JP2015065774A - 電源装置および照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態の電源装置は、第1のインダクタと、第1のインダクタを流れる電流の電流値を所定の電流値に制限する電流制御手段であって、ノーマリーオン型の第1のスイッチング素子と、第1のスイッチング素子の主端子に接続された抵抗と、を有する電流制御手段と、電流制御手段と直列に接続され、電流制御手段がオフのときに電流が流れる整流素子と、第1のインダクタと電磁結合し、第1のインダクタの電流が増加しているときは電流制御手段をオンさせる電圧が誘起され、第1のインダクタ素子の電流が減少しているときは電流制御手段をオフさせる電圧が誘起され、誘起された電圧を電流制御手段の制御端子に供給する第2のインダクタと、を備える。
【選択図】図1
Description
図1は、第1の実施形態に係る電源装置を含む照明装置を例示する回路図である。
照明装置1は、直流電圧源2の出力電圧VINを電圧VOUTに変換する電源装置3と、電源装置3の負荷回路となる照明負荷4と、を備えている。直流電圧源2は、例えば商用交流電源とブリッジ形整流回路で構成され、商用交流電源の交流電圧をブリッジ形整流回路で全波整流して直流電圧を出力する。照明負荷4は、照明光源5を有している。照明光源5は、例えばLEDで構成され、電源装置3から電圧VOUTを供給されて点灯する。
図2は、電源装置3の動作を説明するための波形図である。
図2の(a)は第1のインダクタ18の電流IL1、(b)は第1のスイッチング素子14の電流IQ1、(c)は整流素子16の電流ID1、(d)は第1のスイッチング素子14のゲート−ソース間電圧VGSをそれぞれ表す波形図である。
(1)電源電圧VINが、高電位入力端子9と低電位入力端子10との間に印加されるとき、第1のスイッチング素子14は、ノーマリオン型の素子であるため、オン状態にある。すると、高電位入力端子9、第1のスイッチング素子14、抵抗15、第1のインダクタ18、平滑コンデンサ21、低電位入力端子10の経路で電流が流れ、平滑コンデンサ21が充電される。第1のインダクタ18には、電磁エネルギーが蓄積される。第1のスイッチング素子14がオンしているため、整流素子16の両端には、ほぼ電源電圧VINが印加される。逆方向に電圧が印加されるため、整流素子16は、非導通の状態となる。
R15=Vth/Ip
となる。
第1のスイッチング素子14がオンの時、第1のインダクタに印加される電圧は、VIN−VOUTとなる。ただし、電流制御手段6による電圧降下は無視している。第1のインダクタの巻き数をn1、第2のインダクタ19に誘起される電圧をVn2とすると、
Vn2=n2×(VIN−VOUT)/n1
となる。コンデンサ20は、ダイオード17を通して、第2のインダクタに接続された端子を正とする方向に充電される。
Vg=−2×Vg=−2×n2×(VIN−VOUT)/n1
となる。このVgが前記したVthより大きくかつ、ゲートの耐電圧より小さくなる様n2を決定する。
図4は、第2の実施形態に係る電源装置を例示する回路図である。
本実施形態の電源装置22は、第1実施形態の電源装置3に対して、定電圧ダイオード23と、抵抗24〜26と、を追加したものである。コンデンサ20の一端は、第2のインダクタ19に接続され、他端は、抵抗24を通して第1のスイッチング素子14のゲートに接続されている。定電圧ダイオード23は、コンデンサ20と並列に接続されている。定電圧ダイオード23のカソード端子は、第2のインダクタ19に接続され、アノード端子は、抵抗24に接続されている。抵抗25がダイオード17と並列に接続され、抵抗26がコンデンサ21に並列に接続されている。これ以外は、図1の電源装置3と同様とすることができる。
図5は、第3の実施形態に係る電源装置を含む照明装置を例示する回路図である。
照明装置28は、直流電圧源2の出力電圧VINを電圧VOUTに変換する電源装置29と、電源装置29の負荷回路となる照明負荷4と、を備えている。照明負荷4は、照明光源5を有している。
(1a)電源電圧VINが、高電位入力端子9と低電位入力端子10との間に印加されるとき、第1のスイッチング素子14および第2のスイッチング素子27は、ノーマリオン型の素子であるため、オン状態にある。すると、高電位入力端子9、第2のスイッチング素子27、第1のスイッチング素子14、抵抗15、第1のインダクタ18、平滑コンデンサ21、低電位入力端子10の経路で電流が流れ、平滑コンデンサ21は、充電される。第1のインダクタ18には、電磁エネルギーが蓄積される。整流素子16の両端には、ほぼ電源電圧VINが印加される。逆方向に電圧が印加されるため、整流素子16は、非導通の状態となる。
本実施の形態においても、ノーマリオン型素子のソース端子に抵抗を直列に付加し、電流制御手段を構成している。そのため、回路を簡略化でき、少ない部品で電源装置を構成することができるという効果が得られる。
なく、種々の変形が可能である。
Claims (4)
- 第1のインダクタと、
前記第1のインダクタを流れる電流の電流値を所定の電流値に制限する電流制御手段であって、ノーマリオン型の第1のスイッチング素子と、前記第1のスイッチング素子の主端子に接続された抵抗と、を有する電流制御手段と、
前記電流制御手段と直列に接続され、前記電流制御手段がオフの時に電流が流れる整流素子と、
前記第1のインダクタと電磁結合し、前記第1のインダクタの電流が増加しているときは前記電流制御手段をオンさせる電圧が誘起され、前記第1のインダクタ素子の電流が減少しているときは前記電流制御手段をオフさせる電圧が誘起され、誘起された電圧を前記電流制御手段の制御端子に供給する第2のインダクタと、
を備えた電源装置。 - 前記電流制御手段の第1のスイッチング素子がオンの時に前記第1のインダクタに電流を供給するとともに、前記第2のインダクタは、前記第1のインダクタの電流が増加しているときは前記電流制御手段の第1のスイッチング素子をオンさせる電圧が誘起され、前記第1のインダクタ素子の電流が減少しているときは前記電流制御手段の第1のスイッチング素子をオフさせる電圧が誘起され、誘起された電圧を前記電流制御手段の第1のスイッチング素子の制御端子に供給することを特徴とする請求項1記載の電源装置。
- オンの時に前記第1のインダクタに電流を供給する第2のスイッチング素子と、を備え、
前記整流素子は、前記電流制御手段または前記第2のスイッチング素子のいずれかに直列に接続され、前記第2のスイッチング素子がオフの時に電流を流すとともに、
前記第2のインダクタは、前記第1のインダクタの電流が増加しているときは前記第2のスイッチング素子をオンさせる電圧が誘起され、前記第1のインダクタ素子の電流が減少しているときは前記第2のスイッチング素子をオフさせる電圧が誘起され、誘起された電圧を前記第2のスイッチング素子の制御端子に供給することを特徴とする請求項1記載の電源装置。 - 請求項1ないし3のいずれか1つに記載の電源装置と、
前記電源装置の負荷回路となる照明負荷と、
を備えた照明装置。
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