JP2013247778A - Electronic load device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic load device that allows satisfying harmonic performance and power-factor performance.SOLUTION: An electronic load device 20 having a fluorescent lamp 5 includes: a step-up chopper circuit 2 receiving a DC voltage, converting the DC voltage into a voltage with a predetermined magnitude, and outputting the resultant voltage; a switching circuit 3 converting the DC voltage outputted from the step-up chopper circuit 2 into an AC voltage by switching of switching elements Q2 and Q3; and a load circuit 4 supplying the AC voltage converted by the switching circuit 3 to the fluorescent lamp 5. The step-up chopper circuit 2 includes a transformer T1 having a primary winding P1 to which the input DC voltage is applied, and an adjustment circuit 27 detecting the voltage value of the input DC voltage as a detection value and changing the inductance value of the primary winding P1 on the basis of the detection value.

Description

本発明は、例えば、負荷である光源を点灯する電子負荷装置の技術に関する。   The present invention relates to a technology of an electronic load device that turns on a light source as a load, for example.

従来の電子負荷装置の例として、調光機能を有した蛍光ランプ用インバータの回路がある。蛍光ランプ用インバータの回路は、商用周波数の入力電圧を整流する整流回路と、整流された脈流直流電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧された直流電圧をオンオフし、高周波矩形電圧を生成するスイッチング回路と、外部からPWM(Pulse・Width・Modulation)信号を入力し、調光指令信号を生成する調光インターフェイスを有している。   As an example of a conventional electronic load device, there is a circuit of an inverter for a fluorescent lamp having a dimming function. The inverter circuit for the fluorescent lamp generates a high-frequency rectangular voltage by turning on and off the boosted DC voltage and a rectifier circuit that rectifies the commercial frequency input voltage, a boost chopper circuit that boosts the rectified pulsating DC voltage A switching circuit and a dimming interface for inputting a PWM (Pulse / Width / Modulation) signal from the outside and generating a dimming command signal are provided.

昇圧チョッパ回路は、IC(集積回路:Integrated・Circuit)での制御が一般的であり、このICには入力の高調波電流を抑制し、入力の力率を改善する機能も有している。   The step-up chopper circuit is generally controlled by an IC (Integrated Circuit), and this IC also has a function of suppressing input harmonic current and improving input power factor.

蛍光ランプを調光させるためには、定電流回路(スイッチング回路)の制御回路に外部からPWM等の調光信号を入力し、スイッチング回路のMOSFETの発振周波数を可変することで調光させる。調光率は最大出力に対し5%以下に調光できる製品も存在する。   In order to dim the fluorescent lamp, dimming signals such as PWM are input from the outside to the control circuit of the constant current circuit (switching circuit), and dimming is performed by varying the oscillation frequency of the MOSFET of the switching circuit. There are products that can adjust the dimming rate to 5% or less of the maximum output.

現在は、蛍光ランプに代わってより省電力のLEDランプが主流になりつつあり、蛍光ランプよりも調光し易いことから、調光率は5%以下の製品も多く流通している。   At present, power-saving LED lamps are becoming the mainstream in place of fluorescent lamps, and since dimming is easier than fluorescent lamps, many products with a dimming rate of 5% or less are in circulation.

また、昨今このような電子負荷装置の定格入力電圧範囲は、ワイドレンジ化が進んでおり、日本国内では、例えば、100V〜254Vまでカバーしている製品もある。   In recent years, the rated input voltage range of such an electronic load device has been widened, and in Japan, for example, there is a product that covers 100V to 254V.

特開平8−78171号公報JP-A-8-78171

しかしながら、負荷変動が大きい、または定格入力電圧範囲がワイドレンジである電子負荷装置では、昇圧チョッパ回路に搭載されているトランスのインダクタンス値を、負荷電力が最大で入力電圧が低いという条件寄りに設計する必要がある。その結果、負荷電力が最小あるいは入力電圧が高い場合に、昇圧チョッパ回路の動作周波数が高くなってスイッチング動作が不安定になり、高調波電流や力率が大幅に悪化するという課題がある。   However, in electronic load devices with large load fluctuations or a wide rated input voltage range, the inductance value of the transformer mounted in the boost chopper circuit is designed closer to the condition that the load power is maximum and the input voltage is low. There is a need to. As a result, when the load power is minimum or the input voltage is high, there is a problem that the operating frequency of the boost chopper circuit becomes high, the switching operation becomes unstable, and the harmonic current and the power factor are greatly deteriorated.

また、上述の課題を解決するために、昇圧チョッパ回路のトランスのインダクタンス値を、負荷電力最大時あるいは入力電圧最小時の動作を損なわない範囲で大きくする方法がある。しかし、上述したように負荷変動が100%〜5%以下で、かつ入力電圧範囲が100V〜254Vの電源装置の場合、理想とする高調波電流や力率性能を得られない場合が多いという課題がある。   Further, in order to solve the above-described problem, there is a method of increasing the inductance value of the transformer of the step-up chopper circuit as long as the operation at the time of maximum load power or minimum input voltage is not impaired. However, as described above, in the case of a power supply device in which the load fluctuation is 100% to 5% or less and the input voltage range is 100 V to 254 V, there is a problem that the ideal harmonic current and power factor performance are often not obtained. There is.

本発明は、負荷変動・定格入力電圧範囲が大きい電子負荷装置において、全範囲で高周波及び力率性能を満足させることができる電子負荷装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an electronic load device capable of satisfying high frequency and power factor performance in the entire range in an electronic load device having a large load fluctuation and rated input voltage range.

本発明に係る電子負荷装置は、負荷を備えた電子負荷装置において、直流電圧を入力し、入力される直流電圧を所定の大きさの電圧に変換して出力する電圧変換回路と、前記電圧変換回路により出力された直流電圧をスイッチング素子のスイッチングにより交流電圧に変換するスイッチング回路と、前記スイッチング回路により変換された交流電圧を前記負荷に供給する負荷回路とを備え、前記電圧変換回路は、入力される直流電圧が印加される第1の巻線を備える変圧器と、入力される直流電圧の大きさに関する値又は前記負荷に供給される交流電圧の大きさに関する値を検出値として検出し、検出した前記検出値に基づいて、前記第1の巻線のインダクタンス値を変化させる調整回路とを備えることを特徴とする。   An electronic load device according to the present invention includes a voltage conversion circuit that inputs a DC voltage, converts the input DC voltage into a voltage of a predetermined magnitude, and outputs the voltage in an electronic load device including a load, and the voltage conversion A switching circuit that converts a DC voltage output by the circuit into an AC voltage by switching of a switching element; and a load circuit that supplies the AC voltage converted by the switching circuit to the load. A transformer including a first winding to which a DC voltage is applied, and a value related to the magnitude of the input DC voltage or a value related to the magnitude of the AC voltage supplied to the load is detected as a detection value; And an adjustment circuit that changes an inductance value of the first winding based on the detected value detected.

本発明に係る電子負荷装置は、負荷を備えた電子負荷装置において、直流電圧を入力し、入力される直流電圧を所定の大きさの電圧に変換して出力する電圧変換回路と、前記電圧変換回路により出力された直流電圧をスイッチング素子のスイッチングにより交流電圧に変換するスイッチング回路と、前記スイッチング回路により変換された交流電圧を前記負荷に供給する負荷回路とを備え、前記電圧変換回路は、入力される直流電圧が印加される第1の巻線を備える変圧器と、入力される直流電圧の大きさに関する値又は前記負荷に供給される交流電圧の大きさに関する値を検出値として検出し、検出した前記検出値に基づいて、前記第1の巻線のインダクタンス値を変化させる調整回路とを備えたので、負荷変動・定格入力電圧範囲が大きい場合でも電子負荷装置において、全範囲で高周波及び力率性能を満足させることが可能となる。   An electronic load device according to the present invention includes a voltage conversion circuit that inputs a DC voltage, converts the input DC voltage into a voltage of a predetermined magnitude, and outputs the voltage in an electronic load device including a load, and the voltage conversion A switching circuit that converts a DC voltage output by the circuit into an AC voltage by switching of a switching element; and a load circuit that supplies the AC voltage converted by the switching circuit to the load. A transformer including a first winding to which a DC voltage is applied, and a value related to the magnitude of the input DC voltage or a value related to the magnitude of the AC voltage supplied to the load is detected as a detection value; And an adjustment circuit that changes the inductance value of the first winding based on the detected value that is detected, so that the load fluctuation / rated input voltage range is large. The electronic load device even when it is possible to satisfy the high frequency and power factor performance over the entire range.

実施の形態1に係る電子負荷装置20の回路図である。1 is a circuit diagram of an electronic load device 20 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る電子負荷装置20との比較のための電子負荷装置201の回路図である。2 is a circuit diagram of an electronic load device 201 for comparison with the electronic load device 20 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係る電子負荷装置20の回路図である。3 is a circuit diagram of an electronic load device 20 according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態3に係る電子負荷装置20の回路図である。6 is a circuit diagram of an electronic load device 20 according to Embodiment 3. FIG.

実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係る電子負荷装置20の回路図である。図1を用いて、本実施の形態に係る電子負荷装置20の回路構成について説明する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram of an electronic load device 20 according to the present embodiment. The circuit configuration of the electronic load device 20 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

電子負荷装置20は、商用電源AC21、整流回路1、昇圧チョッパ回路2、スイッチング回路3、負荷回路4、蛍光ランプ5を備える。電子負荷装置20は、商用電源AC21から交流電圧を入力する。本実施の形態に係る電子負荷装置20では、光源として蛍光ランプ5を用いるが、例えば、LED、白熱灯、ミニハロゲンランプ等でもよい。   The electronic load device 20 includes a commercial power source AC21, a rectifier circuit 1, a boost chopper circuit 2, a switching circuit 3, a load circuit 4, and a fluorescent lamp 5. The electronic load device 20 receives an AC voltage from the commercial power supply AC21. In the electronic load device 20 according to the present embodiment, the fluorescent lamp 5 is used as the light source. However, for example, an LED, an incandescent lamp, a mini halogen lamp, or the like may be used.

整流回路1は、ダイオードブリッジを用いて、商用電源AC21から入力される交流電圧を整流し、脈流直流電圧を出力する。昇圧チョッパ回路2は、整流回路1が出力する脈流直流電圧を昇圧し、昇圧された直流電圧を出力する。昇圧チョッパ回路2は、直流電圧を入力し、直流電圧を所定の大きさの電圧に変換して出力する電圧変換回路である。   The rectifier circuit 1 rectifies an AC voltage input from the commercial power supply AC21 using a diode bridge, and outputs a pulsating DC voltage. The boost chopper circuit 2 boosts the pulsating DC voltage output from the rectifier circuit 1 and outputs the boosted DC voltage. The step-up chopper circuit 2 is a voltage conversion circuit that receives a DC voltage, converts the DC voltage into a voltage having a predetermined magnitude, and outputs the voltage.

スイッチング回路3は、昇圧チョッパ回路2により昇圧された直流電圧を入力し、入力した直流電圧をスイッチング素子のオンオフ(スイッチング)により変換して高周波矩形電圧(交流電圧)を生成する。スイッチング回路3は、生成した高周波矩形電圧を負荷回路4を介して接続される蛍光ランプ5に電力を供給する。蛍光ランプ5は、負荷の一例である。負荷としては、蛍光ランプ5ではなく、LED(発光ダイオード)光源、ハロゲンランプ等の他の光源でもよい。   The switching circuit 3 receives the DC voltage boosted by the boost chopper circuit 2, and converts the input DC voltage by turning on / off (switching) the switching element to generate a high-frequency rectangular voltage (AC voltage). The switching circuit 3 supplies power to the fluorescent lamp 5 connected to the generated high-frequency rectangular voltage via the load circuit 4. The fluorescent lamp 5 is an example of a load. As a load, instead of the fluorescent lamp 5, another light source such as an LED (light emitting diode) light source or a halogen lamp may be used.

スイッチング回路3は、蛍光ランプ5の調光率を示すPWM信号9(調光信号)を入力し、入力したPWM信号9に基づいて蛍光ランプ5に供給する交流電圧の大きさを制御するための制御信号を出力するPWM変換回路10(信号変換回路)を備える。また、スイッチング回路3は、PWM変換回路10から出力された制御信号に基づいて、蛍光ランプ5に供給する交流電圧の大きさを制御する出力制御回路6を備える。   The switching circuit 3 receives a PWM signal 9 (dimming signal) indicating the dimming rate of the fluorescent lamp 5 and controls the magnitude of the AC voltage supplied to the fluorescent lamp 5 based on the input PWM signal 9. A PWM conversion circuit 10 (signal conversion circuit) that outputs a control signal is provided. Further, the switching circuit 3 includes an output control circuit 6 that controls the magnitude of the AC voltage supplied to the fluorescent lamp 5 based on the control signal output from the PWM conversion circuit 10.

以上のように、スイッチング回路3は、スイッチング回路3の発振を制御するスイッチング制御回路8と、外部から入力されるPWM信号9(調光信号)を所定の直流電圧に変換するPWM変換回路10と、PWM変換回路10から出力される直流電圧に基づいてスイッチング制御回路8の発振周波数を変える信号を出力する出力制御回路6とを備える。PWM変換回路10は、スイッチング回路3の外部にあってもよい。また、スイッチング回路3は、負荷回路4に流れる負荷電流を検出する負荷電流検出抵抗R10を備える。   As described above, the switching circuit 3 includes the switching control circuit 8 that controls the oscillation of the switching circuit 3, the PWM conversion circuit 10 that converts the PWM signal 9 (dimming signal) input from the outside into a predetermined DC voltage, And an output control circuit 6 for outputting a signal for changing the oscillation frequency of the switching control circuit 8 based on the DC voltage output from the PWM conversion circuit 10. The PWM conversion circuit 10 may be outside the switching circuit 3. The switching circuit 3 also includes a load current detection resistor R10 that detects a load current flowing through the load circuit 4.

出力制御回路6は、負荷電流を検出する抵抗R10により得られた電圧と、PWM変換回路10から出力される直流電圧とを比較し、スイッチング制御回路8の発振周波数を変える信号を出力する。   The output control circuit 6 compares the voltage obtained by the resistor R10 that detects the load current with the DC voltage output from the PWM conversion circuit 10, and outputs a signal that changes the oscillation frequency of the switching control circuit 8.

昇圧チョッパ回路2は、脈流電圧検出抵抗R4,R5と、トランスT1と、MOSFETQ1(スイッチング素子でもよい)と、電流検出抵抗R6と、ダイオードD1と、アルミ電解コンデンサC1と、出力電圧検出抵抗R1,R2と、昇圧チョッパ制御回路7とを備えている。トランスT1(変圧器)は、1次巻線P1(第1の巻線)と、2次巻線S1(第2の巻線)、2次巻線S2とが巻かれたフェライトコアを備える。抵抗R6は、スイッチング素子Q1の電流を検出する電流検出抵抗である。   The step-up chopper circuit 2 includes pulsating voltage detection resistors R4 and R5, a transformer T1, a MOSFET Q1 (may be a switching element), a current detection resistor R6, a diode D1, an aluminum electrolytic capacitor C1, and an output voltage detection resistor R1. , R2 and a step-up chopper control circuit 7. The transformer T1 (transformer) includes a ferrite core around which a primary winding P1 (first winding), a secondary winding S1 (second winding), and a secondary winding S2 are wound. The resistor R6 is a current detection resistor that detects the current of the switching element Q1.

脈流電圧検出抵抗R4,R5は、整流回路1の出力端に並列に接続される。トランスT1は、MOSFETQ1に接続される。電流検出抵抗R6は、MOSFETQ1に流れる電流を検出する。   The pulsating voltage detection resistors R4 and R5 are connected in parallel to the output terminal of the rectifier circuit 1. The transformer T1 is connected to the MOSFET Q1. The current detection resistor R6 detects a current flowing through the MOSFET Q1.

ダイオードD1(スイッチングダイオード)は、アノード側がトランスT1と接続され、カソード側がアルミ電解コンデンサC1に接続される。アルミ電解コンデンサC1は、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。出力電圧検出抵抗R1、R2は、アルミ電解コンデンサC1に並列に接続され、アルミ電解コンデンサC1に充電される電圧を検出する。   The diode D1 (switching diode) has an anode connected to the transformer T1 and a cathode connected to the aluminum electrolytic capacitor C1. The aluminum electrolytic capacitor C1 is connected to the cathode side of the diode D1 and the low potential side of the rectifier circuit 1. The output voltage detection resistors R1 and R2 are connected in parallel to the aluminum electrolytic capacitor C1, and detect the voltage charged in the aluminum electrolytic capacitor C1.

昇圧チョッパ制御回路7は、脈流電圧検出抵抗R4,R5が検出する検出信号、出力電圧検出抵抗R1,R2が検出する検出信号、及びMOSFETQ1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次巻線S2側に発生する検出信号とを入力して、これらの検出信号に基づいて、昇圧チョッパ回路2を制御する。   The step-up chopper control circuit 7 includes a detection signal detected by the pulsating voltage detection resistors R4 and R5, a detection signal detected by the output voltage detection resistors R1 and R2, a detection signal detected by the current detection resistor R6 of the MOSFET Q1, and a transformer T1. The detection signal generated on the secondary winding S2 side is input, and the boost chopper circuit 2 is controlled based on these detection signals.

昇圧チョッパ回路2のトランスT1は、1次巻線P1と2次巻線S1及びS2とを備える。2次巻線S1の片側には、トランジスタQ5がオンした時に抵抗R7を介して2次巻線S1に直流電流を流す直流電源回路V1が接続されている。また、直流電源回路V1は、トランジスタQ4がオフした時にトランジスタQ5をオンさせるための電源も兼ねている。抵抗R4,R5,R7,R8,R9、トランジスタQ4,Q5、コンデンサC2、直流電源回路V1から構成される回路は、2次巻線S1に直流電流を流すための調整回路27である。調整回路27の回路の構成及び動作については後述する。   The transformer T1 of the step-up chopper circuit 2 includes a primary winding P1 and secondary windings S1 and S2. Connected to one side of the secondary winding S1 is a DC power supply circuit V1 that causes a DC current to flow through the secondary winding S1 via a resistor R7 when the transistor Q5 is turned on. The DC power supply circuit V1 also serves as a power source for turning on the transistor Q5 when the transistor Q4 is turned off. A circuit composed of resistors R4, R5, R7, R8, R9, transistors Q4, Q5, capacitor C2, and DC power supply circuit V1 is an adjustment circuit 27 for causing a DC current to flow through the secondary winding S1. The circuit configuration and operation of the adjustment circuit 27 will be described later.

スイッチング回路3は、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(スイッチング)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。   The switching circuit 3 includes switching elements Q2 and Q3 and a switching control circuit 8 that generates a signal for alternately switching on and off (switching) the switching elements Q2 and Q3 at a high frequency.

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を介して蛍光ランプ5に接続され、蛍光ランプ5とグランド間に直流成分除去のための直流電圧成分除去コンデンサC20を備えた直列共振回路を備えている。   The load circuit 4 is connected to the fluorescent lamp 5 through a ballast choke L20 from a connection point between the switching element Q2 and the switching element Q3, and a DC voltage component removing capacitor C20 for removing a DC component is connected between the fluorescent lamp 5 and the ground. A series resonance circuit is provided.

次に、図1を用いて、本実施の形態に係る電子負荷装置20の動作について説明する。   Next, the operation of the electronic load device 20 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

まず、図1に示す電子負荷装置20において、蛍光ランプ5を点灯させる動作について説明する。電子負荷装置20(高周波変換回路)に商用電源AC21からの交流電圧が供給されると、昇圧チョッパ回路2が動作してスイッチング回路3に昇圧された直流電圧が印加される。   First, the operation of turning on the fluorescent lamp 5 in the electronic load device 20 shown in FIG. 1 will be described. When an AC voltage from the commercial power supply AC 21 is supplied to the electronic load device 20 (high frequency conversion circuit), the boost chopper circuit 2 operates and a boosted DC voltage is applied to the switching circuit 3.

スイッチング制御回路8は、スイッチング回路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信号をスイッチング素子Q2,Q3に対して出力する。これにより、スイッチング素子Q2,Q3の接続点と直流電圧成分除去コンデンサC20の低電位側間に高周波の矩形波電圧が発生する。   The switching control circuit 8 outputs a signal to the switching elements Q2 and Q3 so that the switching elements Q2 and Q3 of the switching circuit 3 are alternately turned on and off. As a result, a high-frequency rectangular wave voltage is generated between the connection point of the switching elements Q2 and Q3 and the low potential side of the DC voltage component removing capacitor C20.

スイッチング回路3により生成された矩形波高周波電圧が負荷回路4と蛍光ランプ5に印加される。バラストチョークL20、蛍光ランプ5、直流電圧成分除去コンデンサC20は直列共振回路であり、負荷回路4及び蛍光ランプ5には高周波の電流が流れ、蛍光ランプ5が点灯する。   A rectangular wave high-frequency voltage generated by the switching circuit 3 is applied to the load circuit 4 and the fluorescent lamp 5. The ballast choke L20, the fluorescent lamp 5, and the DC voltage component removing capacitor C20 are a series resonant circuit. A high-frequency current flows through the load circuit 4 and the fluorescent lamp 5, and the fluorescent lamp 5 is lit.

次に、図1に示す電子負荷装置20において、蛍光ランプ5を調光させる場合の動作について説明する。   Next, the operation when the fluorescent lamp 5 is dimmed in the electronic load device 20 shown in FIG. 1 will be described.

抵抗R10は、スイッチング回路3のMOSFETQ3のソース端子側に接続され、蛍光ランプ5が高周波で点灯中、負荷回路4の負荷電流を検出する。出力制御回路6には、抵抗R10に発生した電圧が平滑されて入力される。   The resistor R10 is connected to the source terminal side of the MOSFET Q3 of the switching circuit 3, and detects the load current of the load circuit 4 while the fluorescent lamp 5 is lit at a high frequency. The voltage generated in the resistor R10 is input to the output control circuit 6 after being smoothed.

また、PWM信号9は、外部から入力される調光信号である。PWM変換回路10は、外部から入力されるPWM信号9を、PWM信号9のオンデューティに応じた直流電圧に変換する。そして、出力制御回路6は、PWM変換回路10から直流電圧を入力する。   The PWM signal 9 is a dimming signal input from the outside. The PWM conversion circuit 10 converts the PWM signal 9 input from the outside into a DC voltage corresponding to the on-duty of the PWM signal 9. The output control circuit 6 receives a DC voltage from the PWM conversion circuit 10.

出力制御回路6は、抵抗R10に発生した電圧と、PWM変換回路10により出力された直流電圧とを入力する。この2つの電圧(直流信号)は、出力制御回路6の内部にあるオペアンプで比較され、比較結果に応じて以下のような制御が行われる。   The output control circuit 6 inputs the voltage generated in the resistor R10 and the DC voltage output by the PWM conversion circuit 10. These two voltages (DC signals) are compared by an operational amplifier inside the output control circuit 6, and the following control is performed according to the comparison result.

例えば、PWM信号9のオンデューティが大きい場合には、PWM変換回路10の出力する電圧は高くなる。出力制御回路6は、抵抗R10に発生した電圧と、PWM変換回路10からの電圧とを比較した結果、PWM変換回路10からの電圧が高いため、出力を高く(光源を明るく)するように制御する。つまり、出力制御回路6は、スイッチング制御回路8の発振周波数が低くなるように信号が出力され、負荷回路4に流れる電流が増え、蛍光ランプ5は明るくなる。   For example, when the on-duty of the PWM signal 9 is large, the voltage output from the PWM conversion circuit 10 is high. The output control circuit 6 compares the voltage generated in the resistor R10 with the voltage from the PWM conversion circuit 10. As a result, since the voltage from the PWM conversion circuit 10 is high, the output control circuit 6 controls to increase the output (brighten the light source). To do. That is, the output control circuit 6 outputs a signal so that the oscillation frequency of the switching control circuit 8 is lowered, the current flowing through the load circuit 4 is increased, and the fluorescent lamp 5 is brightened.

また、PWM信号9のオンデューティが小さい場合には、PWM変換回路10の出力する電圧は低くなる。出力制御回路6は、抵抗R10に発生した電圧と、PWM変換回路10からの電圧とを比較した結果、PWM変換回路10からの電圧が低いため、出力を低く(光源を暗く)するように制御する。つまり、出力制御回路6は、スイッチング制御回路8の発振周波数が高くなるように信号が出力され、負荷回路4に流れる電流が減り、蛍光ランプ5は暗くなる。   Further, when the on-duty of the PWM signal 9 is small, the voltage output from the PWM conversion circuit 10 is low. The output control circuit 6 compares the voltage generated in the resistor R10 with the voltage from the PWM conversion circuit 10. As a result, since the voltage from the PWM conversion circuit 10 is low, the output control circuit 6 controls the output to be low (darken the light source). To do. That is, the output control circuit 6 outputs a signal so that the oscillation frequency of the switching control circuit 8 is increased, the current flowing through the load circuit 4 is reduced, and the fluorescent lamp 5 is darkened.

図2は、本実施の形態に係る電子負荷装置20との比較のための電子負荷装置201の回路図である。図2は、図1に対応する図であり、図1と同様の機能構成部には同一の符号を付し、その説明を省略する。   FIG. 2 is a circuit diagram of an electronic load device 201 for comparison with the electronic load device 20 according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 1, and functional components similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図2に示すように、電子負荷装置201の昇圧チョッパ回路22は、2次巻線S1と、2次巻線S1に接続されている回路構成(抵抗R7,R8,R9、トランジスタQ4,Q5、コンデンサC2、直流電源回路V1)とを備えていない。   As shown in FIG. 2, the step-up chopper circuit 22 of the electronic load device 201 has a secondary winding S1 and a circuit configuration connected to the secondary winding S1 (resistors R7, R8, R9, transistors Q4, Q5, The capacitor C2 and the DC power supply circuit V1) are not provided.

図2に示す電子負荷装置201において、商用電源AC21が変動し、かつ、蛍光ランプ5を調光させた場合の昇圧チョッパ回路22の動作について説明する。商用電源AC21の変動は100V〜254V、調光率は100%〜5%とする。   The operation of the step-up chopper circuit 22 when the commercial power supply AC21 fluctuates and the fluorescent lamp 5 is dimmed will be described in the electronic load device 201 shown in FIG. The fluctuation of the commercial power supply AC21 is 100V to 254V, and the dimming rate is 100% to 5%.

昇圧チョッパ回路22は、MOSFETQ1がオンしたときに、トランスT1にエネルギーが蓄えられ、その後、MOSFETQ1がオフするとトランスT1に蓄えられたエネルギーがダイオードD1を介してアルミ電解コンデンサC1に蓄えられることで電圧が上昇する。昇圧チョッパ制御回路7は、上昇した電圧を一定電圧に維持するために、アルミ電解コンデンサC1と並列に配置された抵抗R1,R2で分圧した電圧をモニターし、MOSFETQ1のスイッチング周波数を可変させている。   The boost chopper circuit 22 stores energy in the transformer T1 when the MOSFET Q1 is turned on. After that, when the MOSFET Q1 is turned off, the energy stored in the transformer T1 is stored in the aluminum electrolytic capacitor C1 via the diode D1. Rises. The step-up chopper control circuit 7 monitors the voltage divided by the resistors R1 and R2 arranged in parallel with the aluminum electrolytic capacitor C1 in order to maintain the increased voltage at a constant voltage, and varies the switching frequency of the MOSFET Q1. Yes.

商用電源AC21が100Vで調光率が100%の時、装置の入力電流は最も大きくなる。この場合、トランスT1に大きいエネルギーを蓄える必要があるため、昇圧チョッパ回路2の昇圧チョッパ制御回路7は、MOSFETQ1のオン時間を最も長くし、よって発振周波数は最も低くなる。   When the commercial power supply AC21 is 100V and the dimming rate is 100%, the input current of the apparatus is the largest. In this case, since it is necessary to store a large amount of energy in the transformer T1, the boost chopper control circuit 7 of the boost chopper circuit 2 makes the on-time of the MOSFET Q1 the longest, and thus the oscillation frequency becomes the lowest.

商用電源AC21が254Vで調光率が5%の時、装置の入力電流は最も小さくなる。この場合、トランスT1に大きなエネルギーを蓄える必要がないため、昇圧チョッパ回路2の昇圧チョッパ制御回路7は、MOSFETQ1のオン時間を最も短くし、よって発振周波数は最も高くなる。発振周波数は、整流回路1で整流された全波整流波形のピークレベルに沿っても変化しており、全波整流波形のボトム付近で最も高い。   When the commercial power supply AC21 is 254V and the dimming rate is 5%, the input current of the apparatus is the smallest. In this case, since it is not necessary to store large energy in the transformer T1, the boost chopper control circuit 7 of the boost chopper circuit 2 minimizes the on-time of the MOSFET Q1, and thus the oscillation frequency becomes the highest. The oscillation frequency also changes along the peak level of the full-wave rectified waveform rectified by the rectifier circuit 1, and is highest near the bottom of the full-wave rectified waveform.

MOSFETQ1を駆動するゲート電圧の発振周波数が高くなりすぎると、MOSFETQ1はオンできなくなる。よって、全波整流波形のボトム付近でMOSFETQ1がオンできなくなり、その結果、入力電流のゼロクロス付近で電流が流れないため、力率が悪化してしまう。   If the oscillation frequency of the gate voltage for driving the MOSFET Q1 becomes too high, the MOSFET Q1 cannot be turned on. Therefore, the MOSFET Q1 cannot be turned on near the bottom of the full-wave rectified waveform, and as a result, no current flows near the zero cross of the input current, and the power factor deteriorates.

次に、図1を用いて、本実施の形態に係る電子負荷装置20において、商用電源AC21が変動し、かつ、蛍光ランプ5を調光させた場合の昇圧チョッパ回路2の動作について説明する。商用電源AC21の変動は100V〜254V、調光率は100%〜5%とする。   Next, the operation of the step-up chopper circuit 2 when the commercial power supply AC21 fluctuates and the fluorescent lamp 5 is dimmed will be described using the electronic load device 20 according to the present embodiment with reference to FIG. The fluctuation of the commercial power supply AC21 is 100V to 254V, and the dimming rate is 100% to 5%.

本実施の形態に係る電子負荷装置20では、昇圧チョッパ回路2のトランスT1の1次巻線P1のインダクタンス値は、商用電源AC21が254V、調光率が5%の時に最適となるインダクタンス値と設定されているものとする。最適となるインダクタンス値とは、商用電源AC21が254Vで調光率が5%の時に、最も高調波電流が低く、かつ、力率が高くなるようなインダクタンス値であり、周波数が高くなりすぎないようなインダクタンス値である。   In the electronic load device 20 according to the present embodiment, the inductance value of the primary winding P1 of the transformer T1 of the step-up chopper circuit 2 is the optimum inductance value when the commercial power source AC21 is 254V and the dimming rate is 5%. It is assumed that it is set. The optimum inductance value is an inductance value at which the harmonic current is lowest and the power factor is high when the commercial power supply AC21 is 254V and the dimming rate is 5%, and the frequency does not become too high. Such an inductance value.

昇圧チョッパ制御回路7は、入力電圧若しくは入力電流の変動を検出する変動検出回路(調整回路)を備える。抵抗R4と抵抗R5の分圧比は、商用電源AC21が254VのときはトランジスタQ4がオンし、120V以下の時はトランジスタQ4がオフする定数に設定する。つまり、商用電源AC21が、120V<AC≦254VのときはトランジスタQ4がオンであり、AC≦120VのときはトランジスタQ4がオフとなる。   The step-up chopper control circuit 7 includes a fluctuation detection circuit (adjustment circuit) that detects fluctuations in the input voltage or input current. The voltage dividing ratio of the resistor R4 and the resistor R5 is set to a constant that turns on the transistor Q4 when the commercial power supply AC21 is 254V and turns off the transistor Q4 when the commercial power supply AC21 is 120V or less. That is, when the commercial power supply AC21 is 120V <AC ≦ 254V, the transistor Q4 is on, and when AC ≦ 120V, the transistor Q4 is off.

電子負荷装置20は、商用電源AC21が254Vで調光率5%の場合、整流回路1で全波整流された電圧は昇圧チョッパ回路2の抵抗R4と抵抗R5で分圧され、その分圧電圧は抵抗R9及びコンデンサC2で平滑されてトランジスタQ4のベースに入力される。   In the electronic load device 20, when the commercial power supply AC21 is 254V and the dimming rate is 5%, the voltage that is full-wave rectified by the rectifier circuit 1 is divided by the resistors R4 and R5 of the boost chopper circuit 2, and the divided voltage Is smoothed by the resistor R9 and the capacitor C2 and input to the base of the transistor Q4.

トランジスタQ4がオンすると、直流電源回路V1から抵抗R8を介してトランジスタQ5のベースに電流が流れないので、トランジスタQ5はオフする。トランジスタQ5がオフすると、直流電源回路V1からトランスT1の2次巻線S1・抵抗R7・トランジスタQ5を介して直流電流は流れない。すなわち、商用電源AC21が、120V<AC≦254Vのときは、2次巻線S1に直流電流が流れないので、トランスT1のインダクタンス値に変化はなく、商用電源AC21が254V、調光率が5%の時に最適となるインダクタンス値のままである。   When the transistor Q4 is turned on, no current flows from the DC power supply circuit V1 to the base of the transistor Q5 via the resistor R8, so that the transistor Q5 is turned off. When the transistor Q5 is turned off, no DC current flows from the DC power supply circuit V1 through the secondary winding S1, the resistor R7, and the transistor Q5 of the transformer T1. That is, when the commercial power source AC21 is 120V <AC ≦ 254V, no direct current flows through the secondary winding S1, so that there is no change in the inductance value of the transformer T1, the commercial power source AC21 is 254V, and the dimming rate is 5 The inductance value that is optimal at the time of% remains unchanged.

次に、商用電源AC21を254Vから降下させた場合について説明する。商用電源AC21を254Vから降下させると、抵抗R4と抵抗R5の分圧電圧は減少する。商用電源AC21が120Vを下回るとトランジスタQ4がオフする。トランジスタQ4がオフすると、直流電源回路V1から抵抗R8を介してトランジスタQ5のベースに電流が流れ、トランジスタQ5はオンする。トランジスタQ5がオンすると、直流電源回路V1からトランスT1の2次巻線S1・抵抗R7・トランジスタQ5を介して直流電流が流れる。   Next, a case where the commercial power supply AC21 is lowered from 254V will be described. When the commercial power supply AC21 is lowered from 254V, the divided voltage of the resistors R4 and R5 decreases. When the commercial power supply AC21 falls below 120V, the transistor Q4 is turned off. When the transistor Q4 is turned off, a current flows from the DC power supply circuit V1 to the base of the transistor Q5 via the resistor R8, and the transistor Q5 is turned on. When the transistor Q5 is turned on, a DC current flows from the DC power supply circuit V1 through the secondary winding S1, the resistor R7, and the transistor Q5 of the transformer T1.

トランスT1の2次巻線S1に直流電流が流れると、トランスT1のフェライトコアの磁気抵抗が増大し、トランスT1の1次巻線P1側のインダクタンス値が低下する。すなわち、商用電源AC21が、AC≦120Vのときは、2次巻線S1に直流電流が流れ、トランスT1のインダクタンス値が低下する。このときトランスT1のインダクタンス値は、商用電源AC21が100Vで調光率100%のときに、最適となる(最も高調波電流が低く、力率が高くなる)インダクタンス値であり、周波数が低くなりすぎないようなインダクタンス値である。2次巻線S1に流す直流電流は、100Vで調光率100%の時、最も高調波電流が低く、力率が高くなるようなインダクタンス値となるように、抵抗R7の定数を設定する。   When a direct current flows through the secondary winding S1 of the transformer T1, the magnetic resistance of the ferrite core of the transformer T1 increases, and the inductance value on the primary winding P1 side of the transformer T1 decreases. That is, when the commercial power source AC21 is AC ≦ 120V, a direct current flows through the secondary winding S1, and the inductance value of the transformer T1 decreases. At this time, the inductance value of the transformer T1 is an optimum inductance value (the lowest harmonic current becomes the highest and the power factor becomes the highest) when the commercial power source AC21 is 100V and the dimming rate is 100%, and the frequency becomes low. The inductance value is not too much. The constant of the resistor R7 is set so that the direct current flowing through the secondary winding S1 has an inductance value that has the lowest harmonic current and a high power factor when the dimming rate is 100% at 100V.

なお、トランジスタQ5のオンオフの切替タイミングは、上記範囲に限定する必要は無く、高調波電流および力率に応じて変化させても良い。例えば、商用電源AC21が120V<AC≦254Vのときは、例えば、商用電源AC21が254Vで調光率が20%の時に最適となるインダクタンス値、あるいは、商用電源AC21が200Vで調光率が20%の時に最適となるインダクタンス値でもよい。あるいは、商用電源AC21がAC≦120Vのときは、例えば、商用電源AC21が100Vで調光率が80%の時に最適となるインダクタンス値、あるいは、商用電源AC21が110Vで調光率が90%の時に最適となるインダクタンス値でもよい。   Note that the on / off switching timing of the transistor Q5 is not necessarily limited to the above range, and may be changed according to the harmonic current and the power factor. For example, when the commercial power source AC21 is 120V <AC ≦ 254V, for example, the optimum inductance value when the commercial power source AC21 is 254V and the dimming rate is 20%, or the commercial power source AC21 is 200V and the dimming rate is 20 It may be an inductance value that is optimal when the value is%. Alternatively, when the commercial power supply AC21 is AC ≦ 120V, for example, the optimum inductance value when the commercial power supply AC21 is 100V and the dimming rate is 80%, or the commercial power supply AC21 is 110V and the dimming rate is 90%. An inductance value that is sometimes optimal may be used.

以上のように、抵抗R4,R5,R7,R8,R9、トランジスタQ4,Q5、コンデンサC2、直流電源回路V1から構成される調整回路27は、入力される直流電圧の電圧値を検知し、検知した電圧値に基づいて、1次巻線P1のインダクタンス値を変化させる調整回路の一例である。調整回路は、2次巻線S1に直流電圧を印加する直流電源回路V1を備え、直流電源回路V1により2次巻線S1に検知した電圧値に応じた大きさの直流電圧を印加することにより、1次巻線P1のインダクタンス値を変化させる。また、調整回路27は、検知した電圧値(入力電圧)が所定の値(例えば、120V)以下の場合に1次巻線P1のインダクタンス値を低下させ、周波数が低くなりすぎないように調整する。   As described above, the adjustment circuit 27 including the resistors R4, R5, R7, R8, and R9, the transistors Q4 and Q5, the capacitor C2, and the DC power supply circuit V1 detects and detects the voltage value of the input DC voltage. This is an example of an adjustment circuit that changes the inductance value of the primary winding P1 based on the voltage value. The adjustment circuit includes a DC power supply circuit V1 for applying a DC voltage to the secondary winding S1, and by applying a DC voltage having a magnitude corresponding to the detected voltage value to the secondary winding S1 by the DC power supply circuit V1. The inductance value of the primary winding P1 is changed. Further, the adjustment circuit 27 reduces the inductance value of the primary winding P1 when the detected voltage value (input voltage) is a predetermined value (for example, 120 V) or less, and adjusts so that the frequency does not become too low. .

以上のように、本実施の形態に係る電子負荷装置20は、入力される商用電源AC21の交流電圧を整流する整流回路1と、整流回路1で整流された電圧を所定の電圧に変換する昇圧チョッパ回路2(電圧変換回路)と、昇圧チョッパ回路2に設けられたトランスT1の2次巻線S1に直流電流を供給する直流電源回路V1と、昇圧チョッパ回路2の電圧を負荷に応じた所定の電圧に変換する負荷回路4と、負荷回路4に接続されている負荷の出力を変動させるスイッチング制御回路8(制御回路)と、入力電圧若しくは入力電流の変動を検出する調整回路27(変動検出回路)とを備える。   As described above, the electronic load device 20 according to the present embodiment includes the rectifier circuit 1 that rectifies the AC voltage of the input commercial power supply AC21, and the booster that converts the voltage rectified by the rectifier circuit 1 into a predetermined voltage. A chopper circuit 2 (voltage conversion circuit), a DC power supply circuit V1 that supplies a DC current to a secondary winding S1 of a transformer T1 provided in the boost chopper circuit 2, and a voltage of the boost chopper circuit 2 according to a load A load circuit 4 for converting the output voltage into a voltage, a switching control circuit 8 (control circuit) for changing the output of a load connected to the load circuit 4, and an adjustment circuit 27 (change detection) for detecting a change in input voltage or input current. Circuit).

以上のように、電子負荷装置20は、調整回路27の検出値(入力電圧)に応じて、直流電源回路V1の直流電流値を変化させ、昇圧チョッパ回路2(電圧変換回路)のトランスT1の1次巻線P1のインダクタンス値を可変させる。調整回路27は、入力される直流電圧の大きさに関する値(検出値)として、整流回路1から入力される直流電圧の電圧値を検出する。   As described above, the electronic load device 20 changes the DC current value of the DC power supply circuit V1 in accordance with the detection value (input voltage) of the adjustment circuit 27, and the transformer T1 of the boost chopper circuit 2 (voltage conversion circuit). The inductance value of the primary winding P1 is varied. The adjustment circuit 27 detects the voltage value of the DC voltage input from the rectifier circuit 1 as a value (detection value) related to the magnitude of the input DC voltage.

以上のように、本実施の形態に係る電子負荷装置20によれば、商用電源AC21の入力電圧等に応じて、最適なトランスT1のインダクタンス値を選択することができるので、高調波や力率を改善することができる。   As described above, according to the electronic load device 20 according to the present embodiment, the optimum inductance value of the transformer T1 can be selected according to the input voltage or the like of the commercial power supply AC21. Can be improved.

実施の形態2.
図3は、本実施の形態に係る電子負荷装置20の回路図である。本実施の形態において、実施の形態1で説明した図1と同様の機能を有する構成部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。図3においては、昇圧チョッパ回路2の調整回路271の構成が実施の形態1の調整回路27と異なっている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram of the electronic load device 20 according to the present embodiment. In the present embodiment, components having functions similar to those in FIG. 1 described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 3, the configuration of the adjustment circuit 271 of the boost chopper circuit 2 is different from that of the adjustment circuit 27 of the first embodiment.

図3に示すように、スイッチング回路3の負荷電流検出抵抗R10は、昇圧チョッパ回路2の抵抗R9を介してトランジスタQ5に接続されている。トランジスタQ5のベース端子には負荷電流検出抵抗R10で変換された高周波電圧が、抵抗R9とコンデンサC2で平滑され、平均値の直流電圧として印加される。   As shown in FIG. 3, the load current detection resistor R10 of the switching circuit 3 is connected to the transistor Q5 via the resistor R9 of the boost chopper circuit 2. The high-frequency voltage converted by the load current detection resistor R10 is smoothed by the resistor R9 and the capacitor C2 and applied as an average DC voltage to the base terminal of the transistor Q5.

PWM信号9から100%出力信号を出した時、負荷電流検出抵抗R10に流れる電流は最大になるから、トランジスタQ5のベースに印加される電圧も最大になる。PWM信号から5%出力信号を出した時、負荷電流に流れる電流は最小になるから、トランジスタQ5のベース端子に印加される電圧も最小になる。   When a 100% output signal is output from the PWM signal 9, the current flowing through the load current detection resistor R10 is maximized, so that the voltage applied to the base of the transistor Q5 is also maximized. When a 5% output signal is output from the PWM signal, the current flowing through the load current is minimized, so that the voltage applied to the base terminal of the transistor Q5 is also minimized.

5%出力〜90%出力時にトランジスタQ5がオンしないように抵抗R9と抵抗R10の値を設定する。90%出力を超えるとトランジスタQ5はオンし、直流電源回路V1から2次巻線S1、抵抗R7、トランジスタQ5を介して直流電流が流れる。2次巻線S1に直流電流が流れるとトランスT1のフェライトコアの磁気抵抗が増大し、トランスT1の1次巻線P1側のインダクタンス値が低下する。これにより、昇圧チョッパ回路2の周波数を適正な範囲に維持することができる。   The values of the resistor R9 and the resistor R10 are set so that the transistor Q5 is not turned on when the output is 5% to 90%. When the output exceeds 90%, the transistor Q5 is turned on, and a DC current flows from the DC power supply circuit V1 through the secondary winding S1, the resistor R7, and the transistor Q5. When a direct current flows through the secondary winding S1, the magnetic resistance of the ferrite core of the transformer T1 increases, and the inductance value on the primary winding P1 side of the transformer T1 decreases. Thereby, the frequency of the boost chopper circuit 2 can be maintained in an appropriate range.

なお、負荷出力におけるトランジスタQ5のオンオフの切替タイミングは上記出力範囲に限定する必要は無く、高調波電流および力率に応じて変化させても良い。   Note that the on / off switching timing of the transistor Q5 at the load output need not be limited to the above output range, and may be changed according to the harmonic current and the power factor.

以上のように、本実施の形態に係る電子負荷装置20の調整回路271(変動検出回路)は、負荷電流検出抵抗R10に流れる電流を検出することにより負荷回路4に流れる負荷電流を検出し、直流電源回路V1の直流電流値を変化させ、1次巻線P1のインダクタンス値を可変させる。調整回路271は、蛍光ランプ5(負荷)に供給される交流電圧の大きさに関する値として、負荷回路4に流れる負荷電流を検出値として検出する。   As described above, the adjustment circuit 271 (variation detection circuit) of the electronic load device 20 according to the present embodiment detects the load current flowing through the load circuit 4 by detecting the current flowing through the load current detection resistor R10. The DC current value of the DC power supply circuit V1 is changed to vary the inductance value of the primary winding P1. The adjustment circuit 271 detects the load current flowing through the load circuit 4 as a detection value as a value related to the magnitude of the AC voltage supplied to the fluorescent lamp 5 (load).

以上のように、本実施の形態に係る電子負荷装置20によれば、負荷電力に応じて、最適なトランスT1のインダクタンス値を選択することができるので、負荷電力に応じて高調波や力率を改善することができる。   As described above, according to the electronic load device 20 according to the present embodiment, the optimum inductance value of the transformer T1 can be selected according to the load power, so that harmonics and power factors can be selected according to the load power. Can be improved.

実施の形態3.
図4は、本実施の形態に係る電子負荷装置20の回路図である。本実施の形態において、実施の形態1,2で説明した図1及び図3と同様の機能を有する構成部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。図4においては、昇圧チョッパ回路2の調整回路271の接続先が実施の形態2の調整回路271と異なっている。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram of the electronic load device 20 according to the present embodiment. In this embodiment, components having the same functions as those in FIGS. 1 and 3 described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In FIG. 4, the connection destination of the adjustment circuit 271 of the boost chopper circuit 2 is different from that of the adjustment circuit 271 of the second embodiment.

図4に示すように、調整回路271は、PWM変換回路10に接続されている。PWM変換回路10が抵抗R9を介してトランジスタQ5のベース端子に接続されている。   As shown in FIG. 4, the adjustment circuit 271 is connected to the PWM conversion circuit 10. The PWM conversion circuit 10 is connected to the base terminal of the transistor Q5 via the resistor R9.

PWM信号9から出力された信号は、PWM変換回路10に入力され、PWM変換回路10によってPWM信号9のオンデューティに応じた直流電圧(制御信号の一例)に変換されて出力される。例えば、オンデューティが最大(負荷出力が100%)のとき出力される直流電圧は最大となり、オンデューティが最小(負荷出力が5%)のとき出力される直流電圧は最小となる。   The signal output from the PWM signal 9 is input to the PWM conversion circuit 10, converted into a DC voltage (an example of a control signal) corresponding to the on-duty of the PWM signal 9 by the PWM conversion circuit 10, and output. For example, the DC voltage that is output when the on-duty is maximum (load output is 100%) is the maximum, and the DC voltage that is output when the on-duty is minimum (load output is 5%).

負荷が5%出力〜90%出力時にトランジスタQ5がオンしないように抵抗R9と抵抗R10の値を設定する。90%出力を超えるとトランジスタQ5はオンし、直流電源回路V1から2次巻線S1、直流電流制限抵抗R7、トランジスタQ5を介して直流電流が流れる。2次巻線S1に直流電流が流れるとトランスT1のフェライトコアの磁気抵抗が増大し、トランスT1の1次巻線P1側のインダクタンス値が低下する。これにより、昇圧チョッパ回路2の周波数は適正な範囲に維持することができる。   The values of the resistors R9 and R10 are set so that the transistor Q5 is not turned on when the load is output from 5% to 90%. When the output exceeds 90%, the transistor Q5 is turned on, and a DC current flows from the DC power supply circuit V1 through the secondary winding S1, the DC current limiting resistor R7, and the transistor Q5. When a direct current flows through the secondary winding S1, the magnetic resistance of the ferrite core of the transformer T1 increases, and the inductance value on the primary winding P1 side of the transformer T1 decreases. Thereby, the frequency of the boost chopper circuit 2 can be maintained in an appropriate range.

尚、負荷出力におけるトランジスタQ5のオンオフの切替タイミングは上記出力範囲に限定する必要は無く、高調波電流および力率に応じて変化させても良い。   Note that the on / off switching timing of the transistor Q5 at the load output need not be limited to the above output range, and may be changed according to the harmonic current and the power factor.

以上のように、調整回路271(変動検出回路)は、PWM変換回路10からPWM信号9のオンデューティに応じた直流電圧(制御信号の一例)を検出値として検出することにより、直流電源回路V1の直流電流値を変化させ、1次巻線P1のインダクタンス値を可変させる。調整回路271は、蛍光ランプ5(負荷)に供給される交流電圧の大きさに関する値として、蛍光ランプ5(負荷)の調光率を示すPWM信号9のオンデューティに応じた直流電圧(制御信号の一例)を検出値として検出する。   As described above, the adjustment circuit 271 (variation detection circuit) detects the DC voltage (an example of a control signal) corresponding to the on-duty of the PWM signal 9 from the PWM conversion circuit 10 as a detection value, thereby detecting the DC power supply circuit V1. And the inductance value of the primary winding P1 is varied. The adjustment circuit 271 uses a DC voltage (control signal) corresponding to the on-duty of the PWM signal 9 indicating the dimming rate of the fluorescent lamp 5 (load) as a value related to the magnitude of the AC voltage supplied to the fluorescent lamp 5 (load). Is detected as a detection value.

また、本実施の形態に係る電子負荷装置20は、負荷の変動が負荷最大出力に対して25%以下であることを特徴とする。あるいは、負荷の変動が負荷最大出力に対して5%以下であってもよい。   In addition, the electronic load device 20 according to the present embodiment is characterized in that the load fluctuation is 25% or less with respect to the maximum load output. Alternatively, the fluctuation of the load may be 5% or less with respect to the maximum load output.

以上のように、本実施の形態に係る電子負荷装置20によれば、PWM変換回路10からPWM信号9のオンデューティに応じた直流電圧に応じて、最適なトランスT1のインダクタンス値を選択することができるので、負荷の変動に応じて高調波や力率を改善することができる。   As described above, according to the electronic load device 20 according to the present embodiment, the optimum inductance value of the transformer T1 is selected according to the DC voltage corresponding to the on-duty of the PWM signal 9 from the PWM conversion circuit 10. Therefore, harmonics and power factor can be improved according to load fluctuations.

以上、実施の形態1〜3について説明したが、これらの実施の形態のうち、2つ以上を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、1つを部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、2つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。   As mentioned above, although Embodiment 1-3 was demonstrated, you may implement combining 2 or more among these Embodiment. Alternatively, one of these embodiments may be partially implemented. Alternatively, two or more of these embodiments may be partially combined. In addition, it is not limited to these embodiment, A various change is possible as needed.

1 整流回路、2 昇圧チョッパ回路、3 スイッチング回路、4 負荷回路、5 蛍光ランプ、6 出力制御回路、7 昇圧チョッパ制御回路、8 スイッチング制御回路、9 PWM信号、10 PWM変換回路、20 電子負荷装置、21 商用電源AC、22 昇圧チョッパ回路、27 調整回路、201 電子負荷装置、271 調整回路、R1,R2,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10 抵抗、T1 トランス、P1 1次巻線、S1,S2 2次巻線、Q1 スイッチング素子、D1 ダイオード、C1 アルミ電解コンデンサ、Q2,Q3 スイッチング素子、L20 バラストチョーク、C20 直流電圧成分除去コンデンサ、V1 直流電源回路、Q4,Q5 トランジスタ、C2 コンデンサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rectification circuit, 2 Boost chopper circuit, 3 Switching circuit, 4 Load circuit, 5 Fluorescent lamp, 6 Output control circuit, 7 Boost chopper control circuit, 8 Switching control circuit, 9 PWM signal, 10 PWM conversion circuit, 20 Electronic load device , 21 Commercial power supply AC, 22 Boost chopper circuit, 27 Adjustment circuit, 201 Electronic load device, 271 Adjustment circuit, R1, R2, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 resistance, T1 transformer, P1 primary winding Wire, S1, S2 secondary winding, Q1 switching element, D1 diode, C1 aluminum electrolytic capacitor, Q2, Q3 switching element, L20 ballast choke, C20 DC voltage component removal capacitor, V1 DC power supply circuit, Q4, Q5 transistor, C2 Capacitor.

Claims (7)

負荷を備えた電子負荷装置において、
直流電圧を入力し、入力される直流電圧を所定の大きさの電圧に変換して出力する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路により出力された直流電圧をスイッチング素子のスイッチングにより交流電圧に変換するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路により変換された交流電圧を前記負荷に供給する負荷回路とを備え、
前記電圧変換回路は、
入力される直流電圧が印加される第1の巻線を備える変圧器と、
入力される直流電圧の大きさに関する値又は前記負荷に供給される交流電圧の大きさに関する値を検出値として検出し、検出した前記検出値に基づいて、前記第1の巻線のインダクタンス値を変化させる調整回路と
を備えることを特徴とする電子負荷装置。
In an electronic load device with a load,
A voltage conversion circuit that inputs a DC voltage, converts the input DC voltage into a voltage of a predetermined magnitude, and outputs it;
A switching circuit that converts the DC voltage output by the voltage conversion circuit into an AC voltage by switching a switching element;
A load circuit for supplying the load with the alternating voltage converted by the switching circuit,
The voltage conversion circuit includes:
A transformer comprising a first winding to which an input DC voltage is applied;
A value related to the magnitude of the input DC voltage or a value related to the magnitude of the AC voltage supplied to the load is detected as a detected value, and the inductance value of the first winding is determined based on the detected value. An electronic load device comprising: an adjusting circuit for changing the electronic load device.
前記変圧器は、
前記第1の巻線と第2の巻線とが巻かれたコアを備え、
前記調整回路は、
前記第2の巻線に直流電圧を印加する直流電源回路を備え、前記直流電源回路により前記第2の巻線に対して検出した前記検出値に応じた大きさの直流電圧を印加することにより、前記第1の巻線のインダクタンス値を変化させることを特徴とする請求項1に記載の電子負荷装置。
The transformer is
A core around which the first winding and the second winding are wound;
The adjustment circuit includes:
A DC power supply circuit for applying a DC voltage to the second winding, and applying a DC voltage having a magnitude corresponding to the detected value detected for the second winding by the DC power supply circuit; 2. The electronic load device according to claim 1, wherein an inductance value of the first winding is changed.
前記負荷は、光源であり、
前記負荷回路は、
前記光源の調光率を示す調光信号を入力し、入力した調光信号に基づいて前記負荷に供給する交流電圧の大きさを制御するための制御信号を出力する信号変換回路と、
前記信号変換回路から出力された制御信号に基づいて、前記負荷に供給する交流電圧の大きさを制御する出力制御回路と
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の電子負荷装置。
The load is a light source;
The load circuit is
A signal conversion circuit that inputs a dimming signal indicating the dimming rate of the light source, and outputs a control signal for controlling the magnitude of the AC voltage supplied to the load based on the input dimming signal;
The electronic load device according to claim 1, further comprising: an output control circuit that controls a magnitude of an AC voltage supplied to the load based on a control signal output from the signal conversion circuit.
前記調整回路は、
入力される直流電圧の電圧値を前記検出値として検出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子負荷装置。
The adjustment circuit includes:
The electronic load device according to claim 1, wherein a voltage value of an input DC voltage is detected as the detection value.
前記調整回路は、
検出した前記電圧値が所定の値以下の場合に、前記第1の巻線のインダクタンス値を低下させることを特徴とする請求項4に記載の電子負荷装置。
The adjustment circuit includes:
The electronic load device according to claim 4, wherein when the detected voltage value is equal to or less than a predetermined value, the inductance value of the first winding is reduced.
前記調整回路は、
前記負荷に供給される交流電圧の電圧値を前記検出値として検出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子負荷装置。
The adjustment circuit includes:
The electronic load device according to claim 1, wherein a voltage value of an AC voltage supplied to the load is detected as the detection value.
前記調整回路は、
前記信号変換回路が出力した制御信号の示す値を前記検出値として検出することを特徴とする請求項3に記載の電子負荷装置。

The adjustment circuit includes:
The electronic load device according to claim 3, wherein a value indicated by a control signal output from the signal conversion circuit is detected as the detection value.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0377289U (en) * 1989-11-27 1991-08-02
JPH05284735A (en) * 1992-03-31 1993-10-29 Toshiba Lighting & Technol Corp Power supply unit and discharge lamp lighting device
JPH06165497A (en) * 1992-11-20 1994-06-10 Matsushita Electric Works Ltd Power supply device
JP2003197393A (en) * 2001-12-25 2003-07-11 Matsushita Electric Works Ltd Discharge lamp lighting device
JP2009289555A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 Toshiba Lighting & Technology Corp Discharge lamp lighting device, and luminaire

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0377289U (en) * 1989-11-27 1991-08-02
JPH05284735A (en) * 1992-03-31 1993-10-29 Toshiba Lighting & Technol Corp Power supply unit and discharge lamp lighting device
JPH06165497A (en) * 1992-11-20 1994-06-10 Matsushita Electric Works Ltd Power supply device
JP2003197393A (en) * 2001-12-25 2003-07-11 Matsushita Electric Works Ltd Discharge lamp lighting device
JP2009289555A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 Toshiba Lighting & Technology Corp Discharge lamp lighting device, and luminaire

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5843953B1 (en) * 2014-12-24 2016-01-13 菊水電子工業株式会社 Electronic load device

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