JP2014117051A - 電源回路及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態によれば、電力変換部と、制御部と、制御用電源部と、を備えた電源回路が提供される。前記電力変換部は、電源供給経路を介して供給される導通角制御された交流電圧を変換して負荷に供給する。前記制御部は、前記交流電圧の導通角を検知し、検知した前記導通角に応じて前記電力変換部による電圧の変換を制御する。前記制御用電源部は、前記電源供給経路に電気的に接続された第1分岐経路と、前記第1分岐経路に流れる電流を調整する半導体素子と、前記半導体素子の温度が上限温度以上のときに前記半導体素子に流れる電流を制限する感温素子と、を有し、前記第1分岐経路を介して入力される前記交流電圧を変換して前記制御部に供給する。
【選択図】図1
Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1の実施形態に係る照明装置を模式的に表すブロック図である。
図1に表したように、照明装置10は、照明負荷12(負荷)と、電源回路14と、を備える。照明負荷12は、例えば、発光ダイオード(LED)などの照明光源16を有する。電源回路14は、交流電源2及び調光器3と接続されている。なお、本願明細書において、「接続」とは、電気的な接続を意味し、物理的に接続されていない場合や他の要素を介して接続されている場合も含むものとする。
図2に表したように、電力変換部20は、整流回路30と、平滑コンデンサ32と、直流電圧変換部34と、を有する。
感温素子52の一端は、トランジスタ53のベースに接続されている。感温素子52の他端は、グランドに接続されている。感温素子52は、例えば、FET51の近傍に配置される。感温素子52は、例えば、FET51に接触した状態で実装される。これにより、感温素子52の温度は、FET51の発熱に応じて変化する。この例において、感温素子52は、正の温度特性を有する。すなわち、感温素子52は、温度の上昇にともなって抵抗値を増加させる。感温素子52には、例えば、PTC(Positive Temperature Coefficient)サーミスタが用いられる。
制御部21は、制御用電源部22からの駆動電圧VDRの供給に応じて起動した後、検出電圧VRを基に、調光器3の制御方式の判定を行う。
図3(a)及び図3(b)の横軸は、時間tであり、縦軸は、検出電圧VRである。
図3(a)は、位相制御方式の調光器3から交流電圧VCTが供給された場合の検出電圧VRの波形の一例を表す。
図3(b)は、逆位相制御方式の調光器3から交流電圧VCTが供給された場合の検出電圧VRの波形の一例を表す。
制御部21は、調光器3の制御方式の判定を行った後、交流電圧VCTの導通角の検知を行う。
図4(a)〜図4(c)は、位相制御方式と判定された場合の動作例を表す。
図4(a)〜図4(c)の横軸は、時間tである。図4(a)の縦軸は、検出電圧VRの絶対値である。図4(b)の縦軸は、導通角検知信号CDSである。図4(c)の縦軸は、制御信号CGSである。
図4(a)〜図4(c)に表したように、制御部21は、検出電圧VRの絶対値に対して、第3閾値電圧Vth3と、第4閾値電圧Vth4と、を設定する。第4閾値電圧Vth4の絶対値は、第3閾値電圧Vth3の絶対値よりも大きい。第3閾値電圧Vth3は、例えば、検出誤差の生じない範囲で、限りなく接地電位に近く設定される。
図5(a)〜図5(c)は、逆位相制御方式と判定された場合の動作例を表す。
図5(a)〜図5(c)の横軸は、時間tである。図5(a)の縦軸は、検出電圧VRの絶対値である。図5(b)の縦軸は、導通角検知信号CDSである。図5(c)の縦軸は、制御信号CGSである。
図5(a)〜図5(c)に表したように、制御部21は、逆位相制御方式であると判定した場合、検出電圧VRの絶対値に対して、第5閾値電圧Vth5を設定する。そして、制御部21は、検出電圧VRの絶対値が第5閾値電圧Vth5以上であるか否かを判定する。
図6では、この例の制御用電源部111及び電流調整部23のみを表している。電力変換部20や制御部21などの構成は、上記実施形態の構成と実質的に同じであるから、ここでの図示及び説明は省略する。以下同様に、別の実施形態の説明において、既に説明した部材に関する図示及び説明は省略する。
図6に表したように、制御用電源部111では、感温素子52と抵抗54との位置が、上記の制御用電源部22の感温素子52と抵抗54との位置に対して入れ替えられている。すなわち、この例において、感温素子52の一端は、抵抗54の一端、及び、トランジスタ53のベースに接続されている。感温素子52の他端は、整流回路30の高電位端子30cに接続されている。抵抗54の一端は、トランジスタ53のベースに接続されている。抵抗54の他端は、グランドに接続されている。
図7は、第2の実施形態に係る電源回路を模式的に表す回路図である。
図7に表したように、制御用電源部121では、トランジスタ53及び抵抗54が省略され、抵抗44の代わりに感温素子52が用いられている。すなわち、この例において、感温素子52は、感温素子52の一端は、FET51のソース電極51Sに接続され、感温素子52の他端は、整流素子43のアノードに接続されている。この例において、感温素子52は、FET51のソース電極51Sとグランドとの間に電気的に接続されている。
図8に表したように、制御用電源部122では、電流調整部23において、抵抗61の代わりに感温素子63が設けられている。感温素子63には、例えば、正の温度特性を有する素子、温度ヒューズまたはヒューズ抵抗のいずれかを用いる。こうすれば、スイッチング素子62の短絡にともなうFET51の発熱も適切に抑制することができる。
図9は、第3の実施形態に係る電源回路を模式的に表す回路図である。
図9に表したように、制御用電源部131では、第1の実施形態の制御用電源部22に対して、トランジスタ53及び抵抗54が省略されている。そして、制御用電源部131では、感温素子52が、第1分岐経路40とFET51のドレイン電極51Dとの間に電気的に接続されている。感温素子52の一端は、整流素子41のカソード及び整流素子42のカソードに接続されている。感温素子52の他端は、FET51のドレイン電極51Dに接続されている。
図10に表したように、制御用電源部132には、制御用電源部131の構成に加えて感温素子55が設けられている。感温素子55は、感温素子52に対して並列に接続されている。これにより、各素子の特性バラツキを抑え、FET51の温度の検知や電流の制限をより適切に行うことができる。なお、並列に接続する感温素子の数は、2つに限ることなく、3つ以上でもよい。また、制御用電源部22や制御用電源部121の構成において、複数の感温素子を並列に接続してもよい。
Claims (10)
- 電源供給経路を介して供給される導通角制御された交流電圧を変換して負荷に供給する電力変換部と、
前記交流電圧の導通角を検知し、検知した前記導通角に応じて前記電力変換部による電圧の変換を制御する制御部と、
前記電源供給経路に電気的に接続された第1分岐経路と、前記第1分岐経路に流れる電流を調整する半導体素子と、前記半導体素子の温度が上限温度以上のときに前記半導体素子に流れる電流を制限する感温素子と、を有し、前記第1分岐経路を介して入力される前記交流電圧を変換して前記制御部に供給する制御用電源部と、
を備えた電源回路。 - 前記半導体素子は、
第1主電極と、
前記第1主電極よりも高い電位に設定される第2主電極と、
前記第1主電極と前記第2主電極との間に電流の流れる第1状態と、前記第1主電極と前記第2主電極との間に流れる電流が前記第1状態よりも小さい第2状態と、を切り替えるための制御電極と、
を有し、
前記感温素子は、前記上限温度以上のときに前記制御電極の電位を変化させて前記半導体素子を前記第1状態から前記第2状態にする請求項1記載の電源回路。 - 前記半導体素子は、
第1主電極と、
前記第1主電極よりも高い電位に設定される第2主電極と、
前記第1主電極と前記第2主電極との間に電流の流れる第1状態と、前記第1主電極と前記第2主電極との間に流れる電流が前記第1状態よりも小さい第2状態と、を切り替えるための制御電極と、
を有し、
前記感温素子は、前記第1主電極とグランドとの間に電気的に接続され、前記上限温度以上のときの前記第1主電極とグランドとの間の抵抗値を、前記上限温度未満のときよりも増加させる請求項1記載の電源回路。 - 前記半導体素子は、
第1主電極と、
前記第1主電極よりも高い電位に設定される第2主電極と、
前記第1主電極と前記第2主電極との間に電流の流れる第1状態と、前記第1主電極と前記第2主電極との間に流れる電流が前記第1状態よりも小さい第2状態と、を切り替えるための制御電極と、
を有し、
前記感温素子は、前記第1分岐経路と前記第2主電極との間に電気的に接続され、前記上限温度以上のときの前記第1分岐経路と前記第2主電極との間の抵抗値を、前記上限温度未満のときよりも増加させる請求項1記載の電源回路。 - 前記第1主電極に電気的に接続された第2分岐経路を有し、前記第1分岐経路に流れる電流の一部を前記第2分岐経路に流す導通状態と、流さない非導通状態と、を切り替え可能な電流調整部を、さらに備えた請求項2〜4のいずれか1つに記載の電源回路。
- 前記電力変換部は、前記交流電圧を整流する整流回路と、整流後の電圧を平滑化して第1直流電圧に変換する平滑コンデンサと、前記第1直流電圧を電圧値の異なる第2直流電圧に変換する直流電圧変換部と、を含み、
前記第2主電極には、前記平滑コンデンサにより平滑されていない電圧が印加され、
前記制御電極には、前記平滑コンデンサにより平滑された電圧が印加される請求項2〜5のいずれか1つに記載の電源回路。 - 前記制御用電源部のグランドは、前記直流電圧変換部の入力側のグランドと共通化され、
前記制御部のグランドは、前記直流電圧変換部の出力側のグランドと共通化されている請求項6記載の電源回路。 - 前記感温素子は、PTCサーミスタである請求項1〜7のいずれか1つに記載の電源回路。
- 前記負荷は、照明光源を含む照明負荷であり、
前記交流電圧は、調光器から供給され、
前記制御部は、検知した前記導通角に応じて前記電力変換部を制御することにより、前記調光器の導通角制御に同期して前記照明光源を調光する請求項1〜8のいずれか1つに記載の電源回路。 - 照明光源を含む照明負荷と、
請求項1〜9のいずれか1つに記載の電源回路と、
を備えた照明装置。
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