JP2012028271A - Electrical power system and lighting system using power supply device of the electrical power system - Google Patents

Electrical power system and lighting system using power supply device of the electrical power system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrical power system capable of reducing a manufacturing cost, and a lighting system using a power supply device of the electrical power system.SOLUTION: In the electrical power system, a first power supply device 11 and a second power supply device 12 have: two power supply circuits 21 and 31 and two power supply circuits 22 and 32, respectively; and control circuits 41 and 42 provided in each of the power supply circuits 21, 22, 31 and 32, respectively, and driving switching elements Q1-Q6. Since each of the control circuits 41 and 42 is used in both of the first power supply device 11 and the second power supply device 12, a manufacturing cost as the total of the first power supply device 11 and the second power supply device 12 can be reduced by mass production effects of each of the control circuits 41 and 42.

Description

本発明は、電源システムおよび該電源システムの電源装置を用いた照明装置に関するものである。   The present invention relates to a power supply system and a lighting device using the power supply device of the power supply system.

従来から、AC−DCコンバータの後段にハーフブリッジインバータを接続してなる電源装置が提供されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。   Conventionally, a power supply device in which a half-bridge inverter is connected to a subsequent stage of an AC-DC converter has been provided (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

AC−DCコンバータは、交流電源から入力された交流電力を全波整流するダイオードブリッジの直流出力端間に、周知のブーストコンバータが接続されたものである。   In the AC-DC converter, a known boost converter is connected between the DC output terminals of a diode bridge that performs full-wave rectification on AC power input from an AC power supply.

また、ハーフブリッジインバータは、2個のスイッチング素子の直列回路と、一方のスイッチング素子の両端間に接続された共振回路とを備える。そして、上記2個のスイッチング素子が交互にオンオフされたときに共振回路で発生する共振により、AC−DCコンバータが出力した直流電力を交流電力に変換する。ハーフブリッジインバータが出力した交流電力は、例えば熱陰極型の放電灯の点灯に用いられる。   The half-bridge inverter includes a series circuit of two switching elements and a resonance circuit connected between both ends of one switching element. The DC power output from the AC-DC converter is converted into AC power by resonance generated in the resonance circuit when the two switching elements are alternately turned on and off. The AC power output from the half-bridge inverter is used for lighting a hot cathode type discharge lamp, for example.

特許第3521687号公報Japanese Patent No. 3521687 特開2007−265700号公報JP 2007-265700 A

複数種類の電源装置を生産する場合、それら複数種類の電源装置間で共通の部品が多いほうが製造コストの低減が可能である。   In the case of producing a plurality of types of power supply devices, the manufacturing cost can be reduced if there are more parts common to the plurality of types of power supply devices.

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、製造コストの低減が可能な電源システムおよび該電源システムの電源装置を用いた照明装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object of the present invention is to provide a power supply system capable of reducing manufacturing costs and a lighting device using the power supply device of the power supply system.

本発明の電源システムは、第1電源装置と第2電源装置とからなり、前記第1電源装置と前記第2電源装置とは、それぞれ、少なくとも1個のスイッチング素子を有して入力された電力を所定電圧の直流電力に変換する入力側電源回路と、前記入力側電源回路の各スイッチング素子をそれぞれ駆動する入力側制御回路と、少なくとも1個のスイッチング素子を有して前記入力側電源回路の出力を変換する出力側電源回路と、前記出力側電源回路の各スイッチング素子をそれぞれ駆動する出力側制御回路とを有し、前記第1電源装置における前記入力側制御回路の回路構成と前記第2電源装置における前記出力側制御回路の回路構成とが互いに共通であって、且つ、前記第1電源装置における前記出力側制御回路の回路構成と前記第2電源装置における前記入力側制御回路の回路構成とが互いに共通であることを特徴とする。   The power supply system of the present invention includes a first power supply device and a second power supply device, and each of the first power supply device and the second power supply device has at least one switching element and is input with electric power. Of the input side power supply circuit, the input side power supply circuit for converting each of the switching elements of the input side power supply circuit, and the input side power supply circuit having at least one switching element. An output-side power supply circuit for converting an output; and an output-side control circuit for driving each switching element of the output-side power supply circuit. The circuit configuration of the input-side control circuit in the first power supply device and the second The circuit configuration of the output-side control circuit in the power supply device is common to each other, and the circuit configuration of the output-side control circuit in the first power supply device and the second power supply device Characterized in that the circuit configuration of definitive the input control circuit are common to each other.

この電源システムにおいて、前記第1電源装置における前記出力側制御回路は、互いに直列に接続された2個のスイッチング素子を交互にオンオフするものであることが好ましい。   In this power supply system, it is preferable that the output-side control circuit in the first power supply device alternately turns on and off two switching elements connected in series.

また、この電源システムにおいて、前記第1電源装置において前記入力側電源回路は昇圧型コンバータを有して前記出力側電源回路はハーフブリッジインバータを有し、前記第2電源装置において前記入力側電源回路は昇圧型コンバータを有して前記出力側電源回路は降圧型コンバータを有することが好ましい。   Further, in this power supply system, in the first power supply device, the input-side power supply circuit has a boost converter, the output-side power supply circuit has a half-bridge inverter, and in the second power supply device, the input-side power supply circuit Preferably includes a step-up converter, and the output side power supply circuit includes a step-down converter.

さらに、この電源システムにおいて、前記第1電源装置と前記第2電源装置とのそれぞれにおいて、前記入力側電源回路はブーストコンバータを有し、前記出力側電源回路はバックコンバータを有することが好ましい。   Furthermore, in this power supply system, it is preferable that in each of the first power supply device and the second power supply device, the input-side power supply circuit has a boost converter, and the output-side power supply circuit has a buck converter.

また、この電源システムにおいて、前記ブーストコンバータの高電圧側の出力端子に電気的に接続された外部接続用の端子を備えることが好ましい。   The power supply system preferably includes an external connection terminal electrically connected to an output terminal on the high voltage side of the boost converter.

さらに、この電源システムにおいて、前記ブーストコンバータと前記バックコンバータとのうち一方のインダクタのインダクタンスが他方のインダクタのインダクタンスの2倍であることが好ましい。   Furthermore, in this power supply system, it is preferable that the inductance of one inductor of the boost converter and the buck converter is twice the inductance of the other inductor.

また、この電源システムにおいて、前記第1電源装置と前記第2電源装置とのそれぞれにおいて、前記入力側制御回路と前記出力側制御回路とが1チップの集積回路に集積化されていることが好ましい。   In the power supply system, it is preferable that the input side control circuit and the output side control circuit are integrated in a one-chip integrated circuit in each of the first power supply device and the second power supply device. .

本発明の照明装置は、上記いずれかの電源システムにおける前記第1電源装置と前記第2電源装置との少なくとも一方と、前記第1電源装置または前記第2電源装置の出力電力により点灯される電気的光源とを備えることを特徴とする。   The lighting device of the present invention is turned on by at least one of the first power supply device and the second power supply device and output power of the first power supply device or the second power supply device in any one of the power supply systems described above. And an optical light source.

この照明装置において、前記電気的光源として固体発光素子を備えることが好ましい。   In this illumination device, it is preferable that a solid light-emitting element is provided as the electrical light source.

本発明によれば、各制御回路が、それぞれ第1電源装置と第2電源装置との両方に使用されることで、各制御回路の量産効果により、第1電源装置と第2電源装置との全体としての製造コストの低減が可能である。   According to the present invention, since each control circuit is used for both the first power supply device and the second power supply device, the first power supply device and the second power supply device can be connected to each other due to the mass production effect of each control circuit. The manufacturing cost as a whole can be reduced.

本発明の実施形態1の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of Embodiment 1 of this invention. 同上の第1電源装置を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows a 1st power supply device same as the above. 同上の第2電源装置を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the 2nd power supply device same as the above. 同上の第1電源装置における入力側電源回路のスイッチング素子Q1のオンオフ状態と回路電流IL1との時間変化の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the time change of the on-off state of the switching element Q1 of the input side power supply circuit in the 1st power supply device same as the above, and circuit current IL1. 同上の第1電源装置における交流電源からの入力電圧VACと回路電流IL1との時間変化の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the time change of the input voltage VAC from AC power supply and circuit current IL1 in a 1st power supply device same as the above. 同上の第1電源装置における出力側電源回路のスイッチング素子Q2,Q3のオンオフ状態と出力電圧VLとの時間変化の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the time change of the on-off state of switching element Q2, Q3 of the output side power supply circuit in the 1st power supply device same as the above, and the output voltage VL. 同様の第2電源装置における交流電源からの入力電圧VACと入力側電源回路のインダクタに流れる電流IL3との時間変化の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the time change of the input voltage VAC from alternating current power supply in the same 2nd power supply device, and the electric current IL3 which flows into the inductor of an input side power supply circuit. (a)(b)はそれぞれ本発明の実施形態2を示す回路ブロック図であり、(a)は第1電源装置を示し、(b)は第2電源装置を示す。(A) and (b) are the circuit block diagrams which respectively show Embodiment 2 of this invention, (a) shows a 1st power supply device, (b) shows a 2nd power supply device. 同上の電源装置を用いた照明装置の一例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows an example of the illuminating device using the power supply device same as the above. 同上の電源装置を用いた照明装置の別の例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows another example of the illuminating device using the power supply device same as the above.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施形態1)
本実施形態の電源システムは、図1及び図2に示す第1電源装置11と、図1及び図3に示す第2電源装置12とで構成される電源システムである。なお、使用形態としては、第1電源装置11と第2電源装置12とはそれぞれ単独で使用され得る。
(Embodiment 1)
The power supply system according to the present embodiment is a power supply system including a first power supply device 11 illustrated in FIGS. 1 and 2 and a second power supply device 12 illustrated in FIGS. 1 and 3. As a usage pattern, the first power supply device 11 and the second power supply device 12 may be used independently.

各電源装置11,12は、それぞれ、交流電力を直流電力に変換する入力側電源回路21,22と、入力側電源回路21,22から入力された直流電力を変換する出力側電源回路31,32とを備える。   Each of the power supply devices 11 and 12 includes input side power supply circuits 21 and 22 that convert alternating current power into direct current power, and output side power supply circuits 31 and 32 that convert direct current power input from the input side power supply circuits 21 and 22, respectively. With.

また、上記の各電源回路21,22,31,32はそれぞれいわゆるスイッチングコンバータである。第1電源装置11の入力側電源回路21と第2電源装置12の出力側電源回路32とはそれぞれ1個のスイッチング素子Q1,Q6を有する。また、第1電源装置11の出力側電源回路22と第2電源装置12の入力側電源回路31とはそれぞれ互いに直列に接続された2個のスイッチング素子Q2〜Q5を有する。各スイッチング素子Q1〜Q6はそれぞれ例えばMOSFETからなる。   Each of the power supply circuits 21, 22, 31, 32 is a so-called switching converter. The input-side power supply circuit 21 of the first power supply device 11 and the output-side power supply circuit 32 of the second power supply device 12 each have one switching element Q1, Q6. Further, the output-side power supply circuit 22 of the first power supply device 11 and the input-side power supply circuit 31 of the second power supply device 12 each have two switching elements Q2 to Q5 connected in series with each other. Each switching element Q1-Q6 consists of MOSFET, for example.

さらに、各電源装置11,12は、それぞれ、上記1個のスイッチング素子Q1,Q6を周期的にオンオフ駆動する第1制御回路41と、上記2個のスイッチング素子Q2〜Q5を交互にオンオフ駆動する第2制御回路42とを有する。各制御回路41,42はそれぞれ集積回路からなる。   Further, each of the power supply devices 11 and 12 alternately turns on and off the first switching circuit Q1 and Q6 and the two switching elements Q2 to Q5 alternately. A second control circuit 42. Each control circuit 41, 42 is composed of an integrated circuit.

まず第1電源装置11について、主に図2を用いて詳しく説明する。第1電源装置11の入力側電源回路(以下、「第1入力側電源回路」と呼ぶ。)21は、ローパスフィルタ2aを介して交流電源6から入力された交流電力を全波整流するダイオードブリッジ2bと、ダイオードブリッジ2bの直流出力を所定電圧の直流電力に変換するブーストコンバータ(昇圧チョッパ回路)とからなる。すなわち、第1入力側電源回路21は、一端がダイオードブリッジ2bの高電圧側の直流出力端に接続されたインダクタL1と、このインダクタL1の他端にアノードが接続されたダイオードD1と、このダイオードD1のカソードに一端が接続されるとともに他端がグランドに接続された出力コンデンサC1と、一端がインダクタL1とダイオードD1との接続点に接続されるとともに他端が抵抗(以下、「電流検出抵抗」と呼ぶ。)R1を介してグランドに接続されたスイッチング素子Q1とを備え、出力コンデンサC1の両端電圧を出力電圧としている。出力コンデンサC1としては例えば電解コンデンサを用いることができる。   First, the first power supply device 11 will be described in detail mainly using FIG. An input-side power supply circuit (hereinafter referred to as “first input-side power supply circuit”) 21 of the first power supply device 11 is a diode bridge that performs full-wave rectification of AC power input from the AC power supply 6 via the low-pass filter 2a. 2b and a boost converter (boost chopper circuit) that converts the DC output of the diode bridge 2b into DC power of a predetermined voltage. That is, the first input side power supply circuit 21 includes an inductor L1 having one end connected to the DC output end on the high voltage side of the diode bridge 2b, a diode D1 having an anode connected to the other end of the inductor L1, and the diode An output capacitor C1 having one end connected to the cathode of D1 and the other end connected to the ground, and one end connected to a connection point between the inductor L1 and the diode D1 and the other end connected to a resistor (hereinafter referred to as “current detection resistor”). And a switching element Q1 connected to the ground via R1, and the voltage across the output capacitor C1 is used as the output voltage. As the output capacitor C1, for example, an electrolytic capacitor can be used.

第1電源装置11で入力側制御回路となる第1制御回路41は、スイッチング素子Q1のゲートに接続される出力端子OUTと、出力コンデンサC1の両端電圧(すなわち第1入力側電源回路21の出力電圧)が抵抗R3,R4によって分圧されて入力されるフィードバック端子FB1と、電流検出抵抗R1が抵抗RbとコンデンサCbとによって平滑化された電圧が入力される電流検出端子CSと、インダクタL1に設けられた二次巻線の両端電圧が抵抗Rzを介して入力されるゼロクロス端子ZCDと、コンデンサCaを介してグランドに接続される比較端子CMPと、ダイオードブリッジ2bの直流出力電圧が抵抗R5,R6で分圧された電圧が入力される乗算端子MULとを有する。   The first control circuit 41 serving as an input-side control circuit in the first power supply device 11 includes an output terminal OUT connected to the gate of the switching element Q1 and a voltage across the output capacitor C1 (that is, an output of the first input-side power supply circuit 21). Voltage) is divided by resistors R3 and R4 and input to feedback terminal FB1, current detection resistor R1 is input to current detection terminal CS to which voltage smoothed by resistor Rb and capacitor Cb is input, and inductor L1. A zero-cross terminal ZCD into which the voltage across the provided secondary winding is input via the resistor Rz, a comparison terminal CMP connected to the ground via the capacitor Ca, and the DC output voltage of the diode bridge 2b are the resistors R5 and R5. And a multiplication terminal MUL to which the voltage divided by R6 is input.

さらに、第1制御回路41は、反転入力端子がフィードバック端子FB1に接続されるとともに非反転入力端子に定電圧Vaが入力された第1コンパレータCP1と、比較端子CMPに接続されたコンデンサCaによって第1コンパレータCP1の出力電圧が平滑化された電圧と乗算端子MULからの入力電圧とを乗算した電圧を出力する乗算器41aと、反転入力端子に乗算器41aの出力電圧が入力されるとともに非反転入力端子が電流検出端子CSに接続された第2コンパレータCP2と、反転入力端子に定電圧Vbが入力されるとともに非反転入力端子がゼロクロス端子ZCDに接続された第3コンパレータCP3と、リセット端子Rに第2コンパレータCP2の出力電圧が入力されるとともにセット端子Sに第3コンパレータCP3の出力電圧が入力されたRS型のフリップフロップ回路41bと、フリップフロップ回路41bの出力端子Qからの出力電圧をスイッチング素子Q1の駆動に適した電圧に変換して出力端子OUTに出力するバッファBF1とを備える。すなわち、フリップフロップ回路41bの出力がHレベルである期間にはスイッチング素子Q1はオンされ、フリップフロップ回路41bの出力がLレベルである期間にはスイッチング素子Q1はオフされる。また、第3コンパレータCP3の出力電圧は、ゼロクロス端子ZCDに接続されたインダクタL1に流れる電流のゼロクロス点でHレベルとなる。   Further, the first control circuit 41 includes a first comparator CP1 having an inverting input terminal connected to the feedback terminal FB1 and a constant voltage Va input to the non-inverting input terminal, and a capacitor Ca connected to the comparison terminal CMP. 1 a multiplier 41a that outputs a voltage obtained by multiplying the output voltage of the comparator CP1 by the input voltage from the multiplication terminal MUL; and the output voltage of the multiplier 41a is input to the inverting input terminal and non-inverted. A second comparator CP2 whose input terminal is connected to the current detection terminal CS; a third comparator CP3 whose constant voltage Vb is input to its inverting input terminal and whose non-inverting input terminal is connected to the zero-cross terminal ZCD; and a reset terminal R Is supplied with the output voltage of the second comparator CP2, and the third comparator CP is connected to the set terminal S. RS-type flip-flop circuit 41b to which the output voltage is input, and a buffer BF1 that converts the output voltage from the output terminal Q of the flip-flop circuit 41b into a voltage suitable for driving the switching element Q1 and outputs the voltage to the output terminal OUT With. That is, the switching element Q1 is turned on while the output of the flip-flop circuit 41b is at the H level, and the switching element Q1 is turned off while the output of the flip-flop circuit 41b is at the L level. Further, the output voltage of the third comparator CP3 becomes H level at the zero cross point of the current flowing through the inductor L1 connected to the zero cross terminal ZCD.

上記の第1入力側電源回路21及び第1制御回路41の動作を説明する。まず、スイッチング素子Q1がオンされている期間には、インダクタL1にエネルギーが蓄積され、インダクタL1に流れる電流(以下、「回路電流」と呼ぶ。)IL1すなわちスイッチング素子Q1に流れる電流の増加に伴って電流検出端子CSへの入力電圧が徐々に高くなる。そして、電流検出端子CSへの入力電圧が乗算器41aの出力電圧に達すると、第2コンパレータCP2の出力がHレベルとなることで、フリップフロップ回路41bの出力がLレベルとなり、スイッチング素子Q1がオフ駆動される。スイッチング素子Q1がオフされている期間には、インダクタL1の電圧が重畳された電圧によって出力コンデンサC1が充電される。この間、回路電流IL1は徐々に減少する。そして、回路電流IL1が0に達すると、第3コンパレータCP3の出力がHレベルとなることで、フリップフロップ回路41bの出力がHレベルとなり、スイッチング素子Q1がオン駆動される。以下、同様の動作が繰り返される。つまり、第1入力側電源回路21はいわゆる電流臨界モードで動作する。上記のスイッチング素子Q1のオンオフ駆動の周波数は、交流電源6から入力される交流電力の周波数に対して充分に高くなる。上記動作により、スイッチング素子Q1は図4下段に示すように周期的にオンオフ駆動され、回路電流IL1の波形は図4上段に示すように三角波状となる。また、スイッチング素子Q1がオフ制御されるタイミングでの回路電流IL1はダイオードブリッジ2bの直流出力電圧に比例する。従って、図5上段に示すような交流電源6からの入力電圧VACに対し、回路電流IL1の包絡線は図5下段に示すようにダイオードブリッジ2bの直流出力電圧の波形に略一致する。ダイオードブリッジ2bへの入力電流における高周波成分がローパスフィルタ2aで抑制されることで上記の入力電流は正弦波状となり、すなわち入力電流歪が抑えられる。入力電流歪を充分に抑えるためには、出力コンデンサC1の両端電圧は交流電圧6からの入力電圧のピーク値以上に維持されることが望ましい。   Operations of the first input side power supply circuit 21 and the first control circuit 41 will be described. First, during the period when the switching element Q1 is on, energy is accumulated in the inductor L1, and the current flowing through the inductor L1 (hereinafter referred to as “circuit current”) IL1, that is, the current flowing through the switching element Q1 increases. Thus, the input voltage to the current detection terminal CS gradually increases. When the input voltage to the current detection terminal CS reaches the output voltage of the multiplier 41a, the output of the second comparator CP2 becomes H level, the output of the flip-flop circuit 41b becomes L level, and the switching element Q1 Driven off. During the period when the switching element Q1 is off, the output capacitor C1 is charged by the voltage on which the voltage of the inductor L1 is superimposed. During this time, the circuit current IL1 gradually decreases. When the circuit current IL1 reaches 0, the output of the third comparator CP3 becomes H level, so that the output of the flip-flop circuit 41b becomes H level, and the switching element Q1 is driven on. Thereafter, the same operation is repeated. That is, the first input side power supply circuit 21 operates in a so-called current critical mode. The on / off drive frequency of the switching element Q1 is sufficiently higher than the frequency of the AC power input from the AC power supply 6. With the above operation, the switching element Q1 is periodically turned on and off as shown in the lower part of FIG. 4, and the waveform of the circuit current IL1 becomes a triangular wave as shown in the upper part of FIG. The circuit current IL1 at the timing when the switching element Q1 is controlled to be off is proportional to the DC output voltage of the diode bridge 2b. Therefore, for the input voltage VAC from the AC power supply 6 as shown in the upper part of FIG. 5, the envelope of the circuit current IL1 substantially matches the waveform of the DC output voltage of the diode bridge 2b as shown in the lower part of FIG. The high-frequency component in the input current to the diode bridge 2b is suppressed by the low-pass filter 2a, so that the input current becomes sinusoidal, that is, the input current distortion is suppressed. In order to sufficiently suppress the input current distortion, it is desirable to maintain the voltage across the output capacitor C1 at or above the peak value of the input voltage from the AC voltage 6.

また、第1電源装置11の出力側電源回路(以下、「第1出力側電源回路」と呼ぶ。)31は、いわゆるハーフブリッジインバータであって、第1入力側電源回路21が出力した直流電力を交流電力に変換して電気的光源である放電灯51に出力することで放電灯51を点灯させる。すなわち、第1出力側電源回路31は、第1入力側電源回路21の出力端間に接続された2個のスイッチング素子Q2,Q3と電流検出抵抗R2との直列回路と、低電圧側のスイッチング素子Q3と電流検出抵抗R2との直列回路の両端間に接続されたインダクタL1と2個のコンデンサC2,C3との直列回路とを備え、一方のコンデンサC2の両端を出力端としている。放電灯51は周知の熱陰極型の放電灯であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。各スイッチング素子Q2,Q3は、それぞれ寄生ダイオードの向きを第1入力側電源回路21の出力電圧の向きに対して逆向きとして、つまりソースをグランド側として接続されている。   An output side power supply circuit (hereinafter referred to as “first output side power supply circuit”) 31 of the first power supply device 11 is a so-called half-bridge inverter, and the DC power output from the first input side power supply circuit 21. Is converted into AC power and output to the discharge lamp 51, which is an electrical light source, to light the discharge lamp 51. That is, the first output side power supply circuit 31 includes a series circuit of two switching elements Q2 and Q3 connected between the output terminals of the first input side power supply circuit 21 and the current detection resistor R2, and switching on the low voltage side. An inductor L1 connected between both ends of a series circuit of the element Q3 and the current detection resistor R2 and a series circuit of two capacitors C2 and C3 are provided, and both ends of one capacitor C2 serve as output ends. Since the discharge lamp 51 is a known hot cathode type discharge lamp, detailed illustration and description thereof will be omitted. The switching elements Q2 and Q3 are connected such that the direction of the parasitic diode is opposite to the direction of the output voltage of the first input side power supply circuit 21, that is, the source is the ground side.

第1電源装置11で出力側制御回路となる第2制御回路42は、電流検出抵抗R2の両端電圧が抵抗RcとコンデンサCcとで平滑化された電圧が入力されるフィードバック端子FB2と、抵抗Rtを介してグランドに接続される抵抗接続端子RTと、コンデンサCtを介してグランドに接続されるコンデンサ接続端子CTと、高電圧側のスイッチング素子Q2のゲートに接続される高電圧側出力端子HOと、高電圧側のスイッチング素子Q2のソース(つまり低電圧側のスイッチング素子Q3のドレイン)に接続されるソース端子VSと、コンデンサCdを介してソース端子VSに接続されるとともにダイオードDeを介して定電圧Vccに接続されソース端子VSよりも高電位に維持される第1駆動端子VBと、低電圧側のスイッチング素子Q3のゲートに接続される低電圧側出力端子LOと、グランドに接続されるグランド端子GNDと、定電圧Vccが入力される第2駆動端子VDとを有する。   The second control circuit 42 serving as an output side control circuit in the first power supply device 11 includes a feedback terminal FB2 to which a voltage obtained by smoothing the voltage across the current detection resistor R2 by the resistor Rc and the capacitor Cc is input, and a resistor Rt A resistor connection terminal RT connected to the ground via the capacitor Ct, a capacitor connection terminal CT connected to the ground via the capacitor Ct, and a high voltage side output terminal HO connected to the gate of the high voltage side switching element Q2. The source terminal VS connected to the source of the switching element Q2 on the high voltage side (that is, the drain of the switching element Q3 on the low voltage side), and connected to the source terminal VS via the capacitor Cd and fixed via the diode De. The first drive terminal VB connected to the voltage Vcc and maintained at a higher potential than the source terminal VS, and switching on the low voltage side Has a low-voltage side output terminal LO is connected to the gate of the child Q3, and a ground terminal GND connected to the ground, and a second drive terminal VD for the constant voltage Vcc is input.

また、第2制御回路42は、抵抗接続端子RTとコンデンサ接続端子CTとにそれぞれ接続され、抵抗接続端子RTに接続された抵抗Rtの抵抗値とコンデンサ接続端子CTに接続されたコンデンサCtのキャパシタンスとの積に反比例する周波数であってオンデューティ50%の矩形波を生成する発振回路42aを備える。さらに、第2制御回路42は、2個のスイッチング素子Q1,Q2が同時にオンされてしまうことを防ぐために、一方のスイッチング素子Q1がオンされる期間と他方のスイッチング素子Q2がオンされる期間との間に両方のスイッチング素子Q1,Q2がそれぞれオフされる期間(以下、「デッドタイム」と呼ぶ。)を設ける。具体的には、第2制御回路42は、デッドタイムが形成されるように発振回路42aの出力の波形を整形する2個のデッドタイム生成回路42b,42cを備える。一方のデッドタイム生成回路42bの出力はレベルシフト回路42dを介してハイサイドバッファBF2に入力される。ハイサイドバッファBF2は、高電圧側出力端子HOを、第1駆動端子VBとソース端子VSとのうちレベルシフト回路42dの出力レベルに応じた一方に択一的に切替接続することで、高電圧側出力端子HOにゲートが接続されたスイッチング素子Q2をオンオフ駆動するものである。また、他方のデッドタイム生成回路42cの出力は遅延回路42eを介してローサイドバッファBF3に入力される。ローサイドバッファBF3は、低電圧側出力端子LOを、第2駆動端子VDとグランド端子GNDとのうち遅延回路42eの出力レベルに応じた一方に択一的に切替接続することで、低電圧側出力端子LOにゲートが接続されたスイッチング素子Q3をオンオフ駆動するものである。以上により、第1出力側電源回路31の2個のスイッチング素子Q1,Q2は、発振回路42aの出力の周波数(以下、「駆動周波数」と呼ぶ。)で交互にオンオフされる。これにより、図6に示すように、第1出力側電源回路31の出力電圧VLの波形は正弦波状となる。   The second control circuit 42 is connected to the resistor connection terminal RT and the capacitor connection terminal CT, and the resistance value of the resistor Rt connected to the resistor connection terminal RT and the capacitance of the capacitor Ct connected to the capacitor connection terminal CT. Is provided with an oscillation circuit 42a that generates a rectangular wave having a frequency inversely proportional to the product of Furthermore, in order to prevent the two switching elements Q1 and Q2 from being turned on simultaneously, the second control circuit 42 includes a period during which one switching element Q1 is turned on and a period during which the other switching element Q2 is turned on. A period (hereinafter referred to as “dead time”) in which both switching elements Q1, Q2 are turned off is provided between the two. Specifically, the second control circuit 42 includes two dead time generation circuits 42b and 42c that shape the waveform of the output of the oscillation circuit 42a so that a dead time is formed. The output of one dead time generation circuit 42b is input to the high side buffer BF2 via the level shift circuit 42d. The high side buffer BF2 selectively switches and connects the high voltage side output terminal HO to one of the first drive terminal VB and the source terminal VS according to the output level of the level shift circuit 42d. The switching element Q2 whose gate is connected to the side output terminal HO is driven to turn on and off. The output of the other dead time generation circuit 42c is input to the low side buffer BF3 via the delay circuit 42e. The low side buffer BF3 selectively switches and connects the low voltage side output terminal LO to one of the second drive terminal VD and the ground terminal GND according to the output level of the delay circuit 42e. The switching element Q3 whose gate is connected to the terminal LO is driven to turn on and off. As described above, the two switching elements Q1 and Q2 of the first output-side power supply circuit 31 are alternately turned on and off at the output frequency of the oscillation circuit 42a (hereinafter referred to as “drive frequency”). Thereby, as shown in FIG. 6, the waveform of the output voltage VL of the first output side power supply circuit 31 becomes a sine wave.

また、第2制御回路42は、反転入力端子がフィードバック端子FB2に接続されるとともに非反転入力端子に定電圧Vcが入力され出力端子が抵抗Rsを介して発振回路42aと抵抗接続端子RTとの接続点に接続された第4コンパレータCP4を備える。すなわち、電流検出抵抗R2の両端電圧の平均値が高いほど、駆動周波数が高くされる。ここで、駆動周波数は、第1出力側電源回路31のインダクタL2とコンデンサC2,C3とが放電灯51とともに構成する共振回路の共振周波数よりも高い範囲内とされている。従って、上記のように駆動周波数が高くされると放電灯51への出力電力が低減されるから、上記動作により放電灯51への出力電力が略一定にフィードバック制御される。   In the second control circuit 42, the inverting input terminal is connected to the feedback terminal FB2, the constant voltage Vc is input to the non-inverting input terminal, and the output terminal is connected between the oscillation circuit 42a and the resistance connection terminal RT via the resistor Rs. A fourth comparator CP4 connected to the connection point is provided. That is, the higher the average value of the voltage across the current detection resistor R2, the higher the drive frequency. Here, the drive frequency is set in a range higher than the resonance frequency of the resonance circuit formed by the inductor L2 and the capacitors C2 and C3 of the first output side power supply circuit 31 together with the discharge lamp 51. Therefore, since the output power to the discharge lamp 51 is reduced when the drive frequency is increased as described above, the output power to the discharge lamp 51 is feedback-controlled by the above operation.

次に、第2電源装置12について、主に図3を用いて詳しく説明する。   Next, the second power supply device 12 will be described in detail mainly using FIG.

第2電源装置12の入力側電源回路(以下、「第2入力側電源回路」と呼ぶ。)22は、ローパスフィルタ2aを介して交流電源6から入力された交流電力を全波整流するダイオードブリッジ2bの出力端間に昇圧型コンバータが接続されたものである。この昇圧型コンバータは、ダイオードブリッジ2bの直流出力端間に互いに直列に接続された2個のコンデンサ(以下、「入力コンデンサ」と呼ぶ。)C4,C5と、アノードがダイオードブリッジ2bの高電圧側の直流出力端に接続された第1ダイオードD2と、カソードがダイオードブリッジ2bの低電圧側の直流出力端に接続された第2ダイオードD3と、第1ダイオードD2のカソードと第2ダイオードD3のアノードとの間に接続された2個のスイッチング素子Q4,Q5の直列回路と、入力コンデンサC4,C5間の接続点とスイッチング素子Q4,Q5間の接続点との間に接続されたインダクタL3と、2個のスイッチング素子Q4,Q5の直列回路に並列に接続された出力コンデンサC1とを備え、出力コンデンサC1の両端を出力端としている。また、出力コンデンサC1において低電圧側となる一端はグランドに接続されている。   An input-side power supply circuit (hereinafter referred to as “second input-side power supply circuit”) 22 of the second power supply device 12 is a diode bridge that full-wave rectifies the AC power input from the AC power supply 6 via the low-pass filter 2a. A boost converter is connected between the output terminals of 2b. This step-up converter has two capacitors (hereinafter referred to as “input capacitors”) C4 and C5 connected in series between the DC output terminals of the diode bridge 2b, and an anode on the high voltage side of the diode bridge 2b. A first diode D2 connected to the DC output terminal, a second diode D3 whose cathode is connected to the DC output terminal on the low voltage side of the diode bridge 2b, a cathode of the first diode D2, and an anode of the second diode D3. A series circuit of two switching elements Q4 and Q5 connected to each other, an inductor L3 connected between a connection point between the input capacitors C4 and C5 and a connection point between the switching elements Q4 and Q5, An output capacitor C1 connected in parallel to a series circuit of two switching elements Q4 and Q5, and both output capacitors C1 Has an output end a. Further, one end on the low voltage side of the output capacitor C1 is connected to the ground.

第2電源装置12で入力側制御回路となる第2制御回路42において、フィードバック端子FB2には、第2入力側電源回路22の出力電圧が抵抗R3,R4で分圧されるとともに抵抗RcとコンデンサCcとで平滑化されて入力されている。その他の接続は第1電源装置11の場合と同様である。すなわち、第2制御回路42において、高電圧側出力端子HOは高電圧側のスイッチング素子Q4のゲートに接続され、低電圧側出力端子LOは低電圧側のスイッチング素子Q5のゲートに接続されている。また、第2制御回路42のソース端子VSは、上記2個のスイッチング素子Q4,Q5の接続点に接続されている。   In the second control circuit 42 serving as an input-side control circuit in the second power supply device 12, the output voltage of the second input-side power supply circuit 22 is divided by the resistors R3 and R4 and the resistor Rc and the capacitor at the feedback terminal FB2. It is input after being smoothed with Cc. Other connections are the same as those of the first power supply device 11. That is, in the second control circuit 42, the high voltage side output terminal HO is connected to the gate of the high voltage side switching element Q4, and the low voltage side output terminal LO is connected to the gate of the low voltage side switching element Q5. . The source terminal VS of the second control circuit 42 is connected to the connection point between the two switching elements Q4 and Q5.

第2入力側電源回路22の動作を説明する。まず、高電圧側のスイッチング素子Q4がオンされている期間には、このスイッチング素子Q4とインダクタL3と低電圧側の入力コンデンサC5とダイオードブリッジ2bと第1ダイオードD2とが構成するループに電流が流れ、インダクタL3にエネルギーが蓄積される。この期間には、低電圧側の入力コンデンサC5が充電されるとともに、2個の入力コンデンサC4,C5の直列回路の両端電圧をダイオードブリッジ2bの直流出力電圧に一致させるように高電圧側の入力コンデンサC4が放電される。   The operation of the second input side power supply circuit 22 will be described. First, during the period when the high-voltage side switching element Q4 is turned on, current flows in the loop formed by the switching element Q4, the inductor L3, the low-voltage side input capacitor C5, the diode bridge 2b, and the first diode D2. The energy is stored in the inductor L3. During this period, the input capacitor C5 on the low voltage side is charged and the input voltage on the high voltage side is set so that the voltage across the series circuit of the two input capacitors C4 and C5 matches the DC output voltage of the diode bridge 2b. Capacitor C4 is discharged.

次に、高電圧側のスイッチング素子Q4がオフされると、インダクタL3と高電圧側の入力コンデンサC4と第1ダイオードD2と出力コンデンサC1と低電圧側のスイッチング素子Q5の寄生ダイオードとが構成するループにインダクタL3を電源として流れる電流により、出力コンデンサC1が充電される。この期間には、インダクタL3のエネルギーが解放され、高電圧側の入力コンデンサC4がさらに放電されるとともに低電圧側の入力コンデンサC5がさらに充電される。   Next, when the switching element Q4 on the high voltage side is turned off, the inductor L3, the input capacitor C4 on the high voltage side, the first diode D2, the output capacitor C1, and the parasitic diode of the switching element Q5 on the low voltage side are configured. The output capacitor C1 is charged by the current flowing in the loop using the inductor L3 as a power source. During this period, the energy of the inductor L3 is released, the input capacitor C4 on the high voltage side is further discharged, and the input capacitor C5 on the low voltage side is further charged.

次に、低電圧側のスイッチング素子Q5がオンされると、このスイッチング素子Q5と第2ダイオードD3とダイオードブリッジ2bと高電圧側の入力コンデンサC4とインダクタL3とが構成するループに電流が流れ、インダクタL3にエネルギーが蓄積される。この期間には、高電圧側の入力コンデンサC4が充電されるとともに、2個の入力コンデンサC4,C5の直列回路の両端電圧をダイオードブリッジ2bの直流出力電圧に一致させるように低電圧側の入力コンデンサC5が放電される。   Next, when the switching element Q5 on the low voltage side is turned on, a current flows through a loop formed by the switching element Q5, the second diode D3, the diode bridge 2b, the input capacitor C4 on the high voltage side, and the inductor L3. Energy is stored in the inductor L3. During this period, the input capacitor C4 on the high voltage side is charged and the input voltage on the low voltage side is set so that the voltage across the series circuit of the two input capacitors C4 and C5 matches the DC output voltage of the diode bridge 2b. Capacitor C5 is discharged.

次に、低電圧側のスイッチング素子Q5がオフされると、インダクタL3と高電圧側のスイッチング素子Q4の寄生ダイオードと出力コンデンサC1と第2ダイオードD3と低電圧側の入力コンデンサC5とが構成するループにインダクタL3を電源として流れる電流により、出力コンデンサC1が充電される。この期間には、インダクタL3のエネルギーが解放され、低電圧側の入力コンデンサC5がさらに放電されるとともに高電圧側の入力コンデンサC4がさらに充電される。   Next, when the switching element Q5 on the low voltage side is turned off, the inductor L3, the parasitic diode of the switching element Q4 on the high voltage side, the output capacitor C1, the second diode D3, and the input capacitor C5 on the low voltage side are configured. The output capacitor C1 is charged by the current flowing in the loop using the inductor L3 as a power source. During this period, the energy of the inductor L3 is released, the input capacitor C5 on the low voltage side is further discharged, and the input capacitor C4 on the high voltage side is further charged.

以下、上記の動作が繰り返される。上記の動作の周波数は、交流電源6からの入力電圧VACの周波数に対して充分に高い周波数となる。また、図7に示すように、インダクタL3に流れる電流IL3の包絡線は、交流電源6からの入力電圧VACの波形を正負で折り返したような形状となる。   Thereafter, the above operation is repeated. The frequency of the above operation is sufficiently higher than the frequency of the input voltage VAC from the AC power supply 6. Further, as shown in FIG. 7, the envelope of the current IL3 flowing through the inductor L3 has a shape as if the waveform of the input voltage VAC from the AC power supply 6 is turned up and down.

ここで、第2入力側電源回路22の出力電圧が高くなると、第2制御回路42のフィードバック端子FB2への入力電圧が高くなることにより、第2入力側電源回路22のスイッチング素子Q4,Q5のオンオフ駆動の周波数が高くされ、これによって第2入力側電源回路22の出力電圧が低くなる。つまり、第2制御回路42は第2入力側電源回路22の出力電圧を略一定とするようにフィードバック制御する。第2入力側電源回路22の出力電圧(すなわち出力コンデンサC1の両端電圧)は、ダイオードブリッジ2bの直流出力電圧の実効値が昇圧された電圧となる。   Here, when the output voltage of the second input side power supply circuit 22 is increased, the input voltage to the feedback terminal FB2 of the second control circuit 42 is increased, whereby the switching elements Q4 and Q5 of the second input side power supply circuit 22 are increased. The frequency of on / off driving is increased, and thereby the output voltage of the second input side power supply circuit 22 is decreased. That is, the second control circuit 42 performs feedback control so that the output voltage of the second input side power supply circuit 22 is substantially constant. The output voltage of the second input side power supply circuit 22 (that is, the voltage across the output capacitor C1) is a voltage obtained by boosting the effective value of the DC output voltage of the diode bridge 2b.

第2電源装置12の出力側電源回路(以下、「第2出力側電源回路」と呼ぶ。)32は、一種の降圧型コンバータであり、いわゆる周知のバックコンバータである。すなわち、第2出力側電源回路32は、第2入力側電源回路22の出力端間に接続された出力コンデンサC6とインダクタL4とスイッチング素子Q6と電流検出抵抗R7との直列回路と、アノードがスイッチング素子Q6とインダクタL4との接続点に接続されカソードが第2入力側電源回路22の高電圧側の出力端に接続されたダイオードD4とを備える。第2出力側電源回路32においては出力コンデンサC6の両端が出力端となっており、この出力端間には電気的光源である発光ダイオード52が接続されている。   The output side power supply circuit (hereinafter referred to as “second output side power supply circuit”) 32 of the second power supply device 12 is a kind of step-down converter, which is a so-called well-known buck converter. That is, the second output side power supply circuit 32 has a series circuit of an output capacitor C6, an inductor L4, a switching element Q6, and a current detection resistor R7 connected between the output terminals of the second input side power supply circuit 22, and an anode that is switched. The diode D4 is connected to the connection point between the element Q6 and the inductor L4, and the cathode is connected to the output terminal on the high voltage side of the second input side power supply circuit 22. In the second output side power supply circuit 32, both ends of the output capacitor C6 are output ends, and a light emitting diode 52 as an electric light source is connected between the output ends.

また、第2電源装置12は、非反転入力端子には第2出力側電源回路32の高電圧側の出力端の対グランド電圧が抵抗Rf,Rgで分圧されて入力されたオペアンプOP1を備える。また、第2出力側電源回路32の低電圧側の出力端は、抵抗Rhを介してオペアンプOP1の反転入力端子に接続されるとともに、別の抵抗Riを介して出力端子に接続されている。   In addition, the second power supply device 12 includes an operational amplifier OP1 that is input to the non-inverting input terminal by dividing the ground voltage at the output terminal on the high voltage side of the second output side power supply circuit 32 by the resistors Rf and Rg. . The output terminal on the low voltage side of the second output side power supply circuit 32 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1 through the resistor Rh, and is connected to the output terminal through another resistor Ri.

第2電源装置12で出力側制御回路となる第1制御回路41において、フィードバック端子FB1は上記のオペアンプOP1の出力端子に接続されている。さらに、乗算端子MULには定電圧Vdが入力されている。第1制御回路41の上記以外の端子への接続は第1電源装置11と同様である。すなわち、出力端子OUTはスイッチング素子Q6のゲートに接続され、ゼロクロス端子ZCDは抵抗Rzを介してインダクタL4の二次巻線に接続され、電流検出端子CSには電流検出抵抗R7の両端電圧が抵抗RbとコンデンサCbとで平滑化されて入力されている。つまり、第2出力側電源回路32におけるスイッチング素子Q6のオンオフ状態とインダクタL4に流れる電流の波形との関係は、図4で説明した第1入力側電源回路21でのスイッチング素子Q1のオンオフ状態と回路電流IL1の波形との関係と同様となる。また、第1制御回路41によるフィードバック制御は、第2出力側電源回路32の出力電圧を略一定とするようなものとなる。これにより発光ダイオード52は略一定の電流を供給されて点灯する。   In the first control circuit 41 serving as an output side control circuit in the second power supply device 12, the feedback terminal FB1 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP1. Further, the constant voltage Vd is input to the multiplication terminal MUL. The connection of the first control circuit 41 to the other terminals is the same as that of the first power supply device 11. That is, the output terminal OUT is connected to the gate of the switching element Q6, the zero-cross terminal ZCD is connected to the secondary winding of the inductor L4 via the resistor Rz, and the voltage across the current detection resistor R7 is a resistance at the current detection terminal CS. The signal is smoothed by Rb and capacitor Cb. That is, the relationship between the on / off state of the switching element Q6 in the second output side power supply circuit 32 and the waveform of the current flowing through the inductor L4 is the same as the on / off state of the switching element Q1 in the first input side power supply circuit 21 described in FIG. This is the same as the relationship with the waveform of the circuit current IL1. Further, the feedback control by the first control circuit 41 is such that the output voltage of the second output side power supply circuit 32 is substantially constant. As a result, the light emitting diode 52 is lit by being supplied with a substantially constant current.

上記構成によれば、第1制御回路41と第2制御回路42とが、それぞれ第1電源装置11と第2電源装置12との両方に使用されることで、第1制御回路41と第2制御回路42との量産効果により、第1電源装置11と第2電源装置12とからなる電源システム全体としての製造コストの低減が可能である。   According to the above configuration, the first control circuit 41 and the second control circuit 42 are used for both the first power supply device 11 and the second power supply device 12, respectively. Due to the mass production effect with the control circuit 42, it is possible to reduce the manufacturing cost of the entire power supply system including the first power supply device 11 and the second power supply device 12.

なお、第1制御回路41と第2制御回路42とを1チップの集積回路に集積化してもよく、集積化によって部品点数の削減や小型化が可能である。   The first control circuit 41 and the second control circuit 42 may be integrated on a one-chip integrated circuit, and the number of parts can be reduced and the size can be reduced by integration.

また、図2や図3で異なる符合を付した部品間であっても、可能な限り同型の部品を多く使用すれば、その型の部品の量産効果によりさらに製造コストの低減が可能である。   Further, even between parts having different signs in FIGS. 2 and 3, if many parts of the same type are used as much as possible, the manufacturing cost can be further reduced due to the mass production effect of the parts of that type.

(実施形態2)
図8(a)(b)に示すように、本実施形態における第1電源装置11と第2電源装置12とは、それぞれ、実施形態1における第1入力側電源回路21と同様のブーストコンバータの出力端に、第2出力側電源回路32と同様のバックコンバータを接続したような回路構成となっている。すなわち、第1電源装置11と第2電源装置12とのそれぞれにおいて、入力側制御回路と出力側制御回路との両方に、第1制御回路41が用いられている。
(Embodiment 2)
As shown in FIGS. 8A and 8B, the first power supply device 11 and the second power supply device 12 in the present embodiment are boost converters similar to the first input-side power supply circuit 21 in the first embodiment, respectively. The circuit configuration is such that a buck converter similar to the second output side power supply circuit 32 is connected to the output end. That is, in each of the first power supply device 11 and the second power supply device 12, the first control circuit 41 is used for both the input side control circuit and the output side control circuit.

入力側制御回路となる第1制御回路41の各端子への接続及び動作は実施形態1の第1電源装置11での場合と同様であり、出力側制御回路となる第1制御回路41の各端子への接続及び動作は実施形態1の第2電源装置12での場合と同様であるので、共通する部分については図示並びに説明を省略する。   Connection and operation to each terminal of the first control circuit 41 serving as the input side control circuit are the same as those in the first power supply apparatus 11 of the first embodiment, and each of the first control circuit 41 serving as the output side control circuit is the same. Since the connection to the terminal and the operation are the same as those in the second power supply device 12 of the first embodiment, illustration and description of common parts are omitted.

また、本実施形態では、回路の対称性から、バックコンバータの出力コンデンサC6の接続位置と、ダイオードブリッジ2bの接続位置と、各制御回路41におけるフィードバック端子FB1と乗算端子MULとの接続位置とを変更するだけで、第1電源装置11と第2電源装置12との相互の変更が可能となっている。つまり、実施形態1に比べ、第1電源装置11と第2電源装置12との共通部分がより多いことで、第1電源装置11と第2電源装置12とからなる電源システム全体としての製造コストをより抑えることが可能となっている。   Further, in the present embodiment, the connection position of the output capacitor C6 of the buck converter, the connection position of the diode bridge 2b, and the connection position of the feedback terminal FB1 and the multiplication terminal MUL in each control circuit 41 due to the symmetry of the circuit. Only by changing, the first power supply device 11 and the second power supply device 12 can be changed from each other. That is, as compared with the first embodiment, the number of common parts between the first power supply device 11 and the second power supply device 12 is larger, so that the manufacturing cost of the entire power supply system including the first power supply device 11 and the second power supply device 12 is increased. Can be further suppressed.

具体的に説明すると、図8(a)に示す第1電源装置11から図8(b)に示す第2電源装置12への変更の際には、出力コンデンサC6は第1電源装置11で入力側電源回路21を構成していたインダクタL1とダイオードD1との直列回路に並列に接続される。つまり、第1電源回路11と第2電源回路12とのそれぞれにおいて、出力側電源回路31,32の高電圧側の出力端となる出力コンデンサC6の一端は、入力側電源回路21,22の高電圧側の出力端の一端となる出力コンデンサC1の一端に電気的に接続された外部接続用の端子に接続される。また、上記変更の際には、ダイオードブリッジ2bは、第1電源装置11で出力側電源回路31を構成していたインダクタL4において出力コンデンサC6に接続されていた一端とグランドとの間に接続される。つまり、第1電源装置11と第2電源装置12とのいずれにおいても、中央の出力コンデンサC1の両端が入力側電源回路21,22の出力端となる。   More specifically, when the first power supply device 11 shown in FIG. 8A is changed to the second power supply device 12 shown in FIG. 8B, the output capacitor C6 is input by the first power supply device 11. The side power supply circuit 21 is connected in parallel to the series circuit of the inductor L1 and the diode D1. That is, in each of the first power supply circuit 11 and the second power supply circuit 12, one end of the output capacitor C6 serving as the output terminal on the high voltage side of the output side power supply circuits 31 and 32 is connected to the high side of the input side power supply circuits 21 and 22. It is connected to an external connection terminal electrically connected to one end of the output capacitor C1 which is one end of the voltage side output end. In the above change, the diode bridge 2b is connected between the one end connected to the output capacitor C6 and the ground in the inductor L4 constituting the output-side power circuit 31 in the first power supply device 11. The That is, in both the first power supply device 11 and the second power supply device 12, both ends of the center output capacitor C1 are output ends of the input side power supply circuits 21 and 22.

また、図8(a)において第1電源装置11の出力側電源回路31を構成するインダクタL1において出力コンデンサC6に接続される一端とグランドとの間には分圧用の抵抗R8,R9が接続されている。そして、第2電源装置12において入力側制御回路となる一方の(図8(b)での右側の)第1制御回路41の乗算端子MULには、ダイオードブリッジ2bの出力電圧が上記の抵抗R8,R9によって分圧されて入力される。   8A, voltage dividing resistors R8 and R9 are connected between one end connected to the output capacitor C6 and the ground in the inductor L1 constituting the output side power supply circuit 31 of the first power supply device 11. ing. The output voltage of the diode bridge 2b is applied to the resistor R8 at the multiplication terminal MUL of the first control circuit 41 (on the right side in FIG. 8B) that serves as the input side control circuit in the second power supply device 12. , R9 are divided and input.

さらに、図3に示したオペアンプOP1(図8(a)(b)では図示せず)の出力端子は、出力側制御回路となる第1制御回路41(すなわち、図8(a)では右側の第1制御回路41であり、図8(b)では左側の第1制御回路41)のフィードバック端子FB1に接続される。   Furthermore, the output terminal of the operational amplifier OP1 shown in FIG. 3 (not shown in FIGS. 8A and 8B) is the first control circuit 41 (that is, the right side in FIG. 8A) that is the output side control circuit. The first control circuit 41 is connected to the feedback terminal FB1 of the left first control circuit 41) in FIG. 8B.

ここで、本実施形態では、第1電源装置11において、出力側電源回路31を構成するインダクタL4のインダクタンスを、入力側電源回路21を構成するインダクタL1のインダクタンスの2倍としている。さらに、入力側電源回路21,22の出力電圧の目標値は、第1電源装置11と第2電源装置12とで共通となっている。これにより、第1電源装置11に100Vの交流電源6を接続した場合と、第2電源装置12に200Vの交流電源6を接続した場合とで、入力側電源回路21,22におけるスイッチング素子Q1,Q6のオンオフの周波数を略一致させることができる。従って、第1電源装置11は100Vの交流電源6に接続されるものとして第2電源装置12は200Vの交流電源6に接続されるものとすれば、入力側電源回路21,22におけるスイッチング素子Q1,Q6のオンオフの周波数が、例えば150kHzを超える周波数や一般的なリモコン(図示せず)で使用される周波数といった望ましくない周波数となることを、交流電源6が100Vの場合と200Vの場合との両方で避けることが容易となる。   Here, in the present embodiment, in the first power supply device 11, the inductance of the inductor L <b> 4 that constitutes the output-side power supply circuit 31 is twice the inductance of the inductor L <b> 1 that constitutes the input-side power supply circuit 21. Further, the target value of the output voltage of the input side power supply circuits 21 and 22 is common to the first power supply device 11 and the second power supply device 12. As a result, when the 100V AC power supply 6 is connected to the first power supply device 11 and when the 200V AC power supply 6 is connected to the second power supply device 12, the switching elements Q1, The on / off frequency of Q6 can be substantially matched. Therefore, if the first power supply device 11 is connected to the 100V AC power supply 6 and the second power supply device 12 is connected to the 200V AC power supply 6, the switching element Q1 in the input-side power supply circuits 21 and 22 is assumed. , Q6 has an undesirable frequency such as, for example, a frequency exceeding 150 kHz or a frequency used by a general remote controller (not shown), when the AC power supply 6 is 100V and 200V. It is easy to avoid both.

本実施形態においても、2個の制御回路41を1チップの集積回路に集積化すれば、部品点数の削減や小型化が可能である。   Also in this embodiment, if the two control circuits 41 are integrated in a one-chip integrated circuit, the number of parts can be reduced and the size can be reduced.

上記各種の電源装置11,12は、図9及び図10に示すように、例えばケース70に収納されるとともに矢印A1で示すように器具本体71に収納されて照明装置7を構成することができる。上記の器具本体71は、放電灯51や発光ダイオード52などの、電源装置11,12の出力電力によって点灯される電気的光源を保持する。   As shown in FIGS. 9 and 10, the various power supply devices 11 and 12 can be housed in, for example, the case 70 and housed in the instrument main body 71 as shown by the arrow A <b> 1 to constitute the lighting device 7. . The appliance main body 71 holds an electric light source that is turned on by the output power of the power supply devices 11 and 12 such as the discharge lamp 51 and the light emitting diode 52.

また、実施形態1と実施形態2とのそれぞれにおいて、発光ダイオード52に代えて例えば有機ELのような他の固体発光素子を用いてもよい。上記のように電気的光源として発光ダイオード52や有機ELのような固体発光素子を用いれば、電気的光源として白熱灯を用いる場合に比べて光束当りの消費電力を低減することができる。   Further, in each of the first embodiment and the second embodiment, another solid light emitting element such as an organic EL may be used instead of the light emitting diode 52. As described above, when a light emitting diode 52 or a solid light emitting element such as an organic EL is used as an electric light source, power consumption per luminous flux can be reduced as compared with a case where an incandescent lamp is used as an electric light source.

7 照明装置
11 第1電源装置
12 第2電源装置
21,22 入力側電源回路
31,32 出力側電源回路
41 第1制御回路(入力側制御回路,出力側制御回路)
42 第2制御回路(入力側制御回路,出力側制御回路)
51 放電灯(電気的光源)
52 発光ダイオード(電気的光源,固体発光素子)
Q1〜Q6 スイッチング素子
7 Illumination device 11 First power supply device 12 Second power supply device 21, 22 Input side power supply circuit 31, 32 Output side power supply circuit 41 First control circuit (input side control circuit, output side control circuit)
42 Second control circuit (input side control circuit, output side control circuit)
51 Discharge lamp (electrical light source)
52 Light Emitting Diode (Electric Light Source, Solid State Light Emitting Element)
Q1-Q6 switching element

Claims (9)

第1電源装置と第2電源装置とからなり、
前記第1電源装置と前記第2電源装置とは、それぞれ、
少なくとも1個のスイッチング素子を有して入力された電力を所定電圧の直流電力に変換する入力側電源回路と、
前記入力側電源回路の各スイッチング素子をそれぞれ駆動する入力側制御回路と、
少なくとも1個のスイッチング素子を有して前記入力側電源回路の出力を変換する出力側電源回路と、
前記出力側電源回路の各スイッチング素子をそれぞれ駆動する出力側制御回路とを有し、
前記第1電源装置における前記入力側制御回路の回路構成と前記第2電源装置における前記出力側制御回路の回路構成とが互いに共通であって、
且つ、前記第1電源装置における前記出力側制御回路の回路構成と前記第2電源装置における前記入力側制御回路の回路構成とが互いに共通であることを特徴とする電源システム。
A first power supply device and a second power supply device;
The first power supply device and the second power supply device are respectively
An input-side power supply circuit that converts the input power having at least one switching element into DC power of a predetermined voltage;
An input side control circuit for driving each switching element of the input side power supply circuit;
An output-side power supply circuit that has at least one switching element and converts the output of the input-side power supply circuit;
An output side control circuit for driving each switching element of the output side power supply circuit,
The circuit configuration of the input side control circuit in the first power supply device and the circuit configuration of the output side control circuit in the second power supply device are common to each other,
And a circuit configuration of the output-side control circuit in the first power supply device and a circuit configuration of the input-side control circuit in the second power supply device are common to each other.
前記第1電源装置における前記出力側制御回路は、互いに直列に接続された2個のスイッチング素子を交互にオンオフするものであることを特徴とする請求項1記載の電源システム。   2. The power supply system according to claim 1, wherein the output side control circuit in the first power supply device alternately turns on and off two switching elements connected in series with each other. 前記第1電源装置において前記入力側電源回路は昇圧型コンバータを有して前記出力側電源回路はハーフブリッジインバータを有し、
前記第2電源装置において前記入力側電源回路は昇圧型コンバータを有して前記出力側電源回路は降圧型コンバータを有することを特徴とする請求項2記載の電源システム。
In the first power supply device, the input-side power supply circuit has a boost converter, and the output-side power supply circuit has a half-bridge inverter,
3. The power supply system according to claim 2, wherein in the second power supply device, the input-side power supply circuit includes a step-up converter, and the output-side power supply circuit includes a step-down converter.
前記第1電源装置と前記第2電源装置とのそれぞれにおいて、前記入力側電源回路はブーストコンバータを有し、前記出力側電源回路はバックコンバータを有することを特徴とする請求項1記載の電源システム。   2. The power supply system according to claim 1, wherein in each of the first power supply device and the second power supply device, the input-side power supply circuit includes a boost converter, and the output-side power supply circuit includes a buck converter. . 前記ブーストコンバータの高電圧側の出力端子に電気的に接続された外部接続用の端子を備えることを特徴とする請求項4記載の電源システム。   5. The power supply system according to claim 4, further comprising an external connection terminal electrically connected to an output terminal on the high voltage side of the boost converter. 前記ブーストコンバータと前記バックコンバータとのうち一方のインダクタのインダクタンスが他方のインダクタのインダクタンスの2倍であることを特徴とする請求項4又は請求項5記載の電源システム。   6. The power supply system according to claim 4, wherein an inductance of one inductor of the boost converter and the buck converter is twice that of the other inductor. 前記第1電源装置と前記第2電源装置とのそれぞれにおいて、前記入力側制御回路と前記出力側制御回路とが1チップの集積回路に集積化されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電源システム。   The input side control circuit and the output side control circuit are integrated in a one-chip integrated circuit in each of the first power supply device and the second power supply device. The power supply system according to any one of the above. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の電源システムにおける前記第1電源装置と前記第2電源装置との少なくとも一方と、前記第1電源装置または前記第2電源装置の出力電力により点灯される電気的光源とを備えることを特徴とする照明装置。   The power supply system according to any one of claims 1 to 7, wherein the power supply system is turned on by at least one of the first power supply device and the second power supply device, and output power of the first power supply device or the second power supply device. An illuminating device comprising an electrical light source. 前記電気的光源として固体発光素子を備えることを特徴とする請求項8記載の照明装置。   The lighting device according to claim 8, further comprising a solid-state light emitting element as the electrical light source.
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