JP2015216044A - 点灯装置および照明器具 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1にかかる点灯装置100の回路構成図である。点灯装置100は、交流電源1から電力の供給を受けて光源5を点灯させる。点灯装置100は、整流回路2、コンバータ部3、制御回路4を有する。整流回路2は交流電源1から入力した交流電圧を全波整流して直流電圧に変換する。この直流電圧は、コンバータ部3動作中は平滑されず、交流電源1の2倍の周波数を含むリプル電圧となる。
ここでは、コンバータ部3の動作が定常状態で、制御回路4によりスイッチング素子SW1がオンした状態から説明する。スイッチング素子SW1がオンしたとき、スイッチング素子SW1には第1インダクタL1の1次巻き線L1aに流れる電流と第2インダクタL2に流れる電流の合計電流が流れる。
信号発生器12の三角波の電圧が上昇し、誤差増幅器9の出力電圧よりも高くなると、第2比較器13はハイ信号を出力する。したがってフリップフロップ回路11のリセット入力端子Rにハイ信号が入力される。するとフリップフロップ回路11はこれを受けて出力(Q)にロー信号を出力する。これによりスイッチング素子SW1のゲートにOFF信号が入力され、スイッチング素子はオフ状態となり、スイッチング素子SW1の電流が遮断される。
スイッチング素子SW1がオフすると、第1インダクタL1に蓄えられたエネルギは、カップリングコンデンサC2及びダイオードD1を介して、出力平滑コンデンサC3に放出される。同時に、第2インダクタL2に蓄えられたエネルギも、ダイオードD1を介して出力平滑コンデンサC3に放出される。
第1インダクタL1及び第2インダクタL2がエネルギを放出するため、ダイオードD1を介して負荷側に流れる電流は減少していき、ダイオードD1の電流がゼロになる。すると第1インダクタL1の2次巻き線L1bの電圧VL1bは急速に低下する。
第1比較器10に接続された第2基準電圧E2よりも第1インダクタL1の2次巻き線L1bの発生電圧VL1bの方が低くなると、第1比較器10は信号発生器12にロー信号を出力する。信号発生器12はこれを受けて、フリップフロップ回路11のセット入力端子Sにハイ信号を出力する。これによりフリップフロップ回路11の出力端子Qからハイ信号を出力する。駆動回路14はこれを受けてスイッチング素子SW1のゲートにオン信号を入力し、スイッチング素子SW1を導通状態とする。そして、次のスイッチングサイクルに移る。
IL=Et/L1a
で表される。ここでEは全波整流電圧の瞬時値、L1aは第1インダクタL1の1次巻き線L1aのインダクタンス、tはスイッチング素子SW1がオンしてからの経過時間を表す。これより第1インダクタL1の1次巻き線L1aに流れる電流は全波整流電圧に比例、インダクタンスL1に反比例することがわかる。
図7は、本発明の実施の形態2にかかる点灯装置130の回路構成図である。実施の形態1と同様の構成部分は、同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態2と実施の形態1の違いは、ダイオードD2、D3からなる選択回路132と、制御回路4を駆動するための制御電源回路30とを設けたことである。なお、実施の形態1で示した制御回路4の内部回路は、図7では省略している。しかしながら、制御回路4の内部構成および下記の接続関係については実施の形態1と同様であるものとする。
図12は、本発明の実施の形態3にかかる照明器具200の断面図である。照明器具200は、照明器具本体40、コネクタ41、光源基板42、および点灯装置43を有する。照明器具本体40は、点灯装置43などを取り付けるための筺体である。コネクタ41は、商用電源などの交流電源から電力の供給を受けるための接続部である。光源基板42はLEDなどの電気的光源を実装した基板である。
Claims (10)
- 交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、
前記整流回路の直流出力端子間に接続され、負荷出力端子間に出力平滑コンデンサを有し、前記出力平滑コンデンサと並列に接続された光源に直流電流を供給する変換回路と、
前記出力平滑コンデンサの充電電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出した信号と前記充電電流の電流値目標となる信号を示す目標信号との比較に基づいて、前記充電電流が前記電流値目標に近づくように前記変換回路をフィードバック制御する制御回路と、
を備える点灯装置。 - 前記変換回路は、
前記整流回路の2つの直流出力端子間に並列に接続された第1コンデンサと、
一端が前記第1コンデンサの一端に接続された第1インダクタと、
第1端子、第2端子、および前記第1、2端子間をスイッチングする制御端子を備え、前記第1端子が前記第1インダクタの他端に接続し、前記第1インダクタを介して前記第1コンデンサと並列接続した第1スイッチング素子と、
一端が前記第1端子に接続された第2コンデンサと、
一端が前記第2コンデンサの他端に接続され、前記第2コンデンサを介して前記第1スイッチング素子と並列接続された第2インダクタと、
一端が前記第2インダクタの一端に接続した第1ダイオードと、
前記第1ダイオードの他端に接続され、前記第1ダイオードを介して前記第2インダクタと並列に接続するとともに、光源と並列に接続すべき前記出力平滑コンデンサと、
を備えたSEPIC回路である請求項1に記載の点灯装置。 - 前記電流検出部は、前記第2インダクタと前記出力平滑コンデンサとを接続する経路内に直列に設けられた抵抗素子からなる請求項2に記載の点灯装置。
- 前記変換回路は、
前記整流回路の2つの直流出力端子に並列接続された第3コンデンサと、
一端が前記第3コンデンサの一端に接続されたトランス1次巻き線と、
第1端子、第2端子、および前記第1、2端子間をスイッチングする制御端子を備え、前記第1端子が前記トランス1次巻き線の他端に接続し、前記第2端子が前記第3コンデンサの他端に接続した第2スイッチング素子と、
前記トランス1次巻き線と磁気的に結合したトランス2次巻き線と、
一端が前記トランス2次巻き線の一端に接続した第2ダイオードと、
前記第2ダイオードの他端に接続され、前記第2ダイオードを介して前記トランス2次巻き線と並列に接続するとともに、光源と並列に接続すべき前記出力平滑コンデンサと、
を備えたフライバックコンバータ回路である請求項1に記載の点灯装置。 - 前記電流検出部は、前記トランス2次巻き線と前記出力平滑コンデンサとを接続する経路内に直列に設けられた抵抗素子からなる請求項4に記載の点灯装置。
- 前記制御回路は、前記電流検出部により検出された信号と前記充電電流の電流値目標となる信号を示す目標信号を比較する誤差増幅器を有し、
前記誤差増幅器は、前記フィードバック制御の応答時間を前記交流電圧の1周期の1/2倍以上とする位相補償回路を備える請求項1〜5のいずれか1項に記載の点灯装置。 - 前記制御回路は、制御電源回路から前記制御回路の駆動用電力の供給を受けて動作し、
前記光源に直流電流が供給される間、前記制御電源回路は、少なくとも前記交流電圧のゼロクロス付近において、前記出力平滑コンデンサから電力の供給を受けて、前記制御回路の駆動用電力を生成する請求項1〜6のいずれか1項に記載の点灯装置。 - 前記整流回路の直流出力から前記制御電源回路へと至る電力経路と、前記出力平滑コンデンサから前記制御電源回路へと至る電力経路と、のうち何れかの経路を選択して前記制御電源回路に電力供給を行う選択回路を有する請求項7に記載の点灯装置。
- 前記選択回路は、第3ダイオードと第4ダイオードのカソード共通接続からなるダイオードOR回路から構成され、前記第3ダイオードのアノードが前記整流回路の直流出力に接続され、前記第3ダイオードのカソードが前記制御電源回路の入力に接続され、前記第4ダイオードのアノードが前記出力平滑コンデンサに接続され、前記第4ダイオードのカソードが前記制御電源回路の入力に接続される請求項8に記載の点灯装置。
- 発光素子を備える光源と、
前記光源を点灯させる点灯装置と、
を備え、
前記点灯装置は、
交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、
前記整流回路の直流出力端子間に接続され、負荷出力端子間に出力平滑コンデンサを有し、前記出力平滑コンデンサと並列に接続された光源に直流電流を供給する変換回路と、
前記出力平滑コンデンサの充電電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出した信号と前記充電電流の電流値目標となる信号を示す目標信号との比較に基づいて、前記充電電流が前記電流値目標に近づくように前記変換回路をフィードバック制御する制御回路と、
を備える照明器具。
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