１は、電源装置１００が入力する調光信号が指示する調光率を示す。実線５０２は、矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号のデューティ比を示す。実線５０３は、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値を示す。実線５０５は、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
破線５１１は、調光率１００％を示す。破線５１２は、調光率１００％に対応する矩形波電圧のデューティ比を示す。破線５１９は、デューティ比の増加率の上限を示す。破線５１３は、調光率１００％に対応する目標電圧の電圧値を示す。破線５１４は、目標電圧の増加率（図７の破線５１８の傾き）の上限を示す。破線５１５は、負荷電流検出回路１４０が生成する負荷電流検出電圧と積分回路１７２が生成する目標電圧とが一致する場合に光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
【００６９】
時刻ｔ１より前において、調光信号は、調光率０％（消灯）を指示している。
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間において、調光信号は、調光率１００％での点灯を指示している。矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を、破線５１９が示す増加率よりも低い増加率で、調光率１００％に対応するデューティ比に達するまで、ゆっくりと増加させる。
【００７０】
矩形波信号が高電位から低電位に変わる時刻をｔ＝０、矩形波信号が低電位から高電位に変わる時刻をｔ＝ｔＯＮ、矩形波信号が再び高電位から低電位に変わる時刻をｔ＝Ｔとすると、コンデンサＣ７４の両端電圧ｖＣ（ｔ）は、
【数１５】
この一周期におけるコンデンサＣ７４の両端電圧の平均増加率は、ｔ＝ＴにおけるコンデンサＣ７４の両端電圧ｖＣ（Ｔ）と、ｔ＝０におけるコンデンサＣ７４の両端電圧ｖＣ（０）との差を、周期Ｔで割ることにより、求められる。
【数１６】
だから、
【数１７】
【００７１】
コンデンサＣ７４の両端電圧の平均増加率は、ｖＣ（０）が小さいほど大きくなるとともに、ｔＯＮが大きいほど大きくなる。
矩形波信号生成部２７０は、調光率が高くなった直後のｖＣ（０）が小さい期間において、生成する矩形波信号のデューティ比を小さくして、ｔＯＮを小さくする。その後、ｖＣ（０）が大きくなるにつれて、矩形波信号生成部２７０は、矩形波信号のデューティ比を大きくして、ｔＯＮを大きくする。これにより、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値の増加率は、破線５１４が示す所定の増加率以下に抑えられる。
その後、時刻ｔ３において、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値は、調光率１００％に対応する値に達する。
【００７２】
これにより、フィードバック制御に伴う遅れにより発生するオーバーシュートのピークを小さくすることができ、閃光現象や故障の発生を防ぐことができる。
【００７３】
実施の形態１では、目標電圧の増加率・減少率が、抵抗Ｒ７２の抵抗値Ｒ１、抵抗Ｒ７３の抵抗値Ｒ２、コンデンサＣ７４の静電容量Ｃによって定まるのに対し、この実施の形態では、矩形波信号のデューティ比の増加率・減少率を変えることにより、目標電圧の増加率・減少率を変えることができ、抵抗値Ｒ１、抵抗値Ｒ２、静電容量Ｃによって定まる増加率・減少率よりも小さくすることができる。
【００７４】
したがって、抵抗値Ｒ１、抵抗値Ｒ２、静電容量Ｃによって定まる増加率・減少率が、大きめの値になるよう、抵抗値Ｒ１、抵抗値Ｒ２、静電容量Ｃを設定しておき、矩形波信号生成部２７０は、必要に応じて、矩形波信号のデューティ比の増加率・減少率を変えることにより、目標電圧の増加率・減少率を変化させる。
例えば、調光信号が指示する調光率が０％から１００％に変わった場合は、最もオーバーシュートのピークが大きくなる可能性がある。このため、矩形波信号生成部２７０は、矩形波信号のデューティ比の増加率を小さくして、目標電圧の増加率を小さくする。
これに対し、例えば、調光信号が指示する調光率が４０％から５０％に変わった場合など、調光率の増加幅が小さい場合は、オーバーシュートのピークはそれほど大きくならない。また、変化後の調光率が低い場合は、そもそも光源回路８３０に流すべき電流の目標値が小さいので、オーバーシュートが発生しても、故障の原因となるほどの過電流が流れることはない。このため、矩形波信号生成部２７０は、矩形波信号のデューティ比の増加率を大きくして、目標電圧の増加率を比較的大きな値にする。これにより、照明器具８００の調光率が利用者の指示した調光率になるのにかかる時間を短縮することができる。
また、利用者の操作などにより、フェードインやフェードアウトなどの特殊な照明効果を発生させる指示を受けた場合、矩形波信号生成部２７０は、矩形波信号のデューティ比の増加率・減少率を小さくして、目標電圧の電圧値が調光率に対応する値に達するまでにかかる時間を延ばし、フェードインやフェードアウトなどの特殊な照明効果を発生させることもできる。
【００７５】
このように、矩形波信号生成部２７０は、所定の時間が経過するまで、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値が、調光信号が指示する調光率に対応する値に達するのを遅らせることにより、オーバーシュートのピークを抑えることができるよう、生成する矩形波信号のデューティ比を変化させる。
【００７６】
図９は、この実施の形態における電源装置１００の各部の電圧などの波形の別の例を示す波形図である。
この例において、矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を段階的に変化させている。
時刻ｔ１において、調光信号が指示する調光率が１００％に変化すると、矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を、調光率１００％に対応するデューティ比より小さく、オーバーシュートのピーク時に光源回路８３０を流れる電流が調光率１００％のとき光源回路８３０を流れるべき電流にほぼ等しくなる程度のデューティ比にする。
時刻ｔ９において、矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を少し大きくし、２回目のオーバーシュートのピーク時に光源回路８３０を流れる電流が調光率１００％のとき光源回路８３０を流れるべき電流にほぼ等しくなる程度のデューティ比にする。
時刻ｔ１０において、矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を更に大きくし、調光率１００％に対応するデューティ比にする。
【００７７】
積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値は、矩形波信号のデューティ比の変化より少し遅れて変化し、時刻ｔ３において、調光率１００％に対応する値に達する。
【００７８】
このように、矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を段階的に増加させる構成であってもよい。適切なタイミングで矩形波信号のデューティ比を変化させることにより、オーバーシュートのピークを小さくすることができ、閃光現象や故障の発生を防ぐことができる。
【００７９】
オーバーシュートのピークを小さくすることができるのであれば、デューティ比の増加率を所定の増加率以下に抑える構成、デューティ比を段階的に増加させる構成に限らず、矩形波信号生成部２７０は、矩形波信号のデューティ比を増加させたり減少させたりするなど、異なる変化のさせ方で変化させる構成であってもよい。また、矩形波信号生成部２７０は、矩形波信号のデューティ比だけでなく、周波数を変化させる構成であってもよい。
【００８０】
図１０は、この実施の形態における電源装置１００の各部の電圧などの波形の更に別の例を示す波形図である。
このように、矩形波信号生成部２７０は、生成する矩形波信号のデューティ比を、単調増加あるいは単調減少させるのではなく、増加させたり減少させたりを繰り返す構成であってもよい。このように、適切なタイミングで矩形波信号を変化させることにより、オーバーシュートのピークを抑えるとともに、光源回路８３０を流れる電流が目標値に収束するのにかかる時間を短くすることができる。
【００８１】
最も適切に矩形波信号を変化させる方法としては、例えば、電源装置１００の製造時に、電源装置１００のフィードバック特性を測定し、測定したフィードバック特性に基づいて、最も適切に矩形波信号を変化させるプログラムを作成して、マイコン２００の記憶装置に記憶させる方法がある。矩形波信号生成部２７０は、記憶装置が記憶したプログラムを処理装置が実行することにより、生成する矩形波信号のデューティ比や周波数を変化させる。
【００８２】
あるいは、電源装置１００は、制御履歴に基づいて、最も適切な矩形波信号の変化のさせ方を学習する構成としてもよい。例えば、更に、制御履歴記憶部を設ける。制御履歴記憶部は、処理装置が入力装置を制御することにより、負荷電流検出回路１４０が生成した負荷電流検出電圧を入力する。制御履歴記憶部は、処理装置がデータを処理することにより、光源回路８３０を流れた電流の最大値や、光源回路８３０を流れる電流が目標値に収束するまでにかかった時間などを測定する。制御履歴記憶部は、処理装置が記憶装置を制御することにより、測定した電流の最大値や収束時間を制御履歴として記憶装置に書き込む。矩形波信号生成部２７０は、複数のパターンで、矩形波信号を変化させる。矩形波信号生成部２７０は、処理装置が記憶装置を制御することにより、それぞれのパターンに対応して記憶した制御履歴を記憶装置から読み出す。矩形波信号生成部２７０は、処理装置がデータを処理することにより、どのパターンが最も適切であるかを判定する。矩形波信号生成部２７０は、例えば、光源回路８３０を流れる電流の最大値が所定の閾値以下であり、かつ、収束時間が最小となるパターンを、最も適切なパターンであると判定する。矩形波信号生成部２７０は、収束時間の上限値など所定の条件を満たすパターンが発見できた場合は、それ以降、そのパターンで矩形波信号を変化させる。条件を満たすパターンが発見できなかった場合、矩形波信号生成部２７０は、最も適切と判定したパターンに基づいて、デューティ比を変化させるタイミングなどのパラメータを少しずつ変化させた複数のパターンを生成する。矩形波信号生成部２７０は、生成した複数のパターンで、矩形波信号を変化させ、更に適切なパターンを探す。
【００８３】
このように、矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号を適切なタイミングで変化させることにより、光源回路８３０を流れる電流のオーバーシュートのピークを抑え、目標値に早く収束させることができる。
【００８４】
実施の形態３．
実施の形態３について、図１１〜図１２を用いて説明する。
なお、実施の形態１及び実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８５】
この実施の形態における照明器具８００の構造、電源装置１００の機能ブロックの構成は、実施の形態１で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
【００８６】
図１１は、この実施の形態における電源装置１００の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。
目標電圧生成回路１７０は、実施の形態１で説明した矩形波電圧生成回路１７１に代えて、対応電圧生成部２７５を有する。
【００８７】
対応電圧生成部２７５（対応電圧生成回路）は、調光信号入力回路１５０が入力した調光信号が指示する調光度に対応する電圧値を有する電圧（以下「対応電圧」と呼ぶ。）を生成する。
マイコン２００の図示していない出力装置は、デジタルアナログ変換回路（以下「ＤＡＣ」と呼ぶ。）を有する。ＤＡＣは、処理装置による制御に基づいて、データが表わす数値に比例する電圧値の電圧を生成し、マイコン２００の外部に出力する。
対応電圧生成部２７５は、処理装置が記憶装置を制御することにより、調光信号入力部２５０が生成した調光データを記憶装置から読み出す。対応電圧生成部２７５は、処理装置がＤＡＣを制御することにより、読み出した調光データが表わす調光率に対応する電圧値を有する対応電圧を生成し、出力する。
【００８８】
積分回路１７２は、対応電圧生成部２７５が生成した対応電圧を積分して、目標電圧を生成する。
【００８９】
図１２は、この実施の形態における電源装置１００の各部の電圧などの波形の一例を示す波形図である。
横軸は、時刻を示す。縦軸は、調光率及び電圧値及び電流値を示す。
実線５０１は、電源装置１００が入力する調光信号が指示する調光率を示す。実線５０８は、対応電圧生成部２７５が生成する対応電圧の電圧値を示す。実線５０３は、積分回路１７２が生成する目標電圧の電圧値を示す。実線５０５は、光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
破線５１１は、調光率１００％を示す。破線５２０は、調光率１００％に対応する対応電圧の電圧値を示す。破線５１３は、調光率１００％に対応する目標電圧の電圧値を示す。破線５１４は、目標電圧の増加率の上限を示す。破線５１５は、負荷電流検出回路１４０が生成する負荷電流検出電圧と積分回路１７２が生成する目標電圧とが一致する場合に光源回路８３０を流れる直流電流の電流値を示す。
【００９０】
このように、矩形波電圧生成回路１７１が矩形波電圧を生成する代わりに、対応電圧生成部２７５が対応電圧を生成し、積分回路１７２が、矩形波電圧ではなく対応電圧を積分して、目標電圧を生成する構成としても、実施の形態１と同様の目標電圧を生成することができる。
これにより、フィードバック制御に伴う遅れにより発生するオーバーシュートのピークを小さくすることができ、閃光現象や故障の発生を防ぐことができる。
【００９１】
実施の形態１の構成は、ＤＡＣを持たない安価なマイコン２００を使用できるので、電源装置１００の材料コストを抑えることができる。それに対し、この実施の形態の構成は、マイコン２００の外部に接続する部品点数が少なくて済むので、電源装置１００の組み立てコストを抑えることができるとともに、信頼性を向上させることができる。
【００９２】
また、実施の形態２や実施の形態３で説明した矩形波信号生成部２７０が生成する矩形波信号のデューティ比と同じように、対応電圧生成部２７５が生成する対応電圧の電圧値を変化させる構成であってもよい。そうすれば、実施の形態２や実施の形態３で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
以上の実施の形態では、
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記目標電圧生成回路は、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の時間が経過するまでの間、上記目標値に対応する電圧値よりも小さい電圧値の目標電圧を生成し、上記所定の時間が経過したのち、上記目標値に対応する電圧値の目標電圧を生成し、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に対応するデューティ比を有する矩形波電圧を生成する矩形波電圧生成回路と、
上記矩形波電圧生成回路が生成した矩形波電圧を積分して、上記目標電圧を生成する積分回路とを有する
ことを特徴とする電源装置を説明した。
【００９４】
以上の実施の形態では、
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記目標電圧生成回路は、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の時間が経過するまでの間、上記目標値に対応する電圧値よりも小さい電圧値の目標電圧を生成し、上記所定の時間が経過したのち、上記目標値に対応する電圧値の目標電圧を生成し、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の時間が経過するまでの間、上記目標値に対応するデューティ比よりも小さいデューティ比の矩形波電圧を生成し、上記所定の時間が経過したのち、上記目標値に対応するデューティ比の矩形波電圧を生成する矩形波電圧生成回路と、
上記矩形波電圧生成回路が生成した矩形波電圧を積分して、上記目標電圧を生成する積分回路とを有することを特徴とする電源装置を説明した。
【００９５】
以上の実施の形態では、
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記目標電圧生成回路は、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の時間が経過するまでの間、上記目標値に対応する電圧値よりも小さい電圧値の目標電圧を生成し、上記所定の時間が経過したのち、上記目標値に対応する電圧値の目標電圧を生成し、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に対応する電圧値を有する直流電圧を生成する対応電圧生成回路と、
上記対応電圧生成回路が生成した直流電圧を積分して、上記目標電圧を生成する積分回路とを有することを特徴とする電源装置を説明した。
【００９６】
以上の実施の形態では、
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路と、
制御電力を生成し、生成した制御電力を上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して供給する制御電源回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の時間が経過するまでの間、上記目標値に対応する電圧値よりも小さい電圧値の目標電圧を生成し、上記所定の時間が経過したのち、上記目標値に対応する電圧値の目標電圧を生成し、
上記直流電源回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力により動作し、
上記目標電圧生成回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力から、上記目標電圧を生成し、
上記制御電源回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が０である場合に、上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して制御電源を供給しないことを特徴とする電源装置を説明した。
【００９７】
以上の実施の形態では、
上記電源装置は、更に、制御電力を生成し、生成した制御電力を上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して供給する制御電源回路を有し、
上記直流電源回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力により動作し、
上記目標電圧生成回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力から、上記目標電圧を生成し、
上記制御電源回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が０である場合に、上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して制御電源を供給しないことを特徴とする電源装置を説明した。
【００９８】
以上の実施の形態では、
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記目標電圧生成回路は、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の時間が経過するまでの間、上記目標値に対応する電圧値よりも小さい電圧値の目標電圧を生成し、上記所定の時間が経過したのち、上記目標値に対応する電圧値の目標電圧を生成し、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が低くなった場合に、上記目標電圧を所定の減少率よりも低い減少率で徐々に減少させることを特徴とする電源装置を説明した。
【００９９】
以上の実施の形態では、
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が低くなった場合に、上記目標電圧を所定の減少率よりも低い減少率で徐々に減少させることを特徴とする電源装置を説明した。
【０１００】
以上の実施の形態では、
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の増加率よりも低い増加率で、生成する目標電圧の電圧値を徐々に増加させることを特徴とする電源装置を説明した。
【０１０１】
以上の実施の形態では、
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値を指示する目標指示信号を入力し、入力した目標指示信号に基づいて、上記目標電圧を生成することを特徴とする電源装置を説明した。
【０１０２】
以上の実施の形態では、
上記の電源装置と、上記負荷回路として上記電源装置が生成した直流電力の供給を受け、供給された直流電力を光源に印加して、上記光源を点灯する光源回路とを有することを特徴とする照明器具を説明した。
【符号の説明】
【０１０３】
１００ 電源装置、１１０ 直流電源回路、１１１ 整流回路、１１２ 力率改善回路、１１３ 降圧回路、１１４ 駆動回路、１１７，１１８ 制御ＩＣ、１４０ 負荷電流検出回路、１５０ 調光信号入力回路、１６０ 制御電源回路、１６１ 制御電源生成回路、１６２ スイッチング回路、１６３ 降圧回路、１７０ 目標電圧生成回路、１７１ 矩形波電圧生成回路、１７２ 積分回路、１８０ 帰還信号生成回路、２００ マイコン、２５０ 調光信号入力部、２６０ 電源信号生成部、２７０ 矩形波信号生成部、２７５ 対応電圧生成部、５０１〜５０８ 実線、５１１〜５２０ 破線、８００ 照明器具、８１０ 本体、８２１ コネクタ、８２２ 電源線、８２３ 配線、８３０ 光源回路、８３１ 光源基板、８３２ 光源、８５０ 調光コントローラ、Ａ８１ 誤差増幅器、ＡＣ 交流電源、Ｃ２４，Ｃ３４ 平滑コンデンサ、Ｃ４３，Ｃ７４ コンデンサ、Ｄ２３ ダイオード、Ｄ３２ 還流ダイオード、ＤＢ１ ダイオードブリッジ、Ｌ２１，Ｌ３３ チョークコイル、ＰＣ１ フォトカプラ、Ｑ２２，Ｑ３１，Ｑ６１，Ｑ６４，Ｑ７１ スイッチング素子、Ｒ４１ 電流検出抵抗、Ｒ４２，Ｒ６２，Ｒ６３，Ｒ７２，Ｒ７３ 抵抗、Ｒ５１ プルアップ抵抗。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路と、
制御電力を生成し、生成した制御電力を上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して供給する制御電源回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記直流電源回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力により動作し、
上記目標電圧生成回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力から、上記目標電圧を生成し、
上記制御電源回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が０である場合に、上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して制御電源を供給しないことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が低くなった場合に、上記目標電圧を所定の減少率よりも低い減少率で徐々に減少させることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の増加率よりも低い増加率で、生成する目標電圧の電圧値を徐々に増加させることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の電源装置。
【請求項４】
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値を指示する目標指示信号を入力し、入力した目標指示信号に基づいて、上記目標電圧を生成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電源装置と、上記負荷回路として上記電源装置が生成した直流電力の供給を受け、供給された直流電力を光源に印加して、上記光源を点灯する光源回路とを有することを特徴とする照明器具。
【請求項１】
負荷回路に供給する直流電力を生成する直流電源回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流を検出して、検出した負荷電流の電流値に比例する電圧値を有する負荷電流検出電圧を生成する負荷電流検出回路と、
上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値に基づいて、目標電圧を生成する目標電圧生成回路と、
上記負荷電流検出回路が生成した負荷電流検出電圧の電圧値と上記目標電圧生成回路が生成した目標電圧の電圧値とを比較して、どちらが大きいかを示す帰還信号を生成する帰還信号生成回路と、
制御電力を生成し、生成した制御電力を上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して供給する制御電源回路とを有し、
上記直流電源回路は、上記帰還信号生成回路が生成した帰還信号を入力し、入力した帰還信号に基づいて、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より大きい場合、生成する直流電力を小さくし、上記負荷電流検出電圧が上記目標電圧より小さい場合、生成する直流電力を大きくし、
上記直流電源回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力により動作し、
上記目標電圧生成回路は、上記制御電源回路が供給した制御電力から、上記目標電圧を生成し、
上記制御電源回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が０である場合に、上記直流電源回路と上記目標電圧生成回路とに対して制御電源を供給しないことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が低くなった場合に、上記目標電圧を所定の減少率よりも低い減少率で徐々に減少させることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値が高くなった場合に、所定の増加率よりも低い増加率で、生成する目標電圧の電圧値を徐々に増加させることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の電源装置。
【請求項４】
上記目標電圧生成回路は、上記負荷回路を流れる負荷電流の目標値を指示する目標指示信号を入力し、入力した目標指示信号に基づいて、上記目標電圧を生成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電源装置と、上記負荷回路として上記電源装置が生成した直流電力の供給を受け、供給された直流電力を光源に印加して、上記光源を点灯する光源回路とを有することを特徴とする照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−６６３７９（Ｐ２０１３−６６３７９Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２８４５３５（Ｐ２０１２−２８４５３５）
【出願日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【分割の表示】特願２０１０−３７４２７（Ｐ２０１０−３７４２７）の分割
【原出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（３９００１４５４６）三菱電機照明株式会社 (585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【分割の表示】特願２０１０−３７４２７（Ｐ２０１０−３７４２７）の分割
【原出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（３９００１４５４６）三菱電機照明株式会社 (585)
【Ｆターム（参考）】
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