JP4504704B2 - 照明装置の電源制御回路 - Google Patents

Description

この発明は、電源スイッチのオンオフ期間を検出し、その期間が一定時間内である場合にランプ負荷の点灯モードを順次切り換える照明装置の電源制御回路に関する。

電源スイッチをオンオフ切り換えしたときのオフ期間を検出し、その期間が一定時間内である場合に、ランプ負荷の点灯モードを切り換えるようにしたものがある（特許文献１、２参照）。
特開平０３−０８８２９８号公報 特開平０２−１８１３９２号公報 図４、図５は、このような機能を備える従来の照明装置の電源制御回路の動作の概要を示している。

図４において、電源スイッチＳＷをオンにしている状態から、オフ→オンと切り換えた時のオフ期間をＴ１とした場合、制御部において、電源スイッチＳＷをオン→オフにした時にステップＳ５０において停電を検出し、さらに、ステップＳ５１において、上記オフ期間Ｔ１が一定時間（ここでは、０．２ｓ以上で且つ２ｓ未満）であるかどうかを判定する。オフ期間Ｔ１が上記期間内にあれば、「全点灯」→「調光」（予め設定した明るさに調光）→「夏目球」→「全点灯」→・・・の順にモードを切り換えていく。このように、この装置では、電源スイッチのオンオフ切り換えによって、点灯モードを順次切り換えていくことができるために、モード切り換えのための別のスイッチや配線部等を必要としない利点がある。

また、上記ステップＳ５０での停電の検出には、通常、図５に示すような停電検出方法が採用されている。すなわち、電源電圧（６０Ｈｚまたは５０Ｈｚ）の整流出力の少なくとも１サイクルの間隔（５０Ｈｚの場合は２０ｍｓ）の電圧変動に基づいて通電状態か停電状態かを検出する。図５に示すように、停電状態では信号がＨを維持しているに対し、通電状態では、電源電圧が５０Ｈｚの場合に２０ｍｓの周期のパルスが発生する。そこで、停電検出手段では、この２０ｍｓの間に、信号がＬ→Ｈ→Ｌと変化すれば電源が通電状態であることを検出し、Ｈを維持していれば停電状態であると検出する。ノイズ等による影響を防ぐために、この停電検出のための期間は、少なくとも１サイクルの間隔が必要であり、検出精度を高めるためには、これ以上の間隔を検出期間とするのが望ましい。

図６は、従来の電源制御回路の概略のブロック図を示している。

商用電源電圧は、電源スイッチＳＷを介してダイオードブリッジ１によって整流され、この整流出力はチョークインプットにより力率改善する昇圧回路２に入力され、ここで一定の電圧に昇圧されて出力コンデンサＣ１に充電される。出力コンデンサＣ１の充電電圧は蛍光灯ランプＬの駆動回路であるハーフブリッジインバータ回路（ランプ駆動回路）３に駆動電圧として出力される。また、ダイオードブリッジ１の整流出力は、ダイオードＤ、コンデンサＣ２を介して制御部の電源ＩＣであるＩＣ１に出力され、このＩＣ１の出力電圧はコンデンサＣ３に充電される。コンデンサＣ３の充電出力は制御部であるＩＣ２の駆動電圧Ｖ２として出力される。このＩＣ２からは、昇圧回路（ＰＦＣ回路）２の動作を制御するＰＦＣ信号、ハーフブリッジインバータ回路３の動作を制御するＩＮＶ信号、ハーフブリッジインバータ回路３の出力の大きさを周波数によって切り換える周波数信号ｆ、及び夏目球点灯回路４に対する点灯制御信号Ｎを出力し、さらに、入力側には、電源電圧を波形整形回路５によって波形整形したパルス信号が入力され、このパルスの１サイクルの間隔を計測するためのクロックＣＬが入力されている。

図７は、制御部であるＩＣ２の概略の動作を示している。電源が投入されると、ステップＳＴ１において初期設定を行い、ＳＴ２で停電状態にあるか通電状態にあるかを判定する。この判定は、図５に示すように、ＩＣ２に入力される信号が、一定時間（２０ｍｓ）Ｈレベルに維持されるか、あるいは、パルス状に変化しているかによって行う。停電状態にある時には、ＳＴ３〜ＳＴ５においてＩＣ２の出力を全部オフし、オフ期間を判定するモードに移行する。そして、ＳＴ６において電源スイッチＳＷのオフ期間Ｔ１を判定し、そのＴ１の期間の長さに応じて、何もしなかったり（ＳＴ１１）、モードを１つ進めたり（ＳＴ１０）、あるいは全点灯（ＳＴ９）にする。なお、モードが調光モードとなった場合には、周波数信号ｆの周波数が所定の値に変化することでランプＬの明るさが所定の明るさに調光される。また、図７に示す制御は、電源スイッチＳＷがオフして再びオンした時の動作を示すものであり、オフしてそのままの場合には、当然全消灯状態となる。

しかしながら、従来の電源制御回路では、制御部であるＩＣ２の電源電圧は停電状態になっても供給する必要があるために、出力コンデンサＣ１とは別のコンデンサ（容量の大きな）を制御部のために設ける必要があり、さらに別回路になる分だけ部品が別途必要となり、全体として部品点数が多くなり且つコスト高になる不都合があった。

この発明の目的は、部品点数が少なく構成が簡単な照明装置の電源制御回路を提供することにある。

この発明は、電源スイッチのオフ期間を検出し、その期間が一定時間内であるかどうかを判定し、一定時間内のときにランプ負荷の点灯モードを切り換える照明装置の電源制御回路において、前記電源スイッチを介して入力される電源電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路の出力側に接続される出力コンデンサと、前記出力コンデンサに接続され前記ランプ負荷を駆動するランプ駆動回路と、前記オフ期間の判定および前記点灯モードの切り換えを行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記出力コンデンサに接続される電源回路と、前記電源電圧の少なくとも１サイクルの間隔における電圧変動の有無に基づいて前記電源スイッチがオン状態かオフ状態かを検出する停電検出手段と、前記出力コンデンサの電圧を検出する出力コンデンサ電圧検出手段と、前記出力コンデンサ電圧検出手段による検出値が所定値よりも低下すると、前記停電検出手段により前記オフ状態を検出するまでの時間内であっても前記ランプ駆動回路の動作を停止する駆動停止手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明の電源制御回路では、昇圧回路の出力側に接続される出力コンデンサの電圧を検出する出力コンデンサ電圧検出手段を設け、この出力コンデンサの電圧低下を検出した時にランプ駆動回路の動作を停止する。また、出力コンデンサの充電電圧によってランプ駆動回路とともに制御部の電源電圧を供給する。このように構成したことで、電源スイッチＳＷをオフ操作すると、その直後にランプ駆動回路の動作が停止するから、出力コンデンサの充電電荷が無駄に使用されることがなくなる。したがって、この出力コンデンサの容量を大きくしなくても電源スイッチオフ期間において、この出力コンデンサの充電電圧によって制御部の電源電圧を十分に供給することができる。

この発明によれば、電源スイッチをオフ操作するとその直後にランプ駆動回路の動作が停止するために、出力コンデンサに充電されている充電電荷の無駄な消費が抑制される。これにより、この出力コンデンサの容量を大きくしなくても、電源スイッチのオフ期間において制御部に対し十分な電源電圧を供給することができる。また、制御部に駆動電圧を供給するための専用の充電コンデンサを設ける必要がないために、大型化が避けられ、部品点数が少なくて良い。

図１は、この発明の実施形態である照明装置の電源制御回路を示している。

商用電源電圧（この例では、５０Ｈｚとする）は、電源スイッチＳＷを介してダイオードブリッジ１に入力し、ここで整流された制御出力は、チョークインプットの力率改善回路を含む昇圧回路（ＰＦＣ回路）２により、ハーフブリッジインバータ回路３の駆動電圧（定格３７５Ｖ）に昇圧される。昇圧された電圧は出力コンデンサＣ１に充電され、この出力コンデンサＣ１の充電電圧Ｖ１は、上記ハーフブリッジインバータ回路３とともに制御部用の電源電圧を生成するＩＣ１に出力される。

前記ＩＣ１では、入力電圧Ｖ１を制御部の電源電圧Ｖ２（５Ｖ）に降圧させ、コンデンサＣ３′を介してＩＣ２の電源端子に導く。

蛍光灯であるランプＬは、ランプ駆動回路であるハーフブリッジインバータ回路３で駆動され、また、夏目球Ｓは夏目球点灯回路４で駆動される。

制御部であるＩＣ２は、出力信号として、上記ＰＦＣ回路２の動作または停止をするための制御信号であるＰＦＣ信号、前記ハーフブリッジインバータ回路３の動作または停止のためのＩＮＶ信号、前記ハーフブリッジインバータ回路３の出力を切り換えるための周波数信号ｆ、及び前記夏目球点灯回路４に対し、夏目球Ｓの点灯または消灯をするための信号Ｎを出力する。また、このＩＣ２の入力端子ＩＮには電源電圧を波形整形したパルス状の信号が入力し、入力端子ＤＴには、出力コンデンサＣ１の充電電圧Ｖ１を抵抗分圧した値が入力される。さらに、上記整流出力の少なくとも１サイクルの間隔を計数するためにクロックＣＬが入力する。

次に動作を説明する。

図２は、制御部であるＩＣ２の動作の概略を示すフローチャートである。図７と同一の部分については同一のステップ番号を付している。

電源がオンされるとＳＴ１において初期設定が行われ、次に出力コンデンサＣ１の充電電圧Ｖ１が所定の電圧Ｖ０以下かどうかの判定を行う。図３に示すように、この電圧Ｖ０は、定格電圧ＶＡよりもわずかに低い電圧に設定されている。いま、タイミングｔ１で電源スイッチＳＷがオフすると、出力コンデンサＣ１に充電されている定格電圧ＶＡは傾きｋ１で低下していく。この時、ハーフブリッジインバータ回路３はまだ駆動状態であるために、上記傾きｋ１は比較的大きい。したがって、出力コンデンサＣ１の充電電位が上記一定の電圧Ｖ０に低下するまでの時間（ｔ１ーｔ２の間隔）はほとんどすぐである。時間ｔ２において、出力コンデンサＣ１の電圧Ｖ１が一定の電圧Ｖ０に低下するのを検出すると、ＳＴ２１に進んでＩＮＶ信号がオフとなる。この段階でハーフブリッジインバータ回路３の動作が停止し、この部分での電力消費がなくなる。すると、傾きがｋ２のようにやや緩やかになり、出力コンデンサＣ１の充電電荷の主な消費は制御部であるＩＣ２によるものとなる。その後、時間ｔ３に進むと、ＩＣ２は停電状態を検出するか（ＳＴ２２）、または、出力コンデンサＣ１の充電電位Ｖ１が回復して（ノイズ等の場合はすぐに回復する）一定の電圧Ｖ０を越える。電圧Ｖ１が回復すると、元の状態に戻るが、ＳＴ２２で停電が検出されると、ＳＴ４以下の動作に進む。ＳＴ４以下の動作は、図７のＳＴ４以下の動作と全く同一である。

すなわち、ＩＣ２の出力側の動作を全て停止し、電源スイッチＳＷのオフ期間Ｔ１を判定するモードに移行し、そのＴ１の期間に応じて、全点灯の制御を行う（ＳＴ９）。

以上の動作によって、電源スイッチＳＷがオフされてから、時間ｔ３になってオフ期間判定モードに移行するまでにＩＮＶ信号によってハーフブリッジインバータ回路３の動作が停止する。したがって、ランプＬが点灯している状態において電源スイッチＳＷをオフするとほぼその直後にランプＬが消灯するから操作感が自然なものとなる。また、図３に示すように、ハーフブリッジインバータ回路３の動作が停止するタイミングｔ２からは出力コンデンサＣ１の放電の傾きが緩やかになるために、この出力コンデンサＣ１の容量を必要以上に大きくしなくても制御部であるＩＣ１の電源電圧をオフ期間判定モードにおいて十分に供給することができる。

この発明の実施形態である電源制御回路を示す図 制御部であるＩＣ２の動作の概略を示すフローチャート 上記電源制御回路の動作の詳細を説明する図 電源スイッチのオフ期間に基づいてランプ負荷の点灯モードを切り換える動作について説明する図 通電状態と停電状態を検出する方法について説明する図 従来の電源制御回路を示す図 従来の回路において制御部であるＩＣ２動作の概略を示すフローチャート

Claims (1)

1. 電源スイッチのオフ期間を検出し、その期間が一定時間内であるかどうかを判定し、一定時間内のときにランプ負荷の点灯モードを切り換える照明装置の電源制御回路において、
   前記電源スイッチを介して入力される電源電圧を昇圧する昇圧回路と、
   前記昇圧回路の出力側に接続される出力コンデンサと、
   前記出力コンデンサに接続され前記ランプ負荷を駆動するランプ駆動回路と、
   前記オフ期間の判定および前記点灯モードの切り換えを行う制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記出力コンデンサに接続される電源回路と、
   前記電源電圧の少なくとも１サイクルの間隔における電圧変動の有無に基づいて前記電源スイッチがオン状態かオフ状態かを検出する停電検出手段と、
   前記出力コンデンサの電圧を検出する出力コンデンサ電圧検出手段と、
   前記出力コンデンサ電圧検出手段による検出値が所定値よりも低下すると、前記停電検出手段により前記オフ状態を検出するまでの時間内であっても前記ランプ駆動回路の動作を停止する駆動停止手段と、
   を備えてなる照明装置の電源制御回路。

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