JP6613817B2 - Lighting device and lighting apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、点灯装置および照明器具に関する。 The present invention relates to a lighting device and a lighting fixture.
従来、例えば、下記の特開２０１２−０５４２２３号公報に記載されているように、電源投入から光源点灯までにかかる時間を短くするように改善された照明器具が知られている。この公報にかかる照明器具では、光源モジュール内部の回路構成を工夫することで、電源投入後に回路内の特定の光源を早期に点灯させるようにしている。 Conventionally, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-054223, there has been known an illuminator that has been improved so as to shorten the time taken from power-on to light source lighting. In the luminaire according to this publication, a specific light source in the circuit is turned on early after the power is turned on by devising the circuit configuration inside the light source module.
従来、複数のコンバータ回路を直列に接続して光源を点灯させる電源を生成するいわゆる２コンバータ方式の点灯装置が知られている。この種の点灯装置では、各コンバータ回路のスイッチング素子それぞれが制御回路で制御される。点灯装置用のアナログ制御回路およびディジタル制御回路のいずれについても、光源の早期点灯の観点から、起動時に複数のコンバータ回路においていかなる順番でスイッチング素子のスイッチングを開始するかが検討された文献が無い。 2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called two-converter lighting device that generates a power source for lighting a light source by connecting a plurality of converter circuits in series is known. In this type of lighting device, each switching element of each converter circuit is controlled by a control circuit. In any of the analog control circuit and the digital control circuit for the lighting device, there is no document in which in what order switching of the switching elements is started in the plurality of converter circuits at the time of startup from the viewpoint of early lighting of the light source.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、光源の早期点灯を確実に行うことができる点灯装置および照明器具を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a lighting device and a lighting fixture capable of reliably performing early lighting of a light source.
本発明にかかる点灯装置は、直流電圧の入力を受け、第１スイッチング素子を用いて前記直流電圧を昇圧することにより第１出力電圧を出力する第１コンバータ回路と、第２スイッチング素子を用いて前記第１出力電圧を降圧することで第２出力電圧を出力する第２コンバータ回路と、前記第１スイッチング素子を制御する第１制御信号および前記第２スイッチング素子を制御する第２制御信号を出力するディジタル演算回路と、を備え、前記ディジタル演算回路は、前記第１コンバータ回路の起動時に前記第１出力電圧を予め定めた目標電圧へ立ち上げる起動時電圧立ち上げを行うように前記第１スイッチング素子がスイッチングを開始し、かつ前記起動時電圧立ち上げの期間内に前記第１出力電圧が前記目標電圧を超えてオーバーシュートした第一時点よりも後であって前記起動時電圧立ち上げによる前記オーバーシュートが前記目標電圧に収束した第二時点よりも前のタイミングに前記第２スイッチング素子がスイッチングを開始するように、前記第１制御信号および前記第２制御信号の出力開始タイミングを予め設定されたものである。本発明にかかる照明器具は、上記本発明にかかる点灯装置を備える。
A lighting device according to the present invention uses a first converter circuit that receives a DC voltage input and outputs a first output voltage by boosting the DC voltage using a first switching element, and a second switching element. A second converter circuit that outputs a second output voltage by stepping down the first output voltage, a first control signal that controls the first switching element, and a second control signal that controls the second switching element are output. A digital operation circuit that performs the first switching so that the first output voltage rises to a predetermined target voltage when the first converter circuit is activated. element starts switching, and the first output voltage within the period of the startup voltage rise exceeds the target voltage overshoot As the timing earlier than the second time when the overshoot by the startup voltage rise or after the than the first time point is converged to the target voltage the second switching element starts switching, the The output start timing of the first control signal and the second control signal is preset. The lighting fixture concerning this invention is equipped with the lighting device concerning the said invention.
本発明によれば、早期点灯を優先して第１、２スイッチング素子それぞれの開始時期が一定範囲内に収まるようにディジタル演算回路を構築したので、点灯開始時において光源の早期点灯を確実に行うことができる。これにより、起動時に第１コンバータ回路の出力電圧が安定してから第２コンバータ回路を起動させる場合に生ずる第１コンバータ回路の出力安定にかかる点灯待ち時間を回避することもでき、早期の点灯を確保することができる。 According to the present invention, since the digital arithmetic circuit is constructed so that the start timing of each of the first and second switching elements falls within a certain range with priority on early lighting, the light source can be reliably turned on early at the start of lighting. be able to. As a result, it is possible to avoid the lighting waiting time for the output stabilization of the first converter circuit that occurs when the second converter circuit is started after the output voltage of the first converter circuit is stabilized at the time of starting, and early lighting is possible. Can be secured.
図１は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置１およびこれを備える照明器具１００を示す回路図である。照明器具１００は、光源モジュール２１と、点灯装置１とで構成される。点灯装置１は、整流回路６、コンデンサ７、分圧回路を構成する抵抗８、９、昇圧チョッパ回路２、バックコンバータ回路３、突入電流抑制回路２５、制御電源回路４、制御装置５、および駆動回路２４を備えている。整流回路６は、交流電源２２と接続している。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a
ユーザが壁スイッチＳＷを操作することで点灯装置１へ交流電源２２からの交流入力電圧が投入される。この交流入力電圧の投入は、点灯装置１に対する「点灯指示信号の入力」という意義も有している。交流入力電圧の投入後、制御電源回路４の起動、制御装置５の起動、昇圧チョッパ回路２の起動、およびバックコンバータ回路３の起動の順に点灯装置１が駆動を開始する。
When the user operates the wall switch SW, the AC input voltage from the
整流回路６は、交流電源２２からの交流電圧を直流電圧に変換する。コンデンサ７は、整流回路６の出力端子に並列に接続する。抵抗８、９が直列接続した分圧回路は、コンデンサ７に並列接続される。抵抗８、９がコンデンサ７の両端電圧を分圧することで入力電圧Ｖｉｎが生成され、この入力電圧Ｖｉｎが制御装置５に入力される。
The rectifier circuit 6 converts an AC voltage from the
昇圧チョッパ回路２は、整流回路６から直流電圧を受けて、第１スイッチング素子Ｑ１を用いて直流電圧を昇圧することにより第１出力電圧Ｖ１を出力する。具体的には、昇圧チョッパ回路２は、インダクタ１０と、第１スイッチング素子Ｑ１と、ダイオード１１と、コンデンサ１５と、抵抗１３、１４が直列接続した分圧回路を備えている。インダクタ１０は、一端が整流回路６の高電位側に接続される。第１スイッチング素子Ｑ１は、本実施形態ではＭＯＳＦＥＴであり、第１端子（本実施形態ではドレイン）、第２端子（本実施形態ではソース）および第１、２端子間をスイッチングするための制御端子（本実施形態ではゲート）を備え、インダクタ１０の他端に第１端子が接続される。ダイオード１１のアノードが、第１スイッチング素子Ｑ１の第１端子とインダクタ１０の他端との接続点に接続される。コンデンサ１５は、正極がダイオード１１のカソードに接続され、負極が整流回路６の低電位側に接続される電解コンデンサである。抵抗１３、１４が直列接続した分圧回路は、コンデンサ１５に並列に接続される。コンデンサ１５の両端電圧が抵抗１３、１４を用いて分圧され制御装置５に入力される。
The step-
抵抗１３、１４で構成される分圧回路は、昇圧チョッパ回路２の出力端に設けられている。抵抗１３と抵抗１４の接続点に現れる検知電圧Ｖｐが制御装置５に入力される。検知電圧Ｖｐは、昇圧チョッパ回路２の出力電圧を検出するために用いられる。
A voltage dividing circuit composed of the
バックコンバータ回路３は、第２スイッチング素子Ｑ２を用いて第１出力電圧Ｖ１を降圧することにより、光源モジュール２１を点灯させるための第２出力電圧Ｖ２を出力する。具体的には、バックコンバータ回路３は、第２スイッチング素子Ｑ２と、ダイオード１８と、インダクタ１７と、コンデンサ２３と、検出抵抗１９を備えている。第２スイッチング素子Ｑ２とダイオード１８からなる直列回路が、昇圧チョッパ回路２のコンデンサ１５と並列に接続されている。第２スイッチング素子Ｑ２は、本実施形態ではＭＯＳＦＥＴであり、第１端子（本実施形態ではドレイン）、第２端子（本実施形態ではソース）および第１、第２端子間をスイッチングするための制御端子（本実施形態ではゲート）を備えている。第２スイッチング素子Ｑ２の第１端子がコンデンサ１５の一端（正極）と接続し、第２スイッチング素子Ｑ２の第２端子がダイオード１８のカソードおよびインダクタ１７の接続点に接続される。インダクタ１７、コンデンサ２３、および検出抵抗１９はこの順に直列接続して直列回路を形成しており、この直列回路がダイオード１８に並列に接続している。
The
検出抵抗１９の一端は光源モジュール２１のカソード端とコンデンサ２３の負極端子との接続点に接続しており、検出抵抗１９の他端は接地されている。検出抵抗１９には、光源モジュール２１に流れる電流に比例した電圧が発生する。検出抵抗１９と光源モジュール２１のカソード端との接続点が制御装置５と接続されており、検出抵抗１９に発生した検出電圧ＶＩＬＥＤが制御装置５に入力される。制御装置５は、検出電圧ＶＩＬＥＤに基づいて、光源モジュール２１に流れるＬＥＤ電流値ＩＬＥＤを検出することができる。
One end of the
光源モジュール２１は、点灯装置１の出力端子（図示せず）を介して、コンデンサ２３に並列に接続している。光源モジュール２１は、複数のＬＥＤ２０を備えており、図１では一例として複数のＬＥＤ２０を１列に直列接続したモジュールとしている。ＬＥＤ２０は、無機半導体で形成されたＬＥＤ素子であってもよく、有機半導体で形成されたいわゆるＯＬＥＤ素子（すなわち有機ＥＬ素子）であってもよい。
The
制御電源回路４は駆動回路２４の電源電圧ＶＡＣＣおよび制御装置５の電源電圧ＶＤＣＣを供給する回路である。制御電源回路４は、実施の形態ではコンデンサ１５の後段、すなわち昇圧チョッパ回路２の出力端に接続されている。交流電源２２が投入されると、整流回路６によって整流された直流電圧（脈流直流電圧）により制御電源回路４が起動する。制御電源回路４により生成した制御電源ＶＤＣＣで制御装置５が起動した後、制御装置５により昇圧チョッパ回路２が起動した後は、昇圧チョッパ回路２が出力する第１出力電圧Ｖ１が制御電源回路４の電源となる。
The control
制御電源回路４により生成した制御電源ＶＡＣＣにより起動した駆動回路２４は、制御装置５から制御信号Ｓｐ、Ｓｂを受け取って、この制御信号Ｓｐ、Ｓｂに従って、第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲート駆動信号を出力する。例えば制御信号Ｓｐ、ＳｂがＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号であれば、駆動回路２４はこのＰＷＭ信号を必要な電圧レベルに増幅する増幅回路である。
The
ディジタルインターフェース回路４０には、図示しない様々な外部デバイスを接続することができる。外部デバイスから、ディジタルインターフェース回路４０を介して、制御装置５へと各種の信号が入力される。外部デバイスとしては、例えば人感センサ、照度センサ（明るさセンサ）、調光器、無線通信ユニットなどが想定される。実施の形態では、一例として、ディジタルインターフェース回路４０に例えば図示しない調光器から調光信号が入力されるものとする。調光信号は、ディジタルインターフェース回路４０からマイコン５１に伝達される。
Various external devices (not shown) can be connected to the
突入電流抑制回路２５は、交流電源投入時にコンデンサ７に急激に流れ込む突入電流を抑制する回路である。起動時瞬間的にコンデンサ７に流れ込む入力電流はサーミスタ２７により抑制される。昇圧チョッパ回路２の起動後はインダクタ１０から得た電流がサイリスタ２６のゲートへ流れ込み、サイリスタ２６はオンする。サイリスタ２６がオンすることで入力電流はサイリスタ２６を流れるので、サーミスタ２７には電流は流れない。つまり、サーミスタ２７に電流が流れることによる損失を軽減した動作が可能となる。サイリスタ２６はサーミスタ２７に並列接続してスイッチの役割を果たす。
The inrush
［制御装置５の構成及び動作］
制御装置５は、検知電圧ＶｐおよびＬＥＤ電流値ＩＬＥＤに基づいて、第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を制御する。具体的には、制御装置５は、検知電圧Ｖｐに基づいて、昇圧チョッパ回路２の出力電圧が一定値になるように（昇圧チョッパ回路２の出力電圧が予め設定された昇圧目標電圧と一致するように）、制御信号Ｓｐを調節する。制御装置５は、力率改善制御を行うために、いわゆる電流臨界モードまたは電流連続モードなどで第１スイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御する。また、制御装置５は、検出電圧ＶＩＬＥＤに基づいてＬＥＤ電流値ＩＬＥＤが一定値となるように（バックコンバータ回路３の出力電圧が予め設定された降圧目標電圧と一致するように）、制御信号Ｓｂを調節する。
[Configuration and Operation of Control Device 5]
The
制御装置５から出力された制御信号Ｓｐ、Ｓｂは、駆動回路２４に入力される。駆動回路２４は、第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオンさせる為に必要な電圧まで制御信号Ｓｐ、Ｓｂを増幅して駆動信号を生成し、この駆動信号を第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２それぞれの制御端子に出力する。制御信号Ｓｐに従って第１スイッチング素子Ｑ１がオンオフされることで、昇圧チョッパ回路２において所望の昇圧動作および力率改善動作が得られる。また、制御信号Ｓｂに従って第２スイッチング素子Ｑ２がオンオフされることで、バックコンバータ回路３が光源モジュール２１を所望の明るさで点灯させることができる。なお、制御装置５はユーザの設定により任意の異なるタイミングで制御信号Ｓｐ、Ｓｂの出力を開始することもできる。
Control signals Sp and Sb output from the
制御装置５の内部構造については各種公知のハードウェア構成を適用することができるので詳細を図示することは省略するが、ハードウェア構成の一部を説明すると、図１に示す制御装置５はマイコン５１およびＡ／Ｄ変換回路５２を内蔵している。図１では、一例として、制御電源回路４が生成した制御電源ＶＤＣＣが、給電配線５３を介してマイコン５１およびＡ／Ｄ変換回路５２に供給されている。ＩＣパッケージ内において制御電源ＶＤＣＣを給電する給電配線５３がマイコン５１およびＡ／Ｄ変換回路５２とで共有されている。
Since various well-known hardware configurations can be applied to the internal structure of the
マイコン５１は、内部に演算処理部およびメモリなどを含んでおり、点灯制御に必要な各種ディジタル情報および制御プログラムを記憶している。Ａ／Ｄ変換回路５２は、上述した入力電圧Ｖｉｎ、検知電圧Ｖｐ、および検出電圧ＶＩＬＥＤをそれぞれディジタル値に変換する。Ａ／Ｄ変換回路５２を介してディジタル値に変換された各種情報と、マイコン５１のメモリに記憶された各種ディジタル情報とを利用して、マイコン５１の演算処理部において点灯制御用の制御プログラムが実行される。
The
マイコン５１は、制御プログラムを実行することにより、第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２それぞれのスイッチング制御に関するオンデューティ等の動作目標値を算出する。具体的には、マイコン５１は、昇圧チョッパ回路２において所望の昇圧電圧を得るとともに所望の力率改善制御を行うように、第１スイッチング素子Ｑ１の動作目標値を算出する。マイコン５１は、ディジタルインターフェース回路４０を介して調光器（図示せず）から調光信号に応じた調光率で光源モジュール２１を点灯させるように、第２スイッチング素子Ｑ２についてオンデューティ等の動作目標値を算出する。マイコン５１は、算出した動作目標値で指定されたパルス幅、周期、およびデューティなどを駆動回路２４に出力させるための制御信号Ｓｐ、Ｓｂをそれぞれ出力する。
The
図２は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置１の動作を説明するための電圧波形図である。制御装置５は、「昇圧チョッパ回路２の起動時に第１出力電圧Ｖ１を目標電圧Ｖｐｔへと立ち上げる起動時電圧立ち上げ」を行うように第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行う。図２は、縦軸を電圧値とし横軸を時間とするグラフであり、「起動時電圧立ち上げ」に伴う電圧上昇波形の一例を模式的に図示したものである。
FIG. 2 is a voltage waveform diagram for explaining the operation of the
図２に示す電圧波形図では、概略的には、時点ｔ０で壁スイッチＳＷがオンとされて、時点ｔ１で第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングが開始され、時点ｔ２で第１出力電圧Ｖ１がオーバーシュートを示している。時点ｔ３から時点ｔ４までの期間は、第１出力電圧Ｖ１が安定したか否かの判定処理が制御装置５（正確にはマイコン５１）で行われている期間である。 In the voltage waveform diagram shown in FIG. 2, generally, the wall switch SW is turned on at time t0, the switching of the first switching element Q1 is started at time t1, and the first output voltage V1 is over at time t2. Shows a shoot. The period from the time point t3 to the time point t4 is a period during which the control device 5 (more precisely, the microcomputer 51) determines whether or not the first output voltage V1 is stable.
図２に示された第１出力電圧Ｖ１の電圧挙動をより細かく説明すると、図２に示す電圧波形図では、まず、時点ｔ０において、壁スイッチＳＷがオンとされて点灯指示信号が発せられる。図２の例では、時点ｔ０で既に点灯装置１と交流電源２２とが接続されており出力電圧Ｖ１が電圧Ｖ０を示しているものとして説明する。電圧Ｖ０は、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング開始前における整流回路６が出力した直流電圧でコンデンサ１５の端子間に現れている電圧である。次に、時点ｔ１において、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングが開始される。時点ｔ０と時点ｔ１の間のタイムラグ期間ＴＤは必須ではないが、図２では一例として明示している。
The voltage behavior of the first output voltage V1 shown in FIG. 2 will be described in more detail. In the voltage waveform diagram shown in FIG. 2, first, at time t0, the wall switch SW is turned on and a lighting instruction signal is issued. In the example of FIG. 2, the
次に、時点ｔ１０において、第１出力電圧Ｖ１が起動時電圧立ち上げの途中（序盤〜中盤）に任意的に予め定めた基準電圧Ｖｔｈ１以上となり、時点ｔ１１において、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔの付近に予め定めた基準電圧Ｖｔｈ２以上となる。時点ｔ１０および時点ｔ１１は、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔにどの程度近づいたか、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔに安定するまでにあとどの程度かかるかを判断する基準として用いることができる。 Next, at time t10, the first output voltage V1 becomes equal to or higher than a predetermined reference voltage Vth1 during the start-up voltage startup (early to middle), and at time t11, the first output voltage V1 becomes the target voltage. It becomes equal to or higher than a predetermined reference voltage Vth2 near Vpt. The time point t10 and the time point t11 can be used as a reference for determining how close the first output voltage V1 is to the target voltage Vpt and how much time is required until the first output voltage V1 is stabilized at the target voltage Vpt. .
次に、時点ｔ２０において、第１出力電圧Ｖ１が、目標電圧Ｖｐｔに達する。制御装置５は、目標電圧Ｖｐｔが目標値と一致するように検知電圧Ｖｐを第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御内容にフィードバックするフィードバック制御を行っている。「スイッチング制御内容」とは、オン時間、オンデューティ、およびスイッチング周波数などの制御パラメータである。フィードバック制御によるオーバーシュートが発生することで、第１出力電圧Ｖ１は目標電圧Ｖｐｔを超えて上昇する。オーバーシュートに対してフィードバックがかかることで、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔに向かって低減されるようにスイッチング制御内容が調整される。次に、時点ｔ２において、第１出力電圧Ｖ１が低減し始めることで、オーバーシュートのピーク値に達する。次に、時点ｔ２１において、第１出力電圧Ｖ１は目標電圧Ｖｐｔまで低下する。その後、第１出力電圧Ｖ１はアンダーシュートにより目標電圧Ｖｐｔを超えて低下する。次に、時点ｔ２２において、アンダーシュートのピーク値に達する。これらの時点ｔ２０〜時点ｔ２２それぞれにおける電圧挙動は、起動時電圧立ち上げにおいてオーバーシュートがあったことを示す判断基準として用いることができる。
Next, at time t20, the first output voltage V1 reaches the target voltage Vpt. The
次に、時点ｔ３において、目標値付近に予め定められた電圧範囲Ｖｃｒ内に第１出力電圧Ｖ１が入る。次に、時点ｔ３０において、第１出力電圧Ｖ１がアンダーシュートの後に再び目標電圧Ｖｐｔに達する。次に、時点ｔ４において、予め定めた時間Ｔｐの間、連続して電圧範囲Ｖｃｒ内に第１出力電圧Ｖ１が収まったことが確定する。このような電圧範囲Ｖｃｒおよび時間Ｔｐに基づく判定プログラムは、マイコン５１に予め記憶されているものとする。
Next, at the time point t3, the first output voltage V1 enters the voltage range Vcr determined in the vicinity of the target value. Next, at time t30, the first output voltage V1 reaches the target voltage Vpt again after undershooting. Next, at time t4, it is determined that the first output voltage V1 is continuously within the voltage range Vcr for a predetermined time Tp. It is assumed that such a determination program based on the voltage range Vcr and time Tp is stored in the
図２における時点ｔ４では第１出力電圧Ｖ１が十分に安定し、昇圧チョッパ回路２がいわば定常運転に移行したものとみなすことができる。また、実施の形態にかかる制御装置５において、電圧範囲Ｖｃｒおよび時間Ｔｐに基づいて、判定プログラム上、第１出力電圧Ｖ１が安定したと判定される時点でもある。そこで、実施の形態においては、図２における時点ｔ４を「起動時電圧立ち上げの完了時点」として取り扱う。
At time t4 in FIG. 2, the first output voltage V1 is sufficiently stable, and it can be considered that the
また、図２のうち時点ｔ１１〜ｔ４は、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔ付近に達してから起動時電圧立ち上げの完了時点（時点ｔ４）に至るまでのいわば収束期間である。そこで、実施の形態では、図２に示す電圧波形図における時点ｔ１１〜ｔ４の期間を「起動時電圧立ち上げの終期」として取り扱う。なお、オーバーシュートあるいはアンダーシュートの幅にもよるものの、起動時電圧立ち上げ制御の開始直後の低い電圧に比べれば、オーバーシュート以後は第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔ付近に収束するように制御される。従って、オーバーシュートに関連する時点ｔ２０〜２２が到来した時点で、第１出力電圧Ｖ１が安定し始めていると考えることができる。これらの時点ｔ１１〜ｔ４では、図２に示されるように、起動時電圧立ち上げ制御の開始直後の低い電圧に比べて、目標電圧Ｖｐｔ付近まで、第１出力電圧Ｖ１が十分に上昇している。第１出力電圧Ｖ１が十分に上昇した後は、第１出力電圧Ｖ１を目標電圧Ｖｐｔ付近へ収束させるように定電圧制御が行われ、第１出力電圧Ｖ１は安定へと向かう。 In FIG. 2, time points t <b> 11 to t <b> 4 are a so-called convergence period from when the first output voltage V <b> 1 reaches the vicinity of the target voltage Vpt to when the start-up voltage rise is completed (time point t <b> 4). Therefore, in the embodiment, the period from the time point t11 to t4 in the voltage waveform diagram shown in FIG. 2 is treated as “the end of start-up voltage rise”. Although it depends on the width of the overshoot or undershoot, control is performed so that the first output voltage V1 converges to the vicinity of the target voltage Vpt after the overshoot as compared with a low voltage immediately after the start-up voltage startup control. Is done. Therefore, it can be considered that the first output voltage V1 starts to stabilize at the time point t20 to 22 related to the overshoot. At these time points t11 to t4, as shown in FIG. 2, the first output voltage V1 is sufficiently increased up to the vicinity of the target voltage Vpt as compared to a low voltage immediately after the start-up voltage start-up control is started. . After the first output voltage V1 rises sufficiently, constant voltage control is performed so that the first output voltage V1 converges to the vicinity of the target voltage Vpt, and the first output voltage V1 goes to stability.
ここで、実施の形態に対する比較例として、昇圧チョッパ回路２の第１出力電圧Ｖ１が安定してからバックコンバータ回路３を起動させる場合について検討してみる。まず、交流電源２２から交流電圧が入力される。突入電流はサーミスタ２７により抑制される。交流電圧は整流回路６により整流、コンデンサ７、１５により平滑され、平滑された電圧により制御電源回路４が起動する。制御電源回路４は駆動回路２４および制御装置５に電圧を供給し、駆動回路２４および制御装置５が起動する。制御装置５は第１スイッチング素子Ｑ１に第１制御信号Ｓｐ（ＰＷＭ信号）を出力する。駆動回路２４により増幅されたＰＷＭ信号により第１スイッチング素子Ｑ１のオン／オフが開始され、昇圧チョッパ回路２が起動される。昇圧チョッパ回路２の第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔに達して安定した後に、制御装置５は第２スイッチング素子Ｑ２側へ第２制御信号Ｓｂ（ＰＷＭ信号）を出力する。駆動回路２４により増幅されたＰＷＭ信号により第２スイッチング素子Ｑ２のオン／オフが開始され、バックコンバータ回路３は起動し、光源モジュール２１が点灯する。この比較例にかかる一連の動作によれば、起動時に昇圧チョッパ回路２の第１出力電圧Ｖ１が安定してからでないとバックコンバータ回路３が起動されないので、少なくとも第１出力電圧Ｖ１の安定に要する期間が点灯待ち時間となってしまい、点灯が遅れてしまう。このような問題点を見出した本願発明者は、起動時に複数のコンバータ回路においていかなる順番でスイッチング素子のスイッチングを開始するかについて検討した。
Here, as a comparative example with respect to the embodiment, consider a case where the
図２のタイムチャートにおける最下段には、実施の形態にかかる「Ｑ１、Ｑ２スイッチング開始タイミング」が図示されている。「第１期間」は、点灯指示信号の入力（具体例としては、商用電源ＡＣの投入）があった時点ｔ０から、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング開始直前までの期間である。「第２期間」は、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング開始直後から、起動時電圧立ち上げの完了時点ｔ４の直前までの期間である。第１期間と第２期間との間には、第１スイッチング素子Ｑ１でスイッチングが開始される時点ｔ１が存在している。実施の形態では、時点ｔ１を、「第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング開始時点と同時」として取り扱うものとする。 The “Q1, Q2 switching start timing” according to the embodiment is illustrated at the bottom of the time chart of FIG. The “first period” is a period from the time t0 when the lighting instruction signal is input (specifically, the commercial power supply AC is turned on) to immediately before the start of switching of the first switching element Q1. The “second period” is a period from immediately after the start of switching of the first switching element Q1 to immediately before the start-up voltage rise completion time t4. Between the first period and the second period, there is a time point t1 at which switching is started in the first switching element Q1. In the embodiment, the time point t1 is handled as “simultaneous with the switching start time point of the first switching element Q1”.
実施の形態では、点灯装置１の早期点灯を確保するために、次の３種類の観点で第１、２スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング開始タイミングをマイコン５１上で設定することにした。
In the embodiment, in order to ensure early lighting of the
まず、第１の観点としては、後述する図３で示すように、マイコン５１は、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングと第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングとを同時に開始するように、マイコン５１において第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂの出力開始タイミングが予め設定されてもよい。具体的には、第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂの出力が同時に開始されてもよい。なお、変形例として、第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂが第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に到達するまでの信号伝達の遅延時間差が大きい場合などに、遅延時間差を相殺するように第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂの出力開始タイミングをずらして設定してもよい。この第１の観点について、昇圧チョッパ回路２とバックコンバータ回路３を同時に起動させた場合を考えてみる。制御電源回路４起動後、制御装置５はスイッチング素子１２、１６に向けて同時にＰＷＭ信号を出力し、駆動回路２４で増幅されたＰＷＭ信号によりスイッチング素子１２、１６はオン／オフされ、昇圧チョッパ回路２とバックコンバータ回路３は同時に起動する。昇圧チョッパ回路２の第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔに達し安定するまで待つ必要がないので、光源モジュール２１が点灯するまでの時間を短縮することができる。
First, as a first aspect, as shown in FIG. 3 to be described later, the
また、第２の観点としては、後述する図４〜図７で示すように、マイコン５１は、第２期間内で第２スイッチング素子Ｑ２が第１スイッチング素子Ｑ１より後にスイッチングを開始するように、マイコン５１において第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂの出力開始タイミングが予め設定されてもよい。具体的には、マイコン５１は、第１制御信号Ｓｐよりも後に第２制御信号Ｓｂの出力を開始してもよい。ただし、変形例として、第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂが第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に到達するまでの信号伝達の遅延時間差が大きい場合などに、遅延時間差を考慮したうえで、第２期間内で第２スイッチング素子Ｑ２が第１スイッチング素子Ｑ１より後にスイッチングを開始するように、第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂの出力開始タイミングが同時または上記と逆に設定されてもよい。
Further, as a second aspect, as shown in FIGS. 4 to 7 described later, the
また、第３の観点としては、後述する図８〜図１１で示すように、マイコン５１は、第１スイッチング素子Ｑ１よりも先に第２スイッチング素子Ｑ２がスイッチングを開始するように、マイコン５１において第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂの出力開始タイミングが予め設定されてもよい。具体的には、マイコン５１は、第１制御信号Ｓｐよりも先に第２制御信号Ｓｂの出力を開始してもよい。なお、変形例として、第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂが第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に到達するまでの信号伝達の遅延時間差が大きい場合などに、遅延時間差を考慮したうえで第１スイッチング素子Ｑ１よりも先に第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングが開始されるように、第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂの出力開始タイミングが同時または上記と逆に設定されてもよい。第３の観点の場合には、バックコンバータ回路３、昇圧チョッパ回路２の順に起動することになる。バックコンバータ回路３が既に起動していることにより、昇圧チョッパ回路２の起動後に第１出力電圧Ｖ１が立ち上がり始めて光源モジュール２１を点灯させるために必要な電圧に到達した段階で、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔより低くとも光源モジュール２１を点灯させることができる。これにより、第１出力電圧Ｖ１が目標電圧Ｖｐｔに達する前に光源モジュール２１を点灯させることができるので、点灯までの時間を短くすることができる。
Further, as a third aspect, as shown in FIGS. 8 to 11 described later, the
以下、実施の形態における上記第１〜３の観点の具体的制御を説明する。 Hereinafter, specific control of the first to third aspects in the embodiment will be described.
（第１、２スイッチング素子が同時の場合）
図３は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置１の動作を説明するためのタイムチャートである。図３の例では、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングと第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングとを時点ｔ１において同時に開始するようにマイコン５１の第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂの出力開始タイミングが予め設定されている。「同時」について説明すると、一例として、マイコン５１が駆動回路２４に対して第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂを同時に出力する形態が考えられる。一方、駆動信号から第１、２スイッチング素子の各制御端子までのそれぞれの信号伝送距離に無視できない差がある場合などに、遅延時間が生じる場合があるとする。この場合、駆動回路２４が第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂに基づいて駆動信号を発した後、駆動信号が実際に第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の制御端子に到達するまでに、時間差が生まれる。そこで、他の例として、駆動回路２４からの駆動信号が第１および第２スイッチング制御信号へと同時に到達するように、マイコン５１が第１、２制御信号Ｓｐ、Ｓｂを、時間差を置いて出力する形態も考えられる。なお、昇圧チョッパ回路２の起動後はインダクタ１０から得た電流がサイリスタ２６のゲートへ流れ込むので、時点ｔ１においてサイリスタ２６はオンしている。
(When the first and second switching elements are simultaneous)
FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the
（第２スイッチング素子の順番が後の場合）
図４は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置１の動作を説明するためのタイムチャートである。図４〜図７の例では、図２における第２期間に第２スイッチング素子Ｑ２がスイッチングを開始する。そのために、第１スイッチング素子Ｑ１よりも後でありかつ可能な限り早期に第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを開始するように、第１制御信号Ｓｐよりも後に第２制御信号Ｓｂの出力を開始する設定がマイコン５１上でなされている。なお、実施の形態では、一例として、「ＳＷ２許可フラグ」がマイコン５１の制御プラグラム上で設定されているものとする。ＳＷ２許可フラグは、第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを行う条件が整ったかどうかをマイコン５１の制御上で判別するためのフラグである。ＳＷ２許可フラグは、初期状態はオフに設定され、起動時電圧立ち上げ状況推定処理の結果に基づいてオンとされる。図４では、一例として、起動時電圧立ち上げの途中において第１出力電圧Ｖ１が予め定めた閾値Ｖｔｈ１に達した時点ｔ１０で、ＳＷ２許可フラグがオン（許可）へと設定される。ＳＷ２許可フラグのオンに応答して、マイコン５１が第２制御信号Ｓｂの出力を開始することで、第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングが開始される。なお、図３と同様に、時点ｔ１においてサイリスタ２６はオンしている。
(When the order of the second switching element is later)
FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the
図５は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置１で制御装置５が実行する具体的制御を示すフローチャートである。図５のルーチンは制御装置５の起動時に実行される。図５のルーチンでは、まず、マイコン５１が昇圧チョッパ回路２の起動を開始する（ステップＳ１００）。図４では一例として点灯指示信号の発生時点ｔ０の後、タイムラグ時間ＴＤを挟んで、マイコン５１が起動時電圧立ち上げを行うための第１制御信号Ｓｐの出力を開始している。なお、タイムラグ時間ＴＤは便宜上図示しており、点灯指示信号の発生時点ｔ０の後、実質的に同時に制御電源回路４の起動および制御装置５の起動が実現されるものとみなせばタイムラグ時間ＴＤはゼロである。ステップＳ１００の後、続いて、マイコン５１の演算処理部は、「起動時電圧立ち上げ状況推定処理」を実行する（ステップＳ１０２）。「起動時電圧立ち上げ状況推定処理」は、予めマイコン５１の内蔵メモリに記憶されている。次に、マイコン５１が、ＳＷ２許可フラグがオンとなっているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ＳＷ２許可フラグがオンでない場合には処理はステップＳ１０２へと戻り、ＳＷ２許可フラグがオンとなったときには処理はステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では、マイコン５１が、バックコンバータ回路３の駆動を開始する。具体的には、マイコン５１が、第２スイッチング素子Ｑ２をスイッチングするための第２制御信号Ｓｂの出力を開始する。以上により、今回のルーチンが終了する。なお、図５のルーチンは、特定の待機モード（制御装置５は作動しているものの、昇圧チョッパ回路２のスイッチングが停止して昇圧動作が休止している状態）を有する制御装置５であれば、この待機モードからの再点灯時に図５のルーチンが実行されてもよい。
FIG. 5 is a flowchart showing specific control executed by the
図６は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置１で制御装置５が実行する具体的制御を示すフローチャートである。このフローチャートは、図５のステップＳ１０２で実行すべき「起動時電圧立ち上げ状況推定処理」の具体例を示すものであり、特に図４で示した第１出力電圧Ｖ１と閾値Ｖｔｈ１との比較判定処理を含む具体例である。図６のルーチンでは、まず、マイコン５１の演算処理部が、検出電圧ＶｐをＡ／Ｄ変換回路５２でディジタル値に変換した最新の値を読み込む（ステップＳ１５０）。次に、マイコン５１の演算処理部は、読み込まれた検出電圧Ｖｐのディジタル値に基づいて、第１出力電圧Ｖ１が予め定めた閾値Ｖｔｈ１となったか否かを判定する（ステップＳ１５２）。ステップＳ１５２の判定結果が否定であれば、今回のルーチンが終了して図５のステップＳ１０４に処理が進み、さらに初期状態ではＳＷ２許可フラグはオフなので、処理はステップＳ１０２に戻り図６のルーチンが再開される。ステップＳ１５２の判定結果が肯定であった場合には、次に、マイコン５１の演算処理部はＳＷ２許可フラグをオンに設定する（ステップＳ１５６）。その後、今回のルーチンが終了する。
FIG. 6 is a flowchart showing specific control executed by the
図６のルーチンにおいて、ステップＳ１５２で使用される「基準電圧」は、閾値Ｖｔｈ１に限らず様々な電圧値として定めることができる。「基準電圧」は、図４のＶｔｈ２あるいはＶｃｒの下限値を利用してもよい。閾値Ｖｔｈ２を用いることで、起動時電圧立ち上げ中に、第１出力電圧Ｖ１と目標電圧Ｖｐｔとの差が予め定めた範囲内になったときに第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを開始することができる。 In the routine of FIG. 6, the “reference voltage” used in step S152 is not limited to the threshold value Vth1, and can be determined as various voltage values. As the “reference voltage”, the lower limit value of Vth2 or Vcr in FIG. 4 may be used. By using the threshold value Vth2, the switching of the second switching element Q2 can be started when the difference between the first output voltage V1 and the target voltage Vpt is within a predetermined range during the startup voltage startup. it can.
ステップＳ１５２の更なる変形例として、マイコン５１の演算処理部は、検知電圧Ｖｐに基づいて、目標電圧Ｖｐｔに対する第１出力電圧Ｖ１のオーバーシュートが検知されたときに、処理ステップＳ１５６へ移行してＳＷ２許可フラグをオンとするものであってもよい。起動時電圧立ち上げにおいてオーバーシュートが検知されたときには、まもなく第１出力電圧Ｖ１が安定して起動時電圧立ち上げが完了すると判断することができるので、第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング開始により早期点灯を確保する準備が整ったと考えることができる。
As a further modification of step S152, the arithmetic processing unit of the
ステップＳ１５２の更なる変形例として、マイコン５１の演算処理部が、起動時電圧立ち上げの完了時点ｔ４を判定するための完了判定処理を備える場合には、この完了判定処理において第１出力電圧が目標電圧に収束したと判定されるよりも前に第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを開始するように構築されていてもよい。これによりオーバーシュート後の安定を待たずに、早期にバックコンバータ回路３を起動することができる。このような変形例の具体的処理内容について一例を説明すると、まず、完了判定処理の内容が、目標電圧Ｖｐｔ付近に予め定めた電圧範囲Ｖｃｒ内に第１出力電圧が予め定めた期間Ｔｐだけ収まっている場合に、第１出力電圧Ｖ１が収束したものと判定するものであってもよい。これに対して、ステップＳ１５２の内容を、例えば電圧範囲Ｖｃｒ内に上記期間Ｔｐよりも短いＴｐ´だけ収まった場合に、処理ステップＳ１５６へ移行してＳＷ２許可フラグをオンとするものであってもよい。あるいは、時点ｔ１０のオーバーシュートおよび時点ｔ２２のアンダーシュートの後の緩やかな電圧上昇により第１出力電圧Ｖ１が電圧範囲Ｖｃｒ内に収まったときに、処理ステップＳ１５６へ移行してＳＷ２許可フラグをオンとするものであってもよい。他の変形例として、目標電圧Ｖｔｐ付近における第１出力電圧Ｖ１の変動率が予め定めたレベルまで小さくなったとき、上記完了判定処理の判定結果が肯定となる前であっても処理ステップＳ１５６へ移行してＳＷ２許可フラグをオンとするものであってもよい。例えば、第１出力電圧Ｖ１の出力変化率が予め定めた基準変化率以下となったとき、第１出力電圧Ｖ１の出力変化幅が予め定めた基準幅以下となったとき、あるいは第１出力電圧Ｖ１の変動周期等に基づいて第１出力電圧Ｖ１の出力変動が収まったと判定されたときに、上記完了判定処理の判定結果が肯定となる前であっても処理ステップＳ１５６へ移行してＳＷ２許可フラグをオンとするものであってもよい。
As a further modification of step S152, when the arithmetic processing unit of the
図７は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置１で制御装置５が実行する具体的制御を示すフローチャートの他の例である。このフローチャートは、図５のステップＳ１０２で実行すべき「起動時電圧立ち上げ状況推定処理」の他の具体例を示すものである。図７に示す例は、予め定めた「起算点」から時間を計測し、起算点から計測した計測時間が予め定めた「判定時間」以上となった場合に、ＳＷ２許可フラグをオンに設定するものである。
FIG. 7 is another example of a flowchart showing specific control executed by the
図７のルーチンでは、まず、マイコン５１の演算処理部が、予め定めた起算点が到来したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１７０）。起算点が時点ｔ０である場合には、図１３のルーチン実行時点で既に起算点が到来しているので、ステップＳ１７０を省略してもよい。
In the routine of FIG. 7, first, the arithmetic processing unit of the
ステップＳ１７０で起算点が到来したと判定された場合には、マイコン５１の演算処理部は、起算点からの時間を計測する処理を開始する（ステップＳ１７２）。時間計測はマイコン５１が内蔵したタイマを用いて行えばよい。
If it is determined in step S170 that the starting point has arrived, the arithmetic processing unit of the
次に、マイコン５１演算処理部は、計測時間と内蔵メモリに予め記憶された判定時間ＴＡとの比較処理を実行する（ステップＳ１７４）。計測時間が判定時間ＴＡに達するまでステップＳ１７４で処理がループする。マイコン５１の演算処理部は、計測時間が判定時間ＴＡ以上となった場合には、ＳＷ２許可フラグをオンに設定する（ステップＳ１５６）。その後、今回のルーチンが終了する。
Next, the
なお、上記の「起算点」は、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング開始時点である時点ｔ１でもよい。時点ｔ０、ｔ１を起算点とした場合には、第１出力電圧Ｖ１の値とは無関係に計測時間に基づく判定によりＳＷ２許可フラグがオンとなる。一方、第１出力電圧Ｖ１と計測時間の両方を用いてもよく、具体的には、検出電圧Ｖｐに基づいて検知した閾値Ｖｔｈ１への到達時点ｔ１０、閾値Ｖｔｈ２への到達時点ｔ２０、目標電圧Ｖｐｔへの初回到達時点ｔ２０などを起算点とした時間計測を行ってもよい。これらのいずれの時点を起算点にした場合も、時点ｔ４が到来するよりも十分に早く第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを開始できるように、判定時間ＴＡを十分な短さに予め設定しておくものとする。判定時間ＴＡは、時点ｔ４よりもなるべく早期であるとともに、起動時電圧立ち上げがある程度進んだ段階で、第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングを開始するという観点から定めることができる。 The above “starting point” may be a time point t1 that is a switching start time point of the first switching element Q1. When the time points t0 and t1 are used as starting points, the SW2 permission flag is turned on by determination based on the measurement time regardless of the value of the first output voltage V1. On the other hand, both the first output voltage V1 and the measurement time may be used. Specifically, the time t10 when the threshold Vth1 is detected based on the detection voltage Vp, the time t20 when the threshold Vth2 is reached, and the target voltage Vpt. Time measurement may be performed with the initial arrival time t20 or the like as the starting point. Even when the one of these time points the starting point, so that it can initiate a sufficiently fast switching of the second switching element Q2 than time t4 comes, the judgment time T A in advance set short enough I shall keep it. Determination time T A, as well as a possible earlier than the time t4, at startup voltage rise has progressed to some extent stage, can be determined from the viewpoint of initiating the switching of the second switching element Q2.
なお、例えば次のような観点での変形を行っても良い。交流電源２２が例えばＡＣ１００Ｖであるときは最大瞬時値が１４１Ｖとなるのに対し、光源モジュール２１の点灯開始電圧が高い値（例えば１７０Ｖなど）であるケースがある。このように入力交流電圧が低いケースを考慮して、昇圧チョッパ回路２の駆動後に起動時電圧立ち上げにともない第１出力電圧Ｖ１が光源モジュール２１の点灯開始電圧以上に達したことが検出電圧Ｖｐに基づき検知されたときに、ＳＷ２許可フラグをオンとするという処理でもよい。
For example, you may perform the deformation | transformation from the following viewpoints. When the
（第２スイッチング素子の順番が先の場合）
図８は、本発明の実施の形態の変形例にかかる点灯装置１およびこれを備える照明器具１００を示す回路図である。本変形例では、第１スイッチング素子Ｑ１よりも先に第２スイッチング素子Ｑ２がスイッチングを開始するようにマイコン５１が第１制御信号Ｓｐよりも先に第２制御信号Ｓｂの出力を開始する。本変形例で好ましく使用される図８の回路構成は、突入電流抑制回路２５のサイリスタ２６をオンするための電圧を取り出すことが、図１に示す回路図との相違している。突入電流抑制回路２５は、整流回路６と直列に接続したサーミスタ２７と、サーミスタ２７に並列接続したサイリスタ２６と、を備える点は、図１の回路構成と同じである。コンデンサ７は、整流回路６と突入電流抑制回路２５とからなる直列接続に対して並列に接続している。突入電流抑制回路２５と入力コンデンサとの接続点から、昇圧チョッパ回路２に直流電圧が供給されている。第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング開始後に、インダクタ（チョークコイル）１７の２次巻線１７ｂに生成される電圧でサイリスタ２６がオンとされる。これにより、昇圧チョッパ回路２が停止していても、バックコンバータ回路３を利用して突入電流抑制回路２５を駆動させることができる。
(When the order of the second switching element is first)
FIG. 8 is a circuit diagram showing a
図９は、本発明の実施の形態の点灯装置１における変形例の動作を説明するためのタイムチャートである。第１スイッチング素子Ｑ１よりも先に第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチングが開始されるように、第１制御信号Ｓｐよりも先に第２制御信号Ｓｂの出力を開始する設定がマイコン５１上でなされている。図９では、説明の簡略化のために、点灯指示信号があった時点ｔ０と第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング開始時点とを同一時点に図示している。点灯指示信号があった時点ｔ０から第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング開始までにタイムラグ時間ＴＤがある場合には、図３等と同様に時点ｔ０からタイムラグ時間ＴＤの経過後に第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング開始時点が到来する。実施の形態では、一例として「ＳＷ１許可フラグ」がマイコン５１の制御プラグラム上で設定されている。ＳＷ１許可フラグは、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチング開始条件が整ったか否かをマイコン５１の制御上で判別するためのフラグである。第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング開始時点から、予め定めた期間ＴＡが経過すると、マイコン５１の演算処理部はＳＷ１許可フラグをオンに設定する。ＳＷ１許可フラグのオンに応答して、マイコン５１が第１制御信号Ｓｐの出力を開始することで、第１スイッチング素子Ｑ１のスイッチングが開始される。なお、図８に示すようにバックコンバータ回路３を利用して突入電流抑制回路２５を駆動させるようになっているので、図９においても第２スイッチング素子Ｑ２のスイッチング開始時点においてサイリスタ２６もオンしている。
FIG. 9 is a time chart for explaining the operation of the modification of the
図１０は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置１における変形例で制御装置５が実行する具体的制御を示すフローチャートである。図１０のルーチンは制御装置５の起動時に実行されるものであるが、他の例として待機モードからの再起動時に実行されてもよい。図１０のルーチンでは、まず、マイコン５１が、バックコンバータ回路３の起動を開始する（ステップＳ１８０）。図９では一例として点灯指示信号の発生時点ｔ０と実質的に同時にマイコン５１が第２制御信号Ｓｂの出力を開始している。次に、図７のフローチャートと同様のステップＳ１７０（起算点が到来したか否かの判定）の処理が実行され、起算点が到来するまでステップＳ１７０の処理が繰返し実行される。続いて、図７のフローチャートと同様に、Ｓ１７２（起算点からの時間計測）、およびＳ１７４（計測時間が判定時間ＴＡ以上か否かに基づく判定）の処理がマイコン５１の演算処理部で実行される。ステップＳ１７４で計測時間が判定時間ＴＡに達したと判定された場合には、マイコン５１の演算処理部は、昇圧チョッパ回路２を起動するために、第１スイッチング素子Ｑ１をスイッチングするための第１制御信号Ｓｐの出力を開始する（ステップＳ１８８）。その後、今回のルーチンが終了する。
FIG. 10 is a flowchart showing specific control executed by the
（ＩＣパッケージ構造の変形例）
図１１は、本発明の実施の形態の変形例にかかる点灯装置１およびこれを備える照明器具１００を示す回路図である。制御装置５は、ＣＰＵ等が形成された回路基板を樹脂等で封止した集積回路パッケージ（ＩＣパッケージ）の形態で提供される。本変形例は、この集積回路パッケージについての変形例である。変形例にかかる制御装置５０は、図１１に示すように、駆動回路２４および制御電源回路４の制御電源ＩＣ４２などの「アナログ回路」と、マイコン５１等の「ディジタル回路」とが単一のＩＣパッケージに納められ、かつ各回路がＩＣパッケージ内で互いに配線接続された形態で提供されている。駆動回路２４が制御装置５０の外側に設けられる場合と比べて、本変形例ではマイコン５１と駆動回路２４とを結ぶ信号送受信配線を飛躍的に短くすることができる。制御電源回路４の少なくとも一部が制御装置５０に設けられる。本変形例では、一例として、制御電源回路４は制御電源ＩＣ４２と受動回路部４１のうち、受動回路部４１については制御装置５０の外部に設けられる。
(Modification of IC package structure)
FIG. 11 is a circuit diagram showing a
好ましくは、さらに制御装置５０のパッケージ内において、信号送受信配線に、ノイズを防止するためのノイズフィルタ（例えば、一端が信号送受信配線と接続した他端がグランド配線と接続したコンデンサ素子）を接続してもよい。ノイズフィルタは、一例として、一端が信号送受信配線と接続し且つ他端がグランド配線と接続したコンデンサ素子であってもよい。信号送受信配線にノイズフィルタを搭載した制御装置５０によれば、制御装置５０のパッケージ内に形成した短い配線を介して、マイコン５１から駆動回路２４へと制御信号Ｓｐ、Ｓｂを低ノイズで伝送できる。よって、実施の形態で述べるように２つの第１、２スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を精度よく連動させる制御を行う観点からも好適である。
Preferably, in the package of the
図１２は、本発明の実施の形態の変形例にかかる点灯装置１における制御装置５０周辺の回路図である。制御電源回路４は、より具体的には降圧コンバータ回路であり、ここでは一例としてバックコンバータ回路であるものとする。制御電源回路４が備える制御電源ＩＣ４２は、バックコンバータ回路を構成する能動素子であるインテリジェントパワーデバイスＩＰＤおよびダイオードＤ１を備えている。インテリジェントパワーデバイスＩＰＤは内部にスイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを備えている。制御電源回路４が備える受動回路部４１は、バックコンバータ回路を構成する受動素子であるインダクタ（チョークコイル）Ｌ１およびコンデンサＣ１を備えている。インダクタＬ１とコンデンサＣ１の接続点から取り出された出力電圧は、制御電源ＶＡＣＣとして用いられる。制御電源ＶＡＣＣは、図１１に示すように駆動回路２４へと供給される。インダクタＬ１とコンデンサＣ１の接続点から取り出された出力電圧は、レギュレータＲＥＧにも入力され、レギュレータＲＥＧで降圧された電圧が制御電源ＶＤＣＣとして用いられる。制御電源ＶＤＣＣは、図１１に示すように、マイコン５１などに供給される。
FIG. 12 is a circuit diagram around the
制御装置５０の更なる変形例の一つとして、ＩＣパッケージ内において、上記アナログ回路およびディジタル回路それぞれのグランド電極がＩＣパッケージ内における共通のグランド配線（図示せず）に接続されることで、グランド配線の短縮化が図られていてもよい。ただし、他の変形例として、上記アナログ回路のグランド電極はＩＣパッケージ内の第１グランド配線（図示せず）に接続され、ディジタル回路のグランド電極はＩＣパッケージ内で第１グランド配線と電気的に接続していない第２グランド配線（図示せず）に接続されるようにしてもよく、これにより駆動回路２４などの動作がマイコン５１の動作に影響しないようにしてもよい。
As one of further modifications of the
実施の形態では、図１に示すように、制御装置５に昇圧チョッパ回路２およびバックコンバータ回路３の制御を行う単一のマイコン５１が設けられている。一方、変形例として制御装置５内に複数のマイコン５１が設けられていてもよい。複数のマイコン５１は、昇圧チョッパ回路２を制御する「第１のマイコン５１」とバックコンバータ回路３を制御する「第２のマイコン５１」とを含んでもよい。複数のマイコン５１が設けられた場合に、それぞれのマイコン５１で異なるスイッチング制御開始タイミングなどを設定できるように、各マイコン５１内のプログラムを構築してもよい。あるいはこれら複数のマイコン５１が連携して動作してもよい。具体的には複数のマイコン５１が互いに通信を行ってもよく、例えば昇圧チョッパ回路２側の駆動状態を示す信号およびバックコンバータ回路３の駆動状態を示す信号を複数のマイコン５１の間で授受してもよい。
In the embodiment, as shown in FIG. 1, the
なお、マイコン５１に代えて、ディジタル信号処理装置（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ：ＤＳＰ）が制御装置５、５０内に収められていてもよい。つまり、実施の形態で提供される制御装置５、５０には、マイコン５１あるいはＤＳＰなどの「ディジタル演算回路」が設けられており、このディジタル演算回路が点灯装置１の点灯制御に関する演算処理を行う。
Instead of the
１ 点灯装置、２ 昇圧チョッパ回路、３ バックコンバータ回路、４ 制御電源回路、５ 制御装置、６ 整流回路、７、１５、２３、２８ コンデンサ、１０、１７ インダクタ、１１、１８ ダイオード、８、９、１３、１４、２９ 抵抗、１９ 検出抵抗、２１ 光源モジュール、２２ 交流電源、２４ 駆動回路、２５ 突入電流抑制回路、２６ サイリスタ、２７ サーミスタ、３０ 出力端子、４０ ディジタルインターフェース（Ｉ／Ｆ）回路、４１ 受動回路部、４２ 制御電源ＩＣ、５０ 制御装置、５１ マイコン、５２ Ａ／Ｄ変換回路、５３ 給電配線、１００ 照明器具、ＡＣ 交流電源、ＩＰＤ インテリジェントパワーデバイス、Ｑ１ 第１スイッチング素子、Ｑ２ 第２スイッチング素子、Ｓｂ、Ｓｐ 制御信号、ＳＷ 壁スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
第２スイッチング素子を用いて前記第１出力電圧を降圧することで第２出力電圧を出力する第２コンバータ回路と、
前記第１スイッチング素子を制御する第１制御信号および前記第２スイッチング素子を制御する第２制御信号を出力するディジタル演算回路と、
を備え、
前記ディジタル演算回路は、前記第１コンバータ回路の起動時に前記第１出力電圧を予め定めた目標電圧へ立ち上げる起動時電圧立ち上げを行うように前記第１スイッチング素子がスイッチングを開始し、かつ前記起動時電圧立ち上げの期間内に前記第１出力電圧が前記目標電圧を超えてオーバーシュートした第一時点よりも後であって前記起動時電圧立ち上げによる前記オーバーシュートが前記目標電圧に収束した第二時点よりも前のタイミングに前記第２スイッチング素子がスイッチングを開始するように、前記第１制御信号および前記第２制御信号の出力開始タイミングを予め設定されたものである点灯装置。 A first converter circuit that receives an input of a DC voltage and outputs a first output voltage by boosting the DC voltage using a first switching element;
A second converter circuit that outputs a second output voltage by stepping down the first output voltage using a second switching element;
A digital arithmetic circuit for outputting a first control signal for controlling the first switching element and a second control signal for controlling the second switching element;
With
The digital calculation circuit, said first converter circuit when starting the said first output voltage to perform the startup voltage rise to ramp to a predetermined target voltage first switching element starts switching, and wherein The overshoot due to the startup voltage rise converges to the target voltage after the first time point when the first output voltage exceeds the target voltage and overshoots within the startup voltage rise period . A lighting device in which output start timings of the first control signal and the second control signal are set in advance so that the second switching element starts switching at a timing before a second time point .
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