JP2012029360A - 電源回路およびｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接続される商用電源が代わっても、当該入力に応じて所望値の定電流を効率良く供給できる電源回路を実現することにある。
【解決手段】電源回路の制御部１０は、負荷であるＬＥＤモジュール１００に流れる電流値である出力電流値と、ＬＥＤモジュール１００に印加される電圧である出力電圧値とを取得する。制御部１０は、出力電流値を初期の目的電流値にする初期のスイッチング制御を所定の時間行った時点での出力電圧値を検出する。出力電圧値は、入力電圧の仕様に応じて異なるので、制御部１０は、出力電圧値に基づいて、入力電圧の仕様に応じた目標電流値を設定する。制御部１０は、出力電圧値が新たに設定した目標電流値となるように、昇降圧コンバータ部のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤ等の定電流駆動の負荷に対して定電流で電源を供給する電源回路および、当該電源回路を備えたＬＥＤ照明装置に関する。

従来、交流電源を直流に変換して、ＬＥＤに定電流を供給する電源回路が、各種考案されている。例えば、特許文献１の電源回路は、交流の商用電源を直流電圧に変換し、出力電流値（負荷電流値）に基づいてスイッチング制御することで、所定の定電流を負荷（ＬＥＤモジュール）に供給している。

特表２００８−５３７４５９号公報

しかしながら、上述のような従来の電源回路で様々な入力電圧仕様に対応する場合、単入力用として設計した電源回路に比べて効率が低下する．例えばＬＥＤモジュール負荷の電圧がＤＣ１００Ｖである場合、交流電源電圧がＡＣ１００Ｖでは電源回路は昇圧動作と降圧動作をほぼ等しく行うことができるが、ＡＣ２００Ｖでは降圧動作を行う期間の方が長く、また交流電源のピーク付近では大幅な降圧が必要になる。一般に入出力電圧比が大きいまたは小さい場合は効率が低下するため、前述ＡＣ２００Ｖにおける降圧に偏った動作は効率の低下をまねく。

したがって、本発明の目的は、入力電圧が変化しても高効率な電源供給が可能な電源回路および当該電源回路を備えたＬＥＤ照明装置を実現することにある。

この発明は、電源回路に関するものである。電源回路は、入力端子、全波整流回路、昇降圧コンバータ部、出力端子、電流検出部、および制御部を備える。入力端子は、商用電源に接続されている。全波整流回路は、入力端子から入力される交流電圧を全波整流する。昇降圧コンバータ部は、全波整流された電圧を昇降圧する。出力端子は、昇降圧コンバータの後段に出力コンデンサを介して接続されており、負荷が接続される。電流検出部は、出力端子に負荷が接続されることで流れる電流を検出する。制御部は、電流検出部で検出された電流値に基づいて、出力端子に定電流が流れるように昇降圧コンバータ部を制御する。

そして、この電源回路は、さらに、出力端子間の電圧である出力電圧もしくは入力端子間の電圧である入力電圧の少なくとも一方を検出する電圧検出部を備える。

電源回路の制御部は、電圧検出部で検出された出力電圧もしくは入力電圧に応じた定電流が負荷に電流供給されるように、昇降圧コンバータ部を制御する。

この構成では、ＬＥＤモジュール等の定電流制御型の負荷では、出力電圧が負荷の種類に応じて決まることを利用している。したがって、出力電圧もしくは入力電圧を検出することで、接続するべき負荷の種類がわかる。このため、入力電圧に応じた負荷に適する電流値となるように定電流制御を行うことができる。これにより、入力電圧の種類に関係なく一意に設定した制御よりも、入力電圧の種類に応じた効率的な定電流制御が可能になる。

また、この発明の電源回路では、電圧検出部は、入力電圧を検出する入力電圧検出部と、出力電圧を検出する出力電圧検出部とを備える。制御部は、入力電圧検出部で検出された入力電圧と出力電圧検出部で検出された出力電圧とが異なる場合に、異常処理を行う。

この構成では、出力電圧とともに入力電圧も検出する。ここで、入力電圧が負荷に依存する出力電圧に適した電圧値であれば、高効率での定電流供給が確実に可能である。一方で、入力電圧が負荷に依存する出力電圧に適した電圧値でなければ、高効率での定電流供給が難しくなる。したがって、この構成では、入力電圧が負荷に対して適した電圧値で無い場合、逆に言えば、負荷が入力電圧に対して適していないものであれば、異常処理を行う。これにより、入力電圧と負荷との組み合わせが適する場合のみスイッチング制御が行われ、高効率な定電流供給を確実に行うことができる。これとともに、入力電圧と負荷との組み合わせが適さない場合に生じる各種問題の回避が可能になる。

また、この発明の電源回路の制御部は、異常処理として、外部通知処理および定電流供給動作の停止処理の少なくともいずれか一方を実行する。

この構成では、上述の異常処理の具体例を示すものである。異常処理として外部通知処理を行えば、入力電圧すなわち商用電源の仕様と負荷の仕様とが一致していないことを、ユーザが容易に認知できる。また、異常処理として動作の停止処理を行うことで、仕様が異なることにより生じる効率の大幅な低下や故障等の発生を防止できる。

また、この発明の電源回路では、昇降圧コンバータ部は、チョークコイルと、２個の半導体スイッチ素子と、２個のダイオードとを備える、非反転型で非絶縁型の昇降圧コンバータである。また、この発明の電源回路では、昇降圧コンバータ部は、チョークコイルと、１個の半導体スイッチ素子と、１個のダイオードとを備える、反転型で非絶縁型の昇降圧コンバータである。また、この発明の電源回路では、昇降圧コンバータ部は、フライバックトランスと、該フライバックトランスの一次側の１個の半導体スイッチ素子と、フライバックトランスの二次側の１個のダイオードとを備える、フライバック型の昇降圧コンバータである。これらの構成では、上述の電源回路を実現する具体的回路構成例を示している。

また、この発明は、上述の電源回路を備えたＬＥＤ照明装置に関するものである。このＬＥＤ照明装置において、負荷は、それぞれに所定数のＬＥＤ素子を接続してなる複数のＬＥＤサブモジュールを組み合わせたＬＥＤモジュールである。該ＬＥＤモジュールは、複数のＬＥＤサブモジュールの接続パターンがそれぞれに異なる複数種類が用意されており、複数種類のＬＥＤモジュールのうちの一つが電圧検出部で検出される電圧に応じて選択的に使用される。

この構成では、上述の電源回路の有効な利用例としてＬＥＤ照明装置を示している。そして、この構成とすることで、複数のＬＥＤサブモジュールの接続パターンがそれぞれに異なる複数のＬＥＤモジュールを、入力電圧に応じて選択的に用い、選択されたＬＥＤモジュールに応じた最適な定電流供給を実現することができる。これにより、高効率なＬＥＤ照明装置を簡素な回路構成で実現できる。

また、この発明のＬＥＤ照明装置のＬＥＤモジュールは、複数のＬＥＤサブモジュールが直列接続されるか、複数のＬＥＤサブモジュールが並列接続されるいずれかの組み合わせからなる。

この構成では、ＬＥＤ照明装置のＬＥＤモジュールの具体的接続パターン例を示している。

この発明によれば、接続される商用電源すなわち入力電圧の種類に適した定電流制御型の負荷を接続でき、それぞれに適する定電流値を出力するように昇降圧コンバータ部を制御することができる。これにより、入力電圧が変わっても、入力電圧に応じた高効率な定電流制御が可能な電源回路を実現できる。

第１の実施形態に係る電源回路を備えるＬＥＤ照明装置の回路図である。 ＬＥＤモジュールの構成例を示す回路図である。 ＬＥＤモジュールの仕様を決めるための電源回路の入力電圧Ｖｉ（商用電源電圧）と出力電圧Ｖｏ（負荷電圧）の関係を説明するための入力電圧、出力電圧の波形例を示す図である。 第１の実施形態の制御部１０の制御フローを示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る電源回路を備えるＬＥＤ照明装置の回路図である。 第２の実施形態の制御部１０の制御フローを示すフローチャートである。 １個の半導体スイッチ素子の反転昇降圧コンバータを用いた電源回路を備えるＬＥＤ照明装置の回路図である。 フライバックトランスを用いた昇降圧型の電源回路を備えるＬＥＤ照明装置の回路図である。

本発明の第１の実施形態に係る電源回路を備えるＬＥＤ照明装置について、図を参照して説明する。図１は、本実施形態の電源回路を備えるＬＥＤ照明装置の回路図である。

ＬＥＤ照明装置は、入力端子Ｐｉｎを介して商用電源２００から交流電圧の供給を受け、負荷に対して直流の定電流を供給する電源回路と、該電源回路の出力端子Ｐｏｕｔに接続する負荷であるＬＥＤモジュール１００とを備える。

電源回路の入力端子Ｐｉｎは、商用電源２００に接続する一組の端子対からなる。入力端子Ｐｉｎの後段には全波整流回路であるダイオードブリッジＤＢが接続されている。ダイオードブリッジＤＢの後段には、入力コンデンサＣｉが並列接続されている。なお、入力コンデンサＣｉは、極小さなキャパシタンスのコンデンサであり、ダイオードブリッジＤＢから出力される全波整流回路を平滑するほどのキャパシタンスを有さないものである。これにより、入力コンデンサＣｉにアルミ電解コンデンサ等の大容量で大型のコンデンサを用いる必要が無く、小型化が可能となる。

入力コンデンサＣｉの後段には、昇降圧コンバータ部２０が接続されている。昇降圧コンバータ部は、チョークコイルＬと、ＦＥＴのスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２を備える。

昇降圧コンバータ部２０の構成を概略的に説明する。チョークコイルＬの入力コンデンサＣｉ側には、スイッチ素子Ｑ１のソース−ドレインが直列接続されている。ダイオードＤ１は、カソードがチョークコイルＬとスイッチ素子Ｑ１との接続点側となるように、アノードがグランドに接続される。チョークコイルＬの出力端子Ｐｏｕｔ側とグランドとの間には、スイッチ素子Ｑ２のソース−ドレインが接続されている。また、チョークコイルＬとスイッチ素子Ｑ２の接続点よりも出力端子Ｐｏｕｔ側には、ダイオードＤ２が直列接続されている。この際、ダイオードＤ２はアノードがチョークコイルＬ側となるように配置される。スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のゲートは、制御部１０に接続されている。

昇降圧コンバータ部２０の後段（出力端子Ｐｏｕｔ側）には、出力コンデンサＣｏが並列接続されている。また、昇降圧コンバータ部２０の後段で、出力コンデンサＣｏよりも出力端子Ｐｏｕｔ側には電流検出部１１が直列接続されている。さらに、昇降圧コンバータ部２０の後段には、電圧検出部１２が並列接続されている。なお、電流検出部１１は、これに限るものではなく、負荷電流が検出できればよく、例えばダイオード電流やチョークコイルＬのインダクタ電流を検出する構成であってもよい。そして、このような出力端子Ｐｏｕｔに電流検出部１１を接続する場合、図１に示すように、電圧検出部１２よりも出力端子Ｐｏｕｔ側に接続するとよい。

電流検出部１１は、既知の構成からなり、負荷であるＬＥＤモジュール１００が出力端子Ｐｏｕｔに接続された際の電流値（出力電流値）を検出して、制御部１０へ出力する。

電圧検出部１２は、既知の直列抵抗回路による分圧回路等からなり、出力端子Ｐｏｕｔの電圧値（出力電圧値）を検出して、制御部１０へ出力する。

制御部１０は、出力電圧値に応じて目標の定電流値を設定する。制御部１０は、出力電流値が目標の定電流値と同じレベルになるように、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング制御する。このように出力電圧値に応じて目標の定電流値を設定することで、定電流型の負荷の仕様に応じたスイッチング制御が可能になる。

このような構成の電源回路を備えた上で、本実施形態のＬＥＤ照明装置は、上述の構成の電源回路の出力端子Ｐｏｕｔに、図２に示すような複数種類のＬＥＤモジュール１００Ａ，１００Ｂが選択的に接続される。図２は、ＬＥＤ照明装置に用いられるＬＥＤモジュール１００Ａ，１００Ｂの構成例を示す回路図であり、図２（Ａ）がＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２を直列接続した例を示し、図２（Ｂ）がＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２を並列接続した例を示す。

図２に示すように、ＬＥＤモジュール１００（１００Ａ，１００Ｂ）は、二本のＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２からなる。各ＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２は、同じ仕様からなる複数のＬＥＤ素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎが直列接続された構造からなり、ともに同じ構造からなる。ＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２を構成する各ＬＥＤ素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎ（ｎは仕様に応じて決定される任意の正の整数）は、それぞれが電流Ｉｏを印加することで、同じ輝度Ｂｏが得られる仕様である。したがって、各ＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２に電流Ｉｏ（この際の電圧をＶｏとする）を印加することで、各ＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２を構成する各ＬＥＤ素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎはそれぞれに輝度Ｂｏで発光する。例えば、各ＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２に、１００Ｖの直流電圧で８０ｍＡの電流を印加すれば、各ＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２の各ＬＥＤ素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎはそれぞれが輝度Ｂｏで発光する。

図２（Ａ）に示すＬＥＤモジュール１００Ａは、ＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２を直列接続している。このような構成のＬＥＤモジュール１００Ａでは、各ＬＥＤ素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎを輝度Ｂｏで発光させるためには、電流値をＩｏ(上述の具体例では８０ｍＡ）とすればよい。この場合、電圧値は２＊Ｖｏ（上述の具体例では１００＊２＝２００Ｖ）となる。

図２（Ｂ）に示すＬＥＤモジュール１００Ｂは、ＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２を並列接続している。このような構成のＬＥＤモジュール１００Ｂでは、各ＬＥＤ素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎを輝度Ｂｏで発光させるためには、電流値を２＊Ｉｏ(上述の具体例では８０＊２＝１６０ｍＡ）とすればよい。この場合、電圧値はＶｏ（上述の具体例では１００Ｖ）となる。

このような構成の異なるＬＥＤモジュール１００Ａ，１００Ｂを、当該ＬＥＤ照明装置が接続される商用電源の仕様に応じて、電源回路の出力端子Ｐｏｕｔに接続する。電源回路は、上述のように検出した出力電圧に応じて、目標電流値を設定している。

具体的には、上述の例で、出力電圧が商用電源２００Ｖに応じた値であれば、電源回路は、商用電源２００Ｖ用に８０ｍＡの定電流制御を行う。この際、電源回路の出力端子Ｐｏｕｔには、商用電源２００Ｖに応じた８０ｍＡ，２００Ｖ仕様のＬＥＤモジュール１００Ａが接続されているはずである。したがって、高効率な電源供給が実現される。

一方、出力電圧が商用電源１００Ｖに応じた値であれば、電源回路は、商用電源１００Ｖ用に１６０ｍＡの定電流制御を行う。この際、電源回路の出力端子Ｐｏｕｔには、商用電源１００Ｖに応じた１６０ｍＡ，１００Ｖ仕様のＬＥＤモジュール１００Ｂが接続されているはずである。したがって、この場合も高効率な電源供給が実現される。

すなわち、本実施形態の構成を用いることで、接続される商用電源の仕様、すなわち入力電圧に応じて、最適な定電流制御が可能な電源回路を実現できる。さらに、当該電源回路を備えた高効率のＬＥＤ照明装置を実現できる。

さらに、本実施形態の構成を用いることで、入力電圧と出力電圧との比を略１に近づけることができるので、この点においても高効率を実現できる。

なお、複数種類となるＬＥＤモジュールの各仕様は、上述の例に示すものだけではなく、各ＬＥＤ素子に対する電流値が一定の状態で、ＬＥＤモジュール毎に負荷電圧が異なるように設定しておけばよい。図３は、ＬＥＤモジュールの仕様を決めるための電源回路の入力電圧Ｖｉ（商用電源電圧）と出力電圧Ｖｏ（負荷電圧）の関係を説明するための図である。図３は、上述の１００Ｖ仕様と２００Ｖ仕様の場合を示しており、ＬＥＤモジュール１００Ａを接続した場合に出力電圧Ｖｏが２００Ｖになり、ＬＥＤモジュール１００Ｂを接続した場合に出力電圧Ｖｏが１００Ｖになる場合を示している。なお、図３において、Ｖｉ（２００）が２００Ｖの商用電源を用いた場合の入力電圧波形であり、Ｖｏ（２００）が２００Ｖの商用電源を用いてＬＥＤモジュール１００Ａを用いた場合の出力電圧波形であり、Ｖｉ（１００）が１００Ｖの商用電源を用いた場合の入力電圧波形であり、Ｖｏ（１００）が１００Ｖの商用電源を用いてＬＥＤモジュール１００Ｂを用いた場合の出力電圧波形である。

このように、出力電圧が異なるようにＬＥＤモジュール１００Ａ，１００Ｂを形成することで、制御部１０はこの出力電圧に応じて、入力電圧とＬＥＤモジュールの仕様を判断でき、仕様に応じた目標の電流値を設定できる。

なお、本実施形態のように、高電圧のＬＥＤモジュールに対する出力電圧が、低電圧のＬＥＤモジュールに対する入力電圧のピーク値よりも高くなるように設定する。これにより、従来の電源回路では対応が不可能であった、入力電圧（商用電源）が切り替わっても、それを出力電圧で識別し、常に高効率で安定した定電流制御が可能な電源回路を容易に実現できる。

次に、以上のような電源回路の制御部１０の制御を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図４では、上述の２００Ｖ、８０ｍＡ仕様と１００Ｖ、１６０ｍＡ仕様を識別する場合を示している。

電源回路すなわちＬＥＤ照明装置に電源供給を開始すると、制御部１０が起動する（Ｓ１０１）。制御部１０は、目標の電流値に初期値８０ｍＡを設定する（Ｓ１０２）。

次に、制御部１０は、初期値設定された目標の電流値になるように、昇降圧コンバータ部２０のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング制御する（Ｓ１０３）。この制御により、起動時の出力電流値が目標の電流値８０ｍＡから離れていても、出力電流値が目標の電流値８０ｍＡへ近づいていく。

次に、制御部１０は、所定時間、ウェイティング（待機）処理を設ける（Ｓ１０４）。このようなウェイティング期間中に、出力電流値が目標の電流値８０ｍＡと同じ程度にまで制御される。逆に言えば、出力電流値が目標の電流値８０ｍＡ近傍に収束するまでの時間を予め測定しておき、当該時間をウェイティング時間に設定して、ウェイティング処理を行う。

次に、制御部１０は、出力電圧値を検出し（Ｓ１０５）、出力電圧値が閾値電圧以上であるかどうかを確認する。ここで、閾値電圧は、負荷の仕様を識別するための電圧値である。このため、上述の具体例のように１００Ｖ仕様と２００Ｖ仕様とを識別する場合であれば、例えば１２０Ｖを閾値電圧に設定する。

制御部１０は、出力電圧が閾値電圧１２０Ｖ以上であれば（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、初期設定した目標の電流値と同じを第１電流値８０ｍＡを設定し（Ｓ１０７）、スイッチング制御する（Ｓ１０９）。これは、上述のように出力電流値が８０ｍＡの時に出力電圧が１２０Ｖ以上である場合には、ＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２が直列接続されたＬＥＤモジュール１００Ａが出力端子Ｐｏｕｔに接続された場合であり、この場合は８０ｍＡの定電流で所望の輝度が得られると判断できるからである。

一方、制御部１０は、出力電圧が閾値電圧１２０Ｖ未満であれば（Ｓ１０６：Ｎｏ）、初期設定した目標の電流値とは異なる第２電流値１６０ｍＡを設定し（Ｓ１０８）、スイッチング制御する（Ｓ１０９）。これは、上述のように出力電流値が８０ｍＡの時に出力電圧が１２０Ｖ未満である場合には、ＬＥＤサブモジュールＵＬ１，ＵＬ２が並列接続されたＬＥＤモジュール１００Ｂが出力端子Ｐｏｕｔに接続された場合であり、この場合は８０ｍＡの定電流で所望の輝度が得られると判断できるからである。

このような処理を実行することで、制御部１０は、入力電圧の仕様（商用電源の仕様）に応じて、定電流制御する目標電流値を最適に設定でき、当該目標電流値を用いて適するスイッチング制御による定電流供給が可能になる。これにより、入力電圧の仕様が代わっても、入力電圧に応じた適する定電流値を自動で設定し、高効率な電源回路を実現できる。具体的に、上述の例ならば、商用電源２００Ｖ仕様の電源に接続されれば、入力電圧２００Ｖに応じた定電流値８０ｍＡを自動で設定し、電源回路に接続された当該入力電圧２００Ｖ仕様に応じたＬＥＤモジュール１００Ａへ定電流供給することができる。また、商用電源１００Ｖ仕様の電源に接続されれば、入力電圧１００Ｖに応じた定電流値１６０ｍＡを自動で設定し、電源回路に接続された当該入力電圧１００Ｖ仕様に応じたＬＥＤモジュール１００Ｂへ定電流供給することができる。

なお、上述のフローチャートは一例であり、選択するＬＥＤモジュール（負荷）に仕様に応じて、選択条件や初期値を変更することで、同様に負荷仕様に応じた適するスイッチング制御を、常に実現することができる。

また、上述の実施形態の説明では、出力電圧から目標の定電流値を設定する例を示したが、出力電圧検出部に代えて、ダイオードブリッジＤＢの後段に入力電圧検出部を設け、入力電圧から目標の定電流値を設定してもよい。

次に、第２の実施形態に係る電源回路を備えたＬＥＤ照明装置について、図を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る電源回路を備えるＬＥＤ照明装置の回路図である。

本実施形態のＬＥＤ照明装置は、入力電圧検出用の電圧検出部１３を電源回路の追加したものであり、当該電圧検出部１３と、検出された入力電圧を用いた制御部１０の処理が異なるのみで、他の構成は同じである。したがった、電圧検出部１３および制御部１０についてのみ説明を行い、他の箇所については説明を省略する。

電圧検出部１３は、整流用のダイオードブリッジＤＢの後段に接続されている。これにより、ダイオードブリッジＤＢから出力される脈波状態の入力電圧を検出する。電圧検出部１３は、例えば単純な直列抵抗による分圧回路により構成される。検出された入力電圧は、制御部１０へ与えられる。

制御部１０は、出力電流値、出力電圧値、および入力電圧値に基づいて、図６に示すフローチャートに示すような制御処理を実行する。

なお、ステップＳ２０１からステップＳ２０８までは、第１の実施形態の図４に示したフローチャートのステップＳ１０１からステップＳ１０８と同じであるので、説明は省略する。

制御部１０は、目標電流値の設定後に、入力電圧値を検出する（Ｓ２０９）。なお、入力電圧値の検出は、上述の出力電圧値の検出と同時に行ってもよい。ただし、入力電圧は、上述のように脈波であるので、所定時間長に亘る瞬時電圧を平均化処理等することで、入力電圧値を検出する。

制御部１０は、出力電圧値と入力電圧値とを比較して、これらが略一致していると判断すれば（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、出力電圧値および入力電圧値に応じて設定された目標電流値に基づくスイッチング制御を行う（Ｓ２１１）。

一方、制御部１０は、出力電圧値と入力電圧値とが異なっていると判断すれば（Ｓ２１０：Ｎｏ）、異常処理を実行する（Ｓ２１２）。ここで、異常処理とは、図示しない外部通知部を介して、警告情報の表示や、警告灯の点灯や、警告音の放音を行わせる処理がある。また、異常処理として、スイッチング制御を停止し、ＬＥＤモジュール１００への電流供給を停止する処理を行うこともできる。なお、これらの具体的な異常処理は、それぞれ単独で実行しても、組み合わせて実行しても良い。

このような制御処理を実行することで、接続される負荷（ＬＥＤモジュール）の電圧仕様が、入力電圧の仕様と一致する場合にのみ、適切なスイッチング制御を行うことができる。一方、接続される負荷（ＬＥＤモジュール）の電圧仕様が、入力電圧の仕様と異なる場合には、ユーザへの告知や強制停止により、不適正なスイッチング制御を防止することができる。

なお、上述の各実施形態では、ＬＥＤモジュールを電源回路に接続する例を示したが、当該ＬＥＤモジュールと同様に、定電流制御により所望の特性が得られる他の負荷に対しても、上述の構成および処理を適用することができる。

また、上述の実施形態では、２個の半導体スイッチ素子を用いた非反転型で非絶縁の電源回路を例に示したが、図７に示すような１個の半導体スイッチ素子を用いた反転型で非絶縁の電源回路に対しても、上述の構成を適用することができる。図７は、１個の半導体スイッチ素子Ｑ１１を用いた電源回路の回路構成図である。

この電源回路は、ダイオードブリッジＤＢの一対の出力端子間に、チョークコイルＬと半導体スイッチ素子Ｑ１１との直列回路が接続されている。この際、半導体スイッチ素子Ｑ１１は、ドレインがチョークコイルＬに接続し、ソースがダイオードブリッジＤＢの一方の出力端子に接続している。

チョークコイルＬには、出力コンデンサＣｏとダイオードＤ１１との直列回路が並列接続されている。この際、ダイオードＤ１１は、アノードがチョークコイルＬに接続し、カソードが出力コンデンサＣｏに接続している。出力コンデンサＣｏは、正電極がダイオードＤ１１側となるように接続している。

出力コンデンサＣｏの両端が、電源回路の出力端Ｐｏｕｔとなり、当該出力端ＰｏｕｔにＬＥＤ照明モジュールからなる負荷１００Ｒが接続している。この際、負荷１００Ｒは、上述の図１や図２に示した負荷１００とは、ダイオード特性が逆の構成からなる。

出力端子と出力コンデンサＣｏとの間には、電流検出部１１が接続している。電流検出部１１で検出された出力電流は、制御部１０に与えられる。制御部１０は、検出された出力電流値と目標電流値とに基づいて、定電流制御するようにスイッチング制御信号を生成し、半導体スイッチ素子Ｑ１１へ与える。

また、出力コンデンサＣｏの出力端子Ｐｏｕｔ側には、電圧検出部１２が接続されている。電圧検出部１２で検出された出力電圧値は制御部１０へ与えられる。制御部１０は、この出力電圧に応じて、上述のような定電流値の設定を行う。なお、図７では、入力電圧を検出する回路を図示していないが、上述の実施形態と同様に入力電圧を検出する回路を備えることもできる。

また、本実施形態の構成は、図８に示すようなフライバックコンバータにも適用できる。図８はフライバックコンバータの回路構成図である。

この電源回路は、ダイオードブリッジＤＢの一対の出力端子間に、フライバックトランスＴの一次側コイルと半導体スイッチ素子Ｑ１２との直列回路が接続されている。この際、半導体スイッチ素子Ｑ１２は、ドレインがフライバックトランスＴの一次側コイルに接続し、ソースがダイオードブリッジＤＢの一方の出力端子に接続している。

フライバックトランスＴの２次側コイルの両端には、ダイオードＤ１２と出力コンデンサＣｏとの直列回路が接続している。この際、ダイオードＤ１２は、アノードがフライバックトランスＴの二次側コイルに接続し、カソードが出力コンデンサＣｏに接続している。出力コンデンサＣｏは、正電極がダイオードＤ１２側となるように接続している。

出力コンデンサＣｏの両端が、電源回路の出力端Ｐｏｕｔとなり、当該出力端ＰｏｕｔにＬＥＤ照明モジュールからなる負荷１００が接続している。この際、ＬＥＤ照明モジュールは、アノードが出力コンデンサＣｏの正電極側となるように、接続している。

出力端子と出力コンデンサＣｏとの間には、電流検出部１１が接続している。電流検出部１１で検出された出力電流は、制御部１０に与えられる。制御部１０は、検出された出力電流値と目標電流値とに基づいて、定電流制御するようにスイッチング制御信号を生成し、半導体スイッチ素子Ｑ１２へ与える。

また、出力コンデンサＣｏの出力端子Ｐｏｕｔ側には、電圧検出部１２が接続されている。電圧検出部１２で検出された出力電圧値は制御部１０へ与えられる。制御部１０は、この出力電圧に応じて、上述のような定電流値の設定を行う。なお、図８でも、入力電圧を検出する回路を図示していないが、上述の実施形態と同様に入力電圧を検出する回路を備えることもできる。

１０−制御部、１１−電流検出部、１２，１３−電圧検出部、２０−昇降圧コンバータ部、１００，１００Ｒ−ＬＥＤモジュール、２００−商用電源、Ｃｉ，Ｃｏ−コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１，Ｄ１２−ダイオード、Ｌ−チョークコイル、Ｔ−フライバックトランス、Ｐｉｎ−入力ポート、Ｐｏｕｔ−出力ポート、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１，Ｑ１２−スイッチ素子

Claims (8)

1. 商用電源に接続される一組の入力端子と、
   該入力端子から入力される交流電圧を全波整流する全波整流回路と、
   全波整流された電圧を昇降圧する昇降圧コンバータ部と、
   該昇降圧コンバータの後段に出力コンデンサを介して接続された一組の出力端子と、
   負荷に流れる電流を検出する電流検出部と、
   該電流検出部で検出された電流値に基づいて、前記出力端子に定電流が流れるように前記昇降圧コンバータ部を制御する制御部と、
   を備えた電源回路であって、
   前記出力端子間の電圧である出力電圧もしくは前記入力端子間の電圧である入力電圧の少なくとも一方を検出する電圧検出部を備え、
   前記制御部は、前記電圧検出部で検出された前記出力電圧もしくは前記入力電圧に応じた定電流が前記負荷に電流供給されるように、前記昇降圧コンバータ部を制御する、電源回路。
2. 前記電圧検出部は、前記入力電圧を検出する入力電圧検出部と、前記出力電圧を検出する出力電圧検出部とを備え、
   前記制御部は、前記入力電圧検出部で検出された入力電圧と、前記出力電圧検出部で検出された出力電圧とが異なる場合に、異常処理を行う、請求項１に記載の電源回路。
3. 前記制御部は、前記異常処理として、外部通知処理および定電流供給動作の停止処理の少なくともいずれか一方を実行する、請求項２に記載の電源回路。
4. 前記昇降圧コンバータ部は、
   チョークコイルと、２個の半導体スイッチ素子と、２個のダイオードとを備える、非反転型で非絶縁型の昇降圧コンバータである、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源回路。
5. 前記昇降圧コンバータ部は、
   チョークコイルと、１個の半導体スイッチ素子と、１個のダイオードとを備える、反転型で非絶縁型の昇降圧コンバータである、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源回路。
6. 前記昇降圧コンバータ部は、
   フライバックトランスと、該フライバックトランスの一次側の１個の半導体スイッチ素子と、前記フライバックトランスの二次側の１個のダイオードとを備える、フライバック型の昇降圧コンバータである、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源回路。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電源回路を備え、
   前記負荷は、それぞれに所定数のＬＥＤ素子を接続してなる複数のＬＥＤサブモジュールを組み合わせたＬＥＤモジュールであり、
   該ＬＥＤモジュールは、前記複数のＬＥＤサブモジュールの接続パターンがそれぞれに異なる複数種類が用意され、複数種類のＬＥＤモジュールのうちの一つが前記電圧検出部で検出される電圧に応じて選択的に使用される、ＬＥＤ照明装置。
8. 前記ＬＥＤモジュールは、複数のＬＥＤサブモジュールが直列接続されるか、複数のＬＥＤサブモジュールが並列接続されるいずれかの組み合わせからなる、請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。

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