JP5506561B2

JP5506561B2 - Lighting device

Info

Publication number: JP5506561B2
Application number: JP2010140055A
Authority: JP
Inventors: 達基犬塚
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-06-21
Also published as: JP2012004054A

Description

本発明は、照明装置に関する。 The present invention relates to a lighting device.

一般に照明装置は、ちらつきが無く，明るく，効率（投入電力に対する発光の割合）が良いことが求められる。それを実現するため、照明装置は光源および電源回路（あるいは駆動回路）で構成されている。光源として例えばＬＥＤ（発光ダイオード），ＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）などが挙げられる。ＬＥＤ，ＯＬＥＤなどは、効率の高さ，小型軽量，長寿命などの特徴を有している。ＬＥＤを発光させるには、３ボルト程度（白色ＬＥＤの場合）順方向電圧を満たす電源が必要になる。ＬＥＤの発光特性（輝度，色度など）は電流値に大きく依存する。そこで、ＬＥＤには、オン時の電流を一定に保ちながら、オンオフを周期的に繰り返すパルス波形で駆動するＰＷＭ（パルス幅変調）が広く利用されている。この方法では、オンオフの比率（デューティ）で輝度制御できる。 In general, a lighting device is required to have no flicker, be bright, and have high efficiency (ratio of light emission to input power). In order to realize this, the illumination device is composed of a light source and a power supply circuit (or drive circuit). Examples of the light source include LED (light emitting diode) and OLED (organic LED). LEDs, OLEDs, and the like have features such as high efficiency, small size, light weight, and long life. In order to cause the LED to emit light, a power supply that satisfies a forward voltage of about 3 volts (in the case of a white LED) is required. The light emission characteristics (luminance, chromaticity, etc.) of the LED greatly depend on the current value. Therefore, PWM (pulse width modulation) is widely used for the LED, which is driven with a pulse waveform that periodically turns on and off while keeping the current at the time of on constant. In this method, the luminance can be controlled by an on / off ratio (duty).

ところで、商用電源は１００ボルト（日本の場合）の交流を用いる。したがって、商用の交流電源を用いてＬＥＤを駆動するには、ＡＣからＤＣへ変換する整流器および電圧変換する降圧器が不可欠になる。また、直流電源としては、交流電源の整流，二次電池，太陽電池などの直流の発電器などがある。それぞれの電圧が異なる場合には、電圧変換する降圧器が必要になる。入力が交流であるならば、降圧器として変圧器（トランス）が考えられる。また、半導体素子を用いて能動的に変圧する装置として、シリーズレギュレータ，スイッチングレギュレータなどがある。さらに、スイッチングレギュレータには、コンデンサを使う方式やインダクタを使う方式などがある。インダクタを使う方式では、スイッチング回路（ＭＯＳ型ＦＥＴなど）およびインダクタ（コイル）を組み合わせた回路を用いて、スイッチング回路を十分に高い周波数でオンオフして電圧を変換する。特許文献１および特許文献２では、出力側に接続する負荷をＬＥＤとするときのスイッチングレギュレータの構成を示している。 By the way, the commercial power supply uses an alternating current of 100 volts (in the case of Japan). Therefore, in order to drive an LED using a commercial AC power supply, a rectifier that converts AC to DC and a step-down voltage that converts voltage are indispensable. Further, as the DC power source, there are a DC power generator such as a rectifier of an AC power source, a secondary battery, and a solar battery. When each voltage is different, a voltage down converter is required. If the input is alternating current, a transformer can be considered as a step-down converter. Moreover, there are a series regulator, a switching regulator, and the like as a device that actively transforms using a semiconductor element. Furthermore, switching regulators include a method using a capacitor and a method using an inductor. In the method using an inductor, a voltage is converted by turning on and off the switching circuit at a sufficiently high frequency using a circuit combining a switching circuit (such as a MOS FET) and an inductor (coil). Patent Document 1 and Patent Document 2 show the configuration of a switching regulator when the load connected to the output side is an LED.

上記のＰＷＭ回路およびスイッチングコンバータは、いずれも電源から供給される電圧または電流のオンオフを繰り返すスイッチング回路を備えている。このスイッチング回路を利用して、ＰＷＭ回路およびスイッチングコンバータを一体化させることで、電圧変換および輝度制御を同時に実現する構成も利用されている。スイッチングコンバータの入力端に電力を供給する電源系統を接続し、出力端には負荷を接続することで、照明装置が構成される。スイッチングコンバータは電源をオンオフするスイッチング回路を備えることから、原理的にリプルを発生する。 Each of the PWM circuit and the switching converter includes a switching circuit that repeatedly turns on and off the voltage or current supplied from the power supply. A configuration that simultaneously realizes voltage conversion and brightness control by integrating a PWM circuit and a switching converter using this switching circuit is also used. A lighting system is configured by connecting a power supply system that supplies power to the input end of the switching converter and connecting a load to the output end. Since the switching converter includes a switching circuit that turns on and off the power supply, the ripple is generated in principle.

リプルは他の機器に影響を与えるノイズの要因となる。リプルによるノイズが他の機器に伝達されることにより電力損失が生じる。ノイズによる他の機器に与える影響を減らすため、ノイズフィルタを用いてノイズを除去する方法，スイッチング周波数を高くする方法，スイッチング周波数をランダムに変化させる方法などが知られている。 Ripple causes noise that affects other devices. The noise due to ripples is transmitted to other devices, resulting in power loss. In order to reduce the influence of noise on other devices, a method of removing noise using a noise filter, a method of increasing a switching frequency, a method of randomly changing a switching frequency, and the like are known.

リプル（ノイズ）が発生すること自体を抑える方法として、非特許文献１には多相のスイッチング信号を用いるスイッチングコンバータの構成が示されている。非特許文献１には、複数の降圧器を並列接続して、それぞれのスイッチング信号の位相をずらすことで、出力端で合計されるリプルを減少させる技術が開示されている。特に、非特許文献１には、多相のスイッチング信号を時間方向に隙間無く配置するとき、出力側で合計されるリプルが低減すると開示されている。非特許文献１では、複数の信号の位相がずれた状態をポリフェーズと呼んでいる。ポリフェーズの同意語として多相，マルチフェーズなどがある。また、リプルは信号の微小振動を意味する用語である。以下の説明では、リプルおよびノイズを断り無く混用する場合がある。 As a method for suppressing the occurrence of ripple (noise) itself, Non-Patent Document 1 discloses a configuration of a switching converter using a multiphase switching signal. Non-Patent Document 1 discloses a technique for reducing the total ripple at the output end by connecting a plurality of step-down converters in parallel and shifting the phase of each switching signal. In particular, Non-Patent Document 1 discloses that when the polyphase switching signals are arranged without gaps in the time direction, the total ripple on the output side is reduced. In Non-Patent Document 1, a state where a plurality of signals are out of phase is called a polyphase. Polyphase and multiphase are synonyms for polyphase. Ripple is a term meaning minute vibration of a signal. In the following description, ripples and noise may be mixed without notice.

特開２００９−２０００５３号公報JP 2009-200053 A 特表２００８−５３７４５９号公報Special table 2008-537459 gazette

Linear Technology、Application Note, AN77，“High Efficiency, High Density, PolyPhase Converters for High Current Applications”Linear Technology, Application Note, AN77, “High Efficiency, High Density, PolyPhase Converters for High Current Applications”

照明装置の駆動回路として、電源系統の電圧変換をするスイッチングコンバータまたは明るさを制御するＰＷＭ回路があるが、いずれも電源をオンオフすることによりリプル（ノイズ）が発生する。 As a driving circuit of the lighting device, there are a switching converter that performs voltage conversion of a power supply system and a PWM circuit that controls brightness, and any of them generates ripple (noise) by turning on and off the power supply.

このような駆動回路を電源系統から見るならば、電源のオンオフを繰り返すことによるノイズの発生要因である。ノイズは、電源系統を経由または電磁波として空中を伝播して、他の機器に好ましくない影響を与える。また、不要なノイズの発生および伝達により電力損失が増える。 If such a drive circuit is viewed from the power supply system, it is a cause of noise generated by repeatedly turning on and off the power supply. Noise propagates in the air via the power supply system or as electromagnetic waves, and adversely affects other devices. Also, power loss increases due to generation and transmission of unnecessary noise.

ノイズを低減する従来技術としてノイズフィルタがある。しかし、ノイズフィルタを用いた場合、ノイズとなる周波数成分をコンデンサなどの内部抵抗で消費するので電力を損失する。また、スイッチング周波数を高くすること、または、ランダムに変化させることは、ノイズの周波数成分を変える効果はあるが、ノイズの発生自体を抑える効果はない。また、スイッチング回路として広く使われているＭＯＳＦＥＴのゲート容量は大きいので、スイッチング周波数を高くした場合ゲート駆動の電力が大きくなり、消費電力が増大する。 There is a noise filter as a conventional technique for reducing noise. However, when a noise filter is used, power is lost because a frequency component that causes noise is consumed by an internal resistor such as a capacitor. Further, increasing the switching frequency or changing it at random has the effect of changing the frequency component of noise, but does not have the effect of suppressing noise generation itself. In addition, since the gate capacitance of a MOSFET widely used as a switching circuit is large, when the switching frequency is increased, the power for driving the gate increases and the power consumption increases.

非特許文献１に開示されているノイズ発生を抑える多相スイッチング技術は、出力側のみに着目しており、入力側の電源系統に伝わるノイズを考慮していない。また、安定化電源として出力端に多相のスイッチング信号を時間方向に隙間無く配置することは以下に示す理由により難しい。 The polyphase switching technology for suppressing noise generation disclosed in Non-Patent Document 1 focuses only on the output side, and does not consider noise transmitted to the power supply system on the input side. In addition, it is difficult to arrange a multiphase switching signal at the output terminal as a stabilized power source without a gap in the time direction for the following reason.

まず、スイッチングコンバータの原理によれば、出力電圧は、インダクタの部品定数（インダクタンス）およびスイッチング信号のデューティで決まる。一方、多相のスイッチング信号を隙間無く配置することは、それぞれのスイッチング信号のデューティの合計を１（１００％）に合わせ込むことを意味する。上記が両立するようにスイッチング信号のデューティを設定することは、インダクタンスおよびデューティで決まる出力電圧に固定することを意味する。しかし、電源回路の構成要素には多くの変動要因，ばらつき，非線形特性などがある。したがって、たとえ初期状態で合わせ込みをしても、温度，寿命などの特性により出力電圧が変動する可能性がある。さらに、入力端に接続する電源系統の特性は事前に分からないことが多い。これらの特性変動によって、出力電圧（または電流）は変化する。電源を安定化させるには、帰還信号に基づいてスイッチング信号のデューティを制御する必要があり、その場合、デューティは初期設定からずれることになる。さらに、スイッチング回路の応答は十分に高速でないことがある。結局、出力端の電圧（電流）安定化および多相のスイッチング信号を時間方向に隙間無く配置することの両立は難しい。 First, according to the principle of the switching converter, the output voltage is determined by the component constant (inductance) of the inductor and the duty of the switching signal. On the other hand, arranging multi-phase switching signals without gaps means that the total duty of each switching signal is adjusted to 1 (100%). Setting the duty of the switching signal so that the above is compatible means fixing the output voltage determined by the inductance and the duty. However, there are many fluctuation factors, variations, nonlinear characteristics, etc. in the components of the power supply circuit. Therefore, even if adjustment is performed in the initial state, the output voltage may vary depending on characteristics such as temperature and life. Furthermore, the characteristics of the power supply system connected to the input terminal are often unknown in advance. The output voltage (or current) changes due to these characteristic fluctuations. In order to stabilize the power supply, it is necessary to control the duty of the switching signal based on the feedback signal. In this case, the duty is deviated from the initial setting. Furthermore, the response of the switching circuit may not be fast enough. After all, it is difficult to achieve both stabilization of the voltage (current) at the output end and arrangement of the multiphase switching signals without gaps in the time direction.

上記のように、スイッチング回路を備える光源の駆動回路はノイズを発生させ、電力損失となる。照明装置は長期間の連続動作を行うことがあるので、僅かな電力損失でも累積すれば大きくなる。照明装置の効率向上の点から、ノイズ低減は重要な課題である。 As described above, the driving circuit for the light source including the switching circuit generates noise and causes power loss. Since the lighting device may perform continuous operation for a long period of time, even a slight power loss increases as it accumulates. From the viewpoint of improving the efficiency of the lighting device, noise reduction is an important issue.

本発明の目的は照明装置における電力損失を抑制することである。 An object of the present invention is to suppress power loss in a lighting device.

上記課題を解決するために、本発明は以下の通りである。 In order to solve the above problems, the present invention is as follows.

（１）第一のスイッチングコンバータおよび第二のスイッチングコンバータと、前記第一のスイッチングコンバータの出力端に接続され、前記第一のスイッチングコンバータからの駆動信号により駆動される第一の光源と、前記第二のスイッチングコンバータの出力端に接続され、前記第二のスイッチングコンバータからの駆動信号により駆動される第二の光源と、第一のスイッチングコンバータの入力端および第二のスイッチングコンバータの入力端に接続された電源端子と、前記第一のスイッチングコンバータの入力端および前記第二のスイッチングコンバータの入力端と電源端子との間に配置された信号検出部と、前記信号検出部に接続されたスイッチング信号生成部と、を有し、前記第一のスイッチングコンバータの駆動により前記電源端子からの電圧が降圧され、前記第二のスイッチングコンバータの駆動により前記電源端子からの電圧が降圧され、前記第一のスイッチングコンバータおよび前記第一の光源は直列に接続され、前記第二のスイッチングコンバータおよび前記第二の光源は直列に接続され、前記第一のスイッチングコンバータおよび前記第二のスイッチングコンバータは前記電源端子に並列に接続され、前記信号検出部は前記第一のスイッチングコンバータおよび前記第二のスイッチングコンバータに供給される電力，電圧または電流のリプルを測定し、前記スイッチング信号生成部は、前記信号検出部の測定結果に基づいて前記リプルが小さくなるようにスイッチング信号を生成し、前記スイッチング信号生成部からの前記スイッチング信号の出力により前記第一のスイッチングコンバータおよび前記第二のスイッチングコンバータが駆動されることを特徴とする照明装置。 (1) a first switching converter and a second switching converter; a first light source connected to an output terminal of the first switching converter and driven by a drive signal from the first switching converter; A second light source connected to an output terminal of the second switching converter and driven by a drive signal from the second switching converter; an input terminal of the first switching converter; and an input terminal of the second switching converter A connected power supply terminal; an input end of the first switching converter; a signal detection unit disposed between the input end of the second switching converter and the power supply terminal; and a switching connected to the signal detection unit A signal generator, and driving the first switching converter The voltage from the source terminal is stepped down, the voltage from the power supply terminal is stepped down by driving the second switching converter, the first switching converter and the first light source are connected in series, and the second switching converter The switching converter and the second light source are connected in series, the first switching converter and the second switching converter are connected in parallel to the power supply terminal, and the signal detection unit is the first switching converter and the Measuring the ripple of power, voltage or current supplied to the second switching converter, the switching signal generating unit generates a switching signal based on the measurement result of the signal detecting unit so as to reduce the ripple, According to the output of the switching signal from the switching signal generator. Lighting apparatus wherein the first switching converter and the second switching converter characterized in that it is driven.

（２）上記（１）において、前記第一の降圧回路には第一のスイッチング部が含まれ、前記第二の降圧回路には第二のスイッチング部が含まれ、前記スイッチング信号生成部は、前記第一のスイッチング部および前記第二のスイッチング部の位相およびデューティを制御することを特徴とする照明装置。 (2) In the above (1), the first step-down circuit includes a first switching unit, the second step-down circuit includes a second switching unit, and the switching signal generation unit includes: A lighting device that controls the phase and duty of the first switching unit and the second switching unit.

（３）上記（１）において、前記信号検出部は分散を用いてリプルを測定することを特徴とする照明装置。 (3) In the above (1), the signal detection unit measures ripples using dispersion.

（４）上記（１）において、前記照明装置は記憶部を有し、前記記憶部は、前記信号検出部による測定結果を一時的に記憶することを特徴とする照明装置。 (4) In the above (1), the lighting device includes a storage unit, and the storage unit temporarily stores a measurement result obtained by the signal detection unit.

（５）上記（１）において、前記信号検出部はマイクロプロセッサによるプログラム手順に基づき前記リプルを測定することを特徴とする照明装置。 (5) In the above (1), the signal detector measures the ripple based on a program procedure by a microprocessor.

（６）上記（１）において、前記信号検出部と第一のスイッチングコンバータおよび第二のスイッチングコンバータとの間に第三のスイッチングコンバータが配置され、前記第三のスイッチングコンバータの駆動により前記電源端子からの電圧が降圧されることを特徴とする照明装置。 (6) In the above (1), a third switching converter is disposed between the signal detection unit and the first switching converter and the second switching converter, and the power supply terminal is driven by the third switching converter. The lighting device is characterized in that the voltage from is reduced.

（７）上記（１）において、前記第一のスイッチングコンバータは、第一のスイッチン
グ部，第一のインダクタ，第一のダイオードを有し、前記第一のスイッチング部がオン時
には、前記第一のインダクタを通過する電流が徐々に増加し、前記第一のスイッチング部
がオフ時には、前記第一のインダクタを通過する電流が徐々に低下し、前記第二のスイッ
チングコンバータは、第二のスイッチング部，第二のインダクタ，第二のダイオードを有
し、前記第二のスイッチング部がオン時には、前記第二のインダクタを通過する電流が徐
々に増加し、前記第二のスイッチング部がオフ時には、前記第二のインダクタを通過する
電流が徐々に低下することを特徴とする照明装置。 (7) In the above (1), the first switching converter includes a first switching unit, a first inductor, and a first diode. When the first switching unit is on, the first switching converter When the current passing through the inductor gradually increases and the first switching unit is off, the current passing through the first inductor gradually decreases , and the second switching converter includes the second switching unit, A second inductor and a second diode; when the second switching unit is on, a current passing through the second inductor gradually increases; and when the second switching unit is off, the second switching unit An illumination device characterized in that the current passing through the second inductor gradually decreases .

本発明により、光源照明装置における電力損失を抑制できる。上記した以外の課題，構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, power loss in the light source illumination device can be suppressed. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の一実施例の照明装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the illuminating device of one Example of this invention. 光源の接続例を示す図。The figure which shows the example of a connection of a light source. スイッチングコンバータの構成例を示す図。The figure which shows the structural example of a switching converter. 本発明の一実施例の構成を示す図。The figure which shows the structure of one Example of this invention. 本発明の一実施例の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of one Example of this invention. 本発明の一実施例の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of one Example of this invention. 本発明の一実施例の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of one Example of this invention. リプル値の特性を示す図。The figure which shows the characteristic of a ripple value. 本発明の一実施例の効果を示す図。The figure which shows the effect of one Example of this invention. 本発明の一実施例の効果を示す図。The figure which shows the effect of one Example of this invention. 本発明の一実施例の構成を示す図。The figure which shows the structure of one Example of this invention. 本発明の一実施例の広域照明の構成を示す図。The figure which shows the structure of the wide area illumination of one Example of this invention.

以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の実施例は本願発明の内容の具体例を示すものであり、本願発明がこれらの実施例に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、実施例を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following examples show specific examples of the contents of the present invention, and the present invention is not limited to these examples, but by those skilled in the art within the scope of the technical idea disclosed in this specification. Various changes and modifications are possible. Further, in all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are given to those having the same function, and repeated explanation thereof is omitted.

図１に照明装置の基本構成例を示す。ここで照明装置１０は電源端子１００，スイッチングコンバータ１０１および光源１０３で構成される。光源１０３にはＬＥＤ（発光ダイオード），ＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）などを利用できる。スイッチングコンバータ１０１は、電源系統をオンオフして得られるパルスを駆動信号１０２として出力して、光源１０３を駆動する。ここで、電力系統は屋外からの引込み線，屋内の電源配線，分電盤、またはコンセントなどの設備を指す。スイッチングコンバータ１０１の入力端を電源端子１００に接続し、電源端子１００は電源系統に接続される。電源系統として商用電源と呼ばれる１００ボルトの交流または４８ボルトの直流などが利用される。電源系統が交流であれば整流器を用いて直流に変換してから利用し、直流であればそのまま利用する。 FIG. 1 shows a basic configuration example of a lighting device. Here, the lighting device 10 includes a power supply terminal 100, a switching converter 101, and a light source 103. As the light source 103, an LED (light emitting diode), an OLED (organic LED), or the like can be used. The switching converter 101 outputs a pulse obtained by turning on and off the power supply system as a drive signal 102 to drive the light source 103. Here, the electric power system refers to equipment such as an incoming line from the outside, an indoor power supply wiring, a distribution board, or an outlet. The input terminal of the switching converter 101 is connected to the power supply terminal 100, and the power supply terminal 100 is connected to the power supply system. A 100 volt AC or 48 volt direct current called a commercial power source is used as the power supply system. If the power supply system is alternating current, it is used after being converted to direct current using a rectifier, and if it is direct current, it is used as it is.

光源１０３の発光の明るさは、駆動信号１０２の電圧，電流，波形などで決める。電圧と電流とは非線形の依存関係にあるので、駆動信号１０２をオンオフの２値信号として、デューティ（周期とオン時間との比率）で明るさを決める。 The brightness of light emitted from the light source 103 is determined by the voltage, current, waveform, etc. of the drive signal 102. Since the voltage and current are in a non-linear dependency, the brightness is determined by the duty (ratio between the period and the on time) with the drive signal 102 as an on / off binary signal.

照明装置１０には、ちらつきが感じられない十分な明るさが求められる。人間の視覚特性として感知できる明るさの時間的変化は１００Ｈｚ程度であることが知られている。したがって、照明装置１０として１０００Ｈｚまでの周波数成分を安定化すれば、ちらつきを防止できる。例えば、スイッチングコンバータ１０１のスイッチング周波数を１００ｋＨｚ、ＰＷＭ周期を１ｋＨｚとすれば、ＰＷＭ周期のなかに１００個（＝１００ｋＨｚ／１ｋＨｚ）のスイッチング周波数を含むことになる。この１００個のスイッチング周波数に同期してオンとオフを行えば、最小０から最大１００までのパルスを出力できる。この出力で光源１０３を駆動すれば、明るさを０から１００まで変化させることができる。 The lighting device 10 is required to have sufficient brightness so that no flicker is felt. It is known that the temporal change in brightness that can be perceived as human visual characteristics is about 100 Hz. Therefore, flickering can be prevented by stabilizing the frequency component up to 1000 Hz as the lighting device 10. For example, if the switching frequency of the switching converter 101 is 100 kHz and the PWM period is 1 kHz, 100 (= 100 kHz / 1 kHz) switching frequencies are included in the PWM period. By turning on and off in synchronism with the 100 switching frequencies, pulses from a minimum of 0 to a maximum of 100 can be output. If the light source 103 is driven with this output, the brightness can be changed from 0 to 100.

照明装置１０の効率は、消費電力（例えばワットＷ）と発光輝度（例えば全光束ｌｕｍ）との比率（例えばｌｕｍ／Ｗ）で計算される。光源１０３の発光効率と、スイッチングコンバータ１０１の変換効率との組み合わせで照明装置１０の効率が決まる。降圧回路としてスイッチングコンバータ１０１を用いる場合、スイッチングコンバータ１０１のスイッチングによるリプル（ノイズ）が発生して、スイッチングコンバータ１０１の入力側およびスイッチングコンバータ１０１の出力側へ伝わる。一般に、スイッチングコンバータ１０１を安定化電源として利用する場合は出力の安定性が重要なので、リプル（ノイズ）を除去するためにフィルタ回路が使われる。 The efficiency of the illumination device 10 is calculated by the ratio (for example, lum / W) between the power consumption (for example, watt W) and the light emission luminance (for example, the total luminous flux lum). The efficiency of the lighting device 10 is determined by a combination of the light emission efficiency of the light source 103 and the conversion efficiency of the switching converter 101. When the switching converter 101 is used as a step-down circuit, ripple (noise) is generated by switching of the switching converter 101 and is transmitted to the input side of the switching converter 101 and the output side of the switching converter 101. In general, when the switching converter 101 is used as a stabilized power supply, output stability is important, and therefore a filter circuit is used to remove ripples (noise).

それに対して、本実施例ではスイッチングコンバータ１０１の出力端に光源１０３を接続する。スイッチングコンバータ１０１の周波数が視覚的に感知されなければ、リプルを除去する必要はないので、スイッチングコンバータ１０１の出力端にある光源１０３には平均的な明るさが反映される。 In contrast, in this embodiment, the light source 103 is connected to the output terminal of the switching converter 101. If the frequency of the switching converter 101 is not visually detected, it is not necessary to remove the ripple, so that the average brightness is reflected on the light source 103 at the output end of the switching converter 101.

このように、スイッチングコンバータ１０１の出力端のリプルを許容することでフィルタ回路が不要になり、回路構成の自由度が増える。本実施例ではスイッチングコンバータ１０１の入力端のリプルの発生を抑えるように回路を構成する。 In this way, by allowing ripples at the output end of the switching converter 101, a filter circuit becomes unnecessary, and the degree of freedom in circuit configuration increases. In this embodiment, the circuit is configured to suppress the occurrence of ripple at the input end of the switching converter 101.

図２に、光源１０３としてＬＥＤを用いた回路構成を説明する。ＬＥＤは一般のダイオードと同様に電圧と電流とに非線形特性な関係を持つので、スイッチングコンバータ１０１と組み合わせて利用する。照明装置として白色光を出すには、ＬＥＤとして赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤを用いる場合、青色ＬＥＤにＹＡＧ蛍光体を用いる場合などが挙げられる。特定の色を出すには、上記のＬＥＤを個別に光源１０３として用いればよい。白色ＬＥＤの場合、電流が流れ始める順方向電圧はおよそ３ボルト以上４ボルト以下である。照明装置１０として１個のＬＥＤでは光量が不足するとき、複数個のＬＥＤを直列または並列に組み合わせて明るさを確保する。ＬＥＤの組み合わせによって電源の供給方法が変わってくる。例えば、３０個の白色ＬＥＤを直列接続すれば、順方向電圧の合計は１００ボルト近くになるので、商用電源を整流するだけで電圧を変換する必要がない。この方法では、電源電圧＝順方向電圧×ＬＥＤ個数、の関係を満たすように回路を作ることから、ＬＥＤの個数が限定される。したがって、求められる明るさをＬＥＤの個数で調整するのが困難になる。また、一つの故障が全体動作を遮断し、故障個所に高い電圧が掛かることがある。 FIG. 2 illustrates a circuit configuration using an LED as the light source 103. Since an LED has a non-linear characteristic relationship between voltage and current as in a general diode, it is used in combination with the switching converter 101. In order to emit white light as an illumination device, a red LED, a blue LED, and a green LED are used as LEDs, and a YAG phosphor is used as a blue LED. In order to obtain a specific color, the LEDs described above may be used individually as the light source 103. In the case of a white LED, the forward voltage at which current begins to flow is approximately 3 volts to 4 volts. When the amount of light is insufficient with one LED as the illumination device 10, a plurality of LEDs are combined in series or in parallel to ensure brightness. The power supply method varies depending on the combination of LEDs. For example, if 30 white LEDs are connected in series, the total forward voltage is close to 100 volts, so there is no need to convert the voltage by simply rectifying the commercial power supply. In this method, since the circuit is formed so as to satisfy the relationship of power supply voltage = forward voltage × number of LEDs, the number of LEDs is limited. Therefore, it becomes difficult to adjust the required brightness by the number of LEDs. In addition, one failure may interrupt the entire operation, and a high voltage may be applied to the failure location.

一方、ＬＥＤを並列接続（直列および並列を混在させてもよい）する構成について考える。まず、１個または複数個のＬＥＤを直列接続した単体のＬＥＤ回路を作る。そして、そのＬＥＤ回路を並列接続して光源１０３とする。この場合、ＬＥＤの個数で明るさを容易に調整できる。また、ＬＥＤの一つが故障しても、その故障したＬＥＤを含まない別のＬＥＤ回路は発光を続けられる。しかし、ＬＥＤの個数に応じて供給する電圧を変換しなければならない。例えば、明るさを確保するために３０個のＬＥＤを使うとして、１０個のＬＥＤを直列接続するＬＥＤ回路を３並列にするならば、順方向電圧の合計は３０ボルト程度になる。この場合、商用電源（１００ボルト）を利用するならば、電圧変換するスイッチングコンバータ１０１が必要になる。ＬＥＤ回路に流れる電流を安定にするには、光源１０３の全体に１個のスイッチングコンバータ１０１を備えるのではなく、それぞれのＬＥＤ回路に直列にスイッチングコンバータ１０１を備える方がよい。 On the other hand, consider a configuration in which LEDs are connected in parallel (series and parallel may be mixed). First, a single LED circuit in which one or a plurality of LEDs are connected in series is made. Then, the LED circuits are connected in parallel to form the light source 103. In this case, the brightness can be easily adjusted by the number of LEDs. In addition, even if one of the LEDs fails, another LED circuit that does not include the failed LED can continue to emit light. However, the supplied voltage must be converted according to the number of LEDs. For example, assuming that 30 LEDs are used to ensure brightness, if three LED circuits connecting 10 LEDs in series are arranged in parallel, the total forward voltage is about 30 volts. In this case, if a commercial power supply (100 volts) is used, the switching converter 101 that performs voltage conversion is required. In order to stabilize the current flowing through the LED circuit, it is better not to provide one switching converter 101 for the entire light source 103 but to provide the switching converter 101 in series with each LED circuit.

ＬＥＤ回路を並列接続するとき、輝度制御は複数個のＬＥＤを組み合わせて輝度を制御する。個々のスイッチング周波数を１００ｋＨｚ、ＰＷＭ周波数を１ｋＨｚとした場合、輝度の段数は１００となる。それぞれのＬＥＤ回路の輝度の組み合わせにより光源１０３全体の輝度の段数が決まる。 When the LED circuits are connected in parallel, the luminance control controls the luminance by combining a plurality of LEDs. When the individual switching frequency is 100 kHz and the PWM frequency is 1 kHz, the number of luminance steps is 100. The number of brightness stages of the entire light source 103 is determined by the combination of the brightness of each LED circuit.

本実施例では、明るさ調整や故障対策などの観点から、照明装置１０として、光源１０３（上記例ではＬＥＤ回路）を並列に接続した方が望ましい。このようにＬＥＤ回路を並列に接続するとき、個々のＬＥＤ回路の電圧および電流を安定にするため、個々のＬＥＤ回路にスイッチングコンバータ１０１を備える。これは、スイッチングコンバータ１０１の入力側の電源端子１００から見れば、複数のスイッチングコンバータ１０１が負荷として光源１０３に接続されていることになる。したがって、スイッチングコンバータ１０１において発生するリプル（ノイズ）は低い方が望ましい。 In the present embodiment, it is desirable to connect the light source 103 (LED circuit in the above example) in parallel as the lighting device 10 from the viewpoint of brightness adjustment and countermeasures against failure. Thus, when LED circuits are connected in parallel, the switching converter 101 is provided in each LED circuit in order to stabilize the voltage and current of each LED circuit. From the viewpoint of the power supply terminal 100 on the input side of the switching converter 101, this means that a plurality of switching converters 101 are connected to the light source 103 as loads. Therefore, it is desirable that the ripple (noise) generated in the switching converter 101 is low.

図３は、スイッチングレギュレータ方式によるスイッチングコンバータ１０１の基本構成を示す図である。スイッチングコンバータ１０１は、スイッチング信号生成部１０４，スイッチング部１０６，インダクタ１０７および還流用のダイオード１０８を備える。スイッチング信号１０５を用いてスイッチング部１０６を駆動することで電源端子１００からの電圧が降圧される。このスイッチングコンバータ１０１がスイッチング信号１０５に同期することにより、電流の変化（電流リプル）が発生する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a basic configuration of a switching converter 101 using a switching regulator system. The switching converter 101 includes a switching signal generation unit 104, a switching unit 106, an inductor 107, and a return diode 108. Driving the switching unit 106 using the switching signal 105 reduces the voltage from the power supply terminal 100. When the switching converter 101 is synchronized with the switching signal 105, a change in current (current ripple) occurs.

スイッチング部１０６がオンのとき、電源端子１００からの入力電流はインダクタ１０７を流れる。このとき、ダイオード１０８には電圧が逆向きにかかるので電流は流れない。 When the switching unit 106 is on, the input current from the power supply terminal 100 flows through the inductor 107. At this time, since a voltage is applied to the diode 108 in the reverse direction, no current flows.

次に、スイッチング部１０６がオフのとき、電源端子１００からの入力電流はなくなるが、インダクタ１０７にある磁場は徐々に減少していき、電流が流れようとする。このとき、ダイオード１０８が、インダクタ１０７で発生する電流の通り道となる。 Next, when the switching unit 106 is off, there is no input current from the power supply terminal 100, but the magnetic field in the inductor 107 gradually decreases, and current tends to flow. At this time, the diode 108 becomes a path for current generated in the inductor 107.

つまり、スイッチング部１０６がオンのときは、電源端子１００からの入力電流が出力電流となり、スイッチング部１０６がオフのときは、インダクタ１０７が発電する電流が出力電流となり、途切れることなく電流が出力される。スイッチングコンバータ１０１の出力側の駆動信号１０２に現れるスイッチング周期内の電流の上昇分ΔＩｏｎおよび下降分ΔＩｏｆｆは次式で表される。ここで、Ｖｉは入力電圧、Ｖｏは出力電圧、Ｔｏｎはオン時間、Ｔｏｆｆはオフ時間、Ｌはインダクタンスである。定常状態において、出力電圧Ｖｏはオン時間およびオフ時間（デューティ）で決まる。リプルの周波数成分は、スイッチング信号１０５の周波数およびデューティに依存する。スイッチングコンバータ１０１の出力側の負荷が光源１０３であるとき、スイッチング周波数が十分に高ければ、リプルによる明るさの変化は視覚的に感知されにくい。一方、スイッチングコンバータ１０１の入力側の電源端子１００には、スイッチングコンバータのスイッチング周波数に同期したリプルが伝わることになる。 That is, when the switching unit 106 is on, the input current from the power supply terminal 100 becomes the output current, and when the switching unit 106 is off, the current generated by the inductor 107 becomes the output current, and the current is output without interruption. The An increase amount ΔIon and a decrease amount ΔIoff of the current within the switching period appearing in the drive signal 102 on the output side of the switching converter 101 are expressed by the following equations. Here, Vi is an input voltage, Vo is an output voltage, Ton is an on time, Toff is an off time, and L is an inductance. In a steady state, the output voltage Vo is determined by an on time and an off time (duty). The frequency component of the ripple depends on the frequency and duty of the switching signal 105. When the load on the output side of the switching converter 101 is the light source 103, if the switching frequency is sufficiently high, a change in brightness due to ripple is hardly visually detected. On the other hand, a ripple synchronized with the switching frequency of the switching converter is transmitted to the power supply terminal 100 on the input side of the switching converter 101.

スイッチングコンバータ１０１の回路定数（インダクタンスなど）は使用部品で決まるので、スイッチング信号１０５で動作を制御する。定常状態では、電流リプルの上昇分と電流リプルの下降分とが同値となり、スイッチング信号１０５のデューティに基づいて出力電流は安定する。例えば、デューティ５０％の安定状態では、電流リプルの上昇分と電流リプルの下降分が同値となり、出力電圧は入力電圧の２分の１になる。一方、初期状態から定常状態に至るまでの非定常状態では、電流リプルの上昇分は電流リプルの下降分と異なる。 Since the circuit constant (inductance, etc.) of the switching converter 101 is determined by the components used, the operation is controlled by the switching signal 105. In the steady state, the amount of increase in current ripple and the amount of decrease in current ripple have the same value, and the output current is stabilized based on the duty of the switching signal 105. For example, in a stable state with a duty of 50%, the amount of increase in current ripple and the amount of decrease in current ripple are the same value, and the output voltage is half the input voltage. On the other hand, in the unsteady state from the initial state to the steady state, the increase amount of the current ripple is different from the decrease amount of the current ripple.

初期状態において出力電流がＩａであれば、電流リプルの上昇分が電流リプルの下降分より大きくなり、スイッチング周期毎に徐々に出力電流が累積し、出力電圧が増加する。さらに出力電流が増加すれば、出力電圧が増加して、電流リプルの上昇分よりも電流リプルの下降分が大きくなる。上記の繰り返しにより、初期状態から定常状態へ徐々に移行して出力電流はＩｂで安定する。 If the output current is Ia in the initial state, the increase amount of the current ripple becomes larger than the decrease amount of the current ripple, the output current is gradually accumulated every switching cycle, and the output voltage increases. If the output current further increases, the output voltage increases, and the amount of decrease in current ripple is greater than the amount of increase in current ripple. By repeating the above, the output current is stabilized at Ib by gradually shifting from the initial state to the steady state.

複数のスイッチング周期の間隔でスイッチング信号１０５をオンオフするとき、初期状態から定常状態への移行と、定常状態から停止状態への移行を繰り返すことになる。ここで、停止とは何の動作もしていないことを指す。この移行の繰り返しは、例えば前記したＰＷＭ周期のオンオフ動作に当てはまる。したがって、スイッチングコンバータ１０１とＰＷＭとを組み合わせた出力信号の波形は振幅変調された２値レベルのパルス系列になる。出力信号の振幅は移行時間の設定で変化する。ＰＷＭのデューティのみならず、ＰＷＭ周期（オンオフ時間）で平均的な出力を制御できる。 When the switching signal 105 is turned on / off at intervals of a plurality of switching cycles, the transition from the initial state to the steady state and the transition from the steady state to the stop state are repeated. Here, the stop means that no operation is performed. This repetitive transition applies to, for example, the above-described PWM cycle on / off operation. Therefore, the waveform of the output signal obtained by combining the switching converter 101 and the PWM becomes a binary level pulse series subjected to amplitude modulation. The amplitude of the output signal varies with the transition time setting. The average output can be controlled not only by the PWM duty but also by the PWM cycle (on / off time).

図４は、本実施例の照明装置１０の構成例を示す。照明装置１０は、スイッチングコンバータ１０１，スイッチングコンバータ１０１の出力端に接続された光源１０３，電源端子１００とスイッチングコンバータ１０１との間に置かれた信号検出部２００および信号検出部２００の検出信号に基づいてスイッチング部１０６のスイッチング信号１０５を生成するスイッチング信号生成部１０４、を備える。スイッチング信号生成部１０４は信号検出部２００に接続されている。複数個のスイッチングコンバータ１０１を電源端子１００に並列接続する。信号検出部２００は電源端子１００から複数のスイッチングコンバータ１０１に供給される電力，電圧，電流等を測定する。スイッチング信号生成部１０４は信号検出部２００の検出結果に基づいてスイッチング信号１０５を生成する。 FIG. 4 shows a configuration example of the illumination device 10 of the present embodiment. The lighting device 10 is based on the switching converter 101, the light source 103 connected to the output terminal of the switching converter 101, the signal detection unit 200 placed between the power supply terminal 100 and the switching converter 101, and the detection signal of the signal detection unit 200. The switching signal generation unit 104 that generates the switching signal 105 of the switching unit 106 is provided. The switching signal generation unit 104 is connected to the signal detection unit 200. A plurality of switching converters 101 are connected in parallel to the power supply terminal 100. The signal detection unit 200 measures power, voltage, current, and the like supplied from the power supply terminal 100 to the plurality of switching converters 101. The switching signal generation unit 104 generates the switching signal 105 based on the detection result of the signal detection unit 200.

ここで、二つのスイッチングコンバータ１０１が並列接続され、それぞれのスイッチング信号１０５の位相が１８０度ずれているとする。それぞれのスイッチングコンバータ１０１はスイッチング信号１０５に同期して電圧変換を行い、それぞれのスイッチングコンバータ１０１の出力端に接続された光源１０３を駆動する。一方、電源端子１００にはそれぞれのスイッチングコンバータ１０１の入力端が共通に接続され、電源端子１００から電力供給をうける。 Here, it is assumed that two switching converters 101 are connected in parallel, and the phase of each switching signal 105 is shifted by 180 degrees. Each switching converter 101 performs voltage conversion in synchronization with the switching signal 105 and drives the light source 103 connected to the output terminal of each switching converter 101. On the other hand, the input terminals of the respective switching converters 101 are commonly connected to the power supply terminal 100 and are supplied with power from the power supply terminal 100.

それぞれのスイッチングコンバータ１０１の出力端において、スイッチング動作により発生するリプルはそれぞれの光源１０３の明るさに変換される。一方、それぞれのスイッチングコンバータ１０１の入力端では、両者のリプルが加算される。もしも、入力端のリプルがスイッチング信号１０５と同じ波形ならば、入力端のリプルが最小（小さく）になる（（小さく）なる）ようにスイッチング信号１０５のデューティを設定すれば良い。原理的には、一方のスイッチング信号１０５の位相に対して他方のスイッチング信号１０５の位相を１８０度ずらし、それぞれのスイッチング信号１０５を５０％デューティとすれば、それぞれのスイッチングコンバータ１０１において電源がオンオフするタイミングは補完しあうので、リプルはキャンセルされるはずである。しかし、現実の回路構成では、リプルは２値信号ではなくアナログ的に歪んだ波形になるので、位相が１８０度ずれた５０％デューティの二つのスイッチング信号１０５がリプルを最小にできるとは限らない。 At the output end of each switching converter 101, the ripple generated by the switching operation is converted into the brightness of each light source 103. On the other hand, both ripples are added at the input ends of the respective switching converters 101. If the ripple at the input end has the same waveform as the switching signal 105, the duty of the switching signal 105 may be set so that the ripple at the input end is minimized (smaller) (smaller). In principle, if the phase of one switching signal 105 is shifted by 180 degrees with respect to the phase of one switching signal 105 and each switching signal 105 is set to 50% duty, the power supply in each switching converter 101 is turned on / off. Since the timing complements, the ripple should be cancelled. However, in an actual circuit configuration, the ripple is not a binary signal but an analog-distorted waveform, so that the two switching signals 105 with a 50% duty that are 180 degrees out of phase cannot always minimize the ripple. .

そこで、スイッチングコンバータ１０１の入力端にある電源端子１００とスイッチングコンバータ１０１との接続点に、リプルを検出する信号検出部２００を配置する。信号検出部２００が検出する信号は電力，電圧，電流などである。そして、信号検出部２００が検出した検出信号からリプルの大きさを算出して、リプル値としてそれぞれのスイッチング信号生成部１０４に出力する。そして、信号検出結果に基づいて、入力端のリプルが最小になるようにスイッチング信号生成部１０４がスイッチング信号１０５を生成する。 Therefore, a signal detection unit 200 that detects ripples is arranged at a connection point between the power supply terminal 100 at the input end of the switching converter 101 and the switching converter 101. Signals detected by the signal detection unit 200 are power, voltage, current, and the like. And the magnitude | size of a ripple is calculated from the detection signal which the signal detection part 200 detected, and it outputs to each switching signal generation part 104 as a ripple value. Based on the signal detection result, the switching signal generation unit 104 generates the switching signal 105 so that the ripple at the input end is minimized.

スイッチング信号生成部１０４は、それぞれのスイッチングコンバータ１０１の周波数，位相およびデューティを制御する。ただし、周波数の制御は必ずしも必要ないので、以下では位相およびデューティの制御を前提として説明する。 The switching signal generation unit 104 controls the frequency, phase, and duty of each switching converter 101. However, since frequency control is not always necessary, the following description will be made on the assumption of phase and duty control.

信号変動を定量化する方法には幾つかの手法があるが、本実施例ではリプルの定量化方法として分散または絶対値の総和を利用する。一定期間内のサンプル点について（信号値−平均値）の二乗を累積することで分散が求められる。分散（縦軸）が凹曲線になるようにパラメータ（横軸）で調整することで、リプルが最小になるパラメータを見つけることができる。 There are several methods for quantifying signal fluctuations. In this embodiment, variance or the sum of absolute values is used as a quantification method for ripples. The variance is obtained by accumulating the square of (signal value−average value) for sample points within a certain period. By adjusting the parameters (horizontal axis) so that the variance (vertical axis) becomes a concave curve, a parameter that minimizes ripple can be found.

また、信号の振幅値を累積するために、信号の絶対値の総和を利用しても良い。一定期間内のサンプル点を対象にするΣ｜信号値−平均値｜で総和が求められる。記号｜｜は絶対値を算出する演算子とする。絶対値の総和を用いた場合でも、リプルが最小になるパラメータを見つけることができる。分散は二乗するための回路（たとえば乗算回路）が必要になるが、理論的な解析に適した特性を持つ。絶対値は四則演算を用いないので理論的な解析に適さないが、演算回路により符号を変えるだけで絶対値が求まるので簡単になる。 Further, in order to accumulate the amplitude value of the signal, the sum of the absolute values of the signal may be used. The sum is obtained by Σ | signal value−average value | for the sample points within a certain period. The symbol || is an operator for calculating an absolute value. Even when the sum of absolute values is used, a parameter that minimizes ripple can be found. The dispersion requires a circuit for squaring (for example, a multiplication circuit), but has characteristics suitable for theoretical analysis. The absolute value is not suitable for theoretical analysis because it does not use four arithmetic operations, but it is simple because the absolute value can be obtained simply by changing the sign by the arithmetic circuit.

本実施例では、デユーティをパラメータとして、スイッチングコンバータ１０１の入力端で検出される信号の分散を算出する。そして、分散（すなわちリプル）を最小になるようにデユーティを求める。数学的な原理に基づいてリプルの最小値が算出されているが、本実施例では実用的な分解能の誤差を持つことを許容する。時間的に変化する信号の分散を算出する上記の一定期間の範囲をスイッチング周期またはスイッチング周期の倍数とすることで、リプルの変化を繰り返し検出できる。 In this embodiment, the variance of the signal detected at the input end of the switching converter 101 is calculated using the duty as a parameter. Then, the duty is calculated so as to minimize the variance (that is, ripple). Although the minimum ripple value is calculated based on a mathematical principle, this embodiment allows a practical resolution error. By setting the range of the above-mentioned fixed period for calculating the variance of the signal that changes with time as the switching period or a multiple of the switching period, it is possible to repeatedly detect a change in ripple.

図５を用いて、スイッチングコンバータ１０１の入力端のリプル動作について説明する。図５（１）に示すような１回路構成の場合、周期的にオンオフするスイッチング信号１０５を用意して、電源から供給する電流をスイッチング部１０６でオンオフする。これにより、オン時にはインダクタ１０７を通過する電流が徐々に増加し、オフ時には徐々に低下する。つまり、電源系統から入力される電流（オン時にインダクタ１０７を流れる電流）が徐々に増加する三角波となる。しかし、実際の回路はアナログ的な動作をすることから、電源系統から入力する電流は歪みを持った波形となる。そして、スイッチング周期に同期した電流波形の繰り返しがリプルとなる。 The ripple operation at the input end of the switching converter 101 will be described with reference to FIG. In the case of a single circuit configuration as shown in FIG. 5A, a switching signal 105 that is periodically turned on / off is prepared, and a current supplied from a power source is turned on / off by the switching unit 106. As a result, the current passing through the inductor 107 gradually increases when the switch is on, and gradually decreases when the switch is off. That is, it becomes a triangular wave in which the current input from the power supply system (current flowing through the inductor 107 when turned on) gradually increases. However, since the actual circuit operates in an analog manner, the current input from the power supply system has a distorted waveform. And the repetition of the current waveform synchronized with the switching cycle becomes a ripple.

本実施例では、図５（２）または図５（３）に示すように、複数のスイッチングコンバータ１０１の位相をずらして動作させる。このとき、出力波形および電源系統から入力する電流波形は位相がずれて重なり合うことになる。原理的には、２回路の場合、二つのスイッチングコンバータ１０１の位相を１８０度ずらしたデューティ５０％の２値信号であれば、各回路が入力または出力する２値信号は、時間的な隙間を小さくし重なり合うのでリプルは抑制される。また、３回路の場合、三つのスイッチングコンバータ１０１の位相を１２０度ずらしたデューティ３３.３％の２値信号であれば、各回路が入力または出力する２値信号は、時間的な隙間を小さくし重なり合うことでリプルは抑制される。しかし、現実の回路は前記したような歪みを作るので、事前にリプルを抑制にするまたは最初にする条件が分からない。そこで、複数のスイッチングコンバータ１０１の電流波形を総和した入力電流波形（リプル）を、電源および複数のスイッチングコンバータ１０１の接続点で測定する。 In this embodiment, as shown in FIG. 5 (2) or FIG. 5 (3), the plurality of switching converters 101 are operated with the phases shifted. At this time, the output waveform and the current waveform input from the power supply system are overlapped with a phase shift. In principle, in the case of two circuits, if a binary signal with a duty of 50% in which the phases of the two switching converters 101 are shifted by 180 degrees, the binary signal input or output by each circuit has a time gap. Ripple is suppressed because it is smaller and overlapped. Further, in the case of three circuits, if the binary signals having a duty of 33.3% in which the phases of the three switching converters 101 are shifted by 120 degrees are used, the binary signals input or output by each circuit have a small temporal gap. Ripple is suppressed by overlapping. However, since the actual circuit creates the distortion as described above, it is not possible to know the conditions for suppressing or starting the ripple in advance. Therefore, an input current waveform (ripple) obtained by summing the current waveforms of the plurality of switching converters 101 is measured at a connection point between the power supply and the plurality of switching converters 101.

図６に、リプルとデューティとの関係を示す。ここでは簡単のため、複数のスイッチングコンバータ１０１のデューティ値を共通とする。これにより、それぞれのデューティ値を独立して設定する場合に比べて設定回路を多数用意する必要はなく、回路を小さく簡単にできる。また、複数のスイッチングコンバータ１０１のデューティを別々に設定しても良い。複数のスイッチングコンバータ１０１の部品定数が異なり、デューティとリプル波形との関係が一定でない場合、複数のスイッチングコンバータ１０１のデューティを別々に設定することが有効である。 FIG. 6 shows the relationship between ripple and duty. Here, for simplicity, the duty values of the plurality of switching converters 101 are made common. Accordingly, it is not necessary to prepare a large number of setting circuits as compared with the case where the respective duty values are set independently, and the circuit can be made small and simple. Further, the duty of the plurality of switching converters 101 may be set separately. When the component constants of the plurality of switching converters 101 are different and the relationship between the duty and the ripple waveform is not constant, it is effective to set the duties of the plurality of switching converters 101 separately.

リプルを分散として算出して縦軸におき、デューティを横軸にとれば、両者の関係は最小値を持つ凹曲線で表される。つまり、位相が１８０度ずれた２組の２値信号のデューティを０から１００％に振ったとき、デューティが０％および１００％のときリプル（分散）が最大となり、デューティが５０％のとき最小（この例では０）になる。リプルの最小点からデューティを大小のどちらに動かしてもリプルは大きくなる。初期時にはリプルが最小になるデューティは不明である。したがって、スイッチング信号１０５のデューティを微小に変化させたときのリプルの大きさの変化から、探索型の手順（数学の分野で使われる繰り返し探索の手法に相当）を利用して、リプルの最小点を見つけることができる。リプル値の算出方法およびリプルの最小点の見つけ方は一意ではないので、手順の途中で適宜切り替えても良い。本実施例は、リプルの最小点を見つける手順を備えて、リプル値が最小となるようにデューティをスイッチング信号生成部１０４に伝達し、スイッチング部１０６を駆動する。こうして、構成部品の変動，ばらつき，非線形特性，温度，寿命などによる特性変化があっても、リプル低減の効果が安定して得られる。また、電源系統を経由して、他の機器へ伝わるノイズを減らせる。 If the ripple is calculated as variance and placed on the vertical axis and the duty is taken on the horizontal axis, the relationship between the two is represented by a concave curve having a minimum value. That is, when the duty of two sets of binary signals whose phases are shifted by 180 degrees is shifted from 0 to 100%, the ripple (dispersion) is maximum when the duty is 0% and 100%, and is minimum when the duty is 50%. (0 in this example). Regardless of whether the duty is moved from the minimum ripple point to the larger or smaller duty, the ripple increases. At the initial stage, the duty at which the ripple is minimized is unknown. Therefore, from the change in the magnitude of the ripple when the duty of the switching signal 105 is slightly changed, the minimum point of the ripple is obtained using a search type procedure (corresponding to the iterative search method used in the field of mathematics). Can be found. Since the method for calculating the ripple value and how to find the minimum point of the ripple are not unique, switching may be performed as appropriate during the procedure. The present embodiment includes a procedure for finding the minimum point of ripple, and transmits the duty to the switching signal generation unit 104 so as to minimize the ripple value, thereby driving the switching unit 106. In this way, the ripple reduction effect can be stably obtained even if there are characteristic changes due to variations, variations, nonlinear characteristics, temperature, life, etc. of the component parts. In addition, noise transmitted to other devices via the power supply system can be reduced.

なお、周知のように、数値計算で得られる結果には誤差が含まれる。例えば、ニュートン・ラプソン法などの数値計算で誤差を小さく抑えるためには、繰り返し演算の変数のステップ幅を小さくする、または、繰り返し回数を多くする、などの手法が取り入れられる。一方、これらの手法は計算の負荷（言い換えれば計算時間）を増大させる。したがって、数値計算の実用的な使い方として、繰り返し回数などの適宜な条件を設定しておき、条件が満たされた時点で計算を中断することが多い。上記で述べたリプルの最小点の探索の結果にも、数値計算による誤差がある。さらに、デジタル信号処理においては、量子化誤差や時間的な離散化による誤差などが存在する。本実施例における最小とは、誤差による数値の幅があることを許容するものである。 As is well known, an error is included in the result obtained by numerical calculation. For example, in order to keep the error small by numerical calculation such as Newton-Raphson method, a method of reducing the step width of the variable of the iteration operation or increasing the number of iterations is adopted. On the other hand, these methods increase calculation load (in other words, calculation time). Therefore, as a practical usage of numerical calculation, an appropriate condition such as the number of repetitions is set, and the calculation is often interrupted when the condition is satisfied. The result of the search for the minimum ripple point described above also has an error due to numerical calculation. Further, in digital signal processing, there are quantization errors and errors due to temporal discretization. The minimum in the present embodiment allows a range of numerical values due to an error.

複数のスイッチングコンバータ１０１の位相をずらして巡回的に動作させることは、スイッチング信号１０５の生成を巡回的に行うことを意味する。リプルの検出結果をスイッチング信号１０５の生成に反映するまでには、一巡の待ち時間がある。例えば、二つのスイッチングコンバータ１０１を交互に動作させてリプル低減するときにはスイッチング信号１０５は交互に生成される。つまり、一方のスイッチングコンバータ１０１は他方のスイッチングコンバータ１０１の動作を待つことになる。三つのスイッチングコンバータ１０１を組み合わせた場合、自分の順番に戻るまでに二つのスイッチングコンバータ１０１の動作を待つことになる。スイッチングコンバータ１０１の個数が増えるほど、スイッチングコンバータ１０１の待ち時間が増える。 Shifting the phases of the plurality of switching converters 101 to operate cyclically means that the switching signal 105 is generated cyclically. There is one round of waiting time before the ripple detection result is reflected in the generation of the switching signal 105. For example, when the two switching converters 101 are operated alternately to reduce ripple, the switching signal 105 is generated alternately. That is, one switching converter 101 waits for the operation of the other switching converter 101. When three switching converters 101 are combined, the operation of the two switching converters 101 is awaited before returning to their own order. The waiting time of the switching converter 101 increases as the number of the switching converters 101 increases.

そこで、本実施例では、リプルを検出してからスイッチング信号１０５を生成するまでの期間、リプルの検出結果を一時的に記憶する記憶部（メモリまたはレジスタ）を備える。これらのリプル検出，検出結果の一時記憶，読み出し，スイッチング信号１０５の生成などの手順は、何らかのクロックに基づいて実行される。また、リプル検出信号の移動平均の算出を行うため、移動平均値を算出する一定期間の信号を記憶する回路を備えても良い。一定期間の時間窓を移動しながら、その期間に含まれる信号の平均値を出力することにより移動平均が求められる。これにより、リプル検出信号で発生するノイズを抑制できる。 Therefore, in this embodiment, a storage unit (memory or register) that temporarily stores a ripple detection result during a period from when a ripple is detected to when the switching signal 105 is generated is provided. The procedures such as ripple detection, temporary storage of detection results, reading, and generation of the switching signal 105 are executed based on some clock. In addition, in order to calculate the moving average of the ripple detection signal, a circuit for storing a signal for a certain period for calculating the moving average value may be provided. A moving average is obtained by moving the time window of a certain period and outputting an average value of signals included in the period. Thereby, the noise which generate | occur | produces with a ripple detection signal can be suppressed.

図７（１）および図７（２）にリプル低減の効果を半導体シミュレータ（ＳＰＩＣＥ）で計算した一例を示す。図７（１）に、本実施例に基づき、二つのスイッチングコンバータ１０１を並列にして、入力側の電源端子１００に共通に接続して動作させたときの入力電流の波形を示す。図７（２）に、単一のスイッチングコンバータ１０１で同等の入力電流が流れるように動作させたときの入力電流の波形を示す。縦軸は電流（ｍＡ）、横軸は時間（ｍｓ）を示す。 FIGS. 7A and 7B show an example in which the ripple reduction effect is calculated by a semiconductor simulator (SPICE). FIG. 7A shows the waveform of the input current when two switching converters 101 are connected in parallel and operated in common with the power supply terminal 100 on the input side, based on this embodiment. FIG. 7B shows a waveform of the input current when the single switching converter 101 is operated so that the equivalent input current flows. The vertical axis represents current (mA), and the horizontal axis represents time (ms).

図７（１）および図７（２）には、３種のデュティー（５０％，６０％，７２％）について３本の波形をプロットしてある。単位の％は、周期期間のうち入力電流が流れる時間の割合を示す。０％であればオフ状態、１００％であればオン状態を意味する。図中の波形は、時間０の初期状態からスイッチング動作の繰り返しによる安定状態へ移行して様子を示している。図中の波形はスイッチング信号１０５のデューティで変化して、リプルの振幅が変化することが見て取れる。 In FIG. 7 (1) and FIG. 7 (2), three waveforms are plotted for three types of duty (50%, 60%, 72%). The unit% indicates the ratio of the time during which the input current flows in the periodic period. 0% means an off state, and 100% means an on state. The waveform in the figure shows a state of transition from the initial state at time 0 to the stable state by repeating the switching operation. It can be seen that the waveform in the figure changes with the duty of the switching signal 105 and the amplitude of the ripple changes.

図７（１）および図７（２）からわかるように、図７（１）のリプル振幅は図７（２）のリプル振幅の約半分になっている。しかし、リプル振幅を小さくするための条件を設計段階において事前に確定することは難しい。実用的な回路の波形形状はデューティ設定値や部品特性のばらつきなどで変化するためである。 As can be seen from FIGS. 7 (1) and 7 (2), the ripple amplitude in FIG. 7 (1) is about half of the ripple amplitude in FIG. 7 (2). However, it is difficult to determine in advance the conditions for reducing the ripple amplitude at the design stage. This is because the waveform shape of a practical circuit changes due to variations in duty setting values and component characteristics.

図８（１）および図８（２）は、上記と同じ条件でシミュレーションした二つの構成の入力電流波形の周波数成分を示している。横軸が周波数（Ｈｚ）、縦軸が周波数成分の大きさ（デシベルｄＢ）であり、下側のプロットほど周波数成分が小さい。 FIG. 8 (1) and FIG. 8 (2) show frequency components of input current waveforms of two configurations simulated under the same conditions as described above. The horizontal axis represents the frequency (Hz), the vertical axis represents the magnitude of the frequency component (decibel dB), and the lower the plot, the smaller the frequency component.

図８（１）は二つのスイッチングコンバータ１０１で動作した場合である。図８（２）は一つのスイッチングコンバータ１０１で動作した場合である。ノイズとなる周波数成分の大きさを１０００Ｈｚとした場合、図８（１）の方が、図８（２）よりも下側にプロットされている。つまり、図８（１）の方が図８（２）に比べてノイズを低減できる。 FIG. 8 (1) shows a case where the two switching converters 101 are operated. FIG. 8B shows the case where the operation is performed by one switching converter 101. When the magnitude of the frequency component that becomes noise is 1000 Hz, FIG. 8A is plotted below FIG. 8B. That is, noise can be reduced in FIG. 8 (1) compared to FIG. 8 (2).

他の実施例について詳細に説明する。信号検出部２００を用いて電圧を検出するには、グランドと検出点との電位差を測定する。信号検出部２００を用いて電流を検出するには、信号回路に入れた抵抗の両端電圧を測定し、電圧値を抵抗値で割り算する。信号検出部２００を用いて電力を検出するには、上記の電圧および電流の測定を行った結果を掛け合わせて算出する。 Other embodiments will be described in detail. In order to detect the voltage using the signal detection unit 200, the potential difference between the ground and the detection point is measured. In order to detect the current using the signal detection unit 200, the voltage across the resistor in the signal circuit is measured, and the voltage value is divided by the resistance value. In order to detect electric power using the signal detection unit 200, calculation is performed by multiplying the results of the voltage and current measurements described above.

これらの信号はＡＤ変換器を用いてデジタルデータに変換して、リプルの算出に使うことができる。リプルを分散として算出する場合は、スイッチング周期などの時間範囲に渡る測定データを利用する。この演算は、ハード回路で作れる。また、マイクロプロセッサを用いて、ソフトウェアで記述した手順で上記演算を実行することができる。 These signals can be converted into digital data using an AD converter and used for calculating ripples. When calculating ripple as variance, measurement data over a time range such as a switching cycle is used. This operation can be made with a hardware circuit. Further, the above calculation can be executed by a procedure described by software using a microprocessor.

ＡＤ変換器を内蔵するマイクロプロセッサであれば、電圧または電流を容易に測定できる。また、マイクロプロセッサのソフトウェアでリプルの検出結果を用いたスイッチング信号１０５を生成しても良い。手順をソフトウェアで記述してデジタル的に動作させることにより、アナログ的な変動要因を排除できる。また、動作特性の修正，アップデートなどをソフトの書き換えだけで実現できるので、実装済みの回路の保守管理が容易になる。 A microprocessor incorporating an AD converter can easily measure voltage or current. Further, the switching signal 105 using the ripple detection result may be generated by the microprocessor software. By describing the procedure in software and operating it digitally, analog fluctuation factors can be eliminated. In addition, operation characteristics can be corrected and updated only by rewriting the software, so that the maintenance and management of the mounted circuit becomes easy.

また、ＡＤ変換器は各種のセンサとの接続が容易であるから、例えば、輝度センサと組み合わせて、外部環境の明るさや自らの発光量などを測定して、その結果に基づいてスイッチングコンバータ１０１の動作を決めることもできる。 In addition, since the AD converter can be easily connected to various sensors, for example, the brightness of the external environment and the amount of light emitted from the external converter are measured in combination with the luminance sensor, and the switching converter 101 is based on the result. You can also decide the action.

他の実施例について詳細に説明する。図９は、スイッチングコンバータ１０１を階層的に接続する構成例を示している。スイッチングコンバータ１０１への入力は商用電源の交流１００ボルトとする。 Other embodiments will be described in detail. FIG. 9 shows a configuration example in which the switching converters 101 are connected hierarchically. The input to the switching converter 101 is a commercial power supply of AC 100 volts.

まず、整流回路で直流に変換するが、入力電圧は高いので、第一段階および第二段階で降圧を繰り返してから負荷を駆動する。言い換えれば、スイッチングコンバータ１０１を分岐状（図８中の例は２分岐）に接続する。この場合、並列に接続された二つのスイッチングコンバータ（第一のスイッチングコンバータ２０１，第二のスイッチングコンバータ２０２とする）と信号検出部２００との間に別のスイッチングコンバータ（第三のスイッチングコンバータ２０３とする）が接続される。第三のスイッチングコンバータ２０３の駆動により電源端子１００からの電圧が降圧される。 First, it is converted into direct current by a rectifier circuit. However, since the input voltage is high, the load is driven after stepping down in the first stage and the second stage. In other words, the switching converter 101 is connected in a branched manner (two branches in the example in FIG. 8). In this case, another switching converter (a third switching converter 203 and a second switching converter 203) is connected between the two switching converters connected in parallel (the first switching converter 201 and the second switching converter 202) and the signal detection unit 200. Connected). The voltage from the power supply terminal 100 is stepped down by driving the third switching converter 203.

電源系統と同じ電圧を扱うのは第三のスイッチングコンバータ２０３による第一段階のみで、第一のスイッチングコンバータ２０１および第二のスイッチングコンバータ２０２による第二段階の構成部品の耐圧は低くて良い。たとえば、スイッチング部１０６をＦＥＴトランジスタで作るとき、耐圧が下がることにより、ＦＥＴトランジスタの部品特性の選択の幅が広がると共にコストを低下できる。同様に、耐圧が下がることにより、部品寿命が延びることが期待できるので、保守管理のコストを低減できる。 Only the first stage by the third switching converter 203 handles the same voltage as the power supply system, and the withstand voltage of the second stage components by the first switching converter 201 and the second switching converter 202 may be low. For example, when the switching unit 106 is formed of an FET transistor, the breakdown voltage decreases, so that the selection range of the component characteristics of the FET transistor can be expanded and the cost can be reduced. Similarly, since the service life of components can be expected to increase due to a decrease in breakdown voltage, maintenance management costs can be reduced.

図１０は、多数の照明装置を配線する構成例を示す。単一の照明装置３０３では明るさおよび照射面積が不足するとき、多数の照明装置３０３を組み合わせて広域照明エリア３０１とし、明るさを確保する。ここで、電源端子１００と多数の照明装置３０３とを接続するとき、スイッチングコンバータ，光源および配線の組み合わせには以下の様な幾つかの方法がある。 FIG. 10 shows a configuration example in which a large number of lighting devices are wired. When the brightness and irradiation area of the single lighting device 303 are insufficient, a large number of lighting devices 303 are combined to form a wide-area lighting area 301 to ensure brightness. Here, when connecting the power supply terminal 100 and a large number of lighting devices 303, there are several methods for combining a switching converter, a light source and wiring as follows.

方式１：入力する交流高圧電源を整流および降圧してから、各照明装置３０３まで配線して、光源１０３を駆動する。 Method 1: The input AC high voltage power supply is rectified and stepped down, and then wired to each lighting device 303 to drive the light source 103.

方式２：入力する交流高圧電源を、各照明装置３０３まで配線して、各照明装置３０３において整流および降圧を行い、光源１０３を駆動する。 Method 2: Input AC high-voltage power supply is wired to each lighting device 303, and rectification and step-down are performed in each lighting device 303 to drive the light source 103.

方式３：入力する交流高圧電源を、整流および降圧（第一の降圧）してから、各照明装置３０３まで配線して、各照明装置３０３において降圧（第二の降圧）を行い、光源１０３を駆動する。 Method 3: The input AC high-voltage power supply is rectified and stepped down (first step-down), then wired to each lighting device 303, and stepped down (second step-down) in each lighting device 303. To drive.

方式３では、電源系統からの電圧および光源１０３の駆動電圧とは異なる中間電圧を生成してから、複数の照明装置３０３への配線を行う。例えば、電源系統の１００ボルト交流を第一のスイッチングコンバータ３０２に入力して、整流および第一の降圧により４８ボルト直流の中間電圧に変換する。次に、この中間電圧を複数の照明装置３０３へ配線し、各照明装置３０３において４８ボルト直流を第二の降圧によりＬＥＤ照明に適した電圧に変換してＬＥＤを発光させる。複数の照明装置３０３にはそれぞれ第二のスイッチングコンバータ３０４および光源１０３が備えられている。各照明装置３０３は、中間電圧の配線のリプルを抑えるように動作する。 In method 3, an intermediate voltage different from the voltage from the power supply system and the driving voltage of the light source 103 is generated, and then wiring to the plurality of lighting devices 303 is performed. For example, 100 volt alternating current of the power supply system is input to the first switching converter 302 and converted into an intermediate voltage of 48 volt direct current by rectification and first step-down. Next, this intermediate voltage is wired to a plurality of lighting devices 303, and in each lighting device 303, the 48 volt direct current is converted into a voltage suitable for LED lighting by the second step-down to cause the LEDs to emit light. Each of the plurality of lighting devices 303 includes a second switching converter 304 and a light source 103. Each lighting device 303 operates so as to suppress the ripple of the intermediate voltage wiring.

方式３の構成では、高圧電源の代わりに低圧の直流で配線することで安全性を高められ、電磁ノイズの発生を抑えることができる。また、各照明装置に配置するスイッチングコンバータ３０４への入力電圧が低くなるので、耐圧の低い部品で回路を構成すれば良く、発生するノイズを低く抑えることができる。 In the configuration of method 3, safety is enhanced by wiring with a low-voltage DC instead of a high-voltage power supply, and generation of electromagnetic noise can be suppressed. In addition, since the input voltage to the switching converter 304 disposed in each lighting device is low, a circuit may be configured with components with low withstand voltage, and generated noise can be suppressed low.

ところで、これらの照明装置を電源配線で接続された装置群と捉えるならば、それぞれの照明装置の動作を制御できることが望ましい。照明装置を制御するために制御信号を伝達する信号線を配線しても良いが、別の解決策として電源配線系統に何らかの制御信号を重畳させる方法がある。本発明の構成により電源系統のリプル（ノイズ）を抑えることができるので、重畳させる制御信号の誤り率を減らせる。前記の例では、中間電圧の配線系のリプルを抑えることで、複数の照明装置に伝達する制御信号を容易に重畳させることができる。 By the way, if these lighting devices are regarded as a group of devices connected by power supply wiring, it is desirable that the operation of each lighting device can be controlled. A signal line for transmitting a control signal may be wired to control the lighting device. However, as another solution, there is a method of superimposing a certain control signal on the power supply wiring system. Since the power supply system ripple (noise) can be suppressed by the configuration of the present invention, the error rate of the control signal to be superimposed can be reduced. In the above example, by suppressing the ripple of the intermediate voltage wiring system, it is possible to easily superimpose control signals transmitted to a plurality of lighting devices.

１０，３０３照明装置
１００電源端子
１０１スイッチングコンバータ
１０２駆動信号
１０３光源
１０４スイッチング信号生成部
１０５スイッチング信号
１０６スイッチング部
１０７インダクタ
１０８ダイオード
２００信号検出部
２０１，３０２第一のスイッチングコンバータ
２０２，３０４第二のスイッチングコンバータ
２０３第三のスイッチングコンバータ
３０１広域照明エリア DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,303 Lighting apparatus 100 Power supply terminal 101 Switching converter 102 Drive signal 103 Light source 104 Switching signal generation part 105 Switching signal 106 Switching part 107 Inductor 108 Diode 200 Signal detection part 201,302 1st switching converter 202,304 2nd switching Converter 203 Third switching converter 301 Wide area lighting area

Claims

A first switching converter and a second switching converter;
A first light source connected to the output terminal of the first switching converter and driven by a drive signal from the first switching converter;
A second light source connected to the output terminal of the second switching converter and driven by a drive signal from the second switching converter;
A power supply terminal connected to the input end of the first switching converter and the input end of the second switching converter;
A signal detector disposed between an input end of the first switching converter and an input end of the second switching converter and a power supply terminal;
A switching signal generation unit connected to the signal detection unit,
The voltage from the power supply terminal is stepped down by driving the first switching converter,
The voltage from the power supply terminal is stepped down by driving the second switching converter,
The first switching converter and the first light source are connected in series;
The second switching converter and the second light source are connected in series;
The first switching converter and the second switching converter are connected in parallel to the power supply terminal,
The signal detection unit is configured to measure a power value, a voltage, or a current ripple supplied to the first switching converter and the second switching converter with an average value and a measured value within a predetermined period.
Quantify using the sum of variance or absolute value from the value,
When the ripple value quantified by the signal detection unit is minimized , the switching signal generation unit
Of the first switching converter and the second switching converter
Determining the duty value and generating a switching signal based on the duty value ;
The lighting device, wherein the first switching converter and the second switching converter are driven by the output of the switching signal from the switching signal generator.

In claim 1,
The first step-down circuit includes a first switching unit,
The second step-down circuit includes a second switching unit,
The lighting device according to claim 1, wherein the switching signal generator controls the phase and duty of the first switching unit and the second switching unit.

In claim 1,
The lighting device has a storage unit,
The said storage part memorize | stores the measurement result by the said signal detection part temporarily, The illuminating device characterized by the above-mentioned.

In claim 1,
The lighting device according to claim 1, wherein the signal detector measures the ripple based on a program procedure by a microprocessor.

In claim 1,
A third switching converter is disposed between the signal detector and the first switching converter and the second switching converter;
The lighting device, wherein the voltage from the power supply terminal is stepped down by driving the third switching converter.

In claim 1,
The first switching converter has a first switching unit, a first inductor, a first diode,
When the first switching unit is on, the current passing through the first inductor gradually increases,
When the first switching unit is off, the current passing through the first inductor gradually decreases ,
The second switching converter includes a second switching unit, a second inductor, and a second diode,
When the second switching unit is on, the current passing through the second inductor gradually increases,
When the second switching unit is off, the current passing through the second inductor gradually
A lighting device characterized by lowering .