JP2012023891A - Power supply device and lighting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電解コンデンサを搭載した直流電源負荷装置において、電解コンデンサの異常を検知する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for detecting an abnormality in an electrolytic capacitor in a DC power supply load device equipped with an electrolytic capacitor.
例えば、電解コンデンサは、陰極と陽極のアルミ電極と電解紙が重ねられてロール状に巻かれ、アルミケースの中に収納される。陰極と陽極のアルミ電極からは外部端子が溶接されケース外部に出される。内部は電解液が充填され、封口ゴムにより密閉されている。アルミケースの頭部には、一般的には安全弁とよばれるスリットがある。これは電解コンデンサ内部の損失角(tanδ)増大などが原因でコンデンサ内部が発熱し、電解液が急激に蒸発し内圧が急激に上昇した時に、このスリット部分が裂け、内圧を外気に逃がす。 For example, in an electrolytic capacitor, an aluminum electrode of cathode and anode and electrolytic paper are overlapped and wound into a roll shape and stored in an aluminum case. An external terminal is welded from the aluminum electrode of the cathode and the anode and is taken out of the case. The inside is filled with an electrolytic solution and sealed with a sealing rubber. The head of the aluminum case has a slit generally called a safety valve. This is because the inside of the capacitor generates heat due to an increase in the loss angle (tan δ) inside the electrolytic capacitor, etc., and when the electrolytic solution evaporates rapidly and the internal pressure rises rapidly, this slit portion tears and releases the internal pressure to the outside air.
電解コンデンサ内部には電解液がある。コンデンサ内部が発熱すると、この電解液が蒸発し、コンデンサ内圧が上昇する。初期状態でも内部の発熱はあり、電解液は蒸発するが、封口ゴムから透過し内圧と外気のバランスを保つ。しかし、長時間使用すると電解液は減少し、コンデンサの損失角(tanδ)が増大する。この損失角の増大に伴い、コンデンサ内部が発熱し、電解液の蒸発が助長される。この為、封口ゴムからの透過では足りなくなり、コンデンサの内圧が上昇する。この為、頭部にある安全弁が裂け、内部の電解液が外部に水蒸気状に噴き出す場合がある。 There is an electrolyte inside the electrolytic capacitor. When the inside of the capacitor generates heat, the electrolytic solution evaporates and the capacitor internal pressure increases. Even in the initial state, there is internal heat generation and the electrolytic solution evaporates, but it passes through the sealing rubber and maintains the balance between the internal pressure and the outside air. However, when used for a long time, the electrolytic solution decreases and the loss angle (tan δ) of the capacitor increases. As the loss angle increases, the inside of the capacitor generates heat, and the evaporation of the electrolyte is promoted. For this reason, the permeation from the sealing rubber is insufficient, and the internal pressure of the capacitor increases. For this reason, the safety valve in the head may be torn, and the internal electrolyte may be ejected in the form of water vapor to the outside.
この現象は長時間使用された場合に発生するだけでなく、コンデンサに印加される電圧が定格電圧を越えた場合や、逆電圧が印加された場合にも発生する。電解液が十分に残存した状態で発生すると、より多くの電解液が水蒸気状に噴出する。なお、電解液の主成分はエチレングリコールで沸点は約200℃である。 This phenomenon occurs not only when used for a long time, but also when the voltage applied to the capacitor exceeds the rated voltage or when a reverse voltage is applied. If the electrolyte is generated in a state where it remains sufficiently, more electrolyte is ejected in the form of water vapor. The main component of the electrolytic solution is ethylene glycol, and the boiling point is about 200 ° C.
例えば、スイッチング電源やインバータ回路などの高周波変換回路においても、電解コンデンサが使用されている。電解コンデンサの静電容量は概ね数μF〜数百μFであり、定格電圧は数V〜数百Vである。電解コンデンサは、回路の異常や、寿命末期にコンデンサ内部が発熱し、電解液が蒸発して安全弁が開き、電解液が水蒸気状に噴出する。 For example, electrolytic capacitors are also used in high-frequency conversion circuits such as switching power supplies and inverter circuits. The capacitance of the electrolytic capacitor is approximately several μF to several hundred μF, and the rated voltage is several V to several hundred V. The electrolytic capacitor generates heat in the capacitor at the end of its life or at the end of its life, the electrolytic solution evaporates, the safety valve opens, and the electrolytic solution is ejected in the form of water vapor.
この現象は電子機器を使うエンドユーザーからすれば、燃焼による発煙と捉えられることが多く、電子機器の安全性がクローズアップされる昨今では問題視されている。 From the viewpoint of end users who use electronic devices, this phenomenon is often perceived as smoke generated by combustion, and is now regarded as a problem in recent years when the safety of electronic devices has been highlighted.
この現象を回避する為に、電解コンデンサに流れる電流や印加される電圧の変化を電気的に検出する技術(例えば、特許文献1)や、電解コンデンサの発熱を電解コンデンサに組み込まれた感温素子等で検出する技術(例えば、特許文献2)がある。 In order to avoid this phenomenon, a technique (for example, Patent Document 1) that electrically detects a change in the current flowing through the electrolytic capacitor and an applied voltage, or a temperature sensing element in which the heat generated by the electrolytic capacitor is incorporated in the electrolytic capacitor. There exists a technique (for example, patent document 2) detected by the above.
しかしながら、特許文献1や特許文献2においては、電解コンデンサに流れる電流や印加される電圧若しくは発熱を検出し、所定のレベルを超えると機器の動作は停止してしまう。例えば照明器具などは寿命末期検知後に即消灯してしまうと、照明器具交換までの間、明かりが無く、不自由になる場合が多い。
However, in Patent Document 1 and
また、電解コンデンサの寿命末期直前にLEDを点灯させたり、音声で機器の交換時期を知らせる機能もある。しかし、機器のライフサイクル中のほんのわずかな時間にだけ使用する機能の為に、回路構成を複雑にする事はできるだけ避けることが好ましい。 In addition, there is a function of turning on the LED just before the end of the life of the electrolytic capacitor or notifying the replacement time of the device by voice. However, it is desirable to avoid as much as possible the complexity of the circuit configuration for functions that are used for only a short time during the life cycle of the device.
この発明は、電解コンデンサを搭載した電源装置において、簡易な構成によって電解コンデンサの異常を検知し、かつ、異常検知後も電源装置の使用継続を可能とする技術の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique for detecting an abnormality of an electrolytic capacitor with a simple configuration in a power supply device equipped with an electrolytic capacitor, and enabling the use of the power supply device to be continued even after the abnormality is detected.
この発明の電源装置は、商用交流電源から供給される交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路によって整流された整流電圧を平滑する電解コンデンサとを有する直流電源部と、前記直流電源部によって平滑された平滑電圧に基づく電力を、所定の負荷に供給する供給部と、前記電解コンデンサの電圧と、前記電解コンデンサを流れる電流と、前記電解コンデンサの温度とのうちのいずれか一つを、検出対象として検出し、検出された前記検出対象の検出値の属する範囲に応じて、前記供給部が前記負荷に供給する前記電力の大きさを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。 A power supply device according to the present invention includes a rectifier circuit that rectifies an AC voltage supplied from a commercial AC power supply, a DC power supply unit that includes an electrolytic capacitor that smoothes the rectified voltage rectified by the rectifier circuit, and the DC power supply unit. Any one of a supply unit that supplies power based on the smoothed smoothed voltage to a predetermined load, a voltage of the electrolytic capacitor, a current flowing through the electrolytic capacitor, and a temperature of the electrolytic capacitor, And a control unit that controls the magnitude of the power supplied to the load by the supply unit according to a range to which the detected value of the detection target is detected. .
本発明によれば、電源装置に搭載された電解コンデンサの容量が経年的に減少した場合、段階的に負荷の出力を低減させることで、電解コンデンサの安全弁が動作することを防止し、機器のライフサイクルを延長することができる。また、供給電力を大きさを制御することにより、例えば負荷が光源である場合には徐々に暗くなっていくので、ユーザは負荷能力の低下を知ることができる。このため、ユーザは、機器の交換をスムーズに行なうことが出来る。 According to the present invention, when the capacity of the electrolytic capacitor mounted on the power supply device decreases with time, the load output is reduced in stages, thereby preventing the safety valve of the electrolytic capacitor from operating. The life cycle can be extended. Further, by controlling the magnitude of the supplied power, for example, when the load is a light source, it gradually becomes dark, so that the user can know a decrease in load capability. For this reason, the user can smoothly exchange the devices.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1の蛍光灯用の電源装置100の回路図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram of a
次に、図1の電源装置100の回路構成について説明する。電源装置100は、商用AC電源21から入力される交流電圧を整流する整流回路1と、整流回路1が出力する電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路2と、昇圧チョッパ回路2が出力する電圧を高周波電流に変換して負荷回路4を介して接続される負荷5に電力を供給するインバータ回路3(供給部)と、電解コンデンサC1の両端に発生する直流電圧を検出する検出回路6(制御部)とを備えている。なお、整流回路1と昇圧チョッパ回路2とは、「直流電源部」を構成する。
Next, the circuit configuration of the
(昇圧チョッパ回路2)
昇圧チョッパ回路2は、整流回路1によって整流されて、さらにスイッチング素子Q1のスイッチングによって昇圧された電圧を平滑化する電解コンデンサC1を有する。電源装置100は、電解コンデンサC1の電圧を検出し、この電圧の検出結果に基いてインバータ回路3の駆動周波を制御することで、負荷の出力を低減させる制御を実行することが特徴である。
昇圧チョッパ回路2は、整流回路1の出力端に並列に接続され、脈流電圧を検出する脈流電圧検出抵抗R4、R5の直列接続と、トランスT1を介して接続されるスイッチング素子Q1と、スイッチング素子Q1に流れる電流を検出する電流検出抵抗R6と、トランスT1とアノード側が接続されるダイオードD1と、ダイオードD1のカソード側と整流回路1の低電位側とに接続される電解コンデンサC1と、電解コンデンサC1に並列に接続され、電解コンデンサC1に充電される電圧を検出する出力電圧検出抵抗R1、R2の直列接続と、脈流電圧検出抵抗R4、R5及び出力電圧検出抵抗R1、R2及びスイッチング素子Q1の電流検出抵抗R6が検出する検出信号とトランスT1の2次側に発生する検出信号を入力して、これらの検出信号に基づいて、スイッチング素子Q1を制御する昇圧チョッパ制御回路7とを備えている。
(Boost chopper circuit 2)
The step-
The step-
(インバータ回路3)
インバータ回路3は、昇圧チョッパ回路2によって昇圧、平滑化された電圧(平滑化電圧)に基づく電力を負荷5に供給する。すなわち、インバータ回路3は、直列に接続されたスイッチング素子Q2、Q3と、スイッチング素子Q2、Q3を高周波で交互にオン−オフさせる信号を発生するスイッチング制御回路8とを備えている。スイッチング制御回路8は、スイッチング制御回路8の端子Aから流れ出る電流値によって端子Bから出力される高周波スイッチング信号の周波数を変えている。
(Inverter circuit 3)
The
(負荷回路4)
負荷回路4は、スイッチング素子Q2とスイッチング素子Q3との接続点からバラストチョークL20を介して負荷5に接続し、負荷5とグランド間に直流成分除去のコンデンサC20を備えた直列共振回路を構成する。負荷5とは、以下では蛍光灯を例にして説明する。
(Load circuit 4)
The load circuit 4 is connected to the load 5 through a ballast choke L20 from a connection point between the switching element Q2 and the switching element Q3, and constitutes a series resonance circuit including a capacitor C20 for removing a DC component between the load 5 and the ground. . The load 5 will be described below using a fluorescent lamp as an example.
(検出回路6)
検出回路6は、電圧検出ブロック10、第一閾値回路ブロック11、第二閾値回路ブロック12、第一信号処理ブロック13、第二信号処理ブロック14とを備えている。
(1)電圧検出ブロック10は、電解コンデンサC1の両端電圧(検出対象の一例)を検出する。
(2)第一閾値回路ブロック11は、電圧検出ブロック10で検出された電圧を自身の有する第一閾値と比較する。
(3)第二閾値回路ブロック12も、電圧検出ブロック10で検出された電圧を自身の有する第二閾値と比較する。
(4)第一信号処理ブロック13は、検出電圧が第一閾値回路ブロック11の第一閾値を越えた場合にスイッチング制御回路8に周波数を高める信号を出力する。
(5)第二信号処理ブロック14は、検出電圧が第二閾値回路ブロック12の第二閾値を越えた場合にスイッチング制御回路8に周波数を高める信号を出力する。なお、(4)、(5)では検出電圧が第一閾値、第二閾値を越えた場合に周波数を高める信号を出力するが、これは、周波数を高めると負荷5である蛍光灯(光源)の光出力が低減することを前提としているからである。つまり第一信号処理ブロック13、第二信号処理ブロック14は、検出電圧が第一閾値、第二閾値を越えた場合には、負荷の消費電力が低減する信号を出力する。
(Detection circuit 6)
The
(1) The
(2) The first
(3) The second
(4) The first
(5) The second
次に電源装置100の動作について説明する。電源装置100に商用AC電源21からの電力が供給されると、昇圧チョッパ回路2が動作してインバータ回路3に昇圧した直流電圧が印加される。
Next, the operation of the
インバータ回路3のスイッチング素子Q2、Q3が交互にオン−オフするようにスイッチング制御回路8から信号が発生し、スイッチング素子Q2、Q3の接続点と電解コンデンサC1の低電位側間に高周波の矩形波電圧が発生する。
A signal is generated from the switching
この矩形波高周波電圧が負荷回路4を経て負荷5に印加される。バラストチョークL20、負荷5、コンデンサC20は直列共振回路であり、負荷回路4及び負荷5には高周波の電流が流れる。 This rectangular wave high frequency voltage is applied to the load 5 through the load circuit 4. The ballast choke L20, the load 5, and the capacitor C20 are a series resonance circuit, and high-frequency current flows through the load circuit 4 and the load 5.
検出回路6の電圧検出ブロック10は電解コンデンサC1の両端に接続されている。電圧検出ブロック10は、電解コンデンサC1両端のピーク電圧を例えば抵抗等で分圧する。この分圧された電圧は第一閾値回路ブロック11と第二閾値回路ブロック12とに入力され、それぞれの内部閾値の電圧と比較される。第一閾値回路ブロック11の内部閾値(第一閾値)は第二閾値回路ブロック12の内部閾値(第二閾値)よりも低い電圧である。
The
電圧検出ブロック10で検出された電圧が第一閾値回路ブロック11の内部閾値を超えると第一閾値回路ブロック11から第一信号処理ブロック13へ信号が出力され、第一信号処理ブロック13はインバータ回路3へスイッチング素子Q2、Q3のスイッチング周波数を高める信号を出力する。
When the voltage detected by the
電圧検出ブロック10で検出された電圧が第二閾値回路ブロック12の内部閾値を超えると第二閾値回路ブロック12から第二信号処理ブロック14へ信号が出力され、第二信号処理ブロック14はインバータ回路3へスイッチング素子Q2、Q3のスイッチング周波数を高める信号を出力する。第二信号処理ブロック14の出力する信号は、第一信号処理ブロック13の出力した信号よりも、さらに発振周波数を高める(負荷5である蛍光灯をさらに暗くする)ことを指示する信号である。
When the voltage detected by the
以上の検出回路6の処理内容を、図2、図3を参照して説明する。
図2は、電解コンデンサC1の両端電圧を示す図である。
(a)は点灯初期状態での電解コンデンサC1の両端電圧であり、リプル電圧Vp−pを有している。これは負荷回路4が電流を消費している為である。
(b)は負荷5である蛍光灯が点灯を継続した時の電解コンデンサC1の両端電圧であり、電解コンデンサC1の容量が次第に低下し、負荷回路で消費する電流は一定であるから前記リプル電圧Vp−pは大きくなる。
(c)は(b)から更に点灯時間が増えた場合である。電解コンデンサC1の容量は更に低下し、リプル電圧Vp−pも更に大きくなる。
The processing contents of the
FIG. 2 is a diagram illustrating the voltage across the electrolytic capacitor C1.
(A) is the voltage across the electrolytic capacitor C1 in the initial lighting state, and has a ripple voltage Vp-p. This is because the load circuit 4 consumes current.
(B) is the voltage across the electrolytic capacitor C1 when the fluorescent lamp as the load 5 continues to be lit. The capacitance of the electrolytic capacitor C1 gradually decreases and the current consumed in the load circuit is constant, so the ripple voltage Vp-p increases.
(C) is a case where the lighting time is further increased from (b). The capacity of the electrolytic capacitor C1 is further reduced, and the ripple voltage Vp-p is further increased.
図3は、電解コンデンサC1が点灯開始から寿命末期になるまでの各部波形を示す。波形横軸は時間経過である。縦軸は各電圧、各信号の値である。
(a)は、点灯継続時の電解コンデンサC1両端電圧波形である。
(b)は、第二閾値回路ブロック12の内部閾値電圧である。
(c)は、第一閾値回路ブロック11の内部閾値電圧である。
(d)は、電圧検出ブロック10の出力電圧である。
(e)は、第二閾値回路ブロック12の出力信号である。
(f)は、第一閾値回路ブロック11の出力信号である。
(g)は、インバータ回路3の発振周波数である。
(h)は、ランプ5の照度である。
FIG. 3 shows the waveform of each part from the start of lighting to the end of life of the electrolytic capacitor C1. The horizontal axis of the waveform is time. The vertical axis represents the value of each voltage and each signal.
(A) is a voltage waveform across the electrolytic capacitor C1 when lighting continues.
(B) is an internal threshold voltage of the second
(C) is an internal threshold voltage of the first
(D) is an output voltage of the
(E) is an output signal of the second
(F) is an output signal of the first
(G) is the oscillation frequency of the
(H) is the illuminance of the lamp 5.
次に、電解コンデンサC1が点灯開始から寿命末期になる過程での動作を図3を用いて説明する。
(1)(a)のように電解コンデンサC1の両端電圧は点灯時間経過と共にリプル電圧Vp−pが上昇してゆく。それに伴い、電圧検出ブロック10で電解コンデンサC1両端ピーク電圧を分圧した電圧(d)も上昇する。
(2)点灯開始から電解コンデンサC1の容量低下が規定された容量以下になる時間をT1とし、このT1を電解コンデンサC1の寿命時間とする。
(3)(d)に示すように、第一閾値回路ブロック11の内部閾値を、T1経過後の電解コンデンサが寿命と定義される容量になった時間の電圧としている。
(4)電圧検出ブロック10の出力電圧(d)が第一閾値回路ブロック11の内部閾値(c)を超えると第一閾値回路ブロック11から第一信号処理ブロック13に向けて出力信号(f)が出力される。この出力信号(f)を受けて第一信号処理ブロック13はスイッチング制御回路8から出力されるインバータ回路3の発振周波数を高めるような信号をスイッチング制御回路8に出力する。
(5)結果、負荷5に流れる電流は減少し、負荷5で消費する電力は減少する。ここで負荷5は蛍光ランプであるから調光状態になり、ランプの照度は低下する。
(6)負荷5の消費電力が減少すると、電解コンデンサC1から放電される電流は減少するから、T1経過後の電解コンデンサC1のピーク電圧の上昇はストップ若しくは減少する。
(7)T1で負荷5の消費電力が減少した状態でさらに時間が経過すると、電解コンデンサC1の容量はさらに減少し、再び電解コンデンサC1のピーク電圧は上昇し始める。
(8)すると、電圧検出ブロック10の出力電圧(d)はさらに上昇し、第二閾値回路ブロック12の内部閾値電圧に到達する(時間T2)。この時点で電解コンデンサC1の容量は設計時に設定した寿命時の容量を下回っているが、負荷5の消費電力は減少しているから電解コンデンサC1の負荷も減少している為、電解コンデンサの安全弁が動作することは無い。
(9)電圧検出ブロック10の出力電圧(d)が上昇し、第二閾値回路ブロック12の内部閾値電圧に到達すると上記(4)から上記(7)で述べたのと同様に第二信号処理ブロック14はスイッチング制御回路8から出力されるインバータ回路3の発振周波数を更に高めるような信号をスイッチング制御回路8に出力する。
(10)結果、負荷5に流れる電流は上記(5)から更に減少し、負荷5で消費する電力も更に減少し、ランプの照度は更に低下する。
Next, the operation in the process of the electrolytic capacitor C1 from the start of lighting to the end of its life will be described with reference to FIG.
(1) As in (a), the ripple voltage Vp-p of the voltage across the electrolytic capacitor C1 rises as the lighting time elapses. Accordingly, the voltage (d) obtained by dividing the peak voltage across the electrolytic capacitor C1 by the
(2) The time when the decrease in the capacity of the electrolytic capacitor C1 from the start of lighting is equal to or less than the specified capacity is defined as T1, and this T1 is defined as the lifetime of the electrolytic capacitor C1.
(3) As shown in (d), the internal threshold value of the first
(4) When the output voltage (d) of the
(5) As a result, the current flowing through the load 5 decreases and the power consumed by the load 5 decreases. Here, since the load 5 is a fluorescent lamp, it enters a dimming state, and the illuminance of the lamp decreases.
(6) When the power consumption of the load 5 decreases, the current discharged from the electrolytic capacitor C1 decreases, so that the increase in the peak voltage of the electrolytic capacitor C1 after the lapse of T1 stops or decreases.
(7) When more time elapses with the power consumption of the load 5 decreased at T1, the capacity of the electrolytic capacitor C1 further decreases, and the peak voltage of the electrolytic capacitor C1 begins to rise again.
(8) Then, the output voltage (d) of the
(9) When the output voltage (d) of the
(10) As a result, the current flowing through the load 5 is further reduced from the above (5), the power consumed by the load 5 is further reduced, and the illuminance of the lamp is further reduced.
以上の(1)〜(10)のように、検出回路6(検出部、制御部)は、電解コンデンサC1の電圧を検出対象として検出し、検出された電圧値の属する範囲に応じて、インバータ回路3が負荷5に供給する電力の大きさを制御する。
As described in (1) to (10) above, the detection circuit 6 (detection unit, control unit) detects the voltage of the electrolytic capacitor C1 as a detection target, and inverts the inverter according to the range to which the detected voltage value belongs. The amount of power supplied from the
本実施の形態1では閾値回路ブロックは2つであるが、2つ以上設けても構わない。 In the first embodiment, there are two threshold circuit blocks, but two or more threshold circuit blocks may be provided.
検出回路6は、図3に示すように、検出された電解コンデンサC1の電圧が、予め他の範囲と重複なく設定された複数の範囲のうちのどの範囲に属するかを判定し(例えば、第一閾値未満の範囲か、第一閾値以上で第二閾値未満の範囲か、第二閾値以上の範囲かなど)、判定された範囲の値が大きいほど、小さい電力をインバータ回路3に負荷5に対して供給させる。このように、電解コンデンサの容量が設計時の寿命容量を下回った場合、段階的に負荷供給電力を減少させ、負荷が停止することなく、負荷の能力が低下したことをユーザに報知するとともに、電解コンデンサへのストレスも低減させ、安全弁動作を防ぐことができる。
As shown in FIG. 3, the
なお実施の形態1では、電解コンデンサC1によって平滑された平滑電圧に基づく電力として、高周波電力をインバータ回路3が負荷5に供給する場合を説明したが、一例である。平滑電圧に基づく電力として直流電力を所定の負荷に供給する場合に、直流電力の大きさを制御する構成でも構わない。
In the first embodiment, the case where the
実施の形態2.
図4は、実施の形態2の電源装置100の回路図である。図4は、実施の形態1における検出回路6の電圧検出ブロック10が、電流検出ブロック15に置き換わった構成である。
FIG. 4 is a circuit diagram of the
図4の検出回路6は、電解コンデンサC1と直列に電解コンデンサC1に流れる電流(検出対象の一例)を検出する電流検出ブロック15を有している。
The
電解コンデンサC1は経年変化により、容量が減少し、リプル電圧・リプル電流が上昇することが知られている。図4の電流検出ブロック15は電解コンデンサC1と直列に接続されている。
It is known that the capacity of the electrolytic capacitor C1 decreases with time, and the ripple voltage and ripple current increase. The
電流検出ブロック15の電流検出手段としては、例えば電流トランスや電流検出用の低い抵抗値の抵抗を使用する。
As the current detection means of the
電流検出ブロック15で検出された信号は、実施の形態1で述べたのと同様に、後段の複数の閾値回路ブロックと信号処理ブロックを経て、スイッチング制御回路8に接続される。
The signal detected by the
電解コンデンサが経年変化により容量が減少すると、リプル電流が増加し、検出電流も増加する。この変化を実施の形態1と同様に複数の閾値回路ブロックで判定し、電解コンデンサC1の容量低下に伴い、段階的に負荷電力を減少させる。 When the capacitance of the electrolytic capacitor decreases due to aging, the ripple current increases and the detection current also increases. This change is determined by a plurality of threshold circuit blocks in the same manner as in the first embodiment, and the load power is reduced stepwise as the capacity of the electrolytic capacitor C1 decreases.
実施の形態3.
図5は、実施の形態3の電源装置100の回路図である。図5は、実施の形態1における検出回路6の電圧検出ブロック10が、温度検出ブロック16に置き換わった構成である。温度検出ブロック16は電解コンデンサC1の温度(検出対象の一例)を検出する。
FIG. 5 is a circuit diagram of the
図6は、温度検出ブロック16が、基板17に配置されたアルミ電解コンデンサC1のアルミケースに取り付けられた状態を示す斜視図である。図6のように、電解コンデンサC1の側面に温度検出ブロック16が付着している。電解コンデンサC1は経年変化により、容量が減少すると内部抵抗値が上昇し、リプル電流により電解コンデンサC1の温度が上昇することが知られている。
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the
電解コンデンサC1が経年変化により容量が減少すると、リプル電流が増加し、内部抵抗値が上昇し、電解コンデンサC1は発熱する。この変化を実施の形態1と同様に複数の閾値回路ブロックで判定し、電解コンデンサC1の容量低下に伴い、段階的に負荷電力を減少させる。 When the capacity of the electrolytic capacitor C1 decreases due to aging, the ripple current increases, the internal resistance value increases, and the electrolytic capacitor C1 generates heat. This change is determined by a plurality of threshold circuit blocks in the same manner as in the first embodiment, and the load power is reduced stepwise as the capacity of the electrolytic capacitor C1 decreases.
なお、実施の形態1〜3では電源装置を説明したが、実施の形態1〜3のいずれかの電源装置を備えた照明器具の実施形態とすることも、もちろん可能である。 In addition, although Embodiment 1-3 demonstrated the power supply device, it is of course possible to set it as the embodiment of the lighting fixture provided with the power supply device in any one of Embodiment 1-3.
1 整流回路、2 昇圧チョッパ回路、3 インバータ回路、4 負荷回路、5 負荷、6 検出回路、7 昇圧チョッパ制御回路、8 スイッチング制御回路、10 電圧検出ブロック、11 第一閾値回路ブロック、12 第二閾値回路ブロック、13 第一信号処理ブロック、14 第二信号処理ブロック、15 電流検出ブロック、16 温度検出ブロック、21 商用AC電源、100 電源装置、R4〜R5 脈流電圧検出抵、T1 トランス、Q1 スイッチング素子、R6 電流検出抵抗、R1〜R2 出力電圧検出抵抗、D1 ダイオード、C1 電解コンデンサ、Q2〜Q3 スイッチング素子、L20 バラストチョーク、C20 直流電圧成分除去用のコンデンサ、F 電流ヒューズ。 1 rectifier circuit, 2 boost chopper circuit, 3 inverter circuit, 4 load circuit, 5 load, 6 detection circuit, 7 boost chopper control circuit, 8 switching control circuit, 10 voltage detection block, 11 first threshold circuit block, 12 second Threshold circuit block, 13 First signal processing block, 14 Second signal processing block, 15 Current detection block, 16 Temperature detection block, 21 Commercial AC power supply, 100 power supply, R4 to R5 Pulsating current detection resistor, T1 transformer, Q1 Switching element, R6 current detection resistor, R1-R2 output voltage detection resistor, D1 diode, C1 electrolytic capacitor, Q2-Q3 switching element, L20 ballast choke, C20 capacitor for removing DC voltage component, F current fuse.
Claims (6)
前記直流電源部によって平滑された平滑電圧に基づく電力を、所定の負荷に供給する供給部と、
前記電解コンデンサの電圧と、前記電解コンデンサを流れる電流と、前記電解コンデンサの温度とのうちのいずれか一つを、検出対象として検出し、検出された前記検出対象の検出値の属する範囲に応じて、前記供給部が前記負荷に供給する前記電力の大きさを制御する制御部と
を備えたことを特徴とする電源装置。 A DC power supply unit having a rectifier circuit for rectifying an AC voltage supplied from a commercial AC power supply, and an electrolytic capacitor for smoothing the rectified voltage rectified by the rectifier circuit;
A supply unit that supplies power based on the smoothed voltage smoothed by the DC power supply unit to a predetermined load;
Any one of the voltage of the electrolytic capacitor, the current flowing through the electrolytic capacitor, and the temperature of the electrolytic capacitor is detected as a detection target, and according to the range to which the detected value of the detected detection belongs And a control unit that controls the magnitude of the electric power supplied to the load by the supply unit.
検出された前記検出値が、予め他の範囲と重複なく設定された複数の範囲のうちのどの範囲に属するかを判定し、判定された前記範囲の値が大きいほど、小さい電力を前記供給部に前記負荷へ供給させることを特徴とする請求項1記載の電源装置。 The controller is
It is determined which range of the plurality of ranges that are set in advance so that the detected value is not overlapped with other ranges, and the larger the value of the determined range is, the smaller the power is supplied to the supply unit The power supply apparatus according to claim 1, wherein the power supply is supplied to the load.
電力を供給されて発光する光源であり、
前記制御部は、
前記判定された範囲の値が大きい範囲ほど、前記光源の照度が低下するように前記供給部を制御することを特徴とする請求項2記載の電源装置。 The load is
It is a light source that emits light when supplied with power,
The controller is
The power supply apparatus according to claim 2, wherein the supply unit is controlled such that the illuminance of the light source decreases as the determined range value increases.
前記平滑電圧に基づく前記電力として、高周波電力と直流電力とのいずれかを前記負荷に供給することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電源装置。 The supply unit
4. The power supply device according to claim 1, wherein either high frequency power or direct current power is supplied to the load as the power based on the smoothing voltage. 5.
アルミ電解コンデンサであることを特徴とする請求項4記載の電源装置。 The electrolytic capacitor is
5. The power supply device according to claim 4, wherein the power supply device is an aluminum electrolytic capacitor.
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