JP2016073000A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタ回路を小型化する。【解決手段】電源装置１０は、交流入力電圧Ｖｉから直流入力電圧Ｖｄｃを生成する整流回路部１１と、整流回路部１１よりも前段に設けられた第１ノーマルモードフィルタ部１２ａと、整流回路部１１よりも後段に設けられた第２ノーマルモードフィルタ部１２ｂとを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、交流電圧から直流電圧を生成する電源装置に関する。

図１０は、電源装置の一従来例を示す回路図である。本従来例の電源装置２００は、交流電圧Ｖａｃに重畳するノイズ成分を除去するフィルタ回路２１０と、交流電圧Ｖａｃを全波整流して直流電圧（脈流電圧）Ｖｄｃを生成するダイオードブリッジ部２２０と、を有する。なお、フィルタ回路２１０は、コモンモードノイズを除去するコモンモードフィルタ２１１と、ノーマルモードノイズ（ディファレンシャルノイズ）を除去するＸキャパシタ２１２及び２１３と、を含む。

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。

特開２００３−５２１７６号公報

しかしながら、本従来例の電源装置２００では、フィルタ回路２１０がダイオードブリッジ部２２０よりも前段に置かれていた。そのため、コモンモードフィルタ２１１やＸキャパシタ２１２及び２１３として、安全規格品（ＣＥマーク／ＵＬ規格）を用いることが義務付けられることから、その部品サイズが大きくなるという課題があった。

例えば、直管形ＬＥＤランプの電源モジュールでは、幅の狭い長矩形状のプリント回路基板に多数の部品を搭載しなければならないので、各部品はできるだけ小型化されていることが望ましい。しかしながら、安全規格品のコモンモードフィルタやＸキャパシタは小型化が難しく、直管形ＬＥＤランプの細径化を阻害する要因となっていた。

本発明は、本願の発明者により見出された上記の課題に鑑み、フィルタ回路を小型化することのできる電源装置を提供することを目的とする。

本明細書中に開示されている電源装置は、交流入力電圧から直流入力電圧を生成する整流回路部と、前記整流回路部よりも前段に設けられた第１ノーマルモードフィルタ部と、前記整流回路部よりも後段に設けられた第２ノーマルモードフィルタ部と、を有する構成（第１の構成）とされている。

なお、上記第１の構成から成る電源装置において、前記第１ノーマルモードフィルタ部は、前記整流回路部の第１入力端に接続された第１コイルと、前記整流回路部の第２入力端に接続された第２コイルと、を含む構成（第２の構成）にするとよい。

また、上記第１または第２の構成から成る電源装置において、前記第２ノーマルモードフィルタ部は、前記整流回路部の第１出力端に接続された第３コイルと、前記整流回路部の第２出力端に接続された第４コイルと、前記第３コイルの第１端と前記第４コイルの第１端との間に接続された第１キャパシタと、前記第３コイルの第２端と前記第４コイルの第２端との間に接続された第２キャパシタと、を含む構成（第３の構成）にするとよい。

また、上記第１〜第３いずれかの構成から成る電源装置において、前記整流回路部、前記第１ノーマルモードフィルタ部、及び、前記第２ノーマルモードフィルタ部に含まれる回路要素は、いずれも長矩形状のプリント回路基板に搭載されている構成（第４の構成）にするとよい。

また、上記第４の構成から成る電源装置において、前記第１コイルと前記第２コイルの配列方向、及び、前記第３コイルと前記第４コイルの配列方向は、いずれも前記プリント回路基板の幅方向に対して平行である構成（第５の構成）にするとよい。

また、上記第１〜第５いずれかの構成から成る電源装置は、前記直流入力電圧から直流出力電圧を生成して負荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ部をさらに有する構成（第６の構成）にするとよい。

また、上記第１〜第６いずれかの構成から成る電源装置において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、第１端が前記直流入力電圧の入力端に接続されたコイルと、前記コイルの第２端と接地端との間を導通／遮断するスイッチと、アノードが前記コイルの第２端に接続されてカソードが前記直流出力電圧の出力端に接続されたダイオードと、前記直流入力電圧の入力端と前記直流出力電圧の出力端との間に接続されたキャパシタとを含む構成（第７の構成）にするとよい。

また、上記第７の構成から成る電源装置において、前記コイル、前記ダイオード、及び前記キャパシタは、スイッチングループが小さくなるように互いに近接して配置されている構成（第８の構成）にするとよい。

また、本明細書中に開示されている照明機器は、上記第１〜第８いずれかの構成から成る電源装置と、前記電源装置から電力供給を受けて駆動される発光素子と、を有する構成（第９の構成）とされている。

上記第９の構成から成る照明機器において、前記発光素子は、ＬＥＤ［light emitting diode］素子、または、有機ＥＬ［electro-luminescence］素子である構成（第１０の構成）にするとよい。

本明細書中に開示されている発明によれば、フィルタ回路を小型化することのできる電源装置を提供することが可能となる。

ＬＥＤ照明装置１の全体構成例を示すブロック図 ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の一構成例を示す回路図 スイッチング制御ＩＣ３０の一構成例を示すブロック図 ノーマルモードフィルタ部１２ａ及び１２ｂの一構成例を示す回路図 雑音端子電圧の周波数特性図 電源モジュール１０の外観図 スイッチングループの一レイアウト例を示す図 直管形ＬＥＤランプ３の外観図及び断面図 ＬＥＤ照明看板４の分解斜視図 電源装置の一従来例を示す回路図

＜ＬＥＤ照明装置＞
図１は、ＬＥＤ照明装置１の全体構成例を示すブロック図である。本構成例のＬＥＤ照明装置１は、電源モジュール１０と、ＬＥＤモジュール２０と、を有する。

ＬＥＤモジュール２０は、例えば、昼光色（色温度６７００Ｋ）、昼白色（色温度５０００Ｋ）、白色（色温度４２００Ｋ）、温白色（色温度３５００Ｋ）、ないしは、電球色（色温度３０００Ｋ）の光を発するＬＥＤ照明装置１の光源であり、電源モジュール１０から電力供給を受けて発光駆動される単一のＬＥＤ素子、または、直列ないしは並列に接続された複数のＬＥＤ素子を含む。ただし、発光素子はＬＥＤ素子に限定されるものではなく、有機ＥＬ素子などを用いても構わない。

電源モジュール１０は、商用交流電源２からの交流入力電圧Ｖｉ（例えばＡＣ９０〜２６４Ｖ）を直流出力電圧Ｖｏ（例えばＤＣ８２〜９２Ｖ（＠Ｖｄｃ基準））に変換してＬＥＤモジュール２０に供給する電源装置である。電源モジュール１０は、ダイオードブリッジ部１１と、ノーマルモードフィルタ部１２ａ及び１２ｂと、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３と、を含む。また、電源モジュール１０は、交流入力電圧Ｖｉの入力を受け付けるためのライブ端子（Ｌ）及びニュートラル端子（Ｎ）、並びに、直流出力電圧Ｖｏを出力するための正極出力端子（＋）及び負極出力端子（−）を含む。

ダイオードブリッジ部１１は、ノーマルモードフィルタ部１２ａを介して入力される交流入力電圧Ｖｉから直流入力電圧Ｖｄｃ（例えばＤＣ６４〜１８７Ｖ（＠ＧＮＤ基準））を生成する全波整流回路部である。

ノーマルモードフィルタ部１２ａは、交流入力電圧Ｖｉに重畳するノーマルモードノイズを除去する。ノーマルモードフィルタ部１２ａは、ダイオードブリッジ部１１よりも前段に設けられているので、これを形成するディスクリート部品として安全規格品（ＣＥマーク／ＵＬ規格）の使用が義務付けられている。ただし、ノーマルモードフィルタ部１２ａは、その回路要素としてキャパシタやトランスを含まない（詳細は後述）。従って、ノーマルモードフィルタ部１２ａの部品サイズは、従来よりも大幅に小さくなる。

ノーマルモードフィルタ部１２ｂは、直流入力電圧Ｖｄｃに重畳するノーマルモードノイズを除去する。ノーマルモードフィルタ部１２ｂは、ダイオードブリッジ部１１よりも後段に設けられているので、これを形成するディスクリート部品として安全規格品を使用する義務が課されない。従って、ノーマルモードフィルタ部１２ｂについては、サイズの小さいディスクリート部品を優先的に用いるなど、比較的自由度の高い回路設計を行うことが許される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３は、ノーマルモードフィルタ部１２ｂを介して入力される直流入力電圧Ｖｄｃから直流出力電圧Ｖｏを生成してＬＥＤモジュール２０に供給する。

＜ＤＣ／ＤＣコンバータ部＞
図２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の一構成例を示す回路図である。本構成例のＤＣ／ＤＣコンバータ部１３は、１コンバータ方式を採用した非絶縁型の昇圧スイッチング電源回路であり、スイッチング制御ＩＣ３０と、これに外部接続される種々のディスクリート部品（抵抗Ｒ１〜Ｒ１１、キャパシタＣ１〜Ｃ１０、ダイオードＤ１〜Ｄ７、ツェナダイオードＺＤ１、ｐｎｐ型バイポーラトランジスタＱ１、トランスＴＲ１）と、を含む。

スイッチング制御ＩＣ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の制御主体である。スイッチング制御ＩＣ３０は、外部との電気的な接続を確立するための手段として、６本の外部端子（Ｄピン（ドレイン端子）、Ｓピン（ソース端子）、Ｖピン（入力監視端子）、Ｒピン（基準端子）、ＢＰピン（バイパス端子）、及び、ＦＢピン（帰還端子））を有する。

ダイオードＤ１のアノードは、直流入力電圧Ｖｄｃの入力端に接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、キャパシタＣ１の第１端と抵抗Ｒ１の第１端に各々接続されている。抵抗Ｒ１の第２端と抵抗Ｒ２の第１端は、いずれもスイッチング制御ＩＣ３０のＶピンに接続されている。キャパシタＣ１の第２端と抵抗Ｒ２の第２端は、いずれも接地端に接続されている。このように接続されたダイオードＤ１、キャパシタＣ１、並びに、抵抗Ｒ１及びＲ２は、直流入力電圧Ｖｄｃに応じたモニタ電圧Ｖｍを生成するモニタ電圧生成回路として機能する。

トランスＴＲ１は、互いに磁気的に結合された第１巻線Ｌ１と第２巻線Ｌ２を含む。第１巻線Ｌ１の第１端は、直流入力電圧Ｖｄｃの入力端に接続されている。第１巻線Ｌ１の第２端は、ダイオードＤ２のアノードに接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、スイッチング制御ＩＣ３０のＤピンに接続されている。スイッチング制御ＩＣ３０の内部には、ＤピンとＳピンとの間に出力トランジスタ３２（後出の図３を参照）が集積化されている。スイッチング制御ＩＣ３０のＳピンは、接地端に接続されている。スイッチング制御ＩＣ３０のＲピンは、抵抗Ｒ３を介して接地端に接続されている。このように接続されたスイッチング制御ＩＣ３０と第１巻線Ｌ１は、出力トランジスタ３２をオン／オフさせて第１巻線Ｌ１を駆動することにより、直流入力電圧Ｖｄｃを昇圧して所望の直流出力電圧Ｖｏを生成する昇圧スイッチング電源回路の一部として機能する。

ダイオードＤ６のアノードは、第１巻線Ｌ１の第２端に接続されている。ダイオードＤ６のカソードは、直流出力電圧Ｖｏの正極出力端子（＋）（ＬＥＤモジュール２０のアノード端）に接続されている。直流出力電圧Ｖｏの負極出力端子（−）（ＬＥＤモジュール２０のカソード端）は、直流入力電圧Ｖｄｃの入力端に接続されている。キャパシタＣ５の第１端とキャパシタＣ６の第１端は、いずれも直流出力電圧Ｖｏの正極出力端子（＋）に接続されている。キャパシタＣ５の第２端とキャパシタＣ６の第２端は、いずれも直流出力電圧Ｖｏの負極出力端子（−）に接続されている。このように接続されたダイオードＤ６とキャパシタＣ５及びＣ６は、スイッチ電圧Ｖｓｗから直流出力電圧Ｖｏを生成する整流平滑回路として機能する。低スイッチング損失や低スイッチングノイズのためには、ダイオードＤ６として復帰時間の短い素子（いわゆるＦＲＤ［fast recovery diode］）を用いることが望ましい。

ダイオードＤ７のアノードは、直流出力電圧Ｖｏの正極出力端子（＋）に接続されている。ダイオードＤ７のカソードは、キャパシタＣ７の第１端、抵抗Ｒ７の第１端、及び、抵抗Ｒ９の第１端に各々接続されている。抵抗Ｒ７の第２端と抵抗Ｒ８の第１端は、いずれもトランジスタＱ１のベースに接続されている。抵抗Ｒ９の第２端は、トランジスタＱ１のエミッタに接続されている。キャパシタＣ７の第２端と抵抗Ｒ８の第２端は、いずれも直流出力電圧Ｖｏの負極出力端子（−）に接続されている。トランジスタＱ１のコレクタは、抵抗Ｒ１０の第１端に接続されている。抵抗Ｒ１０の第２端は、帰還電圧Ｖｆｂの出力端として、スイッチング制御ＩＣ３０のＦＢピンに接続されている。このように接続されたトランジスタＱ１、抵抗Ｒ７〜Ｒ９、キャパシタＣ７、及び、ダイオードＤ７は、直流出力電圧Ｖｏに応じた帰還電圧Ｖｆｂを生成する帰還電圧生成回路として機能する。

トランスＴＲ１を形成する第２巻線Ｌ２の第１端は、ダイオードＤ５のアノードに接続されている。第２巻線Ｌ２の第２端は、接地端に接続されている。ダイオードＤ５のカソードは、ダイオードＤ４のアノード、キャパシタＣ２の第１端、及び、キャパシタＣ４の第１端に各々接続されている。キャパシタＣ２の第２端とキャパシタＣ４の第２端は、いずれも接地端に接続されている。ダイオードＤ４のカソードは、抵抗Ｒ５の第１端に接続されている。抵抗Ｒ５の第２端は、スイッチング制御ＩＣ３０のＢＰピン（内部電源電圧Ｖｄｄの出力端子）とキャパシタＣ３の第１端に接続されている。キャパシタＣ３の第２端は、接地端に接続されている。このように接続された第２巻線Ｌ２、ダイオードＤ４及びＤ５、キャパシタＣ２〜Ｃ４、並びに、抵抗Ｒ５は、第１巻線Ｌ１のスイッチング駆動に伴って第２巻線Ｌ２に現れる誘起電圧を利用して内部電源電圧Ｖｄｄの生成を補助する補助電源回路として機能する。特に、ダイオードＤ５とキャパシタＣ２及びＣ４は、整流平滑回路として機能し、ダイオードＤ４、抵抗Ｒ５、及び、キャパシタＣ３は、ノイズフィルタ回路として機能する。

抵抗Ｒ６の第１端は、ダイオードＤ５のカソードに接続されている。抵抗Ｒ６の第２端は、ツェナダイオードＺＤ１のカソードに接続されている。ツェナダイオードＺＤ１のアノードは、ダイオードＤ３のアノードと抵抗Ｒ４の第１端に接続されている。ダイオードＤ３のカソードは、スイッチング制御ＩＣ３０のＶピンに接続されている。抵抗Ｒ４の第２端は、接地端に接続されている。このように接続された抵抗Ｒ４及びＲ６、ダイオードＤ３、並びに、ツェナダイオードＺＤ１は、第２巻線Ｌ２に現れる誘起電圧が過電圧状態となったときにモニタ電圧Ｖｍを強制的に引き上げてスイッチング制御ＩＣ３０の過電圧保護機能を発動させるトリガ回路として機能する。なお、第２巻線Ｌ２の誘起電圧が正常範囲内であるときには、ダイオードＤ３が逆バイアス状態となるので、スイッチング制御ＩＣ３０のＶピン側からＢＰピン側に電力が供給されることはない。

キャパシタＣ８の第１端は、直流入力電圧Ｖｄｃの入力端に接続されている。キャパシタＣ８の第２端とキャパシタＣ９の第１端は、いずれも接地端に接続されている。キャパシタＣ９の第２端は、スイッチング制御ＩＣ３０のＦＢピンに接続されている。抵抗Ｒ１１の第１端は、直流入力電圧Ｖｄｃの入力端に接続されている。抵抗Ｒ１１の第２端は、キャパシタＣ１０の第１端に接続されている。キャパシタＣ１０の第２端は、スイッチング制御ＩＣ３０のＦＢピンに接続されている。このように接続された抵抗Ｒ１１及びキャパシタＣ８〜Ｃ１０は、直流入力電圧Ｖｄｃや帰還電圧Ｖｆｂに重畳するノイズを除去するフィルタ回路として機能する。

＜スイッチング制御ＩＣ＞
図３は、スイッチング制御ＩＣ３０の一構成例を示すブロック図である。本構成例のスイッチング制御ＩＣ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の制御主体となる半導体集積回路装置であり、レギュレータ３１と、出力トランジスタ３２と、ゲートドライバ３３と、コントローラ３４とを含む。なお、スイッチ制御ＩＣ３０には、上記回路ブロックのほかにも、異常保護回路などを適宜組み込むことが可能である。

レギュレータ３１は、Ｄピンに印加されるドレイン電圧ＶＤから内部電源電圧Ｖｄｄを生成して、ゲートドライバ３３やコントローラ３４に供給する。

出力トランジスタ３２は、Ｎチャネル型ＭＯＳ［metal oxide semiconductor］電界効果トランジスタである。出力トランジスタ３２のドレインは、Ｄピンに接続されている。出力トランジスタ３２のソースは、Ｓピンに接続されている。出力トランジスタ３２のゲートはゲートドライバ３３の出力端（ゲート信号Ｇ１の印加端）に接続されている。出力トランジスタ３２は、ゲート信号Ｇ１がハイレベルであるときにオンとなり、ゲート信号Ｇ１がローレベルであるときにオフとなる。

ゲートドライバ３３は、コントローラ３４の指示に応じてゲート信号Ｇ１を生成し、これを出力トランジスタ３２のゲートに供給する。

コントローラ３４は、Ｖピンに入力されるモニタ電圧Ｖｍに応じて力率改善制御を行いつつ、ＦＢピンに入力される帰還電圧Ｖｆｂに応じた出力帰還制御を行うことにより、出力トランジスタ３２のスイッチング駆動（ＰＷＭ［pulse width modulation］駆動、または、ＰＦＭ［pulse frequency modulation］駆動）を行う。なお、コントローラ３４における力率改善制御や出力帰還制御の手法については、周知技術を適用すれば足りるので、詳細な説明を割愛する。

＜昇圧動作＞
次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の基本動作（昇圧動作）について説明する。出力トランジスタ３２がオン状態にされると、第１巻線Ｌ１には出力トランジスタ３２を介して接地端に向けたスイッチ電流が流れてその電気エネルギが蓄えられる。このとき、スイッチ電圧Ｖｓｗは、出力トランジスタ３２を介してほぼ接地電圧ＧＮＤまで低下するので、ダイオードＤ６は逆バイアス状態となる。一方、出力トランジスタ３２がオフ状態にされると、第１巻線Ｌ１に蓄積された電気エネルギが逆起電圧として放出される。このとき、ダイオードＤ６は順バイアス状態となるので、ダイオードＤ６を介して流れる電流は、直流出力電圧Ｖｏの正極出力端子（＋）からＬＥＤモジュール２０のアノード端に流れ込むとともに、キャパシタＣ５及びＣ６を介して直流出力電圧Ｖｏの負極出力端子（−）にも流れ込む。上記の動作が繰り返されることにより、ＬＥＤモジュール２０には、直流入力電圧Ｖｄｃを昇圧した直流出力電圧Ｖｏが供給される。

ただし、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３の出力方式は、何ら昇圧型に限定されるものではなく、降圧型であってもよいし、昇降圧型ないしは反転型であってもよい。

＜ノーマルモードフィルタ部＞
図４は、ノーマルモードフィルタ部１２ａ及び１２ｂの一構成例を示す回路図である。本図の構成例では、ダイオードブリッジ部１１とノーマルモードフィルタ部１２ａ及び１２ｂのほか、フューズＦ１とバリスタＺＮＲ１及びＺＮＲ２が描写されている。フューズＦ１の第１端は、ライブ端子（Ｌ）に接続されている。フューズＦ１の第２端は、ノーマルモードフィルタ部１２ａ（コイルａ１の第１端）に接続されている。バリスタＺＮＲ１は、フューズＦ１の第２端に接続されている。バリスタＺＮＲ１の第２端は、ニュートラル端子（Ｎ）に接続されている。バリスタＺＮＲ２の第１端は、ダイオードブリッジ部１１の第１出力端に接続されている。バリスタＺＮＲ２の第２端は、ダイオードブリッジ部１１の第２出力端に接続されている。このように接続されたフューズＦ１とバリスタＺＮＲ１及びＺＮＲ２は、サージ保護回路として機能する。

ノーマルモードフィルタ部１２ａは、コイルａ１及びａ２（例えば各４７０μＨ）と抵抗ａ３及びａ４（例えば各４．７ｋΩ）を含む。コイルａ１の第１端は、フューズＦ１を介してライブ端子（Ｌ）に接続されている。コイルａ１の第２端は、ダイオードブリッジ部１１の第１入力端に接続されている。コイルａ２の第１端は、ニュートラル端子（Ｎ）に接続されている。コイルａ２の第２端は、ダイオードブリッジ部１１の第２入力端に接続されている。抵抗ａ３及びａ４はそれぞれコイルａ１及びａ２に並列接続されている。

ノーマルモードフィルタ部１２ｂは、コイルｂ１及びｂ２（例えば各４７０μＨ）と、抵抗ｂ３及びｂ４（例えば各４．７ｋΩ）と、キャパシタｂ５及びｂ６（例えば各０．１μＦ）と、を含む。コイルｂ１の第１端は、ダイオードブリッジ部１１の第１出力端に接続されている。コイルｂ１の第２端は、直流入力電圧Ｖｄｃの印加端に接続されている。コイルｂ２の第１端は、ダイオードブリッジ部１１の第２出力端に接続されている。コイルｂ２の第２端は、接地端にされている。抵抗ｂ３及びｂ４は、それぞれコイルｂ１及びｂ２に並列接続されている。キャパシタｂ５は、コイルｂ１の第１端とコイルｂ２の第１端との間に接続されている。キャパシタｂ６は、コイルｂ１の第２端とコイルｂ２の第２端との間に接続されている。

ノーマルモードフィルタ部１２ｂは、いわゆるΠ型フィルタ（ＬＣフィルタ）であり、そのカットオフ周波数ｆｃは、コイルｂ１及びｂ２のインダクタンス値をＬｂとし、キャパシタｂ３及びｂ４のキャパシタンス値をＣｂとした場合、ｆｃ＝１／｛２π・√（Ｌｂ×Ｃｂ）｝という算出式で求めることができる。従って、インダクタンス値Ｌｂやキャパシタンス値Ｃｂは、カットオフ周波数ｆｃがスイッチング周波数ｆｓｗ（例えば６６ｋＨｚ）よりも低くなるように適宜設定してやればよい。

＜低周波ノイズ対策＞
図５は、雑音端子電圧（ＲＦＩ［radio frequency interference］電圧）の周波数特性図（ノイズスペクトル）である。なお、実線はライブ端子（Ｌ）における雑音端子電圧のピーク値検波結果を示しており、破線はニュートラル端子（Ｎ）における雑音端子電圧のピーク値検波結果を示している。また、一点鎖線及び二点鎖線は、それぞれ、ＣＩＳＰＲ１５（「電気照明及び類似機器の無線妨害波特性の許容値及び測定法」）で定められた基準値（ＱＰ［quasi-peak］基準値及びＡＶ［average］基準値）を示している。

本図で示したように、ノーマルモードフィルタ１２ａ及び１２ｂを備えた電源モジュール１０であれば、部品サイズの大きいＸキャパシタやコモンモードフィルタを用いることなく、雑音端子電圧をＣＩＳＰＲ１５で定められた基準値未満に抑えることができる。

＜基板レイアウト＞
図６は、電源モジュール１０の外観図（平面図及び部分側面図）である。本図で示したように、電源モジュール１０に含まれる先出の回路要素は、いずれも、幅の狭い長矩形状（帯状）のプリント回路基板１００（例えば、長辺Ｌ＝２９５ｍｍ、短辺Ｗ＝１８．５ｍｍ）に搭載されている。

具体的には、紙面の左側から順に、フューズＦ１、バリスタＺＮＲ１、ノーマルモードフィルタ部１２ａ、ダイオードブリッジ部１１、ノーマルモードフィルタ部１２ｂ、トランスＴＲ１、スイッチング制御ＩＣ３０といった順に、各回路要素がプリント回路基板１００の長手方向に沿って配列されている。

ここで、ダイオードブリッジ部１１よりも前段に設けられたノーマルモードフィルタ部１２ａには、部品サイズの大きいキャパシタやトランスが含まれていない。また、ダイオードブリッジ部１１よりも後段に設けられているノーマルモードフィルタ部１２ｂには、安全規格品の使用義務がないので、できるだけサイズの小さいディスクリート部品を優先的に用いることができる。その結果、ノーマルモードフィルタ部１２ａ及び１２ｂの高さＨを従来よりも大幅に下げることができる（例えばＨ＝１０ｍｍ→５．０ｍｍ）。

また、コイルａ１とコイルａ２の配列方向、及び、コイルｂ１とコイルｂ２の配列方向は、いずれもプリント回路基板１００の幅方向に対して平行（長手方向に対して垂直）とされている。すなわち、コイルａ１及びａ２、並びに、コイルｂ１及びｂ２については、プリント回路基板１００の長手方向における搭載位置がそれぞれ同一とされている。

このような基板レイアウトを採用することにより、ライブ端子（Ｌ）及びニュートラル端子（Ｎ）からコイルａ１及びａ２までの配線長を同一とし、コイルａ１及びａ２からダイオードブリッジ部１１までの配線長を同一とし、ダイオードブリッジ部１１からコイルｂ１及びｂ２までの配線長を同一とすることができる。従って、ライブ端子（Ｌ）とニュートラル端子（Ｎ）に各々現れる雑音端子電圧のノイズスペクトルを互いに一致させることが可能となる（図５の実線と破線を比較参照）。

なお、コイルａ１及びａ２、並びに、コイルｂ１及びｂ２としては、コイルが露出した開放型コイルや、コイルの側面が被覆されたドラム型コイルではなく、コイルとボビンがケース内に封止された小型（例えば高さ４．５ｍｍ）のシールド型コイルを用いることが望ましい。このようなシールド型コイルを用いることにより、漏れインダクタンスを極力低減することができるので、フィルタ特性の最適化を図ることが可能となる。

図７は、スイッチングループを形成する回路要素の一レイアウト例を示す図である。本図の（ａ）欄には、第１巻線Ｌ１、ダイオードＤ６、及び、キャパシタＣ４から成るスイッチングループが回路図として描写されており、（ｂ）欄には、同スイッチングループに相当する電源モジュール１０の部分平面図（図６における破線領域Ｘの拡大図）が描写されている。

本図で示したように、第１巻線Ｌ１、ダイオードＤ６、及び、キャパシタＣ５は、出力トランジスタ３２のオフ時に電流（破線矢印を参照）が流れるスイッチングループを形成している。このスイッチングループが大きいほど、出力トランジスタ３２のオン時に蓄えられた第１巻線Ｌ１の電気エネルギが浪費されやすくなる。

そこで、上記のスイッチングループができるだけ小さくなるように、第１巻線Ｌ１（トランスＴＲ１）、ダイオードＤ６、及び、キャパシタＣ５は、互いに近接して配置されている。このような基板レイアウトを採用することにより、スイッチングループでの電力損失を最小限に抑えて、電源効率を高めることが可能となる。

＜直管形ＬＥＤランプ＞
図８は、直管形ＬＥＤランプ３の外観図（ａ欄）及び領域Ｙの断面図（ｂ欄）である。直管形ＬＥＤランプ３は、先出の電源モジュール１０及びＬＥＤモジュール２０に加えて放熱部材３ａ、支持部材３ｂ、電源ケース３ｃ、及び、カバー３ｄを有する。

放熱部材３ａは、ＬＥＤモジュール２０の放熱を行う部材である。支持部材３ｂは、放熱部材３ａと電源ケース３ｃをカバー３ｄの内部で固定する部材である。電源ケース３ｃは、電源モジュール１０を収納する部材である。電源モジュール１０とＬＥＤモジュール２０との間は、不図示のケーブルにより電気的に接続されている。なお、放熱部材３ａと支持部材３ｂを一体的に形成することも可能である。

カバー３ｄは、放熱部材３ａ、支持部材３ｂ、及び、電源ケース３ｃを収納し、ＬＥＤモジュール２０からの出射光を拡散しつつ透過する直管蛍光灯型（円筒状）の中空部材である。カバー３ｄの色味としては、柔らかくより広がりのある光が得られる乳白色カバーや、より照度の高い光が得られる半透明カバーを用いることができる。また、直管形ＬＥＤランプ３の屋外使用を想定して、カバー３ｄを防水仕様とすることも可能である。

なお、直管形ＬＥＤランプ３は、直管蛍光灯に代えて既存の取り付け器具に取り付けられるので、カバー３ｄの直径には上限がある。また、近年では、直管形ＬＥＤランプ３の細径化（例えばφ＝３０ｍｍ）も望まれている。

先に説明した電源モジュール１０であれば、Ｘキャパシタやコモンモードフィルタに代えてノーマルモードフィルタ１２ａ及び１２ｂを用いることにより、その薄型化を実現することができるので、上記の要求に応えることができる。

また、放熱部材３ａからケース３ｄの下端部までの距離が長いほど、ＬＥＤモジュール２０からの光がケース３ｄによって散乱されるので、広い配光性を備えた直管形ＬＥＤランプ３となる。従って、電源モジュール１０を薄型化して放熱部材３ａをカバー３ｄの内部でより高い位置に配置すれば、ＬＥＤモジュール１０からカバー３ｄ内側の広い範囲に光が届くようになるので、既存の蛍光灯により近い体感的な明るさを得ることができる。

＜ＬＥＤ照明看板＞
図９は、ＬＥＤ照明看板４の分解斜視図である。ＬＥＤ照明看板４は、先出の電源モジュール１０及びＬＥＤモジュール２０に加えて、ケース４ａと看板４ｂを有する。

ケース４ａは、電源モジュール１０とＬＥＤモジュール２０を収納する箱状の部材である。電源モジュール１０は、ケース４ａの内側面部（奥行１０〜２０ｍｍ程度）に設置される。ＬＥＤモジュール２０は、ケース４ａの底面部に設置されて看板４ｂを背面側から照射する。看板４ｂは、透光性の部材で形成されており、その表面には店名や広告などの意匠が施されている。

＜その他の変形例＞
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

本明細書中に開示されている電源装置は、例えば、直管形ＬＥＤランプやＬＥＤ照明看板の電源モジュールとして利用することが可能である。

１ ＬＥＤ照明装置
２ 商用交流電源
３ 直管形ＬＥＤランプ
３ａ 放熱部材
３ｂ 支持部材
３ｃ 電源ケース
３ｄ カバー
４ ＬＥＤ照明看板
４ａ ケース
４ｂ 看板
１０ 電源モジュール（電源装置）
１１ ダイオードブリッジ部（全波整流回路部）
１２ａ、１２ｂ ノーマルモードフィルタ部
ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２ コイル
ａ３、ａ４、ｂ３、ｂ４ 抵抗
ｂ５、ｂ６ キャパシタ
１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ部
２０ ＬＥＤモジュール
３０ スイッチング制御ＩＣ
３１ レギュレータ
３２ 出力トランジスタ（Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ）
３３ ゲートドライバ
３４ コントローラ
１００ プリント回路基板
Ｒ１〜Ｒ１１ 抵抗
Ｃ１〜Ｃ１０ キャパシタ
Ｄ１〜Ｄ７ ダイオード
ＺＤ１ ツェナダイオード
Ｑ１ ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ
ＴＲ１ トランス
Ｌ１ 第１巻線
Ｌ２ 第２巻線
Ｆ１ フューズ
ＺＮＲ１、ＺＮＲ２ バリスタ

Claims (10)

1. 交流入力電圧から直流入力電圧を生成する整流回路部と、
   前記整流回路部よりも前段に設けられた第１ノーマルモードフィルタ部と、
   前記整流回路部よりも後段に設けられた第２ノーマルモードフィルタ部と、
   を有することを特徴とする電源装置。
2. 前記第１ノーマルモードフィルタ部は、
   前記整流回路部の第１入力端に接続された第１コイルと、
   前記整流回路部の第２入力端に接続された第２コイルと、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
3. 前記第２ノーマルモードフィルタ部は、
   前記整流回路部の第１出力端に接続された第３コイルと、
   前記整流回路部の第２出力端に接続された第４コイルと、
   前記第３コイルの第１端と前記第４コイルの第１端との間に接続された第１キャパシタと、
   前記第３コイルの第２端と前記第４コイルの第２端との間に接続された第２キャパシタと、
   を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置。
4. 前記整流回路部、前記第１ノーマルモードフィルタ部、及び、前記第２ノーマルモードフィルタ部に含まれる回路要素は、いずれも長矩形状のプリント回路基板に搭載されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電源装置。
5. 前記第１コイルと前記第２コイルの配列方向、及び、前記第３コイルと前記第４コイルの配列方向は、いずれも前記プリント回路基板の幅方向に対して平行であることを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
6. 前記直流入力電圧から直流出力電圧を生成して負荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ部をさらに有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電源装置。
7. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、
   第１端が前記直流入力電圧の入力端に接続されたコイルと、
   前記コイルの第２端と接地端との間を導通／遮断するスイッチと、
   アノードが前記コイルの第２端に接続されてカソードが前記直流出力電圧の出力端に接続されたダイオードと、
   前記直流入力電圧の入力端と前記直流出力電圧の出力端との間に接続されたキャパシタと、
   を含むことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の電源装置。
8. 前記コイル、前記ダイオード、及び、前記キャパシタは、スイッチングループが小さくなるように互いに近接して配置されていることを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の電源装置と、
   前記電源装置から電力供給を受けて駆動される発光素子と、
   を有することを特徴とする照明機器。
10. 前記発光素子は、ＬＥＤ［light emitting diode］素子、または、有機ＥＬ［electro-luminescence］素子であることを特徴とする請求項９に記載の照明装置。

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