JP2012221700A - 電源装置及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電力を供給する負荷回路を切り替えたときに過渡的な大電流が流れるのを防ぐ。
【解決手段】直流電源回路110は、負荷回路810,820の入力電圧の合計値よりも低く、それぞれの負荷回路810,820の入力電圧より高い電圧の電力を生成する。第一の給電期間において、制御回路120は、第一のスイッチQ31を継続してオフし、第二のスイッチQ32を繰り返しオンオフする。第二の給電期間において、制御回路120は、第二のスイッチQ32を継続してオフし、第一のスイッチQ31を繰り返しオンオフする。制御回路120は、第一の給電期間と第二の給電期間とを交互に繰り返す。
【選択図】図1
【解決手段】直流電源回路110は、負荷回路810,820の入力電圧の合計値よりも低く、それぞれの負荷回路810,820の入力電圧より高い電圧の電力を生成する。第一の給電期間において、制御回路120は、第一のスイッチQ31を継続してオフし、第二のスイッチQ32を繰り返しオンオフする。第二の給電期間において、制御回路120は、第二のスイッチQ32を継続してオフし、第一のスイッチQ31を繰り返しオンオフする。制御回路120は、第一の給電期間と第二の給電期間とを交互に繰り返す。
【選択図】図1
Description
この発明は、複数の負荷回路に電力を供給する電源装置に関する。
1つの電源装置を使って複数の負荷回路に対して電力を供給することにより、電源装置の数を減らす技術がある。1つの電源装置が複数の負荷回路に対して時分割で1つずつ電力を供給する技術がある。
複数の負荷回路に対して時分割で電力を供給する場合、負荷回路のインピーダンスが異なると、電力を供給する負荷回路を切り替えたとき、過渡的に大電流が流れ、負荷回路や電源回路が故障したり、寿命が短くなったりする可能性がある。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、電力を供給する負荷回路を切り替えたときに過渡的な大電流が流れるのを防ぐことを目的とする。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、電力を供給する負荷回路を切り替えたときに過渡的な大電流が流れるのを防ぐことを目的とする。
この発明にかかる電源装置は、互いに直列に電気接続した2つの負荷回路に対して電力を供給する電源装置において、上記2つの負荷回路の入力電圧の合計値よりも低く、上記2つの負荷回路の入力電圧のいずれよりも高い電圧の電力を生成し、生成した電力を出力する一対の出力端子を有し、上記一対の出力端子が、上記2つの負荷回路を直列に接続した回路の両端にそれぞれ電気接続する直流電源回路と、互いに直列に電気接続した2つのスイッチからなるスイッチ直列回路であって、両端が上記直列電源回路の一対の出力端子にそれぞれ電気接続したスイッチ直列回路と、上記2つのスイッチにそれぞれ並列に電気接続し、上記直流電源回路の出力電圧に対して逆向きに電気接続した2つの整流素子と、上記2つのスイッチの接続点に一端が電気接続し、上記2つの負荷回路の接続点に他端が電気接続するコイルと、上記2つのスイッチのオンオフを制御する制御回路とを有し、上記制御回路は、第一の給電期間において、第一のスイッチを継続してオフし、第二のスイッチを繰り返しオンオフし、第二の給電期間において、上記第二のスイッチを継続してオフし、上記第一のスイッチを繰り返しオンオフし、上記第一の給電期間と上記第二の給電期間とを交互に繰り返すことを特徴とする。
この発明にかかる電源装置によれば、一方の負荷回路に対して電力を供給している間は、他方の負荷回路の両端電圧が低くなるので、電力を供給する負荷回路を切り替えたとき、過渡的に大電流が流れるのを防ぐことができる。
実施の形態1.
実施の形態1について、図1〜図2を用いて説明する。
実施の形態1について、図1〜図2を用いて説明する。
図1は、この実施の形態における照明装置800の構成を示す回路図である。
照明装置800は、商用電源などの交流電源ACから供給される電力により光源を点灯する。照明装置800は、電源装置100と、2つの負荷回路810,820とを有する。
負荷回路810,820は、それぞれ、例えばLEDなど直流電力により点灯する光源を1つ以上有する。負荷回路810,820が複数の光源を有する場合、複数の光源は、例えば互いに直列に電気接続している。負荷回路810の光源と、負荷回路820の光源とは、例えば発光色や相関色温度が異なる。照明装置800は、2種類の光源をそれぞれ所望の明るさで点灯し、2種類の光源が発する光を混合することにより、例えば所望の相関色温度の光を合成して放射する。2つの負荷回路810,820は、互いに直列に電気接続し、電源装置100の一対の出力端子に電気接続している。なお、2つの負荷回路810,820は、はんだ付けなどにより電源装置100に固定された構成であってもよいし、コネクタやソケットなどを介して、電源装置100に着脱自在に固定された構成であってもよい。
照明装置800は、商用電源などの交流電源ACから供給される電力により光源を点灯する。照明装置800は、電源装置100と、2つの負荷回路810,820とを有する。
負荷回路810,820は、それぞれ、例えばLEDなど直流電力により点灯する光源を1つ以上有する。負荷回路810,820が複数の光源を有する場合、複数の光源は、例えば互いに直列に電気接続している。負荷回路810の光源と、負荷回路820の光源とは、例えば発光色や相関色温度が異なる。照明装置800は、2種類の光源をそれぞれ所望の明るさで点灯し、2種類の光源が発する光を混合することにより、例えば所望の相関色温度の光を合成して放射する。2つの負荷回路810,820は、互いに直列に電気接続し、電源装置100の一対の出力端子に電気接続している。なお、2つの負荷回路810,820は、はんだ付けなどにより電源装置100に固定された構成であってもよいし、コネクタやソケットなどを介して、電源装置100に着脱自在に固定された構成であってもよい。
電源装置100(LED点灯装置)は、交流電源ACから供給される電力を、2つの負荷回路810,820に対して供給する電力に変換する。電源装置100は、2つの負荷回路810,820を流れる電流の平均値がそれぞれの目標値に一致するよう、2つの負荷回路810,820に供給する電力を調整する。これにより、2つの負荷回路810,820の光源がそれぞれ所望の明るさで点灯する。なお、2つの負荷回路810,820を流れる電流の目標値は、あらかじめ定められた固定値であってもよいし、調光信号によって指示される調光度や、色温度信号によって指示される相関色温度などに基づいて算出した値であってもよい。電源装置100は、例えば、直流電源回路110と、制御回路120と、2つのスイッチQ31,Q32と、2つの整流素子D33,D34と、コイルL35と、2つのコンデンサC36,C37と、電流検出回路140とを有する。
直流電源回路110(直流電源)は、交流電源から供給される交流電力を、所定の電圧値を有する直流電力に変換する。直流電源回路110が生成する直流電力の電圧値は、2つの負荷回路810,820に目標値の電流を流したときの両端電圧の合計値よりも低く、それぞれの負荷回路810,820の両端電圧よりは高い。直流電源回路110の一対の出力端子は、そのまま電源装置100の一対の出力端子にそれぞれ電気接続している。直流電源回路110は、例えば、全波整流回路と、スイッチングコンバータ回路と、平滑コンデンサとを有する。全波整流回路は、例えばダイオードブリッジを有し、交流電源から供給される交流電力を全波整流して電圧波形を脈流にする。スイッチングコンバータ回路は、全波整流回路が整流した脈流から、所定の電圧値を有する直流電力を生成する。スイッチングコンバータ回路は、非反転型もしくは反転型コンバータ回路であり、例えばSEPIC(Single Ended Primary Inductance Converter)回路である。スイッチングコンバータ回路は、SEPIC回路、フライバックコンバータ回路、バックブーストコンバータ回路や反転型レギュレータなど、入力電圧より高い電圧を生成することも低い電圧を生成することも可能な回路であることが好ましい。なお、SEPIC回路の2つのコイルは、磁気的に結合した構成であってもよいし、磁気的に分離した構成であってもよい。平滑コンデンサは、スイッチングコンバータ回路が生成した直流電力を平滑化する。なお、直流電源回路110は、他の構成であってもよいが、電源投入時に過大な突入電流が流入するのを防ぐため、交流電源側から見て静電容量が大きい平滑コンデンサが直接接続されない構成であることが望ましい。
2つのスイッチQ31,Q32は、互いに直列に電気接続され、直流電源回路110の一対の出力端子に電気接続している。スイッチQ31,Q32は、制御回路120からの制御信号をそれぞれ入力し、入力した制御信号にしたがって、別々にオンオフする。スイッチQ31,Q32は、例えばMOSFETである。
整流素子D33(ハイサイドダイオード)は、スイッチQ31(ハイサイド素子)と並列(逆並列)に電気接続している。整流素子D34(ローサイドダイオード)は、スイッチQ32(ローサイド素子)と並列(逆並列)に電気接続している。整流素子D33,D34は、例えばダイオードである。整流素子D33,D34の向きは、直流電源回路110の出力電圧に対して逆向きである。すなわち、高電位側にカソード端子が接続し、低電位側にアノード端子が接続している。なお、整流素子D33,D34は、独立した素子ではなく、例えば、スイッチQ31,Q32として用いられるMOSFETが内蔵するボディダイオードであってもよい。
コイルL35は、2つのスイッチQ31,Q32の接続点に一方の端子が電気接続し、2つの負荷回路810,820の接続点に他方の端子が電気接続している。
コンデンサC36は、負荷回路810と並列に電気接続している。コンデンサC37は、負荷回路820と並列に電気接続している。
電流検出回路140は、直流電源回路110が出力する電流を検出する。なお、電流検出回路140は、コイルL35を流れる電流や、負荷回路810,820を流れる電流など、他の電流を検出する構成であってもよい。また、電源装置100は、異なる箇所の電流を検出する複数の電流検出回路140を有する構成であってもよい。電流検出回路140は、例えば、比較的小さい所定の抵抗値を有する抵抗であり、検出したい電流の流れる経路に挿入されている。電流検出回路140は、検出した電流の値を、抵抗の両端電圧として出力する。
制御回路120(発光ダイオード制御回路)は、2つのスイッチQ31,Q32のオンオフを制御する。制御回路120は、2つのスイッチQ31,Q32がそれぞれ入力する制御信号を生成する。制御回路120は、電流検出回路140が検出した電流に基づいて、負荷回路810,820を流れる電流の平均値がそれぞれ目標値に一致するように、2つのスイッチQ31,Q32を制御する。制御回路120は、例えば集積回路やマイコンなどである。
直流電源回路110(直流電源)は、交流電源から供給される交流電力を、所定の電圧値を有する直流電力に変換する。直流電源回路110が生成する直流電力の電圧値は、2つの負荷回路810,820に目標値の電流を流したときの両端電圧の合計値よりも低く、それぞれの負荷回路810,820の両端電圧よりは高い。直流電源回路110の一対の出力端子は、そのまま電源装置100の一対の出力端子にそれぞれ電気接続している。直流電源回路110は、例えば、全波整流回路と、スイッチングコンバータ回路と、平滑コンデンサとを有する。全波整流回路は、例えばダイオードブリッジを有し、交流電源から供給される交流電力を全波整流して電圧波形を脈流にする。スイッチングコンバータ回路は、全波整流回路が整流した脈流から、所定の電圧値を有する直流電力を生成する。スイッチングコンバータ回路は、非反転型もしくは反転型コンバータ回路であり、例えばSEPIC(Single Ended Primary Inductance Converter)回路である。スイッチングコンバータ回路は、SEPIC回路、フライバックコンバータ回路、バックブーストコンバータ回路や反転型レギュレータなど、入力電圧より高い電圧を生成することも低い電圧を生成することも可能な回路であることが好ましい。なお、SEPIC回路の2つのコイルは、磁気的に結合した構成であってもよいし、磁気的に分離した構成であってもよい。平滑コンデンサは、スイッチングコンバータ回路が生成した直流電力を平滑化する。なお、直流電源回路110は、他の構成であってもよいが、電源投入時に過大な突入電流が流入するのを防ぐため、交流電源側から見て静電容量が大きい平滑コンデンサが直接接続されない構成であることが望ましい。
2つのスイッチQ31,Q32は、互いに直列に電気接続され、直流電源回路110の一対の出力端子に電気接続している。スイッチQ31,Q32は、制御回路120からの制御信号をそれぞれ入力し、入力した制御信号にしたがって、別々にオンオフする。スイッチQ31,Q32は、例えばMOSFETである。
整流素子D33(ハイサイドダイオード)は、スイッチQ31(ハイサイド素子)と並列(逆並列)に電気接続している。整流素子D34(ローサイドダイオード)は、スイッチQ32(ローサイド素子)と並列(逆並列)に電気接続している。整流素子D33,D34は、例えばダイオードである。整流素子D33,D34の向きは、直流電源回路110の出力電圧に対して逆向きである。すなわち、高電位側にカソード端子が接続し、低電位側にアノード端子が接続している。なお、整流素子D33,D34は、独立した素子ではなく、例えば、スイッチQ31,Q32として用いられるMOSFETが内蔵するボディダイオードであってもよい。
コイルL35は、2つのスイッチQ31,Q32の接続点に一方の端子が電気接続し、2つの負荷回路810,820の接続点に他方の端子が電気接続している。
コンデンサC36は、負荷回路810と並列に電気接続している。コンデンサC37は、負荷回路820と並列に電気接続している。
電流検出回路140は、直流電源回路110が出力する電流を検出する。なお、電流検出回路140は、コイルL35を流れる電流や、負荷回路810,820を流れる電流など、他の電流を検出する構成であってもよい。また、電源装置100は、異なる箇所の電流を検出する複数の電流検出回路140を有する構成であってもよい。電流検出回路140は、例えば、比較的小さい所定の抵抗値を有する抵抗であり、検出したい電流の流れる経路に挿入されている。電流検出回路140は、検出した電流の値を、抵抗の両端電圧として出力する。
制御回路120(発光ダイオード制御回路)は、2つのスイッチQ31,Q32のオンオフを制御する。制御回路120は、2つのスイッチQ31,Q32がそれぞれ入力する制御信号を生成する。制御回路120は、電流検出回路140が検出した電流に基づいて、負荷回路810,820を流れる電流の平均値がそれぞれ目標値に一致するように、2つのスイッチQ31,Q32を制御する。制御回路120は、例えば集積回路やマイコンなどである。
図2は、この実施の形態における電源装置100の動作を示すタイミング図である。
横軸は、時刻を示す。縦軸は、状態または電流または電圧を示す。実線501は、スイッチQ31の状態を表わす。実線502は、スイッチQ32の状態を表わす。実線501,502は、横軸より上のときオン、横軸より下のときオフを表わす。実線511は、コイルL35を流れる電流を表わす。実線512は、直流電源回路110が出力する電流を表わす。破線513は、負荷回路810を流れる電流を表わす。点線514は、負荷回路820を流れる電流を表わす。細い破線521は、直流電源回路110が出力する電圧を表わす。破線522は、負荷回路820の両端電圧(2つの負荷回路810,820の接続点の電位)を表わす。実線523は、スイッチQ32の両端電圧(2つのスイッチQ31,Q32の接続点の電位)を表わす。
電源装置100は、2つの給電期間591,592(動作期間)を交互に繰り返す。給電期間591において、電源装置100は、負荷回路820に対して電力を供給し、負荷回路820の光源が点灯する。給電期間592において、電源装置100は、負荷回路810に対して電力を供給し、負荷回路810の光源が点灯する。給電期間591,592の繰り返し周波数は、光源の点滅が人間の目にちらつきとして認識されない周波数であり、例えば100Hz以上である。給電期間591の長さと、給電期間592の長さとの比率を変えることにより、負荷回路810を流れる電流の平均値と、負荷回路820を流れる電流の平均値との比率が変わる。例えば、制御回路120は、調光信号や色温度信号を入力し、入力した調光信号や色温度信号に基づいて2つの負荷回路810,820それぞれを流れる電流の目標値を算出し、算出した目標値に基づいて2つの給電期間591,592それぞれの長さを算出する。制御回路120は、算出した2つの給電期間591,592それぞれの長さに基づいて、2つのスイッチQ31,Q32をそれぞれ制御する制御信号を生成する。
給電期間591(第一の給電期間)において、制御回路120は、スイッチQ32(第一のスイッチ)を継続してオフにする制御信号を生成し、スイッチQ31(第二のスイッチ)を繰り返しオンオフする制御信号を生成する。また、給電期間592(第二の給電期間)において、制御回路120は、スイッチQ31を継続してオフにする制御信号を生成し、スイッチQ32を繰り返しオンオフする制御信号を生成する。2つのスイッチQ31,Q32は、制御回路120が生成した制御信号にしたがってオンオフする。
横軸は、時刻を示す。縦軸は、状態または電流または電圧を示す。実線501は、スイッチQ31の状態を表わす。実線502は、スイッチQ32の状態を表わす。実線501,502は、横軸より上のときオン、横軸より下のときオフを表わす。実線511は、コイルL35を流れる電流を表わす。実線512は、直流電源回路110が出力する電流を表わす。破線513は、負荷回路810を流れる電流を表わす。点線514は、負荷回路820を流れる電流を表わす。細い破線521は、直流電源回路110が出力する電圧を表わす。破線522は、負荷回路820の両端電圧(2つの負荷回路810,820の接続点の電位)を表わす。実線523は、スイッチQ32の両端電圧(2つのスイッチQ31,Q32の接続点の電位)を表わす。
電源装置100は、2つの給電期間591,592(動作期間)を交互に繰り返す。給電期間591において、電源装置100は、負荷回路820に対して電力を供給し、負荷回路820の光源が点灯する。給電期間592において、電源装置100は、負荷回路810に対して電力を供給し、負荷回路810の光源が点灯する。給電期間591,592の繰り返し周波数は、光源の点滅が人間の目にちらつきとして認識されない周波数であり、例えば100Hz以上である。給電期間591の長さと、給電期間592の長さとの比率を変えることにより、負荷回路810を流れる電流の平均値と、負荷回路820を流れる電流の平均値との比率が変わる。例えば、制御回路120は、調光信号や色温度信号を入力し、入力した調光信号や色温度信号に基づいて2つの負荷回路810,820それぞれを流れる電流の目標値を算出し、算出した目標値に基づいて2つの給電期間591,592それぞれの長さを算出する。制御回路120は、算出した2つの給電期間591,592それぞれの長さに基づいて、2つのスイッチQ31,Q32をそれぞれ制御する制御信号を生成する。
給電期間591(第一の給電期間)において、制御回路120は、スイッチQ32(第一のスイッチ)を継続してオフにする制御信号を生成し、スイッチQ31(第二のスイッチ)を繰り返しオンオフする制御信号を生成する。また、給電期間592(第二の給電期間)において、制御回路120は、スイッチQ31を継続してオフにする制御信号を生成し、スイッチQ32を繰り返しオンオフする制御信号を生成する。2つのスイッチQ31,Q32は、制御回路120が生成した制御信号にしたがってオンオフする。
給電期間591において、スイッチQ31がオンになると、コイルL35の両端には、直流電源回路110の出力電圧と、負荷回路820の両端電圧との差電圧(負荷回路810の両端電圧)が印加される。これにより、コイルL35に、スイッチQ31,Q32の接続点側から負荷回路810,820の接続点側へ向かう(図1で右向きの)電流が流れる。制御回路120は、コイルL35を流れる電流が所定の値に達したとき、スイッチQ32をオフにする。コイルL35を流れていた電流が急激に減少するので、コイルL35の両端に逆電圧が発生し、整流素子D34がオンになる。コイルL35の両端には、負荷回路820の両端電圧が逆向きに印加される。これにより、コイルL35を流れる電流(回生電流)が徐々に減っていく。コイルL35を流れる電流が0になると、整流素子D34がオフになる。制御回路120は、コイルL35を流れる電流が0になったのち、スイッチQ31を再びオンにする。制御回路120は、これを繰り返して、スイッチQ31を繰り返しオンオフする。
コイルL35を流れる電流により、コンデンサC36が放電し、コンデンサC37が充電される。これにより、負荷回路820の両端電圧が上昇して、負荷回路820に電流が流れる。逆に、負荷回路810の両端電圧は下降して、負荷回路810には電流が流れない。
コイルL35を流れる電流により、コンデンサC36が放電し、コンデンサC37が充電される。これにより、負荷回路820の両端電圧が上昇して、負荷回路820に電流が流れる。逆に、負荷回路810の両端電圧は下降して、負荷回路810には電流が流れない。
給電期間592において、スイッチQ32がオンになると、コイルL35の両端には、負荷回路820の両端電圧が印加される。これにより、コイルL35に、負荷回路810,820の接続点側からスイッチQ31,Q32の接続点側へ向かう(図1で左向きの)電流が流れる。制御回路120は、コイルL35を流れる電流が所定の値に達したとき、スイッチQ31をオフにする。コイルL35を流れていた電流が急激に減少するので、コイルL35の両端に逆電圧が発生し、整流素子D33がオンになる。コイルL35の両端には、負荷回路810の両端電圧が逆向きに印加される。これにより、コイルL35を流れる電流(回生電流)が徐々に減っていく。コイルL35を流れる電流が0になると、整流素子D33がオフになる。制御回路120は、コイルL35を流れる電流が0になったのち、スイッチQ32を再びオンにする。制御回路120は、これを繰り返して、スイッチQ32を繰り返しオンオフする。
コイルL35を流れる電流により、コンデンサC36が充電され、コンデンサC37が放電する。これにより、負荷回路810の両端電圧が上昇して、負荷回路810に電流が流れる。逆に、負荷回路820の両端電圧は下降して、負荷回路820には電流が流れない。
コイルL35を流れる電流により、コンデンサC36が充電され、コンデンサC37が放電する。これにより、負荷回路810の両端電圧が上昇して、負荷回路810に電流が流れる。逆に、負荷回路820の両端電圧は下降して、負荷回路820には電流が流れない。
なお、制御回路120は、コイルL35を流れる電流が所定の値に達したときにスイッチQ31,Q32をオフするのではなく、スイッチQ31,Q32をオンしてから所定の時間が経過したときにスイッチQ31,Q32をオフする構成であってもよい。また、制御回路120は、コイルL35を流れる電流が0になったのちにスイッチQ31,Q32を再びオンにするのではなく、コイルL35を流れる電流が0になる前にスイッチQ31,Q32を再びオンにする構成(いわゆる連続モード動作)であってもよい。
また、制御回路120は、2つの給電期間591,592において、スイッチQ31,Q32をオフするコイル電流の閾値を異なる値とする構成であってもよい。また、制御回路120は、負荷回路810,820を流れる電流の平均値の目標値に基づいて、スイッチQ31,Q32をオフするコイル電流の閾値を算出する構成であってもよい。そうすれば、2つの負荷回路810,820を流れる電流の比率を更に大きく変えることができる。その場合、2つの給電期間591,592の長さを、あらかじめ定められた固定時間とする構成であってもよい。
また、制御回路120は、2つの給電期間591,592において、スイッチQ31,Q32をオフするコイル電流の閾値を異なる値とする構成であってもよい。また、制御回路120は、負荷回路810,820を流れる電流の平均値の目標値に基づいて、スイッチQ31,Q32をオフするコイル電流の閾値を算出する構成であってもよい。そうすれば、2つの負荷回路810,820を流れる電流の比率を更に大きく変えることができる。その場合、2つの給電期間591,592の長さを、あらかじめ定められた固定時間とする構成であってもよい。
なお、この図に示したように、直流電源回路110の出力電流は、コイルL35を流れる電流の変化に対応して変化する。このため、直流電源回路110の出力電流を電流検出回路140が検出する構成でも、コイルL35を流れる電流に基づいて制御回路120がスイッチQ31,Q32をオンオフすることができる。
このようにして、電源装置100は、2つの負荷回路810,820に交互に電流を流す。電流を流す負荷回路810,820を切り替えるとき、これから電流を流す負荷回路の両端電圧が低く、徐々に両端電圧を上げていくので、2つの負荷回路810,820のインピーダンスが大きく異なる場合でも、過渡的に大きな電流が流れるのを防ぐことができる。
また、それぞれの負荷回路810,820に対して別々に電力を供給する構成と比べると、コイルL35が一つでよいので、電源装置100を小型化することができる。
また、それぞれの給電期間591,592の長さや、給電期間591,592においてスイッチQ31,Q32をオンオフするタイミングや周波数などを調整することにより、負荷回路810,820をそれぞれ流れる電流の平均値を変えることができることができるので、電源装置100が負荷回路810,820に対して供給する電力を変えることができ、照明装置800が放射する光の相関色温度を広い範囲で変えることができる。
また、それぞれの負荷回路810,820に対して別々に電力を供給する構成と比べると、コイルL35が一つでよいので、電源装置100を小型化することができる。
また、それぞれの給電期間591,592の長さや、給電期間591,592においてスイッチQ31,Q32をオンオフするタイミングや周波数などを調整することにより、負荷回路810,820をそれぞれ流れる電流の平均値を変えることができることができるので、電源装置100が負荷回路810,820に対して供給する電力を変えることができ、照明装置800が放射する光の相関色温度を広い範囲で変えることができる。
なお、給電期間591において、制御回路120は、スイッチQ31をオフして整流素子D34がオンになったのち、整流素子D34と並列に電気接続されているスイッチQ32をオンし、コイルL35を流れる電流が0になって整流素子D34がオフになる前に、スイッチQ32をオフする構成であってもよい。同様に、給電期間592において、制御回路120は、スイッチQ32をオフして整流素子D33がオンになったのち、整流素子D33と並列に電気接続されているスイッチQ31をオンし、コイルL35を整流素子D33がオフになる前に、スイッチQ31をオフする構成であってもよい。
そのような構成とする場合でも、コイルL35を流れる電流は、給電期間591では、スイッチQ31、Q32の接続点から負荷回路810,820の接続点へ向かう電流であり、給電期間592では、負荷回路810,820の接続点からスイッチQ31、Q32の接続点へ向かう電流である。給電期間ごとに見ると、コイルL35を流れる電流は、一方向であって、交流ではない。
そのような構成とする場合でも、コイルL35を流れる電流は、給電期間591では、スイッチQ31、Q32の接続点から負荷回路810,820の接続点へ向かう電流であり、給電期間592では、負荷回路810,820の接続点からスイッチQ31、Q32の接続点へ向かう電流である。給電期間ごとに見ると、コイルL35を流れる電流は、一方向であって、交流ではない。
実施の形態2.
実施の形態2について、図3〜図5を用いて説明する。
なお、実施の形態1と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
実施の形態2について、図3〜図5を用いて説明する。
なお、実施の形態1と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図3は、この実施の形態における照明装置800の構成を示す回路図である。
電源装置100は、実施の形態1で説明したコンデンサC36がなく、それ以外は、実施の形態1で説明した電源装置100と同様である。
実施の形態1で説明した2つのコンデンサC36,C37は、直流電源回路110を介して等価的に並列に接続されている。このため、電源装置100は、コンデンサC36がなくても、実施の形態1の電源装置100と同様に動作する。このような構成とすることにより、電源装置100の部品数を少なくすることができる。
電源装置100は、実施の形態1で説明したコンデンサC36がなく、それ以外は、実施の形態1で説明した電源装置100と同様である。
実施の形態1で説明した2つのコンデンサC36,C37は、直流電源回路110を介して等価的に並列に接続されている。このため、電源装置100は、コンデンサC36がなくても、実施の形態1の電源装置100と同様に動作する。このような構成とすることにより、電源装置100の部品数を少なくすることができる。
図4は、この実施の形態における照明装置800の構成の別の例を示す回路図である。
電源装置100は、実施の形態1で説明したコンデンサC37がなく、それ以外は、実施の形態1で説明した電源装置100と同様である。
上述した例とは逆に、コンデンサC36を残し、コンデンサC37をなくしても、実施の形態1の電源装置100と同様に動作する。
電源装置100は、実施の形態1で説明したコンデンサC37がなく、それ以外は、実施の形態1で説明した電源装置100と同様である。
上述した例とは逆に、コンデンサC36を残し、コンデンサC37をなくしても、実施の形態1の電源装置100と同様に動作する。
図5は、この実施の形態における照明装置800の構成の更に別の例を示す回路図である。
電源装置100は、実施の形態1で説明した2つのコンデンサC36,C37がなく、それ以外は、実施の形態1で説明した電源装置100と同様である。
実施の形態1で説明したコンデンサC36,C37は、負荷回路810,820を流れる電流を平滑化するために設けるものである。したがって、コンデンサC36,C37がなくても、電源装置100は、同様に動作する。
なお、この構成の場合、コンデンサC36,C37を充放電する必要がないので、給電期間591,592の長さを短くしてもよい。例えば、スイッチQ31,Q32をオンオフする一周期ごとに給電期間を切り替える構成であってもよい。すなわち、制御回路120は、スイッチQ31をオンにして、負荷回路820に電流を流し、コイルL35を流れる電流が所定の値に達したとき、スイッチQ31をオフにして、整流素子D34がオンになったのち、整流素子D34と並列に接続されたスイッチQ32をオンにする。コイルL35を流れる電流が0になると、整流素子D34はオフになるが、スイッチQ32がオンなので、コイルL35に逆向きの電流が流れる。これにより、負荷回路820を流れる電流は0になり、負荷回路810に電流が流れる。制御回路120は、コイルL35を流れる電流が所定の値に達したとき、スイッチQ32をオフにして、整流素子D34がオンになったのち、整流素子D33と並列に接続されたスイッチQ31をオンにする。これを繰り返すことにより、2つの負荷回路810,820に電力を供給する。
電源装置100は、実施の形態1で説明した2つのコンデンサC36,C37がなく、それ以外は、実施の形態1で説明した電源装置100と同様である。
実施の形態1で説明したコンデンサC36,C37は、負荷回路810,820を流れる電流を平滑化するために設けるものである。したがって、コンデンサC36,C37がなくても、電源装置100は、同様に動作する。
なお、この構成の場合、コンデンサC36,C37を充放電する必要がないので、給電期間591,592の長さを短くしてもよい。例えば、スイッチQ31,Q32をオンオフする一周期ごとに給電期間を切り替える構成であってもよい。すなわち、制御回路120は、スイッチQ31をオンにして、負荷回路820に電流を流し、コイルL35を流れる電流が所定の値に達したとき、スイッチQ31をオフにして、整流素子D34がオンになったのち、整流素子D34と並列に接続されたスイッチQ32をオンにする。コイルL35を流れる電流が0になると、整流素子D34はオフになるが、スイッチQ32がオンなので、コイルL35に逆向きの電流が流れる。これにより、負荷回路820を流れる電流は0になり、負荷回路810に電流が流れる。制御回路120は、コイルL35を流れる電流が所定の値に達したとき、スイッチQ32をオフにして、整流素子D34がオンになったのち、整流素子D33と並列に接続されたスイッチQ31をオンにする。これを繰り返すことにより、2つの負荷回路810,820に電力を供給する。
実施の形態3.
実施の形態3について、図6を用いて説明する。
なお、実施の形態1または実施の形態2と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
実施の形態3について、図6を用いて説明する。
なお、実施の形態1または実施の形態2と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図6は、この実施の形態における照明装置800の構成を示す回路図である。
電源装置100は、実施の形態1で説明したコイルL35が、直列に電気接続した2つのコイルL35,L38に分かれ、2つのコンデンサC36,C37を2つのコイルL35,L38の接続点に接続したものである。なお、実施の形態2と同様、2つのコンデンサC36,C37のうちのいずれかはなくてもよい。
コイルL38は、2つの負荷回路810,820を流れる電流の変化を抑え、リプルを減少させる。それ以外の点において、電源装置100の動作は、実施の形態1で説明した電源装置100と同様である。
電源装置100は、実施の形態1で説明したコイルL35が、直列に電気接続した2つのコイルL35,L38に分かれ、2つのコンデンサC36,C37を2つのコイルL35,L38の接続点に接続したものである。なお、実施の形態2と同様、2つのコンデンサC36,C37のうちのいずれかはなくてもよい。
コイルL38は、2つの負荷回路810,820を流れる電流の変化を抑え、リプルを減少させる。それ以外の点において、電源装置100の動作は、実施の形態1で説明した電源装置100と同様である。
実施の形態4.
実施の形態4について、図7を用いて説明する。
なお、実施の形態1〜実施の形態3と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
実施の形態4について、図7を用いて説明する。
なお、実施の形態1〜実施の形態3と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図7は、この実施の形態における照明装置800の構成を示す回路図である。
電源装置100は、実施の形態1で説明した構成に加えて、更に、2つの整流素子D51,D52を有する。整流素子D51は、負荷回路810と並列に電気接続されている。整流素子D52は、負荷回路820と並列に電気接続されている。2つの整流素子D51,D52の向きは、整流素子D33,D34と同様、直流電源回路110の出力電圧に対して逆向きである。
電源装置100が正常に動作している場合、2つの整流素子D51,D52には、逆電圧が印加され、オフである。したがって、電源装置100は、実施の形態1で説明した電源装置100と同様に動作する。
コンデンサC36,C37の瞬間的な断線や、負荷回路810,820の外れなどの異常が発生して、負荷回路810,820に逆電圧が印加されそうになると、並列に接続された整流素子D51,D52がオンになるので、負荷回路810,820に逆電圧が印加されるのを防ぐことができる。これにより。負荷回路810,820が故障したり、寿命が短くなったりするのを防ぐことができる。
電源装置100は、実施の形態1で説明した構成に加えて、更に、2つの整流素子D51,D52を有する。整流素子D51は、負荷回路810と並列に電気接続されている。整流素子D52は、負荷回路820と並列に電気接続されている。2つの整流素子D51,D52の向きは、整流素子D33,D34と同様、直流電源回路110の出力電圧に対して逆向きである。
電源装置100が正常に動作している場合、2つの整流素子D51,D52には、逆電圧が印加され、オフである。したがって、電源装置100は、実施の形態1で説明した電源装置100と同様に動作する。
コンデンサC36,C37の瞬間的な断線や、負荷回路810,820の外れなどの異常が発生して、負荷回路810,820に逆電圧が印加されそうになると、並列に接続された整流素子D51,D52がオンになるので、負荷回路810,820に逆電圧が印加されるのを防ぐことができる。これにより。負荷回路810,820が故障したり、寿命が短くなったりするのを防ぐことができる。
100 電源装置、110 直流電源回路、120 制御回路、140 電流検出回路、501,502,511,512,523 実線、513,521,522 破線、514 点線、800 照明装置、810,820 負荷回路、AC 交流電源、C36,C37 コンデンサ、D33,D34,D51,D52 整流素子、L35,L38 コイル、Q31,Q32 スイッチ。
Claims (5)
- 互いに直列に電気接続した2つの負荷回路に対して電力を供給する電源装置において、
上記2つの負荷回路の入力電圧の合計値よりも低く、上記2つの負荷回路の入力電圧のいずれよりも高い電圧の電力を生成し、生成した電力を出力する一対の出力端子を有し、上記一対の出力端子が、上記2つの負荷回路を直列に接続した回路の両端にそれぞれ電気接続する直流電源回路と、
互いに直列に電気接続した2つのスイッチからなるスイッチ直列回路であって、両端が上記直列電源回路の一対の出力端子にそれぞれ電気接続したスイッチ直列回路と、
上記2つのスイッチにそれぞれ並列に電気接続し、上記直流電源回路の出力電圧に対して逆向きに電気接続した2つの整流素子と、
上記2つのスイッチの接続点に一端が電気接続し、上記2つの負荷回路の接続点に他端が電気接続するコイルと、
上記2つのスイッチのオンオフを制御する制御回路とを有し、
上記制御回路は、第一の給電期間において、第一のスイッチを継続してオフし、第二のスイッチを繰り返しオンオフし、第二の給電期間において、上記第二のスイッチを継続してオフし、上記第一のスイッチを繰り返しオンオフし、上記第一の給電期間と上記第二の給電期間とを交互に繰り返すことを特徴とする電源装置。 - 上記電源装置は、上記2つの負荷回路のうちのいずれかに並列に電気接続するコンデンサを有することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 上記コイルは、2つのコイルを直列に電気接続したものであり、
上記電源装置は、上記2つのコイルの接続点に一端を電気接続し、上記直流電源回路の一対の出力端子のいずれかに他端を電気接続したコンデンサを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源装置。 - 上記直流電源回路は、SEPIC(Single Ended Primary Inductance Converter)回路または非反転型スイッチングコンバータ回路または反転型スイッチングコンバータ回路のうちのいずれかを有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電源装置。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の電源装置と、
上記負荷回路として上記電源装置から電力の供給を受け、供給された電力により点灯する光源を有する光源回路とを有することを特徴とする照明装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011085660A JP2012221700A (ja) | 2011-04-07 | 2011-04-07 | 電源装置及び照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011085660A JP2012221700A (ja) | 2011-04-07 | 2011-04-07 | 電源装置及び照明装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016102552A1 (de) | 2015-03-03 | 2016-09-08 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Lampenschalteinrichtung und Leuchte |
-
2011
- 2011-04-07 JP JP2011085660A patent/JP2012221700A/ja not_active Withdrawn
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DE102016102552A1 (de) | 2015-03-03 | 2016-09-08 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Lampenschalteinrichtung und Leuchte |
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