電源装置及び照明器具
【課題】
安定した調光制御を得られるとともに、電力損失も低減できる電源装置及び照明器具を提供する。
【解決手段】
実施形態の電源装置は、直流出力を生成する直流出力生成手段と；前記直流出力生成手段より生成される直流出力が供給される半導体発光素子と；所定の増幅度を有する増幅手段を備えるとともに、前記半導体発光素子に流れる電流を検出する電流検出手段と；前記増幅手段を介して検出される検出信号に応じて前記直流出力生成手段を制御する制御手段と；を持つ。
安定した調光制御を得られるとともに、電力損失も低減できる電源装置及び照明器具を提供する。
【解決手段】
実施形態の電源装置は、直流出力を生成する直流出力生成手段と；前記直流出力生成手段より生成される直流出力が供給される半導体発光素子と；所定の増幅度を有する増幅手段を備えるとともに、前記半導体発光素子に流れる電流を検出する電流検出手段と；前記増幅手段を介して検出される検出信号に応じて前記直流出力生成手段を制御する制御手段と；を持つ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発光ダイオードなどの半導体発光素子の駆動に最適な電源装置及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、発光ダイオードなどの半導体発光素子の電源として、スイッチング手段を用いた直流の電源装置が多く用いられている。
【０００３】
そして、この種の電源装置として、特許文献１に開示されるように負荷に流れる負荷電流を検出し、この検出信号に基づいて制御回路によりスイッチング素子をオンオフさせて負荷に対する出力を制御するようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１３４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、かかる特許文献１のものは、例えば負荷として発光ダイオードを用い、この発光ダイオードの光量を任意に調整可能する調光機能を持たせるようにした場合、発光ダイオードを流れる電流を検出する電流検出部が一つしかないため、電流検出部の検出信号により発光ダイオードを深い調光、つまり限りなく低いレベルまで調光を行おうとすると、発光ダイオードに流れる電流が小さく検出信号が極めて小さくなる。このため、このときの検出信号を認識できないことがあり調光制御ができなくなるという問題を生じる。そこで、電流検出部のインピーダンスを大きくして、発光ダイオードに流れる電流が小さくなっても信号レベルの高い検出信号を得られるようにすることで深い調光を可能にすることが考えられる。しかし、このようにすると、発光ダイオードを全光時を含め調光深度の浅い調光を行う場合、インピーダンスの大きな電流検出部に大きな電流が流れ続けるため、電流検出部での電力損失が大きくなるという問題を生じる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、安定した調光制御を得られるとともに、電力損失も低減できる電源装置及び照明器具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】
【０００７】
請求項１記載の発明は、直流出力を生成する直流出力生成手段と；前記直流出力生成手段より生成される直流出力が供給される半導体発光素子と；所定の増幅度を有する増幅手段を備えるとともに、前記半導体発光素子に流れる電流を検出する電流検出手段と；前記増幅手段を介して検出される検出信号に応じて前記直流出力生成手段を制御する制御手段と；を具備したことを特徴とする電源装置である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、直流出力を生成する直流出力生成手段と；前記直流出力生成手段より生成される直流出力が供給される半導体発光素子と；調光信号の調光深度に応じて増幅度を可変可能にした増幅手段を有するとともに、前記半導体発光素子に流れる電流を検出する電流検出手段と；前記調光信号の調光深度に応じて前記電流検出手段の増幅手段の増幅度を設定し、前記増幅手段を介して検出される検出信号に応じて前記直流出力生成手段を制御する制御手段と；を具備したことを特徴とする電源装置である。
【０００９】
請求項３記載の発明は請求項１または２記載の電源装置と；前記電源装置を有する器具本体と：を具備したことを特徴とする照明器具である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、調光深度の深い領域で半導体発光素子に流れる電流が小さな場合も、確実に認識できるレベルまで補正した検出信号を取得できるので、例えば低いレベルまで調光を行う場合も安定した制御を行うことができる。
【００１１】
さらに、本発明によれば、安定した調光制御を得られるとともに、電力損失も低減できる照明器具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる電源装置が適用される照明器具を示す斜視図。
【図２】第１の実施の形態にかかる電源装置が適用される照明器具の断面図。
【図３】第１の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示す図。
【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）まず、本発明の電源装置が適用される照明器具について簡単に説明する。図１及び図２において、１は器具本体で、この器具本体１は、アルミニウムのダイカスト製のもので、両端を開口した円筒状をしている。この器具本体１は、内部を仕切り部材１ａ、１ｂにより上下方向に３分割され、下方開口と仕切り部材１ａの間の空間は、光源部２に形成されている。この光源部２には、半導体発光素子としての複数のＬＥＤ２ａと反射体２ｂが設けられている。複数のＬＥＤ２ａは、仕切り部材１ａ下面に設けられた円盤状の配線基板２ｃの円周方向に沿って等間隔に配置され実装されている。
【００１５】
器具本体１の仕切り部材１ａと１ｂの間の空間は電源室３に形成されている。この電源室３は、仕切り部材１ａ上部に配線基板３ａが配置されている。この配線基板３ａには、前記複数のＬＥＤ２ａを駆動するための本発明の電源装置を構成する各電子部品が設けられている。この直流電源装置と複数のＬＥＤ２ａは、リード線４により接続されている。
【００１６】
器具本体１の仕切り板１ｂと上方開口の間の空間は、電源端子室５に形成されている。この電源端子室５は、仕切り板１ｂに電源端子台６が設けられている。この電源端子台６は、電源室３の電源装置に商用電源の交流電力を供給するための端子台で、電絶縁性の合成樹脂で構成されたボックス６ａの両面に電源ケーブル用端子部となる差込口６ｂ、送りケーブル用端子部となる差込口６ｃ及び電源線及び送り線を切り離すリリースボタン６dなどを有している。
【００１７】
図３は、このように構成された照明器具の電源室３に組み込まれる本発明の電源装置の概略構成を示している。
【００１８】
図３において、１１は交流電源で、この交流電源１１は、不図示の商用電源からなっている。この交流電源１１には、全波整流回路１２の入力端子が接続されている。全波整流回路１２は、交流電源１１からの交流電力を全波整流した出力を発生する。
【００１９】
全波整流回路１２の正負極の出力端子間には、リップル電流平滑用コンデンサ１３が接続されている。また、このリップル電流平滑用コンデンサ１３の両端には、フライバックトランスであるスイッチングトランス１４の一次巻線１４ａとスイッチング手段として、例えばＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴなどのスイッチングトランジスタ１５の直列回路が接続されている。スイッチングトランス１４は、一次巻線１４ａと磁気的結合された二次巻線１４ｂを有している。
【００２０】
スイッチングトランス１４の二次巻線１４ｂには、整流平滑手段として図示極性のダイオード１６と平滑コンデンサ１７からなる整流平滑回路１８が接続されている。この整流平滑回路１８は、スイッチングトランジスタ１５、スイッチングトランス１４とともに直流出力生成手段を構成し、スイッチングトランス１４の二次巻線１４ｂより発生する交流出力をダイオード１６で整流し、この整流出力を平滑コンデンサ１７により平滑して直流出力として発生する。
【００２１】
整流平滑回路１８の平滑コンデンサ１７両端には、負荷として、半導体発光素子である発光ダイオード１９（図２で述べたＬＥＤ２ａに相当する。）が接続されている。
【００２２】
発光ダイオード１９には、第１の電流検出手段として高電流検出部２０が直列に接続されている。この高電流検出部２０は、インピーダンスの低いインピーダンス素子、例えば抵抗２０１を有し、全光を含む調光深度の浅い領域（例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光する領域）で電力損失を低減できるようにしている。また、高電流検出部２０には、第２の電流検出手段として低電流検出部２１が並列に接続されている。この低電流検出部２１は、例えばＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴなどのスイッチングトランジスタ２１１とインピーダンスの高いインピーダンス素子、例えば抵抗２１２の直列回路を有し、調光深度の深い領域（例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光する領域）で確実に検出信号を得られるようにしている。スイッチングトランジスタ２１１には、制御回路２６が接続されている。制御回路２６については後述する。
【００２３】
高電流検出部２０の抵抗２０１と発光ダイオード１９との接続点には、第１の比較手段である比較器２２の一方入力端子が接続され、低電流検出部２１のスイッチングトランジスタ２１１と抵抗２１２の接続点には、第２の比較手段である比較器２３の一方入力端子が接続されている。これら比較器２２、２３のそれぞれの他方入力端子には、制御回路２６が接続されている。また、比較器２２、２３の出力端子は、図示極性のダイオード２４、２５を各別に介して制御回路２６に接続されている。
【００２４】
制御回路２６は、装置全体を制御するもので、調光手段として調光操作部２７が接続されている。また、制御回路２６は、切換え制御部２６１及び基準信号設定部２６２を有している。調光操作部２７は、発光ダイオード１９の光量を調整するための調光信号を制御回路２６に入力する。切換え制御部２６１は、調光操作部２７の調光信号による調光の深さ（調光深度）に応じてスイッチングトランジスタ２１１のオンオフを制御する。この場合、切換え制御部２６１は、調光信号の調光深度が全光を含む浅い領域では、スイッチングトランジスタ２１１をオフに制御し、調光深度が深い領域では、スイッチングトランジスタ２１１をオンに制御する。基準信号設定部２６２は、比較器２２、２３のそれぞれの他方入力端子に対し基準信号Ｖｒｅｆを設定する。この場合、基準信号設定部２６２は、調光操作部２７の調光信号の調光深度に応じた大きさの基準信号Ｖｒｅｆを出力する。
【００２５】
そして、制御回路２６は、比較器２２（又は比較器２３）の出力に応じてスイッチングトランジスタ１５のオンオフを制御しスイッチングトランス１４をスイッチング駆動して発光ダイオード１９に供給される出力を制御する。
【００２６】
次に、このように構成した実施の形態の作用を説明する。
【００２７】
まず、調光操作部２７の調光信号により全光を含む調光深度の浅い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光するような場合、制御回路２６は、切換え制御部２６１によりスイッチングトランジスタ２１１をオフ制御し、低電流検出部２１を回路から切り離し高電流検出部２０を選択する。また、制御回路２６は、基準信号設定部２６２により調光操作部２７の調光信号の調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを比較器２２の他方入力端子に入力する。
【００２８】
この状態で、交流電源１１の交流電力が全波整流回路１２で全波整流され、リップル電流平滑用コンデンサ１３を介してスイッチングトランス１４及びスイッチングトランジスタ１５に供給される。
【００２９】
そして、制御回路２６によるスイッチングトランジスタ１５のオンオフによりスイッチングトランス１４がスイッチング駆動される。この場合、スイッチングトランジスタ１５のオンでスイッチングトランス１４の一次巻線１４ａに電流を流してエネルギーを蓄積し、スイッチングトランジスタ１５のオフで、一次巻線１４ａに蓄積したエネルギーを二次巻線１４ｂを通して放出する。これにより整流平滑回路１８を介して直流出力が発生し、この直流出力により発光ダイオード１９が点灯される。
【００３０】
発光ダイオード１９に流れる電流（高電流）は、高電流検出部２０の抵抗器２０１により検出され、この検出電流に応じた高電流検出信号が比較器２２の一方入力端子に入力される。この状態で、比較器２２は、他方入力端子に入力される調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆと高電流検出部２０の高電流検出信号とを比較し、この結果に応じた出力を、ダイオード２４を介して出力する。これにより、制御回路２６は、比較器２２の出力に基づいてスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御する。この場合、調光操作部２７の調光信号により、調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを基準信号設定部２６２で設定することにより、発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光することができる。
【００３１】
次に、調光操作部２７の調光信号により調光深度の深い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光するような場合、制御回路２６は、切換え制御部２６１によりスイッチングトランジスタ２１１をオン制御し、低電流検出部２１を選択する。また、制御回路２６は、基準信号設定部２６２により調光操作部２７の調光信号の調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを比較器２２の他方入力端子に入力する。
【００３２】
この状態で、制御回路２６によるスイッチングトランジスタ１５のオンオフによりスイッチングトランス１４がスイッチング駆動される。この場合、スイッチングトランジスタ１５のオンでスイッチングトランス１４の一次巻線１４ａに電流を流してエネルギーを蓄積し、スイッチングトランジスタ１５のオフで、一次巻線１４ａに蓄積したエネルギーを二次巻線１４ｂを通して放出する。これにより整流平滑回路１８を介して直流出力が発生し、この直流出力により発光ダイオード１９が点灯される。
【００３３】
発光ダイオード１９に流れる電流（低電流）は、今度は低電流検出部２１の抵抗器２１２により検出され、この検出電流に応じた低電流検出信号が比較器２３の一方入力端子に入力される。この状態で、比較器２３は、他方入力端子に入力される調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆと低電流検出部２１の低電流検出信号とを比較し、この結果に応じた出力を、ダイオード２５を介して出力する。これにより、制御回路２６は、比較器２３の出力に基づいてスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御する。この場合、調光操作部２７の調光信号により、調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを基準信号設定部２６２で設定することにより、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光することができる。
【００３４】
したがって、このようにすれば、調光深度の浅い領域で発光ダイオード１９に流れる電流を検出するインピーダンスの低い高電流検出部２０と、調光深度の深い領域で発光ダイオード１９に流れる電流を検出するインピーダンスの高い低電流検出部２１をそれぞれ設け、調光信号の調光深度に応じて高電流検出部２０及び低電流検出部２１を選択し、これら高電流検出部２０及び低電流検出部２１での検出信号に基づいて発光ダイオード１９に流れる電流を一定に制御するようにした。これにより、調光深度の浅い領域で発光ダイオード１９に流れる電流が大きな場合は、インピーダンスの低い高電流検出部２０により高電流検出信号を検出するようになるので、高電流検出部２０での電力損失を低減することができる。
【００３５】
また、調光深度の深い領域で発光ダイオード１９に流れる電流が小さな場合は、インピーダンスの高い低電流検出部２０１により低電流検出信号を確実に検出できるレベルに設定して検出するようになるので、例えば限りなく低いレベルまで調光を行う場合も確実に低電流検出信号を取得でき、調光深度の深い領域でも安定して調光を行うことができる。
【００３６】
さらに、調光信号の調光深度に応じた基準信号と、調光深度に応じて選択された高電流検出部２０又は低電流検出部２１の検出信号の比較結果により、制御回路２６はスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御するようにしたので、きめ細かなで安定した調光を実現できる。
【００３７】
（第２の実施の形態）次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００３８】
図４は、本発明の第２の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示すもので、図３と同一部分には同符号を付して説明する。
【００３９】
この場合、高電流検出部２０には、第１の実施の形態で述べた低電流検出部２１に代えて、低電流検出部３１が並列に接続されている。この低電流検出部３１は、スイッチング素子として例えばＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴなどのスイッチングトランジスタ３１１の他、オペアンプ３１２と抵抗３１３，３１４より構成される増幅手段を有している。
【００４０】
ここで、スイッチングトランジスタ３１１のドレインには、発光ダイオード１９と抵抗２０１の接続点が接続され、ソースには、オペアンプ３１２の反転側入力端子が接続され、さらにゲートには、制御回路２６が接続されている。この場合、スイッチングトランジスタ３１１は、第１の実施の形態でも述べたように、制御部２６の切換え制御部２６１により調光信号の調光深度が全光を含む浅い領域ではオフ制御され、調光深度が深い領域ではオン制御される。また、オペアンプ３１２の非反転側入力端子には、抵抗３１３を介して抵抗２０１と平滑コンデンサ１７の接続点が接続されるとともに、抵抗３１４を介してオペアンプ３１２の出力端子が接続され、さらに、この出力端子には、比較器２３の一方入力端子が接続されている。この場合、オペアンプ３１２は、抵抗３１３の抵抗値をＲ１、抵抗３１４の抵抗値をＲ２としたとき、Ｒ２／Ｒ１に応じた増幅度Ａを有し、調光深度が深い領域でスイッチングトランジスタ３１１がオンした状態で、発光ダイオード１９に流れる電流（低電流）のレベルを増幅度Ａで増幅し低電流検出信号として比較器２３に出力する。
その他は、図３と同様である。
【００４１】
このような構成において、まず、調光操作部２７の調光信号により全光を含む調光深度の浅い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光するような場合、制御回路２６は、切換え制御部２６１によりスイッチングトランジスタ３１１をオフ制御し、低電流検出部３１を回路から切り離し高電流検出部２０を選択する。また、制御回路２６は、基準信号設定部２６２により調光操作部２７の調光信号の調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを比較器２２の他方入力端子に入力する。
【００４２】
この状態で、発光ダイオード１９に流れる電流は、高電流検出部２０の抵抗器２０１により検出され、この検出電流に応じた高電流検出信号が比較器２２の一方入力端子に入力される。この状態で、比較器２２は、他方入力端子に入力される調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆと高電流検出部２０の高電流検出信号とを比較し、この結果に応じた出力を、ダイオード２４を介して出力する。これにより、制御回路２６は、比較器２２の出力に基づいてスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御する。この場合、調光操作部２７の調光信号により、調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを基準信号設定部２６２で設定することにより、発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光することができる。
【００４３】
次に、調光操作部２７の調光信号により調光深度の深い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光するような場合、制御回路２６は、切換え制御部２６１によりスイッチングトランジスタ３１１をオン制御し、低電流検出部３１を選択する。また、制御回路２６は、基準信号設定部２６２により調光操作部２７の調光信号の調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを比較器２２の他方入力端子に入力する。
【００４４】
この状態で、発光ダイオード１９に流れる電流（低電流）は、低電流検出部３１のオペアンプ３１２に入力される。オペアンプ３１２は、発光ダイオード１９に流れる電流のレベルを増幅度Ａで増幅し低電流検出信号として比較器２３の一方入力端子に入力する。この状態で、比較器２３は、他方入力端子に入力される調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆとオペアンプ３１２からの低電流検出信号とを比較し、この結果に応じた出力を、ダイオード２５を介して出力する。これにより、制御回路２６は、比較器２３の出力に基づいてスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御する。この場合、調光操作部２７の調光信号により、調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを基準信号設定部２６２で設定することにより、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光することができる。
【００４５】
したがって、このようにしても、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。さらに、調光深度の深い領域で発光ダイオード１９に流れる電流が小さな場合も、オペアンプ３１２の増幅度Ａに応じて発光ダイオード１９に流れる電流を増幅し、確実に認識できるレベルにまで補正した低電流検出信号を検出できるので、例えば低いレベルまで調光を行う場合も確実に低電流検出信号を取得でき、調光深度の深い領域での調光制御を安定して行うことができる。
【００４６】
（第３の実施の形態）次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００４７】
図５は、本発明の第３の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示すもので、図３と同一部分には同符号を付して説明する。
【００４８】
この場合、発光ダイオード１９には、抵抗４１が直列に接続され、この抵抗４１の間には、第１の実施の形態で述べた高電流検出部２０及び低電流検出部２１に代えて、電量検出手段としての電流検出部４２が接続されている。この電流検出部４２は、図示極性のダイオード４２１、オペアンプ４２２、抵抗４２３の他、抵抗４２４ａとスイッチング素子４２５ａの直列回路、抵抗４２４ｂとスイッチング素子４２５ｂの直列回路、…抵抗４２４ｎとスイッチング素子４２５ｎの直列回路より構成される増幅手段を有している。
【００４９】
ここで、オペアンプ４２２の反転側入力端子には、発光ダイオード１９と抵抗４１の接続点が接続され、また、オペアンプ４２２の非反転側入力端子には、抵抗４２３を介して抵抗４１と平滑コンデンサ１７の接続点が接続されている。さらにオペアンプ４２２の非反転側入力端子と出力端子との間には、抵抗４２４ａとスイッチング素子４２５ａの直列回路、抵抗４２４ｂとスイッチング素子４２５ｂの直列回路、…抵抗４２４ｎとスイッチング素子４２５ｎの直列回路がそれぞれ並列に接続されている。さらにスイッチング素子４２５ａ、…４２５ｎには、制御回路２６が接続されている。
【００５０】
制御回路２６には、第１の実施の形態で述べた切換え制御部２６１に代えて増幅度設定部２６３を有している。この増幅度設定部２６３は、調光操作部２７の調光信号による調光の深さ（調光深度）に応じてスイッチング素子４２５ａ、…４２５ｎのオンオフを制御する。この場合、増幅度設定部２６３は、調光信号の調光深度が全光を含む浅い領域、例えば発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光する場合、全てのスイッチング素子４２５ａ、…４２５ｎをオン制御して抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を最大とし、調光信号の調光深度の深い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光する場合は、調光深度が深くなるにしたがいスイッチング素子４２５ａ、…４２５ｎを順にオフ制御して抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を減少させる。つまり、オペアンプ４２２の増幅度Ａは、抵抗４２３の抵抗値をＲ１１、抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数に応じた抵抗値をＲ２１としたとき、Ｒ２１／Ｒ１１で決定されるので、調光深度が浅い領域では、抵抗４２４ａ、…４２４ｎを全て並列接続して抵抗値Ｒ２１を最小値にすることで、オペアンプ４２２の増幅度Ａを一定の最小値に設定し、調光深度が深くなるにしたがい抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を減少させ、抵抗値Ｒ２１を次第に大きくしていくことで、オペアンプ４２２の増幅度Ａを順次大きくしていく。勿論、調光深度が全光を含む浅い領域でも、調光深度に応じてスイッチング素子４２５ａ、…４２５ｎをオフオン制御して抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を変化させるようにしても良い。
その他は、図３と同様である。
【００５１】
このような構成において、まず、調光操作部２７の調光信号により全光を含む調光深度の浅い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光するような場合、制御回路２６は、増幅度設定部２６３により全てのスイッチング素子４２５ａ、…４２５ｎをオン制御して抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を最大として、オペアンプ４２２の増幅度Ａを一定の最小値に設定する。
【００５２】
この状態で、発光ダイオード１９に流れる電流は、抵抗器４１により検出され、この検出電流に応じた検出信号がオペアンプ４２２に入力される。オペアンプ４２２は、発光ダイオード１９に流れる電流のレベルを最小値に設定された増幅度Ａで増幅し、ダイオード４２１を介して出力する。制御回路２６は、オペアンプ４２２の出力に基づいて、調光深度に応じた基準信号設定部２６２の基準信号を参照しながらスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御する。これにより、調光操作部２７の調光信号により発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光することができる。
【００５３】
次に、調光操作部２７の調光信号により調光深度の深い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光するような場合、制御回路２６は、増幅度設定部２６３により調光深度が深くなるにしたがい抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を減少させながら抵抗値Ｒ２１を次第に大きくしてオペアンプ４２２の増幅度Ａを順次大きくさせる。勿論、増幅度設定部２６３は、調光深度を浅くする場合、これにしたがい抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を増加させて抵抗値Ｒ２１を次第に小さくしオペアンプ４２２の増幅度Ａを小さくさせる。
【００５４】
この状態で、発光ダイオード１９に流れる電流は、抵抗器４１により検出され、この検出電流に応じた検出信号がオペアンプ４２２に入力される。オペアンプ４２２は、発光ダイオード１９に流れる電流のレベルを調光深度に応じて設定された増幅度Ａで増幅し、ダイオード４２１を介して出力する。制御回路２６は、オペアンプ４２２の出力に基づいて、調光深度に応じた基準信号設定部２６２の基準信号を参照しながらスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御する。これにより、調光操作部２７の調光信号により発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光することができる。
【００５５】
したがって、このようにしても、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。さらに、調光信号の調光深度に応じてオペアンプ４２２の増幅度Ａを可変可能とし、特に、調光深度が深くなるほどオペアンプ４２２の増幅度Ａを大きくするようにしたので、調光深度が深い領域で発光ダイオード１９に流れる電流が小さな場合も、発光ダイオード１９に流れる電流を確実に認識できるレベルまで補正した電流検出信号を検出できるようになり、これにより、例えば低いレベルまで調光を行う場合も確実に電流検出信号を取得でき、調光深度の深い領域での調光制御を安定して行うことができる。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、半導体発光素子として発光ダイオードの例を述べたが、レーザダイオードなど他の半導体発光素子を用いた場合にも適用できる。また、上述した実施の形態では、交流電源１１を備えたものを述べているが、交流電源１１は、装置外部に設けられるものでもよい。さらに、上述した実施の形態では、アナログ回路の例を述べたが、マイコンやデジタル処理を用いた制御方式を採用することもできる。また、調光深度の切替えは、連続的に調光するものや段階的に調光するものも含み、また、電源電圧の導通期間を制御して負荷への実効電圧を可変させる位相制御でもよい。さらに、調光信号は、専用信号線を用いたり、電源電線に調光信号を重畳させた電力線信号を用いることもできる。
【００５７】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【符号の説明】
【００５８】
１…器具本体、２…光源部、２ａ…ＬＥＤ、３…電源室、５…電源端子室、１１…交流電源、１２…全波整流回路、１３…コンデンサ、１４…スイッチングトランス、１５…スイッチングトランジスタ、１８…整流平滑回路、１９…発光ダイオード、２０…高電流検出部、２１、３１…低電流検出部、２１１、３１１…スイッチングトランジスタ、２２、２３…比較器、２６…制御回路、２６１…切換え制御部、２６２…基準信号設定部、２７…調光操作部、３１２、４２２…オペアンプ、４２…電流検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発光ダイオードなどの半導体発光素子の駆動に最適な電源装置及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、発光ダイオードなどの半導体発光素子の電源として、スイッチング手段を用いた直流の電源装置が多く用いられている。
【０００３】
そして、この種の電源装置として、特許文献１に開示されるように負荷に流れる負荷電流を検出し、この検出信号に基づいて制御回路によりスイッチング素子をオンオフさせて負荷に対する出力を制御するようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１３４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、かかる特許文献１のものは、例えば負荷として発光ダイオードを用い、この発光ダイオードの光量を任意に調整可能する調光機能を持たせるようにした場合、発光ダイオードを流れる電流を検出する電流検出部が一つしかないため、電流検出部の検出信号により発光ダイオードを深い調光、つまり限りなく低いレベルまで調光を行おうとすると、発光ダイオードに流れる電流が小さく検出信号が極めて小さくなる。このため、このときの検出信号を認識できないことがあり調光制御ができなくなるという問題を生じる。そこで、電流検出部のインピーダンスを大きくして、発光ダイオードに流れる電流が小さくなっても信号レベルの高い検出信号を得られるようにすることで深い調光を可能にすることが考えられる。しかし、このようにすると、発光ダイオードを全光時を含め調光深度の浅い調光を行う場合、インピーダンスの大きな電流検出部に大きな電流が流れ続けるため、電流検出部での電力損失が大きくなるという問題を生じる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、安定した調光制御を得られるとともに、電力損失も低減できる電源装置及び照明器具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】
【０００７】
請求項１記載の発明は、直流出力を生成する直流出力生成手段と；前記直流出力生成手段より生成される直流出力が供給される半導体発光素子と；所定の増幅度を有する増幅手段を備えるとともに、前記半導体発光素子に流れる電流を検出する電流検出手段と；前記増幅手段を介して検出される検出信号に応じて前記直流出力生成手段を制御する制御手段と；を具備したことを特徴とする電源装置である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、直流出力を生成する直流出力生成手段と；前記直流出力生成手段より生成される直流出力が供給される半導体発光素子と；調光信号の調光深度に応じて増幅度を可変可能にした増幅手段を有するとともに、前記半導体発光素子に流れる電流を検出する電流検出手段と；前記調光信号の調光深度に応じて前記電流検出手段の増幅手段の増幅度を設定し、前記増幅手段を介して検出される検出信号に応じて前記直流出力生成手段を制御する制御手段と；を具備したことを特徴とする電源装置である。
【０００９】
請求項３記載の発明は請求項１または２記載の電源装置と；前記電源装置を有する器具本体と：を具備したことを特徴とする照明器具である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、調光深度の深い領域で半導体発光素子に流れる電流が小さな場合も、確実に認識できるレベルまで補正した検出信号を取得できるので、例えば低いレベルまで調光を行う場合も安定した制御を行うことができる。
【００１１】
さらに、本発明によれば、安定した調光制御を得られるとともに、電力損失も低減できる照明器具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる電源装置が適用される照明器具を示す斜視図。
【図２】第１の実施の形態にかかる電源装置が適用される照明器具の断面図。
【図３】第１の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示す図。
【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）まず、本発明の電源装置が適用される照明器具について簡単に説明する。図１及び図２において、１は器具本体で、この器具本体１は、アルミニウムのダイカスト製のもので、両端を開口した円筒状をしている。この器具本体１は、内部を仕切り部材１ａ、１ｂにより上下方向に３分割され、下方開口と仕切り部材１ａの間の空間は、光源部２に形成されている。この光源部２には、半導体発光素子としての複数のＬＥＤ２ａと反射体２ｂが設けられている。複数のＬＥＤ２ａは、仕切り部材１ａ下面に設けられた円盤状の配線基板２ｃの円周方向に沿って等間隔に配置され実装されている。
【００１５】
器具本体１の仕切り部材１ａと１ｂの間の空間は電源室３に形成されている。この電源室３は、仕切り部材１ａ上部に配線基板３ａが配置されている。この配線基板３ａには、前記複数のＬＥＤ２ａを駆動するための本発明の電源装置を構成する各電子部品が設けられている。この直流電源装置と複数のＬＥＤ２ａは、リード線４により接続されている。
【００１６】
器具本体１の仕切り板１ｂと上方開口の間の空間は、電源端子室５に形成されている。この電源端子室５は、仕切り板１ｂに電源端子台６が設けられている。この電源端子台６は、電源室３の電源装置に商用電源の交流電力を供給するための端子台で、電絶縁性の合成樹脂で構成されたボックス６ａの両面に電源ケーブル用端子部となる差込口６ｂ、送りケーブル用端子部となる差込口６ｃ及び電源線及び送り線を切り離すリリースボタン６dなどを有している。
【００１７】
図３は、このように構成された照明器具の電源室３に組み込まれる本発明の電源装置の概略構成を示している。
【００１８】
図３において、１１は交流電源で、この交流電源１１は、不図示の商用電源からなっている。この交流電源１１には、全波整流回路１２の入力端子が接続されている。全波整流回路１２は、交流電源１１からの交流電力を全波整流した出力を発生する。
【００１９】
全波整流回路１２の正負極の出力端子間には、リップル電流平滑用コンデンサ１３が接続されている。また、このリップル電流平滑用コンデンサ１３の両端には、フライバックトランスであるスイッチングトランス１４の一次巻線１４ａとスイッチング手段として、例えばＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴなどのスイッチングトランジスタ１５の直列回路が接続されている。スイッチングトランス１４は、一次巻線１４ａと磁気的結合された二次巻線１４ｂを有している。
【００２０】
スイッチングトランス１４の二次巻線１４ｂには、整流平滑手段として図示極性のダイオード１６と平滑コンデンサ１７からなる整流平滑回路１８が接続されている。この整流平滑回路１８は、スイッチングトランジスタ１５、スイッチングトランス１４とともに直流出力生成手段を構成し、スイッチングトランス１４の二次巻線１４ｂより発生する交流出力をダイオード１６で整流し、この整流出力を平滑コンデンサ１７により平滑して直流出力として発生する。
【００２１】
整流平滑回路１８の平滑コンデンサ１７両端には、負荷として、半導体発光素子である発光ダイオード１９（図２で述べたＬＥＤ２ａに相当する。）が接続されている。
【００２２】
発光ダイオード１９には、第１の電流検出手段として高電流検出部２０が直列に接続されている。この高電流検出部２０は、インピーダンスの低いインピーダンス素子、例えば抵抗２０１を有し、全光を含む調光深度の浅い領域（例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光する領域）で電力損失を低減できるようにしている。また、高電流検出部２０には、第２の電流検出手段として低電流検出部２１が並列に接続されている。この低電流検出部２１は、例えばＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴなどのスイッチングトランジスタ２１１とインピーダンスの高いインピーダンス素子、例えば抵抗２１２の直列回路を有し、調光深度の深い領域（例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光する領域）で確実に検出信号を得られるようにしている。スイッチングトランジスタ２１１には、制御回路２６が接続されている。制御回路２６については後述する。
【００２３】
高電流検出部２０の抵抗２０１と発光ダイオード１９との接続点には、第１の比較手段である比較器２２の一方入力端子が接続され、低電流検出部２１のスイッチングトランジスタ２１１と抵抗２１２の接続点には、第２の比較手段である比較器２３の一方入力端子が接続されている。これら比較器２２、２３のそれぞれの他方入力端子には、制御回路２６が接続されている。また、比較器２２、２３の出力端子は、図示極性のダイオード２４、２５を各別に介して制御回路２６に接続されている。
【００２４】
制御回路２６は、装置全体を制御するもので、調光手段として調光操作部２７が接続されている。また、制御回路２６は、切換え制御部２６１及び基準信号設定部２６２を有している。調光操作部２７は、発光ダイオード１９の光量を調整するための調光信号を制御回路２６に入力する。切換え制御部２６１は、調光操作部２７の調光信号による調光の深さ（調光深度）に応じてスイッチングトランジスタ２１１のオンオフを制御する。この場合、切換え制御部２６１は、調光信号の調光深度が全光を含む浅い領域では、スイッチングトランジスタ２１１をオフに制御し、調光深度が深い領域では、スイッチングトランジスタ２１１をオンに制御する。基準信号設定部２６２は、比較器２２、２３のそれぞれの他方入力端子に対し基準信号Ｖｒｅｆを設定する。この場合、基準信号設定部２６２は、調光操作部２７の調光信号の調光深度に応じた大きさの基準信号Ｖｒｅｆを出力する。
【００２５】
そして、制御回路２６は、比較器２２（又は比較器２３）の出力に応じてスイッチングトランジスタ１５のオンオフを制御しスイッチングトランス１４をスイッチング駆動して発光ダイオード１９に供給される出力を制御する。
【００２６】
次に、このように構成した実施の形態の作用を説明する。
【００２７】
まず、調光操作部２７の調光信号により全光を含む調光深度の浅い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光するような場合、制御回路２６は、切換え制御部２６１によりスイッチングトランジスタ２１１をオフ制御し、低電流検出部２１を回路から切り離し高電流検出部２０を選択する。また、制御回路２６は、基準信号設定部２６２により調光操作部２７の調光信号の調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを比較器２２の他方入力端子に入力する。
【００２８】
この状態で、交流電源１１の交流電力が全波整流回路１２で全波整流され、リップル電流平滑用コンデンサ１３を介してスイッチングトランス１４及びスイッチングトランジスタ１５に供給される。
【００２９】
そして、制御回路２６によるスイッチングトランジスタ１５のオンオフによりスイッチングトランス１４がスイッチング駆動される。この場合、スイッチングトランジスタ１５のオンでスイッチングトランス１４の一次巻線１４ａに電流を流してエネルギーを蓄積し、スイッチングトランジスタ１５のオフで、一次巻線１４ａに蓄積したエネルギーを二次巻線１４ｂを通して放出する。これにより整流平滑回路１８を介して直流出力が発生し、この直流出力により発光ダイオード１９が点灯される。
【００３０】
発光ダイオード１９に流れる電流（高電流）は、高電流検出部２０の抵抗器２０１により検出され、この検出電流に応じた高電流検出信号が比較器２２の一方入力端子に入力される。この状態で、比較器２２は、他方入力端子に入力される調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆと高電流検出部２０の高電流検出信号とを比較し、この結果に応じた出力を、ダイオード２４を介して出力する。これにより、制御回路２６は、比較器２２の出力に基づいてスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御する。この場合、調光操作部２７の調光信号により、調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを基準信号設定部２６２で設定することにより、発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光することができる。
【００３１】
次に、調光操作部２７の調光信号により調光深度の深い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光するような場合、制御回路２６は、切換え制御部２６１によりスイッチングトランジスタ２１１をオン制御し、低電流検出部２１を選択する。また、制御回路２６は、基準信号設定部２６２により調光操作部２７の調光信号の調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを比較器２２の他方入力端子に入力する。
【００３２】
この状態で、制御回路２６によるスイッチングトランジスタ１５のオンオフによりスイッチングトランス１４がスイッチング駆動される。この場合、スイッチングトランジスタ１５のオンでスイッチングトランス１４の一次巻線１４ａに電流を流してエネルギーを蓄積し、スイッチングトランジスタ１５のオフで、一次巻線１４ａに蓄積したエネルギーを二次巻線１４ｂを通して放出する。これにより整流平滑回路１８を介して直流出力が発生し、この直流出力により発光ダイオード１９が点灯される。
【００３３】
発光ダイオード１９に流れる電流（低電流）は、今度は低電流検出部２１の抵抗器２１２により検出され、この検出電流に応じた低電流検出信号が比較器２３の一方入力端子に入力される。この状態で、比較器２３は、他方入力端子に入力される調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆと低電流検出部２１の低電流検出信号とを比較し、この結果に応じた出力を、ダイオード２５を介して出力する。これにより、制御回路２６は、比較器２３の出力に基づいてスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御する。この場合、調光操作部２７の調光信号により、調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを基準信号設定部２６２で設定することにより、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光することができる。
【００３４】
したがって、このようにすれば、調光深度の浅い領域で発光ダイオード１９に流れる電流を検出するインピーダンスの低い高電流検出部２０と、調光深度の深い領域で発光ダイオード１９に流れる電流を検出するインピーダンスの高い低電流検出部２１をそれぞれ設け、調光信号の調光深度に応じて高電流検出部２０及び低電流検出部２１を選択し、これら高電流検出部２０及び低電流検出部２１での検出信号に基づいて発光ダイオード１９に流れる電流を一定に制御するようにした。これにより、調光深度の浅い領域で発光ダイオード１９に流れる電流が大きな場合は、インピーダンスの低い高電流検出部２０により高電流検出信号を検出するようになるので、高電流検出部２０での電力損失を低減することができる。
【００３５】
また、調光深度の深い領域で発光ダイオード１９に流れる電流が小さな場合は、インピーダンスの高い低電流検出部２０１により低電流検出信号を確実に検出できるレベルに設定して検出するようになるので、例えば限りなく低いレベルまで調光を行う場合も確実に低電流検出信号を取得でき、調光深度の深い領域でも安定して調光を行うことができる。
【００３６】
さらに、調光信号の調光深度に応じた基準信号と、調光深度に応じて選択された高電流検出部２０又は低電流検出部２１の検出信号の比較結果により、制御回路２６はスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御するようにしたので、きめ細かなで安定した調光を実現できる。
【００３７】
（第２の実施の形態）次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００３８】
図４は、本発明の第２の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示すもので、図３と同一部分には同符号を付して説明する。
【００３９】
この場合、高電流検出部２０には、第１の実施の形態で述べた低電流検出部２１に代えて、低電流検出部３１が並列に接続されている。この低電流検出部３１は、スイッチング素子として例えばＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴなどのスイッチングトランジスタ３１１の他、オペアンプ３１２と抵抗３１３，３１４より構成される増幅手段を有している。
【００４０】
ここで、スイッチングトランジスタ３１１のドレインには、発光ダイオード１９と抵抗２０１の接続点が接続され、ソースには、オペアンプ３１２の反転側入力端子が接続され、さらにゲートには、制御回路２６が接続されている。この場合、スイッチングトランジスタ３１１は、第１の実施の形態でも述べたように、制御部２６の切換え制御部２６１により調光信号の調光深度が全光を含む浅い領域ではオフ制御され、調光深度が深い領域ではオン制御される。また、オペアンプ３１２の非反転側入力端子には、抵抗３１３を介して抵抗２０１と平滑コンデンサ１７の接続点が接続されるとともに、抵抗３１４を介してオペアンプ３１２の出力端子が接続され、さらに、この出力端子には、比較器２３の一方入力端子が接続されている。この場合、オペアンプ３１２は、抵抗３１３の抵抗値をＲ１、抵抗３１４の抵抗値をＲ２としたとき、Ｒ２／Ｒ１に応じた増幅度Ａを有し、調光深度が深い領域でスイッチングトランジスタ３１１がオンした状態で、発光ダイオード１９に流れる電流（低電流）のレベルを増幅度Ａで増幅し低電流検出信号として比較器２３に出力する。
その他は、図３と同様である。
【００４１】
このような構成において、まず、調光操作部２７の調光信号により全光を含む調光深度の浅い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光するような場合、制御回路２６は、切換え制御部２６１によりスイッチングトランジスタ３１１をオフ制御し、低電流検出部３１を回路から切り離し高電流検出部２０を選択する。また、制御回路２６は、基準信号設定部２６２により調光操作部２７の調光信号の調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを比較器２２の他方入力端子に入力する。
【００４２】
この状態で、発光ダイオード１９に流れる電流は、高電流検出部２０の抵抗器２０１により検出され、この検出電流に応じた高電流検出信号が比較器２２の一方入力端子に入力される。この状態で、比較器２２は、他方入力端子に入力される調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆと高電流検出部２０の高電流検出信号とを比較し、この結果に応じた出力を、ダイオード２４を介して出力する。これにより、制御回路２６は、比較器２２の出力に基づいてスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御する。この場合、調光操作部２７の調光信号により、調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを基準信号設定部２６２で設定することにより、発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光することができる。
【００４３】
次に、調光操作部２７の調光信号により調光深度の深い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光するような場合、制御回路２６は、切換え制御部２６１によりスイッチングトランジスタ３１１をオン制御し、低電流検出部３１を選択する。また、制御回路２６は、基準信号設定部２６２により調光操作部２７の調光信号の調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを比較器２２の他方入力端子に入力する。
【００４４】
この状態で、発光ダイオード１９に流れる電流（低電流）は、低電流検出部３１のオペアンプ３１２に入力される。オペアンプ３１２は、発光ダイオード１９に流れる電流のレベルを増幅度Ａで増幅し低電流検出信号として比較器２３の一方入力端子に入力する。この状態で、比較器２３は、他方入力端子に入力される調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆとオペアンプ３１２からの低電流検出信号とを比較し、この結果に応じた出力を、ダイオード２５を介して出力する。これにより、制御回路２６は、比較器２３の出力に基づいてスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御する。この場合、調光操作部２７の調光信号により、調光深度に応じた基準信号Ｖｒｅｆを基準信号設定部２６２で設定することにより、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光することができる。
【００４５】
したがって、このようにしても、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。さらに、調光深度の深い領域で発光ダイオード１９に流れる電流が小さな場合も、オペアンプ３１２の増幅度Ａに応じて発光ダイオード１９に流れる電流を増幅し、確実に認識できるレベルにまで補正した低電流検出信号を検出できるので、例えば低いレベルまで調光を行う場合も確実に低電流検出信号を取得でき、調光深度の深い領域での調光制御を安定して行うことができる。
【００４６】
（第３の実施の形態）次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００４７】
図５は、本発明の第３の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示すもので、図３と同一部分には同符号を付して説明する。
【００４８】
この場合、発光ダイオード１９には、抵抗４１が直列に接続され、この抵抗４１の間には、第１の実施の形態で述べた高電流検出部２０及び低電流検出部２１に代えて、電量検出手段としての電流検出部４２が接続されている。この電流検出部４２は、図示極性のダイオード４２１、オペアンプ４２２、抵抗４２３の他、抵抗４２４ａとスイッチング素子４２５ａの直列回路、抵抗４２４ｂとスイッチング素子４２５ｂの直列回路、…抵抗４２４ｎとスイッチング素子４２５ｎの直列回路より構成される増幅手段を有している。
【００４９】
ここで、オペアンプ４２２の反転側入力端子には、発光ダイオード１９と抵抗４１の接続点が接続され、また、オペアンプ４２２の非反転側入力端子には、抵抗４２３を介して抵抗４１と平滑コンデンサ１７の接続点が接続されている。さらにオペアンプ４２２の非反転側入力端子と出力端子との間には、抵抗４２４ａとスイッチング素子４２５ａの直列回路、抵抗４２４ｂとスイッチング素子４２５ｂの直列回路、…抵抗４２４ｎとスイッチング素子４２５ｎの直列回路がそれぞれ並列に接続されている。さらにスイッチング素子４２５ａ、…４２５ｎには、制御回路２６が接続されている。
【００５０】
制御回路２６には、第１の実施の形態で述べた切換え制御部２６１に代えて増幅度設定部２６３を有している。この増幅度設定部２６３は、調光操作部２７の調光信号による調光の深さ（調光深度）に応じてスイッチング素子４２５ａ、…４２５ｎのオンオフを制御する。この場合、増幅度設定部２６３は、調光信号の調光深度が全光を含む浅い領域、例えば発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光する場合、全てのスイッチング素子４２５ａ、…４２５ｎをオン制御して抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を最大とし、調光信号の調光深度の深い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光する場合は、調光深度が深くなるにしたがいスイッチング素子４２５ａ、…４２５ｎを順にオフ制御して抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を減少させる。つまり、オペアンプ４２２の増幅度Ａは、抵抗４２３の抵抗値をＲ１１、抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数に応じた抵抗値をＲ２１としたとき、Ｒ２１／Ｒ１１で決定されるので、調光深度が浅い領域では、抵抗４２４ａ、…４２４ｎを全て並列接続して抵抗値Ｒ２１を最小値にすることで、オペアンプ４２２の増幅度Ａを一定の最小値に設定し、調光深度が深くなるにしたがい抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を減少させ、抵抗値Ｒ２１を次第に大きくしていくことで、オペアンプ４２２の増幅度Ａを順次大きくしていく。勿論、調光深度が全光を含む浅い領域でも、調光深度に応じてスイッチング素子４２５ａ、…４２５ｎをオフオン制御して抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を変化させるようにしても良い。
その他は、図３と同様である。
【００５１】
このような構成において、まず、調光操作部２７の調光信号により全光を含む調光深度の浅い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の５０〜１００％の範囲で調光するような場合、制御回路２６は、増幅度設定部２６３により全てのスイッチング素子４２５ａ、…４２５ｎをオン制御して抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を最大として、オペアンプ４２２の増幅度Ａを一定の最小値に設定する。
【００５２】
この状態で、発光ダイオード１９に流れる電流は、抵抗器４１により検出され、この検出電流に応じた検出信号がオペアンプ４２２に入力される。オペアンプ４２２は、発光ダイオード１９に流れる電流のレベルを最小値に設定された増幅度Ａで増幅し、ダイオード４２１を介して出力する。制御回路２６は、オペアンプ４２２の出力に基づいて、調光深度に応じた基準信号設定部２６２の基準信号を参照しながらスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御する。これにより、調光操作部２７の調光信号により発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光することができる。
【００５３】
次に、調光操作部２７の調光信号により調光深度の深い領域、例えば、発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光するような場合、制御回路２６は、増幅度設定部２６３により調光深度が深くなるにしたがい抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を減少させながら抵抗値Ｒ２１を次第に大きくしてオペアンプ４２２の増幅度Ａを順次大きくさせる。勿論、増幅度設定部２６３は、調光深度を浅くする場合、これにしたがい抵抗４２４ａ、…４２４ｎの並列接続数を増加させて抵抗値Ｒ２１を次第に小さくしオペアンプ４２２の増幅度Ａを小さくさせる。
【００５４】
この状態で、発光ダイオード１９に流れる電流は、抵抗器４１により検出され、この検出電流に応じた検出信号がオペアンプ４２２に入力される。オペアンプ４２２は、発光ダイオード１９に流れる電流のレベルを調光深度に応じて設定された増幅度Ａで増幅し、ダイオード４２１を介して出力する。制御回路２６は、オペアンプ４２２の出力に基づいて、調光深度に応じた基準信号設定部２６２の基準信号を参照しながらスイッチングトランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、発光ダイオード９に流れる電流を一定に制御する。これにより、調光操作部２７の調光信号により発光ダイオード１９の光量を定格の０〜５０％の範囲で調光することができる。
【００５５】
したがって、このようにしても、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。さらに、調光信号の調光深度に応じてオペアンプ４２２の増幅度Ａを可変可能とし、特に、調光深度が深くなるほどオペアンプ４２２の増幅度Ａを大きくするようにしたので、調光深度が深い領域で発光ダイオード１９に流れる電流が小さな場合も、発光ダイオード１９に流れる電流を確実に認識できるレベルまで補正した電流検出信号を検出できるようになり、これにより、例えば低いレベルまで調光を行う場合も確実に電流検出信号を取得でき、調光深度の深い領域での調光制御を安定して行うことができる。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、半導体発光素子として発光ダイオードの例を述べたが、レーザダイオードなど他の半導体発光素子を用いた場合にも適用できる。また、上述した実施の形態では、交流電源１１を備えたものを述べているが、交流電源１１は、装置外部に設けられるものでもよい。さらに、上述した実施の形態では、アナログ回路の例を述べたが、マイコンやデジタル処理を用いた制御方式を採用することもできる。また、調光深度の切替えは、連続的に調光するものや段階的に調光するものも含み、また、電源電圧の導通期間を制御して負荷への実効電圧を可変させる位相制御でもよい。さらに、調光信号は、専用信号線を用いたり、電源電線に調光信号を重畳させた電力線信号を用いることもできる。
【００５７】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【符号の説明】
【００５８】
１…器具本体、２…光源部、２ａ…ＬＥＤ、３…電源室、５…電源端子室、１１…交流電源、１２…全波整流回路、１３…コンデンサ、１４…スイッチングトランス、１５…スイッチングトランジスタ、１８…整流平滑回路、１９…発光ダイオード、２０…高電流検出部、２１、３１…低電流検出部、２１１、３１１…スイッチングトランジスタ、２２、２３…比較器、２６…制御回路、２６１…切換え制御部、２６２…基準信号設定部、２７…調光操作部、３１２、４２２…オペアンプ、４２…電流検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流出力を生成する直流出力生成手段と；
前記直流出力生成手段より生成される直流出力が供給される半導体発光素子と；
所定の増幅度を有する増幅手段を備えるとともに、前記半導体発光素子に流れる電流を検出する電流検出手段と；
前記増幅手段を介して検出される検出信号に応じて前記直流出力生成手段を制御する制御手段と；
を具備したことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
直流出力を生成する直流出力生成手段と；
前記直流出力生成手段より生成される直流出力が供給される半導体発光素子と；
調光信号の調光深度に応じて増幅度を可変可能にした増幅手段を有するとともに、前記半導体発光素子に流れる電流を検出する電流検出手段と；
前記調光信号の調光深度に応じて前記電流検出手段の増幅手段の増幅度を設定し、前記増幅手段を介して検出される検出信号に応じて前記直流出力生成手段を制御する制御手段と；
を具備したことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の電源装置と；前記電源装置を有する器具本体と：を具備したことを特徴とする照明器具。
【請求項１】
直流出力を生成する直流出力生成手段と；
前記直流出力生成手段より生成される直流出力が供給される半導体発光素子と；
所定の増幅度を有する増幅手段を備えるとともに、前記半導体発光素子に流れる電流を検出する電流検出手段と；
前記増幅手段を介して検出される検出信号に応じて前記直流出力生成手段を制御する制御手段と；
を具備したことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
直流出力を生成する直流出力生成手段と；
前記直流出力生成手段より生成される直流出力が供給される半導体発光素子と；
調光信号の調光深度に応じて増幅度を可変可能にした増幅手段を有するとともに、前記半導体発光素子に流れる電流を検出する電流検出手段と；
前記調光信号の調光深度に応じて前記電流検出手段の増幅手段の増幅度を設定し、前記増幅手段を介して検出される検出信号に応じて前記直流出力生成手段を制御する制御手段と；
を具備したことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の電源装置と；前記電源装置を有する器具本体と：を具備した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２０１３−８５４６６（Ｐ２０１３−８５４６６Ａ）
【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２０１２−２５９３９９（Ｐ２０１２−２５９３９９）
【出願日】平成２４年１１月２８日（２０１２．１１．２８）
【分割の表示】特願２００８−２３３４２２（Ｐ２００８−２３３４２２）の分割
【原出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【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２４年１１月２８日（２０１２．１１．２８）
【分割の表示】特願２００８−２３３４２２（Ｐ２００８−２３３４２２）の分割
【原出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
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