点灯装置及びこの点灯装置を備える照明器具
【課題】壁スイッチのＯＦＦ期間を検出する上で、壁スイッチのＯＦＦ時にもマイコンＩＣ３が動作することができる電源方式を提供する。
【解決手段】スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３と、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３の発振状態を制御するドライブ回路ＩＣ２と、ドライブ回路ＩＣ２に電力を供給する第１の電源部Ｐ１００と、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３が発振するときに電力を得て、第１の電源部Ｐ１００よりも大きい容量の電力量を生成して第１の電源部Ｐ１００に電力を供給する第２の電源部Ｐ２００と、を備え、ドライブ回路ＩＣ２は、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３の動作が開始してから第２の電源部Ｐ２００の電圧が所定電圧に達する間、第１の電源部Ｐ１００の電力で動作するとともに、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３の動作が停止してから所定時間、第２の電源部Ｐ２００が供給する電力に基づいて動作するようにした。
【解決手段】スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３と、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３の発振状態を制御するドライブ回路ＩＣ２と、ドライブ回路ＩＣ２に電力を供給する第１の電源部Ｐ１００と、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３が発振するときに電力を得て、第１の電源部Ｐ１００よりも大きい容量の電力量を生成して第１の電源部Ｐ１００に電力を供給する第２の電源部Ｐ２００と、を備え、ドライブ回路ＩＣ２は、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３の動作が開始してから第２の電源部Ｐ２００の電圧が所定電圧に達する間、第１の電源部Ｐ１００の電力で動作するとともに、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３の動作が停止してから所定時間、第２の電源部Ｐ２００が供給する電力に基づいて動作するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源をＯＮにするときの制御電源の立ち上げ、またはＯＦＦにしたときの制御電源の立下りに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今の省エネと多機能化の需要から連続調光機能を備えた放電灯点灯装置が増加傾向にある。しかしながら、調光システムと一体で使用しなければならなく、コストおよび設置工事で通常器具に比べ大幅にコストアップおよび工数アップを余儀なくされている。一方で、連続調光機能に対して、瞬時停電が起こりにくい住宅用の放電灯点灯装置では、壁スイッチによる調光制御が行われている。（例えば、特許文献１参照）
この壁スイッチ調光制御は、操作性と設計の自由度が高いマイクロコンピュータを用いたものが多い。マイクロコンピュータによる制御は、多機能化及び回路簡略化面において、有利であることもすでに一般的である（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平３−２６９９９６号公報
【特許文献２】特開平４−２６９５００号公報
【特許文献３】特開平７−５７８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の壁スイッチの操作による調光制御方式では、商用電源がＯＦＦの状態からＯＮの状態になるまでの所定時間をモニタする必要があるため、商用電源から供給されなくなっている一定時間（電源ＯＦＦの状態から電源ＯＮの状態となる規定の期間）、マイコンを動作させる制御回路用の電源回路の電源容量が必要となる課題があった。
また、商用電源から供給されなくなっている一定期間マイコンを動作させるように制御回路用の電源回路の電源容量を大きくすると、制御回路用の電源回路に充電されていない状態から商用電源が投入されると、制御回路用の電源回路を動作させるのに時間がかかるという課題があった。
【０００４】
本発明は、例えば、壁スイッチの操作による調光制御機能を用いるときに有利な電源方式を提供することを目的とする。本発明は、特に、壁スイッチのＯＦＦ期間を検出する上で、壁スイッチのＯＦＦ時にもマイコンが動作することができる電源方式を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る点灯装置は、商用電源を整流する整流回路と、コンデンサを有し、前記整流回路から得られる脈流電圧を平滑する直流電源を生成する直流電源回路と、前記直流電源回路から供給される直流を光源に供給する電力に変換するスイッチング素子と、前記スイッチング素子の発振状態を制御する制御部と、前記制御部に電力を供給する第１の電源部と、前記スイッチング素子が発振するときに電力を得て、前記第１の電源部よりも大きい容量の電力量を生成して前記第１の電源部に電力を供給する第２の電源部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチング素子の動作が開始してから前記第２の電源部の電圧が所定電圧に達する間、前記第１の電源部の電力で動作するとともに、前記スイッチング素子の動作が停止してから所定時間、前記第２の電源部が供給する電力に基づいて動作することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、商用電源を整流する整流回路と、コンデンサを有し、前記整流回路から得られる脈流電圧を平滑する直流電源を生成する直流電源回路と、前記直流電源回路から供給される直流を光源に供給する電力に変換するスイッチング素子と、前記スイッチング素子の発振状態を制御する制御部と、前記制御部に電力を供給する第１の電源部と、前記スイッチング素子が発振するときに電力を得て、前記第１の電源部よりも大きい容量の電力量を生成して前記第１の電源部に電力を供給する第２の電源部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチング素子の動作が開始してから前記第２の電源部の電圧が所定電圧に達する間、前記第１の電源部の電力で動作するとともに、前記スイッチング素子の動作が停止してから所定時間、前記第２の電源部が供給する電力に基づいて動作するようにしたので、前記制御部は、前記スイッチング素子の動作が開始してから前記第２の電源部の電圧が所定電圧に達する間、前記第１の電源部の電力で動作するとともに、前記スイッチング素子の動作が停止してから所定時間、前記第２の電源部が供給する電力に基づいて動作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【０００８】
実施の形態１．
商用電源のＯＮ／ＯＦＦ操作によって点灯状態を切り替える点灯装置に関するものである。
【０００９】
図１は、本実施の形態における照明器具の全体を示す斜視図である。
照明器具１は、反射板２と、光源である放電灯３を装着するランプソケット４とを備えている。反射板２の内側には点灯装置５（図示しない）を備えており、商用電源ＡＣが供給されているとき、ランプソケット４に装着される放電灯３に電力を供給し、放電灯３を点灯する。
【００１０】
照明器具１は、居室の天井面６などに設置されるとともに、居室の壁面７などに設置される壁スイッチ８を介して商用電源ＡＣが供給されている。
【００１１】
なお、この壁スイッチ８がＯＮのとき照明器具１の点灯装置５に電力が供給され、壁スイッチ８がＯＦＦのとき照明器具１の点灯装置５への電力供給が遮断される。
【００１２】
点灯装置５の回路構成について説明する。
図２は、図１における照明器具に内蔵されている点灯装置の構成を示す回路ブロック図である。
【００１３】
直流電源回路１１は、商用電源ＡＣが供給されるとダイオードブリッジＤＢにより脈流電圧に変換する整流回路１２と、インダクタＬ１、ダイオードＤ１、スイッチ素子であるＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１及び昇圧チョッパ制御回路ＩＣ１からなり、ダイオードブリッジＤＢにより変換された脈流電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路１３と、昇圧チョッパ回路１３により昇圧された電圧が充電されるコンデンサＣ１からなる。
【００１４】
コンデンサＣ１により充電された電圧は、ほぼ一定の直流電圧（平滑電圧）となり、この直流電圧をインバータ回路１４のスイッチング素子であるＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２、Ｑ３をスイッチングさせることにより高周波電力に変換する。
【００１５】
変換された高周波電力は、バラストチョークＬ２及びカップリングコンデンサＣ２を介して放電灯３に電力を供給する。
【００１６】
放電灯３に並列となるように始動用コンデンサＣ３が接続され、上記バラストチョークＬ２と始動用コンデンサＣ３の共振により高い電圧を放電灯３に印加して点灯を開始する。
【００１７】
インバータ回路１４の発振はドライブ回路ＩＣ２により制御されている。ドライブ回路ＩＣ２は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）ＩＣ３からの制御信号Ｓ１を入力し、この制御信号Ｓ１に基づいてインバータ回路１４の発振周波数、発振の開始／停止の状態を制御する。
【００１８】
起動電源回路１５は、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ４を直列接続して構成しており、整流回路１２のダイオードブリッジＤＢにより整流電圧に変換された電圧を入力して、直流の低電圧（例えばＤＣ１５Ｖ）に変換してドライブ回路ＩＣ２を起動する。
【００１９】
インバータ回路１４の出力側には、コンデンサＣ５にダイオードＤ３のカソード側が接続されるスナバ回路１６が接続されている。
【００２０】
このスナバ回路１６により、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２及びＱ３のスイッチング時に発生するスイッチングノイズを吸収するとともに、ダイオードＤ３のカソード側から制御電源用の電力を得ている。
【００２１】
このスナバ回路１６のダイオードＤ３のカソード側に発生する電圧Ｖｏは、ダイオードＤ４〜Ｄ６により分岐され、ドライブ回路ＩＣ２に電力を供給するとともに、第１の電源部Ｐ１００及び第２の電源部Ｐ２００に電力を供給する。
【００２２】
ここで、スナバ回路１６からドライブ回路ＩＣ２に電力供給しているが、ドライブ回路ＩＣ２が起動するまでは起動電源回路１５からの電力により動作してインバータ回路１４の発振を開始させ、ドライブ回路ＩＣ２が起動した後、スナバ回路１６から電力を受けてインバータ回路１４の発振を継続する。
【００２３】
なお、起動電源回路１５が供給できる電力の容量が大きい場合など、スナバ回路１６から電力供給を受けることなく起動電源回路１５からの電力でドライバ回路ＩＣ２の動作を継続してもよく、また、別の電源回路から電力供給を受けて動作してもよい。
【００２４】
第１の電源部Ｐ１００は、ダイオードＤ５を介して供給される電流をコンデンサＣ１１に充電し、コンデンサＣ１１に並列接続されるツェナーダイオードＺＤ１１によって定電圧（例えばＤＣ９Ｖ）となるようにクリップして、第１の電源電圧Ｖ１を生成する。
【００２５】
この第１の電源電圧Ｖ１を上記マイコンＩＣ３の駆動用電源としてマイコンＩＣ３に供給している。
【００２６】
第２の電源部Ｐ２００は、スナバ回路１６にダイオードＤ６を介して接続されるスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ１に接続されるコンデンサＣ２１、抵抗Ｒ２１と、抵抗Ｒ２１と第１の電源部Ｐ１００との間に接続されるダイオードＤ２２から構成される。
【００２７】
スイッチＳＷ１は、マイコンＩＣ３のＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ２によりＯＮ／ＯＦＦ制御されており、マイコンＩＣ３がインバータ回路１４を発振させて放電灯３を点灯しているとき、スイッチＳＷ１はＯＮの状態になる。
【００２８】
スイッチＳＷ１がＯＮのとき、コンデンサＣ２１が充電され、このコンデンサＣ２１に充電された電力は抵抗Ｒ２１、ダイオードＤ２２を介して第１の電源部Ｐ１００に供給される。
【００２９】
次に点灯装置５の回路の動作について説明する。
図３は、図２の回路ブロックにおける第１及び第２の電源部Ｐ１００、Ｐ２００に入力される電圧及び、第１及び第２の電源部Ｐ１００、Ｐ２００のコンデンサＣ１１、Ｃ２１に充電されるときの電圧を示すタイミングチャートである。図３（ａ）は商用電源ＡＣの有無、（ｂ）はインバータ回路１４の発振の有無をそれぞれ示している。図３（ｃ）は第１の電源部Ｐ１００の出力電圧Ｖ１を示している。図３（ｄ）は第２の電源部Ｐ２００のスイッチＳＷの状態を示している。図３（ｅ）は第２の電源部Ｐ２００の出力電圧Ｖ２、図３（ｆ）はマイコンＩＣ３に入力される電源電圧Ｖｄｄを示している。
【００３０】
まず、商用電源ＡＣが供給されたときの動作を説明する。
商用電源ＡＣが投入され、インバータ回路１４を発振開始させるための制御電源がドライブ回路ＩＣ２に供給される。
【００３１】
次に、インバータ回路１４が発振を開始され、スナバ回路１６により電力を生成するとともに、放電灯３を点灯させる。
スナバ回路１６により生成された電力は、第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１１に充電される。
【００３２】
第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１１が所定電圧以上に充電されると、マイコンＩＣ３が動作を開始する。この実施の形態では、図３（ｆ）に示す点Ａが、マイコンＩＣ３が起動する起動開始電圧であり、以後マイコンＩＣ３の電圧が動作可能な電圧以上を保っているとき、マイコンＩＣ３は動作し続ける。
【００３３】
マイコンＩＣ３が動作開始後、第２の電源部Ｐ２００のスイッチＳＷをＯＮにして、第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１が充電され始める。
【００３４】
マイコンＩＣ３が動作してから所定時間後に第２の電源部Ｐ２００にあるスイッチＳＷ１を動作させて、コンデンサＣ２１に電荷を充電する。
このとき、コンデンサＣ１１とコンデンサＣ２１の容量をコンデンサＣ２１が大きくなるようにしておき、マイコンＩＣ３の起動はコンデンサＣ１１により行う。
【００３５】
ここで、第１及び第２の電源部Ｐ１００、Ｐ２００の電源容量Ｗ１、Ｗ２は、入力電圧をそれぞれＶｉｎ１、Ｖｉｎ２、コンデンサ容量をそれぞれＣｑ１、Ｃｑ２とするとき、次のようになる。
【００３６】
【数１】
【００３７】
【数２】
【００３８】
したがって、コンデンサ容量がＣ１ｑ＜Ｃ２ｑ、入力電圧Ｖｉｎ１＝Ｖｉｎ２とするとき、上式（１）と上式（２）の関係はＷ１＜Ｗ２となり、第１の電源部Ｐ１００の電源容量Ｗ１よりも第２の電源部Ｐ２００の電源容量Ｗ２の方が大きくなる。
【００３９】
さらに、入力電圧Ｖｉｎ１、Ｖｉｎ２の関係をＶｉｎ１＜Ｖｉｎ２にすると、上式（１）と上式（２）の関係はＷ１≪Ｗ２となり、第１の電源部Ｐ１００の電源容量Ｗ１と比較して第２の電源部Ｐ２００の電源容量Ｗ２をより大きくすることができる。
【００４０】
第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１１の容量が第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１の容量と同じであった場合の第１の電源部Ｐ１００の出力電圧を示したものが図３（ｃ）の破線イである。このように、破線イで示す波形がマイコンＩＣ３の起動開始電圧まで達する時間と比較すると、時間Ｃの分だけ早くマイコンＩＣ３を起動できることが分かる。
【００４１】
次に商用電源ＡＣが遮断されたときの動作を説明する。
商用電源ＡＣが遮断されると、インバータ回路１４の発振が停止して、スナバ回路１６から供給される電力が途絶えるので、スナバ回路１６から第１及び第２の電源部Ｐ１００、Ｐ２００への電力供給が途絶える。
【００４２】
第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１に充電された電荷は徐々に放電されていくが、第１の電源部Ｐ１００にも電力が供給され、マイコンＩＣ３が動作可能な電圧に降下するまでマイコンＩＣ３は動作し続けることができる。この実施の形態では、図３（ｆ）に示す点Ｂが、マイコンＩＣ３の動作が停止する停止電圧であり、この電圧以下に低下するとマイコンＩＣ３の動作が停止する。
【００４３】
このように第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１に充電されている残留電荷が抵抗Ｒ２１、ダイオードＤ２２を介して第１の電源部Ｐ１００に供給され、マイコンＩＣ３を一定時間動作させることができる。
【００４４】
ここで、商用電源ＡＣが遮断されたとき、第２の電源部Ｐ２００からの電力供給がなく第１の電源部Ｐ１００の電力のみでマイコンＩＣ３を動作させるときの波形を示したものが、破線ロである。このように、第１の電源部Ｐ１００のみでマイコンＩＣ３を動作させたときと比較すると、時間Ｄの分だけ長くマイコンＩＣ３を動作させることができることが明らかである。
【００４５】
したがって、コンデンサＣ１１の容量を小さなものが選択しても、商用電源ＡＣが遮断されたとき第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１の容量により、第１の電源部Ｐ１００が充電されるので、マイコンＩＣ３の動作を所定時間継続することができる。
【００４６】
このように、壁スイッチ８をＯＦＦすることにより、商用電源ＡＣが遮断され、インバータ回路１４が停止した場合でも、コンデンサＣ２１の容量を大きくしておくことで、短時間であればマイコンＩＣ３を動作させることができ、短時間の壁スイッチ８のＯＦＦ→ＯＮ操作をモニタすることができる。
【００４７】
また、コンデンサＣ１１の容量を小さなものが選択できるので、コンデンサＣ１１の外形寸法が小さくなり、点灯装置を小型化することができる。
【００４８】
また、商用電源ＡＣが遮断されたときに一定の期間マイコンＩＣ３を動作させることができるので、商用電源ＡＣが瞬時停電などを起こしたときに、マイコンＩＣ３を停止させることなく復電後もマイコンＩＣ３を動作させ続けることができる。
【００４９】
このように、本実施の形態によると、第１の電源部Ｐ１００からの電力供給により、商用電源ＡＣを投入したときのマイコンＩＣ３のスタートアップ時間を短縮するとともに、第２の電源部Ｐ２００からの電力供給により、商用電源ＡＣが遮断されたとき、マイコンＩＣ３の動作が停止するまでの時間を延ばすことができる。
【００５０】
また、商用電源ＡＣが遮断されたときに一定の期間マイコンＩＣ３を動作させることができるので、商用電源ＡＣを短時間ＯＮ／ＯＦＦする操作を行い、このＯＮ／ＯＦＦする操作のパターンをマイコンＩＣ３に識別させて、マイコンＩＣ３の持っている複数の機能、例えば、放電灯３を点灯するときの明るさを切り替える信号とすることができる。
【００５１】
また、インバータ回路１４の出力によりマイコンＩＣ３などの制御回路の電源を生成している場合に、放電灯３などが異常（例えば、点灯中にランプが外されたとき）であることを検出してインバータ回路１４の動作を停止したときも、第２の電源部Ｐ２００により制御回路を一定期間動作させることができるので、どのような異常が発生したかなどを不揮発性メモリなどに記憶させることができる。
【００５２】
なお、この実施の形態では、整流回路１２により整流した脈流電圧を昇圧チョッパ回路１３によって昇圧してコンデンサＣ１に充電する場合について説明したが、脈流電圧を降圧チョッパ回路によって降圧してコンデンサＣ１に充電してもよいし、脈流電圧を直接コンデンサＣ１に充電してもよい。
【００５３】
実施の形態２．
図４は、本実施の形態における照明器具に内蔵されている点灯装置の構成を示す回路ブロック図である。
【００５４】
本実施の形態は、実施の形態１の回路ブロック図の第１の電源部及び第２の電源部の他の構成としたものである。
【００５５】
本実施の形態は、実施の形態１における第１の電源部Ｐ１００と第２の電源部Ｐ２００をレギュレータ構成にした回路である。
【００５６】
本実施の形態において、実施の形態１と同様な部分については同符号を付し、説明を省略する。
【００５７】
第１の電源部Ｐ１００の回路構成について説明する。第１の電源部Ｐ１００は、トランジスタＱ１１、抵抗Ｒ１１、ツェナーダイオードＺＤ１１、コンデンサＣ１２からなるレギュレータ回路からなっている。
【００５８】
スナバ回路１６からダイオードＤ５を介して第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１２、抵抗Ｒ１１、トランジスタＱ１１のコレクタに接続されている。抵抗Ｒ１１の他端は、トランジスタＱ１１のベース及びツェナーダイオードＺＤ１１のカソードに接続されている。さらに、トランジスタＱ１１のエミッタにコンデンサＣ１１が接続されている。コンデンサＣ１２の他端、ツェナーダイオードＺＤ１１のアノード及びコンデンサＣ１１の他端は回路のグランドラインに接続されている。
【００５９】
次に、第２の電源部Ｐ２００の回路構成について説明する。第２の電源部Ｐ２００は、スナバ回路１６の出力にツェナーダイオードＺＤ２１のカソード、コンデンサＣ２２、ダイオードＤ６のアノードが接続されている。ダイオードＤ６のカソードは、抵抗Ｒ２２、トランジスタＱ２１のコレクタに接続され、抵抗Ｒ２２の他端はトランジスタＱ２１のベースに接続されている。トランジスタＱ２１のエミッタにはコンデンサＣ２１、ダイオードＤ２２のアノードが接続されている。ツェナーダイオードＺＤ２１のアノード、コンデンサＣ２２の他端及びコンデンサＣ２１の他端は回路のグランドラインに接続されている。
【００６０】
また、抵抗Ｒ２２とトランジスタＱ２１のベースが接続されている部分には、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４のドレインが接続されており、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４のソースはグランドラインに接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４のゲートはマイコンＩＣ３に接続されている。
【００６１】
次に、第１の電源部Ｐ１００の回路動作について説明する。
【００６２】
インバータ回路１４の発振が開始されると、スナバ回路１６が出力する電流がダイオードＤ５を介して入力され、コンデンサＣ１２により入力される電流の高周波成分のノイズを除去する。
【００６３】
高周波成分のノイズを除去された電流は、抵抗Ｒ１１を介してトランジスタＱ１１のベースに電流が流れ、トランジスタＱ１１をＯＮにする。
【００６４】
トランジスタＱ１１がＯＮになるとコレクタ−エミッタ間に電流が流れ、コンデンサＣ１１を充電する。
【００６５】
コンデンサＣ１１が充電され、ツェナーダイオードＺＤ１１のツェナー電圧（正確にはツェナー電圧＋トランジスタＱ１１のＶＢＥ）まで充電されると、トランジスタＱ１１のベースの電圧はツェナーダイオードＺＤ１１によりツェナー電圧でクリップされるので、トランジスタＱ１１のベース−エミッタ間に電流が流れなくなる。
【００６６】
コンデンサＣ１１に充電された電荷（電力）はマイコンＩＣ３により電力が消費されるので、コンデンサＣ１１に充電された電位が下がる。
【００６７】
コンデンサＣ１１に充電された電位が下がると、トランジスタＱ１１のベース−エミッタ間に電流が流れ、再びトランジスタＱ１１のコレクタ−エミッタ間に電流が流れ、コンデンサＣ１１を充電する。
【００６８】
このように、第１の電源部Ｐ１００に電力が入力されている期間、コンデンサＣ１１の電位を一定となるようにトランジスタＱ１１がＯＮ−ＯＦＦ動作を繰り返し行い、マイコンＩＣ３に電力を供給する。
【００６９】
次に、第２の電源部Ｐ２００の回路動作、商用電源ＡＣの電力供給をＯＮにしたとき、及び商用電源ＡＣの電力供給をＯＦＦにしたときの点灯装置５の回路動作について説明する。
【００７０】
図５は、商用電源ＡＣを入力する前の状態から、商用電源ＡＣが遮断され所定時間経過するまでの第１の電源部Ｐ１００及び第２の電源部Ｐ２００に入力される電圧及びコンデンサＣ１１、Ｃ２２が充電される状態を示すタイミングチャートである。
【００７１】
商用電源ＡＣの供給が開始されインバータ回路１４が発振すると、スナバ回路１６から出力電圧Ｖｏが発生する。このスナバ回路１６が出力する出力電圧Ｖｏは、ツェナーダイオードＺＤ２１のツェナー電圧によりクリップされるとともに、コンデンサＣ２２により高周波成分のノイズが除去され、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ２２を介してコンデンサＣ２３を充電する。
【００７２】
このとき、トランジスタＱ２１のベースに接続されているＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４はＯＦＦとなっているが、抵抗Ｒ２２とコンデンサＣ２３の時定数によりコンデンサＣ２３を充電しており、コンデンサＣ２３が充電されるまでの間、トランジスタＱ２１のベースに供給される電流がコンデンサＣ２３によってバイパスされ、トランジスタＱ２１はＯＦＦ状態となる。
【００７３】
第１の電源部Ｐ１００から電源が供給され、マイコンＩＣ３が動作開始すると、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４をＯＮにする信号（Ｓ２）をマイコンが出力する。ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４がＯＮになり、コンデンサＣ２３に充電された電荷を放電するとともに、トランジスタＱ２１のベースに電流が流れるのを防止している。
【００７４】
第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１１が所定電圧以上に充電されると、マイコンＩＣ３が動作を開始し、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４をＯＮにする。この実施の形態では、図５（ｆ）に示す点Ａが、マイコンＩＣ３が起動する起動開始電圧であり、以後マイコンＩＣ３の電圧が動作可能な電圧以上を保っているとき、マイコンＩＣ３は動作し続ける。
【００７５】
マイコンＩＣ３が動作開始後、昇圧チョッパ回路１３、インバータ回路１４が起動直後のとき、スナバ回路１６による電源電圧が不安定な状態となる恐れがあるため、安定状態となるまでの期間ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４をＯＮにし、第２の電源部Ｐ２００の動作を停止状態に維持する。
【００７６】
昇圧チョッパ回路１３、インバータ回路１４の動作が安定状態（発振開始してから２００ｍｓ程度経過後）になったとき、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４をＯＦＦにして、第２の電源部Ｐ２００の動作を開始（コンデンサＣ２１の充電を開始）する。
【００７７】
このように、昇圧チョッパ回路１３が動作した後は、インバータ回路１４に供給される電圧が高くなるため、スナバ回路１６から得られる電力量も大きくなる。
【００７８】
マイコンＩＣ３は、昇圧チョッパ回路１３、インバータ回路１４が安定動作をしたとき、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４をＯＦＦにして、トランジスタＱ２１のベースに電流を流してトランジスタＱ２１をＯＮにし、コレクタ−エミッタ間に電流が流れ始め、コンデンサＣ２１を充電する。
【００７９】
次に、商用電源ＡＣが遮断されると、インバータ回路１４の発振が停止して、スナバ回路１６から供給される電力が途絶える。
【００８０】
第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１に充電された電荷は徐々に放電されていくが、第１の電源部Ｐ１００にも電力が供給され、マイコンＩＣ３が動作可能な電圧に降下するまでマイコンＩＣ３は動作し続けることができる。この実施の形態では、図５（ｆ）に示す点Ｂが、マイコンＩＣ３の動作が停止する停止電圧であり、この電圧以下に低下するとマイコンＩＣ３の動作が停止する。
【００８１】
第１の電源部Ｐ１００のみを用い、第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１１の容量が第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１の容量と同じであった場合の第１の電源部Ｐ１００の出力電圧を示したものが図５（ｃ）の破線イ’である。このように、破線イ’で示す波形がマイコンＩＣ３の起動開始電圧まで達する時間と比較すると、時間Ｃ’の分だけ早くマイコンＩＣ３を起動できることが分かる。
【００８２】
次にインバータ回路１４が動作しているときに商用電源ＡＣが遮断されたときの説明をする。
商用電源ＡＣが遮断されると、直流電源回路１１では直流電圧が生成できなくなるため、インバータ回路１４に放電灯３を点灯させるための電源が供給できなくなり、スナバ回路１６で電力を生成することもできなくなる。
【００８３】
したがって、第１の電源部Ｐ１００及び第２の電源部Ｐ２００に電力が供給されなくなる。
【００８４】
スナバ回路１６からの電力供給が停止してから、コンデンサＣ１１に充電されている電力量によってマイコンＩＣ３を動作させることができるが、コンデンサＣ１１の容量が小さい場合は商用電源ＡＣが遮断されるのとほぼ同じタイミングでマイコンＩＣ３への電力供給ができなくなる。
【００８５】
ここで、コンデンサＣ２１はコンデンサＣ１１よりも大きな容量のコンデンサであるので、コンデンサＣ２１に充電されている電力量がダイオードＤ２２を介して第１の電源部Ｐ１００に供給され、一定の期間第１の電源部Ｐ１００によりマイコンＩＣ３などを動作させるための電源を生成することができる。
【００８６】
また、商用電源ＡＣが遮断されたとき、第２の電源部Ｐ２００からの電力供給がなく第１の電源部Ｐ１００の電力のみでマイコンＩＣ３を動作させるときの波形を示したものが、破線ロ’である。このように、第１の電源部Ｐ１００のみでマイコンＩＣ３を動作させたときと比較すると、時間Ｄ’の分だけ長くマイコンＩＣ３を動作させることができることが分かる。
【００８７】
したがって、第１の電源部Ｐ１００からの電力供給により、商用電源ＡＣを投入したときのマイコンＩＣ３のスタートアップ時間を短縮するとともに、第２の電源部Ｐ２００からの電力供給により、商用電源ＡＣが遮断されたとき、マイコンＩＣ３の動作が停止するまでの時間を延ばすことができる。
【００８８】
このように、昇圧チョッパ回路１３が動作する前はスナバ回路１６から第１の電源部Ｐ１００のみに電力を供給するので、第１の電源部Ｐ１００の電力が安定するとともに、第１の電源部Ｐ１００で動作するマイコンＩＣ３などの制御回路の動作開始を早くすることができる。また、昇圧チョッパ回路１３が動作した後は、スナバ回路１６が出力する電圧も上がるので、第１の電源部Ｐ１００及び第２の電源部Ｐ２００に供給できる電力量も大きくなり、第１の電源部Ｐ１００及び第２の電源部Ｐ２００の電力が安定するとともに、スナバ回路１６の出力電圧上昇により第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１を充電する時間が短くなる。
【００８９】
なお、昇圧チョッパ回路１３がない場合など、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦによって、コンデンサＣ２１を充電するタイミングを遅らせる必要がないときは、第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１１とほぼ同時に充電してもよく、この場合ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４に変えてツェナーダイオードを用いてもよく、またコンデンサＣ２３は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施の形態１における照明器具の全体斜視図である。
【図２】実施の形態１における照明器具の点灯装置の回路ブロック図である。
【図３】実施の形態１における照明器具の点灯装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】実施の形態２における照明器具の点灯装置の回路ブロック図である。
【図５】実施の形態２における照明器具の点灯装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１ 照明器具、２ 反射板、３ 放電灯、４ ランプソケット、５ 点灯装置、６ 居室の天井面、７ 居室の壁面、８ 壁スイッチ、１１ 直流電源回路、１２ 整流回路、１３ 昇圧チョッパ回路、１４ インバータ回路、１５ 起動電源回路、１６ スナバ回路、ＤＢ ダイオードブリッジ、Ｌ１、Ｌ２ コイル、Ｃ１〜Ｃ５、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１〜Ｃ２３ コンデンサ、Ｒ１、Ｒ１１、Ｒ２１、Ｒ２２ 抵抗、Ｄ１〜Ｄ５、Ｄ２１、Ｄ２２ ダイオード、ＺＤ１１、ＺＤ２１ ツェナーダイオード、Ｑ１〜Ｑ４ ＭＯＳ−ＦＥＴ、Ｑ１１、Ｑ２１ トランジスタ、ＳＷ１ スイッチ素子、Ｐ１００ 第１の電源部、Ｐ２００ 第２の電源部、ＩＣ１ 制御回路、ＩＣ２ ドライブ回路、ＩＣ３ マイコン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源をＯＮにするときの制御電源の立ち上げ、またはＯＦＦにしたときの制御電源の立下りに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今の省エネと多機能化の需要から連続調光機能を備えた放電灯点灯装置が増加傾向にある。しかしながら、調光システムと一体で使用しなければならなく、コストおよび設置工事で通常器具に比べ大幅にコストアップおよび工数アップを余儀なくされている。一方で、連続調光機能に対して、瞬時停電が起こりにくい住宅用の放電灯点灯装置では、壁スイッチによる調光制御が行われている。（例えば、特許文献１参照）
この壁スイッチ調光制御は、操作性と設計の自由度が高いマイクロコンピュータを用いたものが多い。マイクロコンピュータによる制御は、多機能化及び回路簡略化面において、有利であることもすでに一般的である（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平３−２６９９９６号公報
【特許文献２】特開平４−２６９５００号公報
【特許文献３】特開平７−５７８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の壁スイッチの操作による調光制御方式では、商用電源がＯＦＦの状態からＯＮの状態になるまでの所定時間をモニタする必要があるため、商用電源から供給されなくなっている一定時間（電源ＯＦＦの状態から電源ＯＮの状態となる規定の期間）、マイコンを動作させる制御回路用の電源回路の電源容量が必要となる課題があった。
また、商用電源から供給されなくなっている一定期間マイコンを動作させるように制御回路用の電源回路の電源容量を大きくすると、制御回路用の電源回路に充電されていない状態から商用電源が投入されると、制御回路用の電源回路を動作させるのに時間がかかるという課題があった。
【０００４】
本発明は、例えば、壁スイッチの操作による調光制御機能を用いるときに有利な電源方式を提供することを目的とする。本発明は、特に、壁スイッチのＯＦＦ期間を検出する上で、壁スイッチのＯＦＦ時にもマイコンが動作することができる電源方式を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る点灯装置は、商用電源を整流する整流回路と、コンデンサを有し、前記整流回路から得られる脈流電圧を平滑する直流電源を生成する直流電源回路と、前記直流電源回路から供給される直流を光源に供給する電力に変換するスイッチング素子と、前記スイッチング素子の発振状態を制御する制御部と、前記制御部に電力を供給する第１の電源部と、前記スイッチング素子が発振するときに電力を得て、前記第１の電源部よりも大きい容量の電力量を生成して前記第１の電源部に電力を供給する第２の電源部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチング素子の動作が開始してから前記第２の電源部の電圧が所定電圧に達する間、前記第１の電源部の電力で動作するとともに、前記スイッチング素子の動作が停止してから所定時間、前記第２の電源部が供給する電力に基づいて動作することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、商用電源を整流する整流回路と、コンデンサを有し、前記整流回路から得られる脈流電圧を平滑する直流電源を生成する直流電源回路と、前記直流電源回路から供給される直流を光源に供給する電力に変換するスイッチング素子と、前記スイッチング素子の発振状態を制御する制御部と、前記制御部に電力を供給する第１の電源部と、前記スイッチング素子が発振するときに電力を得て、前記第１の電源部よりも大きい容量の電力量を生成して前記第１の電源部に電力を供給する第２の電源部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチング素子の動作が開始してから前記第２の電源部の電圧が所定電圧に達する間、前記第１の電源部の電力で動作するとともに、前記スイッチング素子の動作が停止してから所定時間、前記第２の電源部が供給する電力に基づいて動作するようにしたので、前記制御部は、前記スイッチング素子の動作が開始してから前記第２の電源部の電圧が所定電圧に達する間、前記第１の電源部の電力で動作するとともに、前記スイッチング素子の動作が停止してから所定時間、前記第２の電源部が供給する電力に基づいて動作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【０００８】
実施の形態１．
商用電源のＯＮ／ＯＦＦ操作によって点灯状態を切り替える点灯装置に関するものである。
【０００９】
図１は、本実施の形態における照明器具の全体を示す斜視図である。
照明器具１は、反射板２と、光源である放電灯３を装着するランプソケット４とを備えている。反射板２の内側には点灯装置５（図示しない）を備えており、商用電源ＡＣが供給されているとき、ランプソケット４に装着される放電灯３に電力を供給し、放電灯３を点灯する。
【００１０】
照明器具１は、居室の天井面６などに設置されるとともに、居室の壁面７などに設置される壁スイッチ８を介して商用電源ＡＣが供給されている。
【００１１】
なお、この壁スイッチ８がＯＮのとき照明器具１の点灯装置５に電力が供給され、壁スイッチ８がＯＦＦのとき照明器具１の点灯装置５への電力供給が遮断される。
【００１２】
点灯装置５の回路構成について説明する。
図２は、図１における照明器具に内蔵されている点灯装置の構成を示す回路ブロック図である。
【００１３】
直流電源回路１１は、商用電源ＡＣが供給されるとダイオードブリッジＤＢにより脈流電圧に変換する整流回路１２と、インダクタＬ１、ダイオードＤ１、スイッチ素子であるＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１及び昇圧チョッパ制御回路ＩＣ１からなり、ダイオードブリッジＤＢにより変換された脈流電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路１３と、昇圧チョッパ回路１３により昇圧された電圧が充電されるコンデンサＣ１からなる。
【００１４】
コンデンサＣ１により充電された電圧は、ほぼ一定の直流電圧（平滑電圧）となり、この直流電圧をインバータ回路１４のスイッチング素子であるＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２、Ｑ３をスイッチングさせることにより高周波電力に変換する。
【００１５】
変換された高周波電力は、バラストチョークＬ２及びカップリングコンデンサＣ２を介して放電灯３に電力を供給する。
【００１６】
放電灯３に並列となるように始動用コンデンサＣ３が接続され、上記バラストチョークＬ２と始動用コンデンサＣ３の共振により高い電圧を放電灯３に印加して点灯を開始する。
【００１７】
インバータ回路１４の発振はドライブ回路ＩＣ２により制御されている。ドライブ回路ＩＣ２は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）ＩＣ３からの制御信号Ｓ１を入力し、この制御信号Ｓ１に基づいてインバータ回路１４の発振周波数、発振の開始／停止の状態を制御する。
【００１８】
起動電源回路１５は、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ４を直列接続して構成しており、整流回路１２のダイオードブリッジＤＢにより整流電圧に変換された電圧を入力して、直流の低電圧（例えばＤＣ１５Ｖ）に変換してドライブ回路ＩＣ２を起動する。
【００１９】
インバータ回路１４の出力側には、コンデンサＣ５にダイオードＤ３のカソード側が接続されるスナバ回路１６が接続されている。
【００２０】
このスナバ回路１６により、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２及びＱ３のスイッチング時に発生するスイッチングノイズを吸収するとともに、ダイオードＤ３のカソード側から制御電源用の電力を得ている。
【００２１】
このスナバ回路１６のダイオードＤ３のカソード側に発生する電圧Ｖｏは、ダイオードＤ４〜Ｄ６により分岐され、ドライブ回路ＩＣ２に電力を供給するとともに、第１の電源部Ｐ１００及び第２の電源部Ｐ２００に電力を供給する。
【００２２】
ここで、スナバ回路１６からドライブ回路ＩＣ２に電力供給しているが、ドライブ回路ＩＣ２が起動するまでは起動電源回路１５からの電力により動作してインバータ回路１４の発振を開始させ、ドライブ回路ＩＣ２が起動した後、スナバ回路１６から電力を受けてインバータ回路１４の発振を継続する。
【００２３】
なお、起動電源回路１５が供給できる電力の容量が大きい場合など、スナバ回路１６から電力供給を受けることなく起動電源回路１５からの電力でドライバ回路ＩＣ２の動作を継続してもよく、また、別の電源回路から電力供給を受けて動作してもよい。
【００２４】
第１の電源部Ｐ１００は、ダイオードＤ５を介して供給される電流をコンデンサＣ１１に充電し、コンデンサＣ１１に並列接続されるツェナーダイオードＺＤ１１によって定電圧（例えばＤＣ９Ｖ）となるようにクリップして、第１の電源電圧Ｖ１を生成する。
【００２５】
この第１の電源電圧Ｖ１を上記マイコンＩＣ３の駆動用電源としてマイコンＩＣ３に供給している。
【００２６】
第２の電源部Ｐ２００は、スナバ回路１６にダイオードＤ６を介して接続されるスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ１に接続されるコンデンサＣ２１、抵抗Ｒ２１と、抵抗Ｒ２１と第１の電源部Ｐ１００との間に接続されるダイオードＤ２２から構成される。
【００２７】
スイッチＳＷ１は、マイコンＩＣ３のＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ２によりＯＮ／ＯＦＦ制御されており、マイコンＩＣ３がインバータ回路１４を発振させて放電灯３を点灯しているとき、スイッチＳＷ１はＯＮの状態になる。
【００２８】
スイッチＳＷ１がＯＮのとき、コンデンサＣ２１が充電され、このコンデンサＣ２１に充電された電力は抵抗Ｒ２１、ダイオードＤ２２を介して第１の電源部Ｐ１００に供給される。
【００２９】
次に点灯装置５の回路の動作について説明する。
図３は、図２の回路ブロックにおける第１及び第２の電源部Ｐ１００、Ｐ２００に入力される電圧及び、第１及び第２の電源部Ｐ１００、Ｐ２００のコンデンサＣ１１、Ｃ２１に充電されるときの電圧を示すタイミングチャートである。図３（ａ）は商用電源ＡＣの有無、（ｂ）はインバータ回路１４の発振の有無をそれぞれ示している。図３（ｃ）は第１の電源部Ｐ１００の出力電圧Ｖ１を示している。図３（ｄ）は第２の電源部Ｐ２００のスイッチＳＷの状態を示している。図３（ｅ）は第２の電源部Ｐ２００の出力電圧Ｖ２、図３（ｆ）はマイコンＩＣ３に入力される電源電圧Ｖｄｄを示している。
【００３０】
まず、商用電源ＡＣが供給されたときの動作を説明する。
商用電源ＡＣが投入され、インバータ回路１４を発振開始させるための制御電源がドライブ回路ＩＣ２に供給される。
【００３１】
次に、インバータ回路１４が発振を開始され、スナバ回路１６により電力を生成するとともに、放電灯３を点灯させる。
スナバ回路１６により生成された電力は、第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１１に充電される。
【００３２】
第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１１が所定電圧以上に充電されると、マイコンＩＣ３が動作を開始する。この実施の形態では、図３（ｆ）に示す点Ａが、マイコンＩＣ３が起動する起動開始電圧であり、以後マイコンＩＣ３の電圧が動作可能な電圧以上を保っているとき、マイコンＩＣ３は動作し続ける。
【００３３】
マイコンＩＣ３が動作開始後、第２の電源部Ｐ２００のスイッチＳＷをＯＮにして、第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１が充電され始める。
【００３４】
マイコンＩＣ３が動作してから所定時間後に第２の電源部Ｐ２００にあるスイッチＳＷ１を動作させて、コンデンサＣ２１に電荷を充電する。
このとき、コンデンサＣ１１とコンデンサＣ２１の容量をコンデンサＣ２１が大きくなるようにしておき、マイコンＩＣ３の起動はコンデンサＣ１１により行う。
【００３５】
ここで、第１及び第２の電源部Ｐ１００、Ｐ２００の電源容量Ｗ１、Ｗ２は、入力電圧をそれぞれＶｉｎ１、Ｖｉｎ２、コンデンサ容量をそれぞれＣｑ１、Ｃｑ２とするとき、次のようになる。
【００３６】
【数１】
【００３７】
【数２】
【００３８】
したがって、コンデンサ容量がＣ１ｑ＜Ｃ２ｑ、入力電圧Ｖｉｎ１＝Ｖｉｎ２とするとき、上式（１）と上式（２）の関係はＷ１＜Ｗ２となり、第１の電源部Ｐ１００の電源容量Ｗ１よりも第２の電源部Ｐ２００の電源容量Ｗ２の方が大きくなる。
【００３９】
さらに、入力電圧Ｖｉｎ１、Ｖｉｎ２の関係をＶｉｎ１＜Ｖｉｎ２にすると、上式（１）と上式（２）の関係はＷ１≪Ｗ２となり、第１の電源部Ｐ１００の電源容量Ｗ１と比較して第２の電源部Ｐ２００の電源容量Ｗ２をより大きくすることができる。
【００４０】
第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１１の容量が第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１の容量と同じであった場合の第１の電源部Ｐ１００の出力電圧を示したものが図３（ｃ）の破線イである。このように、破線イで示す波形がマイコンＩＣ３の起動開始電圧まで達する時間と比較すると、時間Ｃの分だけ早くマイコンＩＣ３を起動できることが分かる。
【００４１】
次に商用電源ＡＣが遮断されたときの動作を説明する。
商用電源ＡＣが遮断されると、インバータ回路１４の発振が停止して、スナバ回路１６から供給される電力が途絶えるので、スナバ回路１６から第１及び第２の電源部Ｐ１００、Ｐ２００への電力供給が途絶える。
【００４２】
第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１に充電された電荷は徐々に放電されていくが、第１の電源部Ｐ１００にも電力が供給され、マイコンＩＣ３が動作可能な電圧に降下するまでマイコンＩＣ３は動作し続けることができる。この実施の形態では、図３（ｆ）に示す点Ｂが、マイコンＩＣ３の動作が停止する停止電圧であり、この電圧以下に低下するとマイコンＩＣ３の動作が停止する。
【００４３】
このように第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１に充電されている残留電荷が抵抗Ｒ２１、ダイオードＤ２２を介して第１の電源部Ｐ１００に供給され、マイコンＩＣ３を一定時間動作させることができる。
【００４４】
ここで、商用電源ＡＣが遮断されたとき、第２の電源部Ｐ２００からの電力供給がなく第１の電源部Ｐ１００の電力のみでマイコンＩＣ３を動作させるときの波形を示したものが、破線ロである。このように、第１の電源部Ｐ１００のみでマイコンＩＣ３を動作させたときと比較すると、時間Ｄの分だけ長くマイコンＩＣ３を動作させることができることが明らかである。
【００４５】
したがって、コンデンサＣ１１の容量を小さなものが選択しても、商用電源ＡＣが遮断されたとき第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１の容量により、第１の電源部Ｐ１００が充電されるので、マイコンＩＣ３の動作を所定時間継続することができる。
【００４６】
このように、壁スイッチ８をＯＦＦすることにより、商用電源ＡＣが遮断され、インバータ回路１４が停止した場合でも、コンデンサＣ２１の容量を大きくしておくことで、短時間であればマイコンＩＣ３を動作させることができ、短時間の壁スイッチ８のＯＦＦ→ＯＮ操作をモニタすることができる。
【００４７】
また、コンデンサＣ１１の容量を小さなものが選択できるので、コンデンサＣ１１の外形寸法が小さくなり、点灯装置を小型化することができる。
【００４８】
また、商用電源ＡＣが遮断されたときに一定の期間マイコンＩＣ３を動作させることができるので、商用電源ＡＣが瞬時停電などを起こしたときに、マイコンＩＣ３を停止させることなく復電後もマイコンＩＣ３を動作させ続けることができる。
【００４９】
このように、本実施の形態によると、第１の電源部Ｐ１００からの電力供給により、商用電源ＡＣを投入したときのマイコンＩＣ３のスタートアップ時間を短縮するとともに、第２の電源部Ｐ２００からの電力供給により、商用電源ＡＣが遮断されたとき、マイコンＩＣ３の動作が停止するまでの時間を延ばすことができる。
【００５０】
また、商用電源ＡＣが遮断されたときに一定の期間マイコンＩＣ３を動作させることができるので、商用電源ＡＣを短時間ＯＮ／ＯＦＦする操作を行い、このＯＮ／ＯＦＦする操作のパターンをマイコンＩＣ３に識別させて、マイコンＩＣ３の持っている複数の機能、例えば、放電灯３を点灯するときの明るさを切り替える信号とすることができる。
【００５１】
また、インバータ回路１４の出力によりマイコンＩＣ３などの制御回路の電源を生成している場合に、放電灯３などが異常（例えば、点灯中にランプが外されたとき）であることを検出してインバータ回路１４の動作を停止したときも、第２の電源部Ｐ２００により制御回路を一定期間動作させることができるので、どのような異常が発生したかなどを不揮発性メモリなどに記憶させることができる。
【００５２】
なお、この実施の形態では、整流回路１２により整流した脈流電圧を昇圧チョッパ回路１３によって昇圧してコンデンサＣ１に充電する場合について説明したが、脈流電圧を降圧チョッパ回路によって降圧してコンデンサＣ１に充電してもよいし、脈流電圧を直接コンデンサＣ１に充電してもよい。
【００５３】
実施の形態２．
図４は、本実施の形態における照明器具に内蔵されている点灯装置の構成を示す回路ブロック図である。
【００５４】
本実施の形態は、実施の形態１の回路ブロック図の第１の電源部及び第２の電源部の他の構成としたものである。
【００５５】
本実施の形態は、実施の形態１における第１の電源部Ｐ１００と第２の電源部Ｐ２００をレギュレータ構成にした回路である。
【００５６】
本実施の形態において、実施の形態１と同様な部分については同符号を付し、説明を省略する。
【００５７】
第１の電源部Ｐ１００の回路構成について説明する。第１の電源部Ｐ１００は、トランジスタＱ１１、抵抗Ｒ１１、ツェナーダイオードＺＤ１１、コンデンサＣ１２からなるレギュレータ回路からなっている。
【００５８】
スナバ回路１６からダイオードＤ５を介して第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１２、抵抗Ｒ１１、トランジスタＱ１１のコレクタに接続されている。抵抗Ｒ１１の他端は、トランジスタＱ１１のベース及びツェナーダイオードＺＤ１１のカソードに接続されている。さらに、トランジスタＱ１１のエミッタにコンデンサＣ１１が接続されている。コンデンサＣ１２の他端、ツェナーダイオードＺＤ１１のアノード及びコンデンサＣ１１の他端は回路のグランドラインに接続されている。
【００５９】
次に、第２の電源部Ｐ２００の回路構成について説明する。第２の電源部Ｐ２００は、スナバ回路１６の出力にツェナーダイオードＺＤ２１のカソード、コンデンサＣ２２、ダイオードＤ６のアノードが接続されている。ダイオードＤ６のカソードは、抵抗Ｒ２２、トランジスタＱ２１のコレクタに接続され、抵抗Ｒ２２の他端はトランジスタＱ２１のベースに接続されている。トランジスタＱ２１のエミッタにはコンデンサＣ２１、ダイオードＤ２２のアノードが接続されている。ツェナーダイオードＺＤ２１のアノード、コンデンサＣ２２の他端及びコンデンサＣ２１の他端は回路のグランドラインに接続されている。
【００６０】
また、抵抗Ｒ２２とトランジスタＱ２１のベースが接続されている部分には、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４のドレインが接続されており、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４のソースはグランドラインに接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４のゲートはマイコンＩＣ３に接続されている。
【００６１】
次に、第１の電源部Ｐ１００の回路動作について説明する。
【００６２】
インバータ回路１４の発振が開始されると、スナバ回路１６が出力する電流がダイオードＤ５を介して入力され、コンデンサＣ１２により入力される電流の高周波成分のノイズを除去する。
【００６３】
高周波成分のノイズを除去された電流は、抵抗Ｒ１１を介してトランジスタＱ１１のベースに電流が流れ、トランジスタＱ１１をＯＮにする。
【００６４】
トランジスタＱ１１がＯＮになるとコレクタ−エミッタ間に電流が流れ、コンデンサＣ１１を充電する。
【００６５】
コンデンサＣ１１が充電され、ツェナーダイオードＺＤ１１のツェナー電圧（正確にはツェナー電圧＋トランジスタＱ１１のＶＢＥ）まで充電されると、トランジスタＱ１１のベースの電圧はツェナーダイオードＺＤ１１によりツェナー電圧でクリップされるので、トランジスタＱ１１のベース−エミッタ間に電流が流れなくなる。
【００６６】
コンデンサＣ１１に充電された電荷（電力）はマイコンＩＣ３により電力が消費されるので、コンデンサＣ１１に充電された電位が下がる。
【００６７】
コンデンサＣ１１に充電された電位が下がると、トランジスタＱ１１のベース−エミッタ間に電流が流れ、再びトランジスタＱ１１のコレクタ−エミッタ間に電流が流れ、コンデンサＣ１１を充電する。
【００６８】
このように、第１の電源部Ｐ１００に電力が入力されている期間、コンデンサＣ１１の電位を一定となるようにトランジスタＱ１１がＯＮ−ＯＦＦ動作を繰り返し行い、マイコンＩＣ３に電力を供給する。
【００６９】
次に、第２の電源部Ｐ２００の回路動作、商用電源ＡＣの電力供給をＯＮにしたとき、及び商用電源ＡＣの電力供給をＯＦＦにしたときの点灯装置５の回路動作について説明する。
【００７０】
図５は、商用電源ＡＣを入力する前の状態から、商用電源ＡＣが遮断され所定時間経過するまでの第１の電源部Ｐ１００及び第２の電源部Ｐ２００に入力される電圧及びコンデンサＣ１１、Ｃ２２が充電される状態を示すタイミングチャートである。
【００７１】
商用電源ＡＣの供給が開始されインバータ回路１４が発振すると、スナバ回路１６から出力電圧Ｖｏが発生する。このスナバ回路１６が出力する出力電圧Ｖｏは、ツェナーダイオードＺＤ２１のツェナー電圧によりクリップされるとともに、コンデンサＣ２２により高周波成分のノイズが除去され、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ２２を介してコンデンサＣ２３を充電する。
【００７２】
このとき、トランジスタＱ２１のベースに接続されているＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４はＯＦＦとなっているが、抵抗Ｒ２２とコンデンサＣ２３の時定数によりコンデンサＣ２３を充電しており、コンデンサＣ２３が充電されるまでの間、トランジスタＱ２１のベースに供給される電流がコンデンサＣ２３によってバイパスされ、トランジスタＱ２１はＯＦＦ状態となる。
【００７３】
第１の電源部Ｐ１００から電源が供給され、マイコンＩＣ３が動作開始すると、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４をＯＮにする信号（Ｓ２）をマイコンが出力する。ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４がＯＮになり、コンデンサＣ２３に充電された電荷を放電するとともに、トランジスタＱ２１のベースに電流が流れるのを防止している。
【００７４】
第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１１が所定電圧以上に充電されると、マイコンＩＣ３が動作を開始し、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４をＯＮにする。この実施の形態では、図５（ｆ）に示す点Ａが、マイコンＩＣ３が起動する起動開始電圧であり、以後マイコンＩＣ３の電圧が動作可能な電圧以上を保っているとき、マイコンＩＣ３は動作し続ける。
【００７５】
マイコンＩＣ３が動作開始後、昇圧チョッパ回路１３、インバータ回路１４が起動直後のとき、スナバ回路１６による電源電圧が不安定な状態となる恐れがあるため、安定状態となるまでの期間ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４をＯＮにし、第２の電源部Ｐ２００の動作を停止状態に維持する。
【００７６】
昇圧チョッパ回路１３、インバータ回路１４の動作が安定状態（発振開始してから２００ｍｓ程度経過後）になったとき、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４をＯＦＦにして、第２の電源部Ｐ２００の動作を開始（コンデンサＣ２１の充電を開始）する。
【００７７】
このように、昇圧チョッパ回路１３が動作した後は、インバータ回路１４に供給される電圧が高くなるため、スナバ回路１６から得られる電力量も大きくなる。
【００７８】
マイコンＩＣ３は、昇圧チョッパ回路１３、インバータ回路１４が安定動作をしたとき、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４をＯＦＦにして、トランジスタＱ２１のベースに電流を流してトランジスタＱ２１をＯＮにし、コレクタ−エミッタ間に電流が流れ始め、コンデンサＣ２１を充電する。
【００７９】
次に、商用電源ＡＣが遮断されると、インバータ回路１４の発振が停止して、スナバ回路１６から供給される電力が途絶える。
【００８０】
第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１に充電された電荷は徐々に放電されていくが、第１の電源部Ｐ１００にも電力が供給され、マイコンＩＣ３が動作可能な電圧に降下するまでマイコンＩＣ３は動作し続けることができる。この実施の形態では、図５（ｆ）に示す点Ｂが、マイコンＩＣ３の動作が停止する停止電圧であり、この電圧以下に低下するとマイコンＩＣ３の動作が停止する。
【００８１】
第１の電源部Ｐ１００のみを用い、第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１１の容量が第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１の容量と同じであった場合の第１の電源部Ｐ１００の出力電圧を示したものが図５（ｃ）の破線イ’である。このように、破線イ’で示す波形がマイコンＩＣ３の起動開始電圧まで達する時間と比較すると、時間Ｃ’の分だけ早くマイコンＩＣ３を起動できることが分かる。
【００８２】
次にインバータ回路１４が動作しているときに商用電源ＡＣが遮断されたときの説明をする。
商用電源ＡＣが遮断されると、直流電源回路１１では直流電圧が生成できなくなるため、インバータ回路１４に放電灯３を点灯させるための電源が供給できなくなり、スナバ回路１６で電力を生成することもできなくなる。
【００８３】
したがって、第１の電源部Ｐ１００及び第２の電源部Ｐ２００に電力が供給されなくなる。
【００８４】
スナバ回路１６からの電力供給が停止してから、コンデンサＣ１１に充電されている電力量によってマイコンＩＣ３を動作させることができるが、コンデンサＣ１１の容量が小さい場合は商用電源ＡＣが遮断されるのとほぼ同じタイミングでマイコンＩＣ３への電力供給ができなくなる。
【００８５】
ここで、コンデンサＣ２１はコンデンサＣ１１よりも大きな容量のコンデンサであるので、コンデンサＣ２１に充電されている電力量がダイオードＤ２２を介して第１の電源部Ｐ１００に供給され、一定の期間第１の電源部Ｐ１００によりマイコンＩＣ３などを動作させるための電源を生成することができる。
【００８６】
また、商用電源ＡＣが遮断されたとき、第２の電源部Ｐ２００からの電力供給がなく第１の電源部Ｐ１００の電力のみでマイコンＩＣ３を動作させるときの波形を示したものが、破線ロ’である。このように、第１の電源部Ｐ１００のみでマイコンＩＣ３を動作させたときと比較すると、時間Ｄ’の分だけ長くマイコンＩＣ３を動作させることができることが分かる。
【００８７】
したがって、第１の電源部Ｐ１００からの電力供給により、商用電源ＡＣを投入したときのマイコンＩＣ３のスタートアップ時間を短縮するとともに、第２の電源部Ｐ２００からの電力供給により、商用電源ＡＣが遮断されたとき、マイコンＩＣ３の動作が停止するまでの時間を延ばすことができる。
【００８８】
このように、昇圧チョッパ回路１３が動作する前はスナバ回路１６から第１の電源部Ｐ１００のみに電力を供給するので、第１の電源部Ｐ１００の電力が安定するとともに、第１の電源部Ｐ１００で動作するマイコンＩＣ３などの制御回路の動作開始を早くすることができる。また、昇圧チョッパ回路１３が動作した後は、スナバ回路１６が出力する電圧も上がるので、第１の電源部Ｐ１００及び第２の電源部Ｐ２００に供給できる電力量も大きくなり、第１の電源部Ｐ１００及び第２の電源部Ｐ２００の電力が安定するとともに、スナバ回路１６の出力電圧上昇により第２の電源部Ｐ２００のコンデンサＣ２１を充電する時間が短くなる。
【００８９】
なお、昇圧チョッパ回路１３がない場合など、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦによって、コンデンサＣ２１を充電するタイミングを遅らせる必要がないときは、第１の電源部Ｐ１００のコンデンサＣ１１とほぼ同時に充電してもよく、この場合ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ４に変えてツェナーダイオードを用いてもよく、またコンデンサＣ２３は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施の形態１における照明器具の全体斜視図である。
【図２】実施の形態１における照明器具の点灯装置の回路ブロック図である。
【図３】実施の形態１における照明器具の点灯装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】実施の形態２における照明器具の点灯装置の回路ブロック図である。
【図５】実施の形態２における照明器具の点灯装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１ 照明器具、２ 反射板、３ 放電灯、４ ランプソケット、５ 点灯装置、６ 居室の天井面、７ 居室の壁面、８ 壁スイッチ、１１ 直流電源回路、１２ 整流回路、１３ 昇圧チョッパ回路、１４ インバータ回路、１５ 起動電源回路、１６ スナバ回路、ＤＢ ダイオードブリッジ、Ｌ１、Ｌ２ コイル、Ｃ１〜Ｃ５、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１〜Ｃ２３ コンデンサ、Ｒ１、Ｒ１１、Ｒ２１、Ｒ２２ 抵抗、Ｄ１〜Ｄ５、Ｄ２１、Ｄ２２ ダイオード、ＺＤ１１、ＺＤ２１ ツェナーダイオード、Ｑ１〜Ｑ４ ＭＯＳ−ＦＥＴ、Ｑ１１、Ｑ２１ トランジスタ、ＳＷ１ スイッチ素子、Ｐ１００ 第１の電源部、Ｐ２００ 第２の電源部、ＩＣ１ 制御回路、ＩＣ２ ドライブ回路、ＩＣ３ マイコン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を整流する整流回路と、
コンデンサを有し、前記整流回路から得られる脈流電圧を平滑する直流電源を生成する直流電源回路と、
前記直流電源回路から供給される直流を光源に供給する電力に変換するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の発振状態を制御する制御部と、
前記制御部に電力を供給する第１の電源部と、
前記スイッチング素子が発振するときに電力を得て、前記第１の電源部よりも大きい容量の電力量を生成して前記第１の電源部に電力を供給する第２の電源部と、
を備え、
前記制御部は、前記スイッチング素子の動作が開始してから前記第２の電源部の電圧が所定電圧に達する間、前記第１の電源部の電力で動作するとともに、前記スイッチング素子の動作が停止してから所定時間、前記第２の電源部が供給する電力に基づいて動作することを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
商用電源を整流する整流回路と、
コンデンサを有し、前記整流回路から得られる脈流電圧を平滑する直流電源を生成する直流電源回路と、
前記直流電源回路から供給される直流を光源に供給する電力に変換するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の発振状態を制御するアクティブ状態と前記スイッチング素子の発振を停止させているときは待機状態となる制御部と、
前記制御部に常に電力を供給する第１の電源部と、
前記第１の電源部の電力容量より電力容量が大きく、前記制御部からの信号を受けて動作が開始され、前記スイッチング素子が発振動作をしている期間、及び、前記スイッチング素子の発振動作が停止して前記制御部がアクティブ状態から待機状態になるまでの期間、第１の電源部よりも高い電圧を出力して前記制御部に電力を供給する第２の電源部と、
を備え、
前記制御部は、前記スイッチング素子の動作が開始してから前記第２の電源部の電圧が所定電圧に達する間、前記第１の電源部の電力で動作するとともに、前記スイッチング素子の動作が停止してから所定時間、前記第２の電源部が供給する電力に基づいて動作することを特徴とする点灯装置。
【請求項３】
前記第１の電源部から前記第２の電源部に電流が流れないようにするダイオードを備え、
前記第２の電源部は、第１の電源部よりも高い電圧を出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の点灯装置。
【請求項４】
前記第１の電源部および／または前記第２の電源部は、定電圧レギュレータ回路で構成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の点灯装置。
【請求項５】
前記直流電源回路は、前記整流回路から得られる脈流電圧を昇圧または降圧して直流電源を生成することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の点灯装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の点灯装置が収納される器具本体と、
前記点灯装置に電線を介して接続され、前記点灯装置が出力する電力を前記光源に供給するソケットと、
を備えることを特徴とする照明器具。
【請求項１】
商用電源を整流する整流回路と、
コンデンサを有し、前記整流回路から得られる脈流電圧を平滑する直流電源を生成する直流電源回路と、
前記直流電源回路から供給される直流を光源に供給する電力に変換するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の発振状態を制御する制御部と、
前記制御部に電力を供給する第１の電源部と、
前記スイッチング素子が発振するときに電力を得て、前記第１の電源部よりも大きい容量の電力量を生成して前記第１の電源部に電力を供給する第２の電源部と、
を備え、
前記制御部は、前記スイッチング素子の動作が開始してから前記第２の電源部の電圧が所定電圧に達する間、前記第１の電源部の電力で動作するとともに、前記スイッチング素子の動作が停止してから所定時間、前記第２の電源部が供給する電力に基づいて動作することを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
商用電源を整流する整流回路と、
コンデンサを有し、前記整流回路から得られる脈流電圧を平滑する直流電源を生成する直流電源回路と、
前記直流電源回路から供給される直流を光源に供給する電力に変換するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の発振状態を制御するアクティブ状態と前記スイッチング素子の発振を停止させているときは待機状態となる制御部と、
前記制御部に常に電力を供給する第１の電源部と、
前記第１の電源部の電力容量より電力容量が大きく、前記制御部からの信号を受けて動作が開始され、前記スイッチング素子が発振動作をしている期間、及び、前記スイッチング素子の発振動作が停止して前記制御部がアクティブ状態から待機状態になるまでの期間、第１の電源部よりも高い電圧を出力して前記制御部に電力を供給する第２の電源部と、
を備え、
前記制御部は、前記スイッチング素子の動作が開始してから前記第２の電源部の電圧が所定電圧に達する間、前記第１の電源部の電力で動作するとともに、前記スイッチング素子の動作が停止してから所定時間、前記第２の電源部が供給する電力に基づいて動作することを特徴とする点灯装置。
【請求項３】
前記第１の電源部から前記第２の電源部に電流が流れないようにするダイオードを備え、
前記第２の電源部は、第１の電源部よりも高い電圧を出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の点灯装置。
【請求項４】
前記第１の電源部および／または前記第２の電源部は、定電圧レギュレータ回路で構成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の点灯装置。
【請求項５】
前記直流電源回路は、前記整流回路から得られる脈流電圧を昇圧または降圧して直流電源を生成することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の点灯装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の点灯装置が収納される器具本体と、
前記点灯装置に電線を介して接続され、前記点灯装置が出力する電力を前記光源に供給するソケットと、
を備えることを特徴とする照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８４６３３（Ｐ２０１３−８４６３３Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−２７２３１（Ｐ２０１３−２７２３１）
【出願日】平成２５年２月１５日（２０１３．２．１５）
【分割の表示】特願２００７−２８０４７７（Ｐ２００７−２８０４７７）の分割
【原出願日】平成１９年１０月２９日（２００７．１０．２９）
【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５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年２月１５日（２０１３．２．１５）
【分割の表示】特願２００７−２８０４７７（Ｐ２００７−２８０４７７）の分割
【原出願日】平成１９年１０月２９日（２００７．１０．２９）
【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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