JP2015186336A - 電源回路及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷に流れる電流を簡易な構成で制御できる電源回路及び照明装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、ブリッジ回路と共振回路と第２インダクタと整流平滑回路と電流検出部と制御部とを備えた電源回路が提供される。ブリッジ回路は、スイッチング素子のオン・オフによって、直流電圧を第１交流電圧に変換する。共振回路は、ブリッジ回路に接続された第１インダクタと、第１インダクタに接続されたコンデンサと、を含む。第２インダクタは、第１インダクタと磁気結合し、第１交流電圧を第２交流電圧に変圧する。整流平滑回路は、第２交流電圧を整流する整流素子を含み、第２交流電圧を直流の出力電圧に変換する。電流検出部は、スイッチング素子及び第１インダクタの少なくとも一方に流れる電流を検出する。制御部は、検出された電流を基に、スイッチング素子を制御する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電源回路及び照明装置に関する。

入力電圧を所定の出力電圧に変換して負荷に供給する電源回路がある。電源回路は、例えば、発光ダイオード（Light-emitting diode：ＬＥＤ）などの発光素子を含む照明装置に用いられている。電源回路は、例えば、発光素子に電力を供給し、発光素子を点灯させる。また、電源回路では、トランスを用いることにより、一次側と二次側とを電気的に絶縁することが行われている。こうした電源回路では、二次側の負荷に流れる電流を簡易な構成で制御できるようにすることが望まれる。

特許第４７９７６３７号

負荷に流れる電流を簡易な構成で制御できる電源回路及び照明装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態によれば、ブリッジ回路と、共振回路と、第２インダクタと、整流平滑回路と、電流検出部と、制御部と、を備えた電源回路が提供される。前記ブリッジ回路は、少なくとも１つのスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のオン・オフによって、直流電圧を第１交流電圧に変換する。前記共振回路は、前記ブリッジ回路に接続された第１インダクタと、前記第１インダクタに接続されたコンデンサと、を含む。前記第２インダクタは、前記第１インダクタと磁気結合し、前記第１交流電圧を前記第２交流電圧に変圧する。前記整流平滑回路は、前記第２交流電圧を整流する整流素子を含み、前記第２交流電圧を直流の出力電圧に変換する。前記電流検出部は、前記スイッチング素子及び前記第１インダクタの少なくとも一方に流れる電流を検出する。前記制御部は、前記電流検出部の検出した前記電流を基に、前記スイッチング素子のオン・オフを制御する。

本発明の実施形態によれば、負荷に流れる電流を簡易な構成で制御できる電源回路及び照明装置を提供することができる。

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２（ａ）〜図２（ｅ）は、電源回路に流れる電流の一例を模式的に表すグラフ図である。 実施形態に係る別の照明装置を模式的に表すブロック図である。

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
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、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（直流負荷）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（Light-emitting diode：ＬＥＤ）などの照明光源１６を有する。照明光源１６は、例えば、有機発光ダイオード（Organic light-emitting diode：ＯＬＥＤ）などでもよい。照明光源１６には、例えば、順方向降下電圧を有する発光素子が用いられる。照明負荷１２は、電源回路１４からの出力電圧の印加及び出力電流の供給により、照明光源１６を点灯させる。出力電圧及び出力電流の値は、照明光源１６に応じて規定される。

電源回路１４は、一対の電源入力端子１４ａ、１４ｂと、一対の電源出力端子１４ｃ、１４ｄと、を有する。各電源入力端子１４ａ、１４ｂには、交流電源２が接続される。照明負荷１２は、各電源出力端子１４ｃ、１４ｄに接続される。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。また、「接続」には、トランスなどを介して磁気的に結合している場合も含むものとする。

交流電源２は、例えば、商用電源である。電源回路１４は、交流電源２から供給される交流の入力電圧ＶＩＮを直流の出力電圧ＶＯＵＴに変換して照明負荷１２に出力することにより、照明光源１６を点灯させる。

電源出力端子１４ｃの電位は、電源出力端子１４ｄの電位よりも高い。例えば、照明光源１６がＬＥＤである場合には、アノードが、電源出力端子１４ｃに接続され、カソードが、電源出力端子１４ｄに接続される。これにより、照明光源１６に順方向の電流が流れ、照明光源１６が点灯する。以下では、各電源出力端子１４ｃ、１４ｄを区別する場合に、電源出力端子１４ｃを高電位出力端子１４ｃと称し、電源出力端子１４ｄを低電位出力端子１４ｄと称す。

電源回路１４は、フィルタ回路２１と、整流回路２２と、力率改善回路２３と、ハーフブリッジ回路２４（ブリッジ回路）と、共振回路２５と、整流平滑回路２６と、を含む。

フィルタ回路２１は、各電源入力端子１４ａ、１４ｂに接続されている。フィルタ回路２１は、例えば、インダクタと、コンデンサと、を含む。フィルタ回路２１は、交流電源２から供給される入力電圧ＶＩＮに含まれるノイズを抑制する。

整流回路２２は、入力端子２２ａ、２２ｂ、高電位端子２２ｃ、及び、低電位端子２２ｄを有する。各入力端子２２ａ、２２ｂは、フィルタ回路２１に接続される。整流回路２２には、フィルタ回路２１によってノイズの抑制された入力電圧ＶＩＮが入力される。フィルタ回路２１は、必要に応じて設けられ、省略可能である。例えば、フィルタ回路２１を省略し、整流回路２２を各電源入力端子１４ａ、１４ｂに接続してもよい。

整流回路２２は、例えば、ダイオードブリッジである。整流回路２２は、例えば、交流の入力電圧ＶＩＮを全波整流し、全波整流後の整流電圧（例えば、脈流電圧）を高電位端子２２ｃと低電位端子２２ｄとの間に生じさせる。高電位端子２２ｃの電位は、低電位端子２２ｄの電位よりも高い。低電位端子２２ｄの電位は、例えば、接地電位または電源回路１４の基準電位である。低電位端子２２ｄの電位は、高電位端子２２ｃの電位よりも低い任意の電位でよい。整流回路２２による入力電圧ＶＩＮの整流は、半波整流でもよい。

力率改善回路２３は、整流回路２２に接続される。力率改善回路２３は、整流電圧において、電源周波数の整数倍の高調波の発生を抑制する。これにより、力率改善回路２３は、整流電圧の力率を改善する。

力率改善回路２３は、例えば、スイッチング素子４１と、インダクタ４２と、ダイオード４３と、コンデンサ４４と、を含む。スイッチング素子４１は、電極４１ａ〜電極４１ｃを有する。インダクタ４２の一端は、高電位端子２２ｃに接続されている。インダクタ４２の他端は、電極４１ａに接続されている。電極４１ｂは、低電位端子２２ｄに接続されている。ダイオード４３のアノードは、電極４１ａに接続されている。ダイオード４３のカソードは、コンデンサ４４の一端に接続されている。コンデンサ４４の他端は、低電位端子２２ｄに接続されている。すなわち、この例において、力率改善回路２３は、昇圧チョッパ回路である。力率改善回路２３は、これに限ることなく、整流電圧の力率を改善することができる任意の回路でよい。

力率改善回路２３は、例えば、スイッチング素子４１をスイッチングさせ、入力電流を正弦波に近づけることにより、整流電圧の力率を改善する。また、力率改善回路２３は、力率改善後の整流電圧をコンデンサ４４で平滑化することにより、整流電圧を直流電圧ＶＤＣに変換する。力率改善回路２３は、例えば、交流１００Ｖ（実効値）の入力電圧ＶＩＮを、約４１０Ｖの直流電圧ＶＤＣに変換する。直流電圧ＶＤＣの値は、これに限ることなく、任意の値でよい。なお、コンデンサ４４は、必要に応じて設けられ、省略可能である。力率改善回路２３は、例えば、力率改善後の整流電圧を出力してもよい。

ハーフブリッジ回路２４は、スイッチング素子５１、５２を含む。スイッチング素子５１は、電極５１ａ〜電極５１ｃを有する。電極５１ａは、コンデンサ４４の高電位側の端子に接続されている。電極５１ｂは、スイッチング素子５２の電極５２ａに接続されている。電極５２ｂは、低電位端子２２ｄに接続されている。この例では、整流回路２２と力率改善回路２３とによって直流電圧源が構成される。スイッチング素子５１、５２は、直流電圧源に対して直列に接続される。直流電圧源は、これに限ることなく、ハーフブリッジ回路２４に対して直流電圧を供給可能な任意の電圧源でよい。

共振回路２５は、コンデンサ５４と、第１インダクタ５５と、を含む。第１インダクタ５５は、ハーフブリッジ回路２４に接続されている。第１インダクタ５５の一端は、電極５１ｂ及び電極５２ａに接続される。すなわち、第１インダクタ５５の一端は、２つのスイッチング素子５１、５２の間に接続される。

コンデンサ５４の一端は、第１インダクタ５５の他端に接続されている。コンデンサ５４の他端は、低電位端子２２ｄに接続されている。この例では、コンデンサ５４が、第１インダクタ５５と低電位端子２２ｄとの間に接続されている。換言すれば、コンデンサ５４は、第１インダクタ５５と基準電位との間に接続される。コンデンサ５４は、例えば、電極５１ｂと第１インダクタ５５との間に接続してもよい。

ハーフブリッジ回路２４は、スイッチング素子５１をオンにし、スイッチング素子５２をオフにすることにより、第１インダクタ５５を介してコンデンサ５４を充電する。そして、ハーフブリッジ回路２４は、スイッチング素子５１をオフにし、スイッチング素子５２をオンにすることにより、第１インダクタ５５を介してコンデンサ５４を放電する。このように、ハーフブリッジ回路２４は、各スイッチング素子５１、５２を交互にオン・オフすることにより、第１インダクタ５５の両端に交流電圧を生じさせる。すなわち、ハーフブリッジ回路２４は、力率改善回路２３から供給される直流電圧ＶＤＣを交流電圧に変換する。

また、共振回路２５は、漏れインダクタンス５５ａを含む。図１では、便宜的に漏れインダクタンス５５ａを第１インダクタ５５と離して図示しているが、実際には、漏れインダクタンス５５ａは、共振回路２５の一部である。漏れインダクタンス５５ａは、図示のように、第１インダクタ５５に直列に接続されたインダクタとして表される。

この例において、共振回路２５は、第１インダクタ５５と漏れインダクタンス５５ａとコンデンサ５４とによって、いわゆるＬＬＣ共振回路を構成する。第１インダクタ５５と漏れインダクタンス５５ａとコンデンサ５４とによって、共振周波数が決定される。これにより、各スイッチング素子５１、５２の動作周波数（スイッチング周波数）を制御することにより、照明負荷１２に供給する電力を制御することができる。

各スイッチング素子４１、５１、５２は、例えば、ｎチャネル形のＦＥＴである。例えば、電極４１ａ、５１ａ、５２ａは、ドレインである。電極４１ｂ、５１ｂ、５２ｂは、ソースである。電極４１ｃ、５１ｃ、５２ｃは、ゲートである。各スイッチング素子４１、５１、５２は、例えば、ｐチャネル形のＦＥＴでもよいし、バイポーラトランジスタやＨＥＭＴなどでもよい。

電源回路１４は、第２インダクタ５６、５７をさらに含む。第２インダクタ５６、５７は、第１インダクタ５５と磁気結合している。従って、第１インダクタ５５に交流電流が流れると、それに応じた交流電流が、第２インダクタ５６、５７に流れる。これにより、第２インダクタ５６、５７は、ハーフブリッジ回路２４から供給される第１交流電圧を第２交流電圧に変圧する。第１インダクタ５５は、例えば、トランスの一次巻線であり、第２インダクタ５６、５７は、例えば、トランスの二次巻線である。第２インダクタ５６、５７は、例えば、ハーフブリッジ回路２４から供給される交流電圧を降圧する。第２交流電圧は、第１交流電圧と異なる。第２交流電圧の実効値は、例えば、第１交流電圧の実効値よりも小さい。

このように、第１インダクタ５５と第２インダクタ５６、５７とによって、一次側と二次側とを電気的に絶縁する。これにより、例えば、照明装置１０の安全性を高めることができる。

第２インダクタ５７は、第２インダクタ５６に直列に接続されている。第２インダクタ５６、５７の接続点は、図示を省略した配線により、低電位端子２２ｄに接続される。第２インダクタ５６、５７の接続点は、低電位端子２２ｄと実質的に同じ電位に設定される。すなわち、第２インダクタ５６、５７の接続点は、基準電位に設定される。

整流平滑回路２６は、整流回路６０と、平滑コンデンサ６４と、を含む。整流回路６０は、整流素子６１、６２を含む。整流回路６０は、例えば、１つのパッケージ６０ｐ内に２つの整流素子６１、６２が設けられた１つの素子である。整流素子６１、６２は、ショットキーバリアダイオードである。整流素子６１、６２は、他のダイオードでもよい。

整流素子６１のアノードは、第２インダクタ５６の第２インダクタ５７と反対側の端部に接続されている。整流素子６１のカソードは、平滑コンデンサ６４の一端に接続されている。整流素子６２のアノードは、第２インダクタ５７の第２インダクタ５６と反対側の端部に接続されている。整流素子６２のカソードは、平滑コンデンサ６４の一端に接続されている。平滑コンデンサ６４の他端は、第２インダクタ５６、５７の接続点に接続されている。

これにより、整流平滑回路２６は、第２インダクタ５６、５７によって降圧された交流電圧を整流素子６１、６２で整流し、整流電圧に変換する。そして、整流平滑回路２６は、整流電圧を平滑コンデンサ６４で平滑化することにより、整流電圧を直流電圧に変換する。すなわち、整流平滑回路２６は、出力電圧ＶＯＵＴを生成する。この例において、整流平滑回路２６は、各整流素子６１、６２により、交流電圧を全波整流する。整流平滑回路２６は、例えば、各整流素子６１、６２のいずれか一方を含み、交流電圧を半波整流する回路でもよい。すなわち、整流平滑回路２６は、各整流素子６１、６２の少なくとも一方を含む回路でよい。

高電位出力端子１４ｃは、平滑コンデンサ６４の高電位側の端子に接続されている。低電位出力端子１４ｄは、第２インダクタ５６、５７の接続点に接続されている。これにより、各電源出力端子１４ｃ、１４ｄの間に出力電圧ＶＯＵＴが出力される。

電源回路１４は、ＰＦＣ（Power Factor Correction）ドライバ３０と、ＨＢ（Half Bridge）ドライバ３１（制御部）と、電流検出部３２と、電流検出抵抗３３と、電源部３４と、をさらに含む。

ＰＦＣドライバ３０は、力率改善回路２３のスイッチング素子４１の電極４１ｃに接続されている。ＰＦＣドライバ３０は、例えば、所定のパルス信号を電極４１ｃに入力することにより、スイッチング素子４１のオン・オフを制御する。すなわち、ＰＦＣドライバ３０は、力率改善回路２３による直流電圧ＶＤＣの生成を制御する。

ＨＢドライバ３１は、ハーフブリッジ回路２４のスイッチング素子５１の電極５１ｃ及びスイッチング素子５２の電極５２ｃに接続されている。ＨＢドライバ３１は、例えば、所定の制御信号を電極５１ｃ、５２ｃに入力することにより、スイッチング素子５１、５２のオン・オフを制御する。すなわち、ＨＢドライバ３１は、ハーフブリッジ回路２４による直流電圧ＶＤＣの交流電圧への変換を制御する。制御信号は、換言すれば、ゲート信号である。

電極５１ｃ、５２ｃに入力する制御信号は、例えば、デューティ比５０％のパルス信号である。電極５２ｃに入力する制御信号のオンのタイミングは、電極５１ｃに入力する制御信号のオンのタイミングと反対である。これにより、各スイッチング素子５１、５２が、交互にオン・オフする。また、ＨＢドライバ３１は、電極５１ｃ、５２ｃに入力する制御信号の周波数を制御する。これにより、第２インダクタ５６、５７に発生する交流電圧の電圧値を制御することができる。

スイッチング素子５１に入力する制御信号のデューティ比は、スイッチング素子５２に入力する制御信号のデューティ比と異なってもよい。但し、電極５１ｃ、５２ｃのそれぞれに入力する各制御信号のデューティ比を同じにする。これにより、例えば、ハーフブリッジ回路２４の動作を安定させることができる。

電流検出抵抗３３は、コンデンサ５４と低電位端子２２ｄとの間に接続されている。従って、この例では、コンデンサ５４が電流検出抵抗３３を介して低電位端子２２ｄに接続される。

電流検出部３２は、電流検出抵抗３３に接続されている。これにより、電流検出部３２は、第１インダクタ５５に流れる電流ＩＬを検出する。電流検出部３２は、例えば、電流検出抵抗３３の電圧により、電流ＩＬを検出する。

電流検出部３２は、ＨＢドライバ３１に接続されている。電流検出部３２は、電流ＩＬの検出結果をＨＢドライバ３１に入力する。電流検出部３２は、検出した電流ＩＬの電流値をＨＢドライバ３１に入力する。ＨＢドライバ３１は、電流検出部３２の検出した電流ＩＬを基に、スイッチング素子５１、５２のオン・オフを制御する。

ＨＢドライバ３１は、例えば、検出された電流ＩＬを基に、スイッチング素子５１、５２の動作周波数を制御する。ＨＢドライバ３１は、例えば、電流ＩＬが設定値よりも高い場合、スイッチング素子５１、５２の動作周波数を遅くする。ＨＢドライバ３１は、例えば、電流ＩＬが設定値よりも低い場合、スイッチング素子５１、５２の動作周波数を速くする。これにより、ＨＢドライバ３１は、電流ＩＬを基に、照明負荷１２に流れる出力電流ＩＯＵＴが実質的に一定になるようにスイッチング素子５１、５２のオン・オフを制御する。

電源部３４は、力率改善回路２３の出力に接続されている。これにより、電源部３４には、直流電圧ＶＤＣが入力される。電源部３４は、例えば、直流電圧ＶＤＣを降圧することにより、直流電圧ＶＤＣからＰＦＣドライバ３０及びＨＢドライバ３１に対応した駆動電圧を生成する。電源部３４は、例えば、４１０Ｖの直流電圧ＶＤＣから１５Ｖの駆動電圧に生成する。電源部３４は、生成した駆動電圧をＰＦＣドライバ３０及びＨＢドライバ３１に供給する。ＰＦＣドライバ３０及びＨＢドライバ３１は、電源部３４からの駆動電圧の供給に応じて動作を開始する。電源部３４は、例えば、ＰＦＣドライバ３０及びＨＢドライバ３１のそれぞれに個別に電力を供給できるようにしてもよい。

ＰＦＣドライバ３０及びＨＢドライバ３１の基準電位は、整流回路２２の低電位端子２２ｄの電位と実質的に同じである。これにより、例えば、ＰＦＣドライバ３０及びＨＢドライバ３１の動作を安定させることができる。

ＰＦＣドライバ３０及びＨＢドライバ３１少なくとも一方は、ソフトウェア制御が可能な半導体素子を含む。ＰＦＣドライバ３０及びＨＢドライバ３１には、例えば、マイクロプロセッサが用いられる。ＰＦＣドライバ３０及びＨＢドライバ３１は、例えば、１つのプロセッサ内に設けもよい。ＰＦＣドライバ３０及びＨＢドライバ３１は、例えば、１つのプロセッサ内に設けられた論理ブロックでもよい。例えば、電流検出部３２は、ＨＢドライバ３１内に設けてもよい。換言すれば、ＨＢドライバ３１に電流検出部３２の機能を持たせてもよい。

図２（ａ）〜図２（ｅ）は、電源回路に流れる電流の一例を模式的に表すグラフ図である。
図２（ａ）は、スイッチング素子５１に流れる電流Ｉｓ１の一例を模式的に表す。
図２（ｂ）は、スイッチング素子５２に流れる電流Ｉｓ２の一例を模式的に表す。
図２（ｃ）は、第１インダクタ５５に流れる電流ＩＬの一例を模式的に表す。
図２（ｄ）は、整流素子６１に流れる電流Ｉｄ１の一例を模式的に表す。
図２（ｅ）は、整流素子６２に流れる電流Ｉｄ２の一例を模式的に表す。

図２（ａ）に表したように、スイッチング素子５１には、スイッチング素子５１のオンのタイミングにおいて、正弦半波状の電流Ｉｓ１が流れる。図２（ｂ）に表したように、スイッチング素子５２には、スイッチング素子５２のオンのタイミングにおいて、正弦半波状の電流Ｉｓ２が流れる。前述のように、スイッチング素子５１、５２は、交互にオン・オフされる。従って、スイッチング素子５２に流れる電流Ｉｓ２は、スイッチング素子５１に流れる電流Ｉｓ１に対して約１８０°位相のずれた電流となる。

スイッチング素子５２をオンにした時に第１インダクタ５５に流れる電流ＩＬの向きは、スイッチング素子５１をオンにした時に第１インダクタ５５に流れる電流ＩＬの向きと逆向きである。従って、図２（ｃ）に表したように、第１インダクタ５５には、スイッチング素子５１、５２のオン・オフにより、正弦波状の電流ＩＬが流れる。

図２（ｄ）に表したように、整流素子６１には、スイッチング素子５１をオンにした時に、正弦半波状の電流Ｉｄ１が流れる。図２（ｅ）に表したように、整流素子６２には、スイッチング素子５２をオンにした時に、正弦半波状の電流Ｉｄ２が流れる。

図２（ａ）〜図２（ｅ）に表したように、共振回路２５の動作周波数において、第１インダクタ５５に流れる電流ＩＬのピーク位相は、スイッチング素子５１に流れる電流Ｉｓ１のピーク位相、及び、スイッチング素子５２に流れる電流Ｉｓ２のピーク位相と略一致する。さらに、第１インダクタ５５に流れる電流ＩＬのピーク位相は、整流素子６１に流れる電流Ｉｄ１のピーク位相、及び、整流素子６２に流れる電流Ｉｄ２のピーク位相と略一致する。このように、電流ＩＬのピーク位相の電流値は、二次側の電流Ｉｄ１、Ｉｄ２のピーク位相の電流値と相関する。

電流検出部３２は、例えば、第１インダクタ５５に流れる電流ＩＬのピーク位相の電流値を検出する。換言すれば、電流検出部３２は、電流ＩＬの最大値を検出する。電流検出部３２は、例えば、正弦波状の電流ＩＬの絶対値の最大値を検出する。そして、電流検出部３２は、検出した電流値をＨＢドライバ３１に入力する。電流検出部３２は、例えば、検出した電流値の絶対値をＨＢドライバ３１に入力する。

ＨＢドライバ３１は、例えば、電流ＩＬのピーク位相の電流値が実質的に一定になるように、スイッチング素子５１、５２の動作周波数を制御する。換言すれば、ＨＢドライバ３１は、電流ＩＬの絶対値の最大値が実質的に一定になるように、スイッチング素子５１、５２の動作周波数を制御する。これにより、出力電流ＩＯＵＴを実質的に一定することができる。

また、ＨＢドライバ３１は、例えば、電流検出部３２で検出された電流値が所定の範囲から外れた場合に、スイッチング素子５１、５２の動作を停止する。すなわち、照明負荷１２への出力電流ＩＯＵＴの供給を停止する。これにより、例えば、過電流や過小電流などの出力異常状態から照明負荷１２を保護することができる。

電流検出部３２は、例えば、スイッチング素子５１、５２の動作周波数からピーク位相を算出し、算出したピーク位相における電流ＩＬの電流値を検出してもよい。この場合には、例えば、スイッチング素子５１、５２の動作に対して、電流ＩＬの位相が変化した場合に、電流値が低下する。これにより、例えば、電流ＩＬの位相の変化を異常として検出することもできる。なお、電流検出部３２で検出する電流ＩＬの位相は、ピーク位相に限ることなく、共振回路２５の動作周波数において、二次側の電流Ｉｄ１、Ｉｄ２と相関する任意の位相でよい。

絶縁型の電源回路において、例えば、出力電圧ＶＯＵＴや出力電流ＩＯＵＴを二次側で検出し、検出結果をフォトカプラを介して一次側の制御部に入力する構成がある。この場合、制御部は、入力された検出結果を基に、出力電流ＩＯＵＴの定電流制御を行う。しかしながら、フォトカプラは、温度による特性の変化や、素子毎の特性のバラツキなどが大きい。このため、フォトカプラは、電源回路の安定した動作の妨げとなる。また、フォトカプラを用いた場合には、一次側と二次側とを適切に絶縁するために、発光部と受光部との間に所定の距離を設けなければならず、電源回路の小型化の妨げにもなる。

このように、二次側の電圧や電流を検出する構成では、フォトカプラなどが必要となり、回路構成が複雑になる。また、二次側の電圧や電流を検出する方法としては、例えば、トランスに結合した別の巻線を用いて二次側の電圧や電流を検出する方法もある。例えば、二次側の高周波電流や電圧により電圧変換される巻線を用いた検出方法もある。しかしながら、これらの方法においても、例えば、トランスや巻線が大型化し、回路が大規模化してしまう。

これに対して、本実施形態に係る電源回路１４では、一次側に設けられた第１インダクタ５５に流れる電流ＩＬに基に、出力電流ＩＯＵＴを制御する。これにより、電源回路１４では、フォトカプラを用いる場合などに比べて、照明負荷１２に流れる出力電流ＩＯＵＴを簡易な構成で制御することができる。例えば、電流検出抵抗３３を用いて電流ＩＬを検出する。これにより、例えば、電源回路１４の回路構成をより簡素にすることができる。電源回路１４では、例えば、部品点数を削減することができる。例えば、電源回路１４をより小型化できる。例えば、電源回路１４の製造コストを抑えることができる。

図３は、実施形態に係る別の照明装置を模式的に表すブロック図である。
図３に表したように、照明装置１００の電源回路１１４では、電流検出抵抗３３が、スイッチング素子５２と低電位端子２２ｄとの間に設けられている。電源回路１１４の電流検出部３２は、スイッチング素子５２に流れる電流Ｉｓ２を検出し、検出結果をＨＢドライバ３１に入力する。電流検出部３２は、例えば、スイッチング素子５２に流れる電流Ｉｓ２のピーク位相の電流値を検出し、検出した電流値をＨＢドライバ３１に入力する。ＨＢドライバ３１は、例えば、電流Ｉｓ２のピーク位相の電流値が実質的に一定になるように、スイッチング素子５１、５２の動作周波数を制御する。

図２（ｂ）及び図２（ｅ）に表したように、スイッチング素子５２に流れる電流Ｉｓ２のピーク位相は、整流素子６２に流れる電流Ｉｄ２のピーク位相と略一致する。電流Ｉｓ２のピーク位相は、電流Ｉｄ２のピーク位相と相関する。従って、電流Ｉｓ２を基に、スイッチング素子５１、５２のオン・オフを制御する。この場合にも、上記と同様に、照明負荷１２に流れる出力電流ＩＯＵＴを簡易な構成で制御することができる。

このように、検出する電流は、スイッチング素子５２に流れる電流Ｉｓ２でもよい。例えば、第１インダクタ５５に流れる電流ＩＬと、スイッチング素子５２に流れる電流Ｉｓ２と、の双方を検出し、各検出結果を基に、スイッチング素子５１、５２のオン・オフを制御してもよい。すなわち、検出する電流は、電流ＩＬと電流Ｉｓ２との少なくとも一方でよい。

例えば、スイッチング素子５１とスイッチング素子５２との間に電流検出抵抗３３を設け、スイッチング素子５１に流れる電流Ｉｓ１を検出してもよい。但し、上記のように、電流検出抵抗３３の一端を低電位端子２２ｄに接続する。すなわち、電流検出抵抗３３の一端を基準電位に設定する。これにより、例えば、電流を容易に検出できる。例えば、電流を検出する回路を簡素にできる。例えば、スイッチング素子５１に流れる電流Ｉｓ１と、スイッチング素子５２に流れる電流Ｉｓ２と、の双方を検出してもよい。

以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明したが、それらに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

なお、照明光源１６はＬＥＤに限らず、例えば、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）やＯＬＥＤ（Organic light-emitting diode）などでもよい。照明負荷１２には、複数の照明光源１６が直列又は並列に接続されていてもよい。

上記各実施形態では、ブリッジ回路として、２つのスイッチング素子５１、５２を含むハーフブリッジ回路２４を示している。ブリッジ回路は、これに限ることなく、例えば、４つのスイッチング素子を含むフルブリッジ回路などでもよい。

上記実施形態では、ＬＬＣ型の共振回路２５を示している。共振回路２５は、これに限ることなく、コンデンサ５４と第１インダクタ５５とを少なくとも含む他の共振回路でもよい。

上記実施形態では、直流負荷として、照明負荷１２を示しているが、これに限ることなく、例えば、ヒータなどの他の直流負荷でもよい。上記実施形態では、電源回路として、照明装置１０に用いられる電源回路１４を示しているが、これに限ることなく、直流負荷に対応する任意の電源回路でよい。

本発明のいくつかの実施形態および実施例を説明したが、これらの実施形態または実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態または実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態または実施例やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２…交流電源、 １０、１００…照明装置、 １２…照明負荷、 １４、１１４…電源回路、 １６…照明光源、 ２１…フィルタ回路、 ２２…整流回路、 ２３…力率改善回路、 ２４…ハーフブリッジ回路、 ２５…共振回路、 ２６…整流平滑回路、 ３０…ＰＦＣドライバ、 ３１…ＨＢドライバ、 ３２…電流検出部、 ３３…電流検出抵抗、 ３４…電源部、 ４１…スイッチング素子、 ４２…インダクタ、 ４３…ダイオード、 ４４…コンデンサ、 ５１、５２…スイッチング素子、 ５３…コンデンサ、 ５５…第１インダクタ、 ５６、５７…第２インダクタ、 ６０…整流回路、 ６１、６２…整流素子、 ６４…平滑コンデンサ

Claims (5)

1. 少なくとも１つのスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のオン・オフによって、直流電圧を第１交流電圧に変換するブリッジ回路と、
   前記ブリッジ回路に接続された第１インダクタと、前記第１インダクタに接続されたコンデンサと、を含む共振回路と、
   前記第１インダクタと磁気結合し、前記第１交流電圧を前記第２交流電圧に変圧する第２インダクタと、
   前記第２交流電圧を整流する整流素子を含み、前記第２交流電圧を直流の出力電圧に変換する整流平滑回路と、
   前記スイッチング素子及び前記第１インダクタの少なくとも一方に流れる電流を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部の検出した前記電流を基に、前記スイッチング素子のオン・オフを制御する制御部と、
   を備えた電源回路。
2. 前記電流検出部は、前記共振回路の動作周波数の所定位相の前記電流を検出する請求項１記載の電源回路。
3. 前記電流検出部は、ピーク位相の前記電流を検出する請求項２記載の電源回路。
4. 前記制御部は、前記電流を基に、負荷に流れる出力電流が一定になるように前記スイッチング素子のオン・オフを制御する請求項１〜３のいずれか１つに記載の電源回路。
5. 照明負荷と、
   前記照明負荷に電力を供給する請求項１〜４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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