JP2012191775A - 直流電源装置、および、これを備えたled照明器具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】交流電圧を全波整流し、LEDに対して並列接続された平滑コンデンサC3を介してLEDに負荷電流を供給する直流電源装置は、平滑コンデンサの充電手段2と、その制御手段4を備える。充電手段2は、全波整流電圧を一次電圧として二次電圧を平滑コンデンサに印加するトランスT1、この一次巻線に直列接続されたスイッチング素子Q1、二次巻線に直列接続されて平滑コンデンサの正極に電流を流すダイオードD2を有する。制御手段4は、一次電圧に基づき1サイクル分の基準波形を作成する基準波形作成手段と、一次電圧と基準波形とを比較する比較手段と、振幅値と瞬時値の比をn条した値でPWM信号のオン幅P0を補正するオン幅補正手段とを有する。
【選択図】 図2
Description
LED照明器具の電源装置として、回路効率を改善するためにフライバック方式を用いたAD−DC変換回路が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
なお、本発明では、トランスの一次電圧を検出する入力電圧検出手段を備えるが、例えば、全波整流後の整流電圧を適切な大きさに分圧した値を検出して、これを一次電圧の瞬時値とみなすことができるし、交流電源の交流電圧を検出して、これを一次電圧の瞬時値とみなすこともできる。
図1は、本発明に係る制御手段の構成を具体的に示したブロック図である。制御手段は、スイッチング制御信号(PWM信号)を作成するマイクロコンピュータ(CPU)と、このPWM信号のオン幅を補正する光束変動抑制回路70と、補正されたPWM信号をゲートドライブ信号として入力されるFET駆動回路とを有する。
以下、図面に基づき本発明の好適な実施形態について説明する。図2に第一実施形態に係るLED照明器具の全体構成を示す。LED照明器具は、交流電流を用いて直流電流を生成する直流電源装置10、および、直流電源装置10から負荷電流を供給されて点灯するLED負荷(以降LEDと示す)を有して構成されている。
図4のフローチャートに基づいて、相似波形作成手段82の動作を説明する。本実施形態では、相似波形作成フローに基づく処理がLEDの点灯中、常に実行される。相似波形作成フローは、PWM信号生成手段66がPWM信号を生成するのと同時にスタートする(S0)。
図5のフローチャートに基づいて、比較手段86およびオン幅補正手段88の動作を説明する。まず、比較手段86により、ADコンバータ8を介して入力交流電圧V1の瞬時値が読み込まれる(S11)。また、この瞬時値を読み込んだタイミングに最も近い位相の相似波形データV0をウェーブ・メモリーWM[i]の中から取り出す(S12)。好ましくは、瞬時値の読み込みタイミングに完全に一致する位相の相似波形データV0をWM[i]の中から取り出すとよい。例えば、相似波形作成手段82で抽出される同期信号を利用して、同期信号のタイミングから瞬時値の読み込みタイミングまでの時間をカウントすることで、対応する位相の相似波形データV0をWM[i]から取り出してもよい。
次に、本発明の第二実施形態に係るLED照明器具について図8に基づいて説明する。LED照明器具は、前述の第一実施形態の照明器具に対して、充電回路2と平滑コンデンサC3との間に、チョークコイルL2および電解コンデンサC4のローパスフィルター回路を設けたことが相違するもので、その他の構成は略同様である。
4 制御回路(制御手段)
6 マイクロコンピュータ(CPU)
10、110 直流電源装置
14 FET駆動回路
70 光束変動抑制回路
72 同期信号生成回路(基準波形作成手段)
74 正弦波発生回路(基準波形作成手段)
76 比較器(比較手段)
78 掛け算器(オン幅補正手段)
82 相似波形作成手段
86 比較手段
88 オン幅補正手段
AC 交流電源
C1 バイパスコンデンサ
C2 ノイズ除去コンデンサ
C3 平滑コンデンサ(コンデンサ)
DB 全波整流回路(ダイオードブリッジ)
D2 ダイオード
LED LED負荷(照明負荷)
T1 フライバック・トランス
Q1 スイッチング素子
R2 抵抗(入力電圧検出手段)
Claims (5)
- 交流電圧を全波整流し、照明負荷に対して並列接続されたコンデンサを介して、該照明負荷に負荷電流を供給する直流電源装置であって、
前記全波整流後の整流電圧を一次巻線に対する一次電圧として受け、二次巻線の二次電圧を前記コンデンサに印加するトランス、前記一次巻線に直列接続されたスイッチング素子、および、前記二次巻線に直列接続されて整流した電流を前記コンデンサの正極に供給するダイオードを有し、前記コンデンサを充電する充電手段と、
前記トランスの一次電圧の瞬時値を検出する入力電圧検出手段と、
オン幅を可変とするスイッチング制御信号で前記スイッチング素子を制御する制御手段と、を備え、
前記充電手段は、前記スイッチング素子がオン状態の時に、一次電圧により前記トランスのコアにエネルギーを蓄積し、オフ状態で該エネルギーを放出して二次電圧を誘起し、前記ダイオードを介して前記コンデンサを充電し、
前記制御手段は、
検出される一次電圧の瞬時値に基づいて、交流電圧の1周期に相当する前記一次電圧の1サイクル分の基準波形を作成する基準波形作成手段と、
前記一次電圧の瞬時値を取得し、該瞬時値と、該瞬時値の検出タイミングに対応する前記基準波形の振幅値とを比較する比較手段と、
前記振幅値の前記瞬時値に対する比に基づく補正値で、前記スイッチング制御信号のオン幅を補正するオン幅補正手段と、
を有し、前記一次電圧の1サイクル中に複数回の瞬時値を取得して、該瞬時値の検出タイミング毎に前記オン幅を補正することにより、前記基準波形で交流電流の波形を整形することを特徴とする直流電源装置。 - 請求項1記載の直流電源装置において、
前記振幅値の前記瞬時値に対する比に基づく補正値とは、前記振幅値の前記瞬時値に対する比をn条(nは正の数値)した値であることを特徴とする直流電源装置。 - 請求項1または2記載の直流電源装置において、
前記nの数値は、1.5以上、2.5以下であることを特徴とする直流電源装置。 - 請求項1から3のいずれかに記載の直流電源装置において、
前記基準波形作成手段は、該一次電圧の1サイクル中に複数回検出される瞬時値を繰り返し取得して、前記1サイクル中で同じ位相の複数の瞬時値について平均を取って、その平均値を基準波形の各位相における振幅値として保持することを特徴とする直流電源装置。 - 請求項1から4のいずれかに記載の直流電源装置と、照明負荷としてのLED負荷と、を備えることを特徴とするLED照明器具。
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