JP2011090901A - Power supply circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチング方式の降圧回路で生じるスイッチングノイズを低減するノイズ防止用コンデンサを備えた電源回路に関する。 The present invention relates to a power supply circuit including a noise prevention capacitor for reducing switching noise generated in a switching type step-down circuit.
従来の白熱電球に比べて、消費電力が低く、かつ、長寿命といった長所を有する発光ダイオード(以下、「LED」という。)は、需要者のエコロジー意識の高まりとともに、省エネ対策のひとつとしてその使用範囲が急速に広まっており、また、白熱電球の代替としてLEDを使用したいというニーズも高まっている。 Light-emitting diodes (hereinafter referred to as “LEDs”), which have lower power consumption and longer life than conventional incandescent bulbs, are used as one of the energy-saving measures as consumers become more eco-conscious. The range is rapidly widening, and there is a growing need to use LEDs as an alternative to incandescent bulbs.
ところがLEDは商用電圧(例えば、60Hz、100V)よりも低い「直流」電圧で作動することから、商用電圧を用いてLEDを点灯する際には当該商用電圧を降圧・整流(=直流電圧に変換)あるいは整流・降圧してLEDに給電する電源回路が必須となる。 However, since the LED operates at a “DC” voltage lower than the commercial voltage (for example, 60 Hz, 100 V), when the LED is turned on using the commercial voltage, the commercial voltage is stepped down and rectified (= converted into a DC voltage). ) Or a power supply circuit for rectifying and stepping down and supplying power to the LED is essential.
このような電源回路として、先に商用交流電源からの交流電圧を整流して直流電圧に変換し、然る後、当該直流電圧をスイッチング回路で降圧してLEDに供給するものが開発されている(例えば、特許文献1)。 As such a power supply circuit, one that rectifies an AC voltage from a commercial AC power supply and converts it into a DC voltage, and then steps down the DC voltage with a switching circuit and supplies it to the LED has been developed. (For example, patent document 1).
特許文献1に記載された電源回路1は、図3に示すように、商用交流電源2から供給され、トライアック3aを用いた位相制御方式の調光器3を介して入力された交流電圧を、ダイオードブリッジ4aおよび平滑用コンデンサ4bを有する整流・平滑回路4で整流・平滑し、然る後、スイッチング素子を使用した降圧チョッパ回路5で所定の電圧まで降圧した後、LED6(特許文献1では、複数のLEDが順方向に直列接続されている。)に供給するものである。
As shown in FIG. 3, the
この電源回路1によれば、商用交流電源2からの交流電圧を整流・平滑回路4で直流電圧に変換した後、これを降圧チョッパ回路5でLED6に応じた電圧まで降圧し、これをLED6に供給することによって当該LED6を点灯させることができる。
According to this
ここで、位相制御方式の調光器3を用いてLED6を調光するためには、整流・平滑回路4では平滑用コンデンサ4bの容量を小さくして「脈流」の直流電圧にする必要がある。なぜならば、平滑用コンデンサ4bの容量を大きくして一定電圧の直流にすると、トライアック3aの導通角90度〜180度における、整流・平滑後の直流電圧の変化が少なくなり、LED6を調光できなくなるからである。さらには、コンデンサインプット回路になっていることで、入力電流波形の歪みが大きく、トライアック3aの保持電流を維持できなくなって、誤動作が発生し、フリッカの原因になるからである。
Here, in order to dim the LED 6 using the phase control type dimmer 3, the rectifying /
このような電源回路1の降圧チョッパ回路5に使用されているスイッチング素子を動作させると、当該スイッチング素子からスイッチングノイズ(高周波ノイズ)が発生するが、このスイッチングノイズのうち、周波数が比較的低い低周波数域のスイッチングノイズ(150kHz〜1MHz)は特に商用電源側に戻り易いことから、電源回路1では、このスイッチングノイズ対策として、整流・平滑回路4の一次側にノイズ防止用コンデンサ7が取り付けられている。
When the switching element used in the step-down
しかしながら、このノイズ防止用コンデンサ7は、上述のようにスイッチング素子からのスイッチングノイズ対策として有効であるものの、その一方でノイズ防止用コンデンサ7が存在することによって当該ノイズ防止用コンデンサ7を流れる交流電流が進相電流となり、この進相電流が調光器3にも流れることによって調光器3で使用されているトライアック3aが誤動作し、LED6のちらつき現象を引き起こすおそれがあった。
However, although the noise prevention capacitor 7 is effective as a countermeasure against switching noise from the switching element as described above, on the other hand, the presence of the noise prevention capacitor 7 causes an alternating current flowing through the noise prevention capacitor 7 to be present. Becomes a phase advance current, and this phase advance current flows also to the dimmer 3, so that the
すなわち、調光器3は、トライアック3aがオンする位相角(点弧位相角)を位相制御信号で制御することによってLED6に供給する商用交流電圧の実効値を変化させてLED6の負荷を調光制御するものであり、トライアック3aは、位相制御信号がオンになった後、通流する電流値が保持電流値以下になったときに、トライアック自身の特性でオフになるように動作する。したがって、調光器3に進相電流が流れたとき、商用交流電圧が0Vのタイミングで既にトライアック3aに保持電流以上の電流が流れている場合、トライアック3aをオフできずに、交流電流の次の半周期にわたって電流がゼロになるまでトライアック3aはオン状態を維持したままになってしまう場合がある。
That is, the dimmer 3 dims the load of the LED 6 by changing the effective value of the commercial AC voltage supplied to the LED 6 by controlling the phase angle (ignition phase angle) at which the
また、進相電流は、商用交流電圧が0Vとなるタイミングよりも前に0Aとなるので、トライアック3aが早いタイミングでオフになってしまう場合もある。また、一般に、1台の調光器3に複数の電源回路1が並列接続されることから、電源回路1に含まれるノイズ防止用コンデンサ7も複数個並列接続されることになり、その分進相電流は増大して、トライアック3aの誤動作が生じる可能性はさらに大きくなる。
Moreover, since the phase advance current becomes 0 A before the timing when the commercial AC voltage becomes 0 V, the
ところで、電源回路1の整流・平滑回路4には、ノイズ防止用コンデンサ7とは別に、ダイオードブリッジ4aによる整流後の電圧を平滑化する平滑用コンデンサ4bが取り付けられており、この平滑用コンデンサ4bは、ノイズ防止用コンデンサ7と同様、スイッチングノイズを低減する効果も備えている。
By the way, the rectifying /
そこで、平滑用コンデンサ4bの容量を大きく設定し、ノイズ防止用コンデンサ7の容量を小さくすることによって上述のような進相電流の問題を解消することも考えられるが、この場合には別の問題が生じることになる。
Therefore, it is conceivable to solve the above-described problem of the phase advance current by setting the capacity of the
すなわち、平滑用コンデンサ4bの容量を大きく設定すると、整流・平滑回路4で整流された交流電圧は一定電圧の直流となってしまい、位相制御方式の調光器3を用いたLED6の調光ができなくなるおそれがあった。
That is, if the capacity of the
加えて、容量の大きな平滑用コンデンサ4bには、その構造上大容量のものが作り易い電解コンデンサを使用することが一般的であるところ、電解コンデンサには、温度による寿命依存性があることから、この電解コンデンサの寿命が電源回路1の寿命の律速となるおそれがあった。
In addition, as the
さらに、ノイズ防止用コンデンサ7および平滑用コンデンサ4bの容量(すなわち、電源回路1全体で使用されているコンデンサの容量)が大きいと、電源回路1の入力力率が低くなり、その分入力電流を増加させなければならないという問題もあった。
Further, if the capacitance of the noise prevention capacitor 7 and the
本発明は、このような従来技術の問題に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、電源回路全体においてスイッチングノイズの低減のために必要なコンデンサの容量を減少させることにより、ノイズ防止用コンデンサの容量と平滑用コンデンサの容量とを同時に小さくすることができる結果、進相電流によって調光器のトライアックが誤動作することにより、LED6に「ちらつき現象」が生じるおそれを低減できるとともに、整流・平滑回路で整流・平滑された交流電圧が一定電圧の直流となって調光ができなくなるおそれがなく、また、温度特性の良好な小容量のフィルムコンデンサ等を平滑用コンデンサとして使用することによって電源回路の寿命の律速となる電解コンデンサの使用を回避することができ、さらに、入力力率の低下も回避することのできる電源回路を提供することにある。 The present invention has been developed in view of such problems of the prior art. Therefore, the main problem of the present invention is to reduce the capacitance of the capacitor for noise prevention and the capacitance of the smoothing capacitor at the same time by reducing the capacitance of the capacitor necessary for reducing the switching noise in the entire power supply circuit. As a result, it is possible to reduce the possibility of a “flickering phenomenon” in the LED 6 due to the malfunction of the triac of the dimmer due to the phase advance current, and the AC voltage rectified and smoothed by the rectifying / smoothing circuit becomes a constant voltage DC. Therefore, dimming is not possible, and it is possible to avoid the use of electrolytic capacitors that limit the life of the power supply circuit by using a small-capacity film capacitor with good temperature characteristics as a smoothing capacitor. A power supply circuit capable of avoiding a decrease in input power factor is also provided. A.
請求項1に記載した発明は、「商用交流電源12から位相制御方式の調光器14を介して受け取った交流電圧Viを整流・降圧してランプ16に給電する電源回路10であって、
前記交流電圧Viを整流し、平滑して脈流の直流電圧Vdcにする、整流回路26および平滑用コンデンサ28を有する整流・平滑回路18と、
前記直流電圧Vdcを降圧するスイッチング方式の降圧回路20と、
前記整流・平滑回路18の一次側に設けられたラインフィルタ22とを備えており、
前記ラインフィルタ22は、前記整流・平滑回路18および前記商用交流電源12を電気的に接続する一対の給電ライン44の間において、前記整流・平滑回路18に対して並列に取り付けられたノイズ防止用コンデンサ40と、
前記整流・平滑回路18および前記ノイズ防止用コンデンサ40の間において、前記一対の給電ライン44の少なくとも一方に取り付けられたフィルタ用抵抗42とを有することを特徴とする電源回路10」である。
The invention described in
A rectifying /
A switching step-down
A
The
Between the rectifying /
本発明の電源回路10は、スイッチング方式の降圧回路20のスイッチング動作によるスイッチングノイズを防止するためにラインフィルタ22を備えており、このラインフィルタ22は、一対の給電ライン44の間において、整流・平滑回路18に対して並列に取り付けられたノイズ防止用コンデンサ40と、整流・平滑回路18およびノイズ防止用コンデンサ40の間において、一対の給電ライン44の少なくとも一方に取り付けられたフィルタ用抵抗42とを有している。
The
発明者らは、ノイズ防止用コンデンサ40にフィルタ用抵抗42を加えてラインフィルタ22を構成することにより、フィルタ用抵抗42を備えていない従来の電源回路1と比較して、電源回路10全体においてスイッチングノイズの低減のために必要となるコンデンサの容量を低く抑えつつ、低周波数域のスイッチングノイズの低減効果を高くすることができることを見出した。
The inventors have added the
ノイズ防止用コンデンサ40とフィルタ用抵抗42とで構成したラインフィルタ22を有する電源回路10を用いた具体的な実験結果について説明すると、ノイズ防止用コンデンサ40の容量を0.1μFに、平滑用コンデンサ28の容量を0.1μFに、フィルタ用抵抗42の抵抗値を22Ωにそれぞれ設定して実施例を構成したとき、図2に示すように、ノイズ防止用コンデンサ7の容量を0.1μFに、平滑用コンデンサ4bの容量を0.1μFに、フィルタ用抵抗なし(=0Ω)とした従来例では、150〜500kHz付近の帯域で電源回路1の入口におけるスイッチングノイズの電圧レベルが50〜60dBμVとなっているのに対して、実施例では、同帯域におけるスイッチングノイズの電圧レベルが35〜40dBμVとなっており、低周波数域のスイッチングノイズの低減効果が極めて高くなっているのがわかる。
A specific experimental result using the
仮に、従来例の電源回路1においてスイッチングノイズの低減に寄与するコンデンサの容量を大きくして上記実施例レベルのスイッチングノイズの低減効果を得ようとすると、ノイズ防止用コンデンサ7あるいは平滑用コンデンサ4bの容量を1μF以上に設定しなければならならず、この場合、「ちらつき現象」(ノイズ防止用コンデンサ7の容量を大きくした場合)または「調光ができなくなる状態」(平滑用コンデンサ4bの容量を大きくした場合)が発生し、また、どちらの場合も入力力率の低下が発生することになる。
If, in the
また、ノイズ防止用コンデンサ40とフィルタ用抵抗42とで構成したラインフィルタ22の遮断周波数f0は、f0[Hz]=1/(2π×「ノイズ防止用コンデンサ40の容量値[F]」×「フィルタ用抵抗42の抵抗値[Ω]」)で計算することができるので、上記実施例の場合、遮断周波数f0は、f0=1/(2π×0.1×10-6×22)≒72,000Hz=72kHzとなり、72kHzよりも高いスイッチングノイズ(低周波数域(150kHz〜1MHz)を含む)を低減できることがわかる。
The cut-off frequency f 0 of the
また、従来例の電源回路1の場合、電源回路1への入力力率は63%であったのに対し、本発明の電源回路10の場合、電源回路10への入力力率は69%となり、電源回路10全体としてのコンデンサ容量を低減できたことによって力率が改善されていることがわかった。
Further, in the case of the
請求項2に記載した発明は、請求項1の電源回路10に関し、「低減するスイッチングノイズの最低周波数をfmin[Hz]とし、前記ノイズ防止用コンデンサ40の容量値をC[F]としたとき、前記フィルタ用抵抗42の抵抗値R[Ω]は、式1を満たしている」ことを特徴としており、式1は、以下の通りである。
R > 1/(2π×fmin×C) … 式1
The invention described in
R> 1 / (2π × f min × C)
この発明は、ラインフィルタ22に用いられるフィルタ用抵抗42の下限値を設定するものである。この発明によれば、低減すべきノイズの周波数が決められた各種規格(使用場所や使用用途に応じて適用される規格であり、例えば、CISPR規格であれば当該周波数範囲は、150kHz〜30MHzとなっており、電気用品の場合は、526.5kHz〜30MHzとなっている。)に基づいて、低減すべきスイッチングノイズの最低周波数fmin[Hz]を設定し、調光器14のトライアック46に影響を与えない程度のノイズ防止用コンデンサ40の容量値C[F]を設定したとき、フィルタ用抵抗42の抵抗値が上記式1を満足することにより、設定した最低周波数fmin[Hz]以上のスイッチングノイズを低減することができる。
The present invention sets the lower limit value of the
本発明の電源回路によれば、スイッチング方式の降圧回路から発生するスイッチングノイズの低減効果を高めることによって電源回路全体においてスイッチングノイズの低減のために必要なコンデンサの容量を減少させることができるので、「ちらつき現象」が生じるおそれを低減できるとともに、ランプの調光ができなくなるおそれがなく、電解コンデンサの使用を回避することができ、さらに、入力力率の低下も回避することのできる電源回路を提供することができた。 According to the power supply circuit of the present invention, it is possible to reduce the capacitance of the capacitor necessary for reducing the switching noise in the entire power supply circuit by enhancing the effect of reducing the switching noise generated from the switching step-down voltage circuit. A power supply circuit that can reduce the possibility of “flickering”, can prevent dimming of the lamp, can avoid the use of electrolytic capacitors, and can also avoid a decrease in input power factor. Could be provided.
以下、本発明を適用した電源回路10について、図面を用いて説明する。図1は本実施例の電源回路10を示す図であり、図2は実施例と従来例とにおける、スイッチングノイズの低減効果を示すグラフである。
Hereinafter, a
電源回路10は、商用交流電源12から、位相制御方式の調光器14を介して受け取った交流電圧Viを整流し、降圧してランプ16に給電する回路であり、大略、整流・平滑回路18と、降圧回路20と、ラインフィルタ22とで構成されている。なお、本実施例では2つのLEDが順方向に直列接続されたランプ16を使用しているが、ランプ16はもちろんこれに限られるものではなく、例えば12Vの直流電圧で点灯するハロゲンランプ等、商用交流電圧を整流・降圧させた電圧で点灯する光源であればその種類および個数は問わない。
The
整流・平滑回路18は、上述のように、位相制御方式の調光器14を介して受け取った交流電圧Viを脈流の直流電圧Vdcに整流し、平滑する回路であり、本実施例では、交流電圧Viを全波整流して脈流の直流電圧に変換する、4つのダイオード24a〜24dで構成された整流回路(フルブリッジ回路)26と、整流回路26の二次側において並列に接続された平滑用コンデンサ28とを備えている。なお、商用交流電源12から供給された交流電圧Viの利用効率は悪くなるが、上記全波整流回路に替えて半波整流回路を使用することもできる。
As described above, the rectification / smoothing
平滑用コンデンサ28は、整流回路26から供給される脈流の直流電圧をより平滑にすると同時にラインフィルタ22と協働してスイッチングノイズを低減するコンデンサである。本実施例における電源回路10では、後述するように、スイッチングノイズの低減のために必要なコンデンサの容量を従来のものに比べて小さくすることができるので、平滑用コンデンサ28の容量は、小容量(例えば0.1μF)でよく、また、その種類としては、例えば、温度特性の良好なフィルムコンデンサを用いることができる。
The smoothing capacitor 28 is a capacitor that smoothes the pulsating DC voltage supplied from the
降圧回路20は、整流・平滑回路18の二次側に並列に取り付けられ、整流・平滑回路18で整流され、平滑された脈流の直流電圧を降圧するための回路であり、スイッチング用FET(電界効果トランジスタ)30、高速ダイオード32、および限流用インダクタンス34で構成されたFETスイッチング部35と、電流検出用抵抗36と、スイッチング動作用内部発振器を有し、FETスイッチング部35のスイッチング用FET30をオン・オフ制御するPWM(パルス幅制御)回路38とで構成されている。なお、PWM回路38には、例えば、Supertex社のLEDドライバーIC「HV9910」が用いられる。
The step-
この降圧回路20は、ランプ16の点灯電流を電流検出用抵抗36にてセンス電圧(電流検出用抵抗36のセンス電圧=点灯電流×電流検出用抵抗36の抵抗値)として検出し、当該センス電圧に対応してPWM回路38から出力されたパルス幅信号に応じてFETスイッチング部35をスイッチング動作させ、これによってFETスイッチング部35から出力される点灯電流をパルス幅制御して、ランプ16に一定点灯電流を供給するようになっている。
The step-
ラインフィルタ22は、整流・平滑回路18の一次側に設けられた、降圧回路20におけるスイッチング動作によって発生したスイッチングノイズが上流側(すなわち、調光器14や商用交流電源12側)に伝わるのを防止する役割を有しており、ノイズ防止用コンデンサ40と、フィルタ用抵抗42とを有している。
The
ノイズ防止用コンデンサ40は、整流・平滑回路18および商用交流電源12を電気的に接続する一対の給電ライン44間において、すなわち整流・平滑回路18の一次側において、整流・平滑回路18に並列に取り付けられたコンデンサである。ノイズ防止用コンデンサ40に用いられるコンデンサのタイプはどのようなものでも選択することができるが、本実施例のノイズ防止用コンデンサ40の容量は、上述した平滑用コンデンサ28と同様に小容量でよいことから、温度特性の良好なフィルムコンデンサを用いるのが好適である。
The
フィルタ用抵抗42は、整流・平滑回路18とノイズ防止用コンデンサ40との間において、一対の給電ライン44の少なくとも一方(本実施例では、図中下側の給電ライン44)に取り付けられた抵抗である。もちろん、整流・平滑回路18とノイズ防止用コンデンサ40との間において、フィルタ用抵抗42を他方の給電ライン44(図中上側の給電ライン44)に取り付けてもよいし、一対の給電ライン44の両方に取り付けてもよい。
The
フィルタ用抵抗42の抵抗値R[Ω]は、低減するスイッチングノイズの最低周波数をfmin[Hz]とし、ノイズ防止用コンデンサ40の容量値をC[F]としたとき、下記の[式1]を満たすように設定するのが好適である。
R > 1/(2π×fmin×C) … 式1
The resistance value R [Ω] of the
R> 1 / (2π × f min × C)
これによれば、低減すべきノイズの周波数が決められた各種規格(使用場所や使用用途に応じて適用される規格であり、例えば、CISPR規格であれば当該周波数範囲は、150kHz〜30MHzとなっており、電気用品の場合は、526.5kHz〜30MHzとなっている。)に基づいて、低減すべきスイッチングノイズの最低周波数fmin[Hz]を設定し、調光器14のトライアック46に影響を与えない程度のノイズ防止用コンデンサ40の容量値C[F]を設定したとき、フィルタ用抵抗42の抵抗値が上記式1を満足することにより、設定した最低周波数fmin以上のスイッチングノイズを低減することができる。
According to this, various standards for which the frequency of noise to be reduced is determined (standards applied according to the place of use and usage, for example, in the case of the CISPR standard, the frequency range is 150 kHz to 30 MHz. In the case of electrical appliances, the frequency is 526.5 kHz to 30 MHz.) Based on the above, the minimum frequency f min [Hz] of switching noise to be reduced is set, and the
例えば、最低周波数fminを150kHz、ノイズ防止用コンデンサ40の容量を0.1μFとしたとき、R>1/(2π×0.1×10-6×150×103)=10.6Ωとなることから、フィルタ用抵抗42の抵抗値が11Ω以上であれば、最低周波数以上のスイッチングノイズを低減できる。
For example, when the minimum frequency f min is 150 kHz and the capacitance of the
調光器14(なお、調光器14は電源回路10を構成する要素ではない。)は、トライアック46を用いた位相制御方式のものであり、当該トライアック46がオンする位相角(点弧位相角)を位相制御信号によって制御することにより、電源回路10を介してランプ16に供給する電流の実行値を変化させ、ランプ16を調光制御する。
The dimmer 14 (note that the dimmer 14 is not an element constituting the power supply circuit 10) is a phase control system using a
このような電源回路10に、調光器14を介して商用交流電源12からの交流電圧Viを供給すると、当該交流電圧Viは、給電ライン44を介し、ラインフィルタ22を通過して整流・平滑回路18に導入される。整流・平滑回路18に導入された交流電圧Viは、当該整流・平滑回路18で全波整流され、平滑された後、脈流の直流電圧Vdcとして整流・平滑回路18の二次側に取り付けられた降圧回路20に供給される。そして、降圧回路20に供給された脈流の直流電圧Vdcを受けた降圧回路20は、所定の電圧(例えば、数Vから十数V)まで降圧した一定点灯電流をランプ16に供給する。
When the AC voltage Vi from the commercial
本実施例の電源回路10におけるラインフィルタ22は、ノイズ防止用コンデンサ40と、一対の給電ライン44のいずれか一方に取り付けられたフィルタ用抵抗42とで構成されており、フィルタ用抵抗を備えていない従来の電源回路1と比較して、ノイズ防止用コンデンサ40の容量を低く抑えつつ、低周波数域のスイッチングノイズの低減効果を極めて高くすることができる。
The
このことを具体的な実験結果を用いて説明すると、ノイズ防止用コンデンサ40とフィルタ用抵抗42とで構成したラインフィルタ22を有する電源回路10を用いた具体的な実験結果について説明すると、ノイズ防止用コンデンサ40の容量を0.1μFに、平滑用コンデンサ28の容量を0.1μFに、フィルタ用抵抗42の抵抗値を22Ωにそれぞれ設定して実施例を構成したとき、図2に示すように、ノイズ防止用コンデンサ7の容量を0.1μFに、平滑用コンデンサ4bの容量を0.1μFに、フィルタ用抵抗なし(=0Ω)とした従来例では、150〜500kHz付近の帯域で電源回路1の入口におけるスイッチングノイズの電圧レベルが50〜60dBμVとなっているのに対して、実施例では、同帯域におけるスイッチングノイズの電圧レベルが35〜40dBμVとなっており、低周波数域のスイッチングノイズの低減効果が極めて高くなっているのがわかる。
This will be described using specific experimental results. Specific experimental results using the
仮に、従来例の電源回路1においてスイッチングノイズの低減に寄与するコンデンサの容量を大きくして上記実施例レベルのスイッチングノイズの低減効果を得ようとすると、ノイズ防止用コンデンサ7あるいは平滑用コンデンサ4bの容量を1μF以上に設定しなければならならず、この場合、「ちらつき現象」(ノイズ防止用コンデンサ7の容量を大きくした場合)または「調光ができなくなる状態」(平滑用コンデンサ4bの容量を大きくした場合)が発生し、また、どちらの場合も入力力率の低下が発生することになる。
If, in the
また、ノイズ防止用コンデンサ40とフィルタ用抵抗42とで構成したラインフィルタ22の遮断周波数f0は、f0[Hz]=1/(2π×「ノイズ防止用コンデンサ40の容量値[F]」×「フィルタ用抵抗42の抵抗値[Ω]」)で計算することができるので、上記実施例の場合、遮断周波数f0は、f0=1/(2π×0.1×10-6×22)≒72,000Hz=72kHzとなり、72kHzよりも高いスイッチングノイズ(低周波数域(150kHz〜1MHz)を含む)が低減されることがわかる。
The cut-off frequency f 0 of the
また、従来例の電源回路1の場合、電源回路1への入力力率は63%であったのに対し、本発明の電源回路10の場合、電源回路10への入力力率は69%となり、電源回路10全体としてのコンデンサ容量を低減できたことによって力率が改善されていることがわかった。
Further, in the case of the
また、上記遮断周波数f0の計算式によれば、フィルタ用抵抗42の抵抗値を大きくすれば、遮断周波数f0の値が小さくなり、より低い周波数のスイッチングノイズを低減できるようになるが、フィルタ用抵抗42の抵抗値を大きくすると、フィルタ用抵抗42による電力損失が増加することから、当該抵抗値を必要以上に大きくするのは得策ではない。この点、LEDを用いた5W程度のランプ16に給電する電源回路10の場合、入力電流は0.1A以下であり、フィルタ用抵抗42の抵抗値が上記例のように22Ω程度であればその電力損失は0.22W以下となり特に問題となるような損失にはならない。
Further, according to the calculation formula of the cut-off frequency f 0, by increasing the resistance value of the
10…電源回路
12…商用交流電源
14…調光器
16…ランプ
18…整流・平滑回路
20…降圧回路
22…ラインフィルタ
24…ダイオード
26…整流回路
28…平滑用コンデンサ
30…スイッチング用FET
32…高速ダイオード
34…限流用インダクタンス
35…FETスイッチング部
36…電流検出用抵抗
38…PWM回路
40…ノイズ防止用コンデンサ
42…フィルタ用抵抗
44…給電ライン
46…トライアック
DESCRIPTION OF
32 ... High-
Claims (2)
前記交流電圧を整流し、平滑して脈流の直流電圧にする、整流回路および平滑用コンデンサを有する整流・平滑回路と、
前記直流電圧を降圧するスイッチング方式の降圧回路と、
前記整流・平滑回路の一次側に設けられたラインフィルタとを備えており、
前記ラインフィルタは、前記整流・平滑回路および前記商用交流電源を電気的に接続する一対の給電ラインの間において、前記整流・平滑回路に対して並列に取り付けられたノイズ防止用コンデンサと、
前記整流・平滑回路および前記ノイズ防止用コンデンサの間において、前記一対の給電ラインの少なくとも一方に取り付けられたフィルタ用抵抗とを有することを特徴とする電源回路。 A power supply circuit that rectifies and steps down an AC voltage received from a commercial AC power supply via a phase control type dimmer, and supplies the lamp to the lamp,
A rectifying / smoothing circuit having a rectifying circuit and a smoothing capacitor that rectifies and smoothes the AC voltage into a pulsating DC voltage;
A switching step-down circuit that steps down the DC voltage;
A line filter provided on the primary side of the rectifying and smoothing circuit,
The line filter includes a noise prevention capacitor attached in parallel to the rectification / smoothing circuit between a pair of power supply lines that electrically connect the rectification / smoothing circuit and the commercial AC power source,
A power supply circuit comprising: a filter resistor attached to at least one of the pair of power supply lines between the rectifying / smoothing circuit and the noise prevention capacitor.
R > 1/(2π×fmin×C) … 式1 When the minimum frequency of the switching noise to be reduced is f min [Hz] and the capacitance value of the noise prevention capacitor is C [F], the resistance value R [Ω] of the filter resistor satisfies Equation 1 below. The power supply circuit according to claim 1, wherein:
R> 1 / (2π × f min × C) Formula 1
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