JP2019213300A - Power supply device and lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、電源装置及び照明装置に関し、より詳細には、スイッチング素子を含むコンバータ回路を備えた電源装置及び照明装置に関する。 The present disclosure relates to a power supply device and a lighting device, and more particularly to a power supply device and a lighting device including a converter circuit including a switching element.
特許文献1には、光源を点灯させる点灯装置が開示されている。特許文献1に記載された点灯装置は、DC−DCコンバータ回路と、制御回路とを備える。DC−DCコンバータ回路は、スイッチング素子を有する。スイッチング素子は、制御回路によってスイッチングされる。このスイッチングによって、DC−DCコンバータ回路に入力された直流電圧が出力電圧に変換され、その変換された出力電圧が光源に出力される。
ところで、スイッチング素子として高耐圧のスイッチング素子を用いることが要求される場合がある。 By the way, it may be required to use a high-breakdown-voltage switching element as the switching element.
しかしながら、特許文献1に記載の点灯装置では、スイッチング素子として高耐圧のスイッチング素子を用いる場合、スイッチング素子の駆動電圧は、制御回路の動作電圧範囲の下限電圧よりも高い電圧になる場合がある。この場合、制御回路は、その動作電圧範囲の下限電圧以上の動作電圧が供給されると起動し、スイッチング素子に駆動電圧を印加し始める。しかし、制御回路の起動直後は、制御回路からスイッチング素子に印加される駆動電圧が必要な電圧に達していない場合があり、この場合、スイッチング素子を安定して駆動できないという問題がある。
However, in the lighting device described in
本開示は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、スイッチング素子の駆動電圧が制御回路の動作電圧よりも高い電圧であっても、スイッチング素子を安定して駆動できる電源装置及び照明装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and provides a power supply device and a lighting device that can stably drive a switching element even when the driving voltage of the switching element is higher than the operating voltage of the control circuit. The purpose is to provide.
本開示の一態様に係る電源装置は、コンバータ回路と、駆動回路と、制御回路と、第1制御電源回路と、第2制御電源回路と、を備える。前記コンバータ回路は、スイッチング素子を含む。前記スイッチング素子は、駆動電圧で駆動する。前記コンバータ回路は、前記スイッチング素子のスイッチングによって第1直流電圧を第2直流電圧に変換し、変換した前記第2直流電圧を負荷に出力する。前記駆動回路は、前記スイッチング素子に前記駆動電圧を印加する。前記制御回路は、前記駆動電圧よりも低い動作電圧で動作し、前記駆動回路を制御する。前記第1制御電源回路は、前記駆動電圧を生成し、生成した前記駆動電圧を前記駆動回路に供給する。前記第2制御電源回路は、前記動作電圧を生成し、生成した前記動作電圧を前記制御回路に供給する。前記第2制御電源回路は、前記第1制御電源回路が前記駆動電圧を前記駆動回路に供給開始した後に、前記制御回路に前記動作電圧を供給する。 A power supply device according to an aspect of the present disclosure includes a converter circuit, a drive circuit, a control circuit, a first control power supply circuit, and a second control power supply circuit. The converter circuit includes a switching element. The switching element is driven with a driving voltage. The converter circuit converts a first DC voltage into a second DC voltage by switching of the switching element, and outputs the converted second DC voltage to a load. The drive circuit applies the drive voltage to the switching element. The control circuit operates at an operating voltage lower than the drive voltage, and controls the drive circuit. The first control power circuit generates the drive voltage and supplies the generated drive voltage to the drive circuit. The second control power supply circuit generates the operating voltage and supplies the generated operating voltage to the control circuit. The second control power supply circuit supplies the operation voltage to the control circuit after the first control power supply circuit starts to supply the drive voltage to the drive circuit.
本開示の一態様に係る照明装置は、前記電源装置と、前記負荷と、を備える。前記負荷は、発光部、発光用駆動回路、又は、定電流制御回路である。前記発光用駆動回路は、発光部を発光させる。前記定電圧制御回路は、前記コンバータ回路の出力電流を一定に制御する。 A lighting device according to an aspect of the present disclosure includes the power supply device and the load. The load is a light emitting unit, a light emitting drive circuit, or a constant current control circuit. The light emission drive circuit causes the light emitting unit to emit light. The constant voltage control circuit controls the output current of the converter circuit to be constant.
本開示によれば、スイッチング素子の駆動電圧が制御回路の動作電圧よりも高い電圧であっても、スイッチング素子を安定して駆動することができる。 According to the present disclosure, the switching element can be stably driven even when the driving voltage of the switching element is higher than the operating voltage of the control circuit.
以下に説明する実施形態は、本開示の種々の実施形態の一つに過ぎない。本開示の実施形態は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外も含み得る。また、下記の実施形態は、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 The embodiment described below is only one of various embodiments of the present disclosure. Embodiments of the present disclosure are not limited to the following embodiments, and may include other embodiments. In addition, the following embodiments can be variously changed according to the design or the like as long as they do not depart from the technical idea according to the present disclosure.
(実施形態)
(1)構成
以下、本実施形態に係る照明装置について図1を参照して説明する。
(Embodiment)
(1) Configuration The lighting device according to the present embodiment will be described below with reference to FIG.
本実施形態に係る照明装置1は、交流電源100からの交流電圧を用いて発光部200を点灯させる装置である。照明装置1は、交流電源100を接続するための一対の接続端子t1,t2と、発光部200を接続するための一対の接続端子t3,t4とを備える。接続端子t1,t2,t3,t4は、電線などを接続するための部品(端子)でもよいし、例えば電子部品のリードや、回路基板に配線として形成された導電体の一部でもよい。
The
照明装置1は、例えばスタジアム用の投光器(照明器具)に用いられる。スタジアムに設置される電気設備は、400V級の交流電源で駆動される場合がある。なお、照明装置1の用途は、スタジアム用の投光器に限定されず、他の照明器具であってもよい。照明装置1の用途は、例えば、トンネルに設置されるトンネル灯、又は、スタジアム以外で用いられる投光器であってもよい。
The
照明装置1では、一対の接続端子t1,t2の間に、標準電圧(公称電圧)が400V級の交流電源100が接続されている。ここで、交流電源100の標準電圧は、例えば415V、420V、440V、又は460Vであるが、交流電源100から供給される交流電圧の電圧値は、標準電圧に対して所定の電圧変動幅で変動してもよい。上記より、交流電源100は、標準電圧が400V以上の電源である。なお、交流電源100は、標準電圧が400V以上600V以下の電源であることが好ましい。また、一対の接続端子t3,t4の間には、発光部200が電気的に接続されている。発光部200は、光源であり、電気的に直列に接続された複数(図示例では2個)の発光ダイオード201を備える。なお、発光ダイオード201の数は、2個に限定されず、3個以上であってもよい。
In the
照明装置1は、電源装置10と、発光部200とを備える。電源装置10は、交流電源100から供給された交流電圧を所要の直流電圧に降圧し、降圧した直流電圧を用いて発光部200を点灯させる装置である。所要の直流電圧とは、発光部200に適した直流電圧(例えば発光部200の定格電圧)である。電源装置10は、フィルタ回路9と、整流平滑回路2と、絶縁型のDC−DCコンバータ回路(以下「コンバータ回路」と記載する。)3と、制御回路4と、駆動回路5と、制御電源回路8と、定電圧制御回路11と、を備える。
The
フィルタ回路9は、交流電源100から供給された交流電圧に含まれるノイズを除去する回路である。フィルタ回路9の一対の入力端子はそれぞれ、一対の接続端子t1,t2に電気的に接続されている。
The
整流平滑回路2は、フィルタ回路9でノイズ除去された交流電圧を整流及び平滑する回路である。整流平滑回路2は、整流回路DB1と、平滑コンデンサC1とを備える。
The rectifying /
整流回路DB1は、フィルタ回路9から入力される交流電圧を整流(例えば全波整流)し、整流した電圧V1を平滑コンデンサC1に出力する。整流回路DB1は、例えば、4つのダイオードで構成されたダイオードブリッジである。整流回路DB1の一対の入力端子はそれぞれ、フィルタ回路9の一対の出力端子に電気的に接続されている。平滑コンデンサC1は、整流回路DB1で整流された電圧V1を平滑化し、平滑した電圧(直流電圧)V2をコンバータ回路3に出力する。電圧V2が整流平滑回路2の出力電圧となる。平滑コンデンサC1は、整流回路DB1の一対の出力端子の間に跨って電気的に接続されている。
The rectification circuit DB1 rectifies the AC voltage input from the filter circuit 9 (for example, full-wave rectification), and outputs the rectified voltage V1 to the smoothing capacitor C1. The rectifier circuit DB1 is, for example, a diode bridge composed of four diodes. The pair of input terminals of the rectifier circuit DB1 are electrically connected to the pair of output terminals of the
コンバータ回路3は、スイッチング素子Q1を含み、スイッチング素子Q1のスイッチングによって、整流平滑回路2で整流平滑化された電圧V2(第1直流電圧)を出力電圧V3(第2直流電圧)に変換する。そして、コンバータ回路3は、変換した出力電圧V3を上記の所要の直流電圧として発光部200(負荷)に出力する。コンバータ回路3は、例えばフライバック方式のコンバータ回路である。
The
コンバータ回路3は、一対の入力端子t11,t12と、一対の出力端子t13,t14と、トランスT1と、スイッチング素子Q1と、抵抗素子R2と、整流平滑回路31とを備える。
The
一対の入力端子t11,t12はそれぞれ、整流平滑回路2の一対の出力端子に電気的に接続されている。一対の出力端子t13,t14はそれぞれ、一対の接続端子t3,t4に電気的に接続されている。入力端子t11,t12及び出力端子t13,t14は、電線などを接続するための部品(端子)でもよいし、例えば電子部品のリードや、回路基板に配線として形成された導電体の一部でもよい。
The pair of input terminals t11 and t12 are electrically connected to the pair of output terminals of the rectifying and smoothing
トランスT1は、整流平滑回路2が電気的に接続される入力側(1次側とも言う)と、発光部200が電気的に接続される出力側(2次側とも言う)と、を電気的に絶縁する機器である。また、トランスT1は、整流平滑回路2の出力電圧V2を上記の所要の直流電圧に変圧(例えば降圧)する機器である。トランスT1は、例えば絶縁型フライバックトランスである。
The transformer T1 electrically connects an input side (also referred to as a primary side) to which the rectifying and smoothing
トランスT1は、一次巻線n1と、二次巻線n2とを備えており、一対の入力端子t11,t12と一対の出力端子t13,t14との間を電気的に絶縁する。一次巻線n1には、整流平滑回路2の出力電圧V2(第1直流電圧)に応じた電流であって、スイッチング素子Q1のスイッチングでオンオフされた電流が通電する。二次巻線n2は、スイッチング素子Q1のスイッチングによって、発光部200に適した電圧(例えば発光部200の定格電圧)の誘導起電力を発生するように構成されている。
The transformer T1 includes a primary winding n1 and a secondary winding n2, and electrically insulates between the pair of input terminals t11 and t12 and the pair of output terminals t13 and t14. The primary winding n1 is energized with a current corresponding to the output voltage V2 (first DC voltage) of the rectifying and smoothing
さらに、トランスT1は、一次側補助巻線n11(別の巻線)と、二次側補助巻線n21とを備える。一次側補助巻線n11は、一次巻線n1とは別にトランスT1の一次側に設けられている。一次側補助巻線n11は、スイッチング素子Q1のスイッチングによって、整流平滑回路2の出力電圧V2(第1直流電圧)よりも低電圧の誘導起電力を発生するように構成されている。例えば、一次側補助巻線n11の巻数は、一次巻線n1の巻数よりも少なく設定されている。二次側補助巻線n21は、二次巻線n2とは別にトランスT1の二次側に設けられている。二次側補助巻線n21は、スイッチング素子Q1のスイッチングによって、定電圧制御回路11の動作に必要な電圧を有する誘導起電力を発生するように構成されている。
The transformer T1 further includes a primary side auxiliary winding n11 (another winding) and a secondary side auxiliary winding n21. The primary side auxiliary winding n11 is provided on the primary side of the transformer T1 separately from the primary winding n1. The primary side auxiliary winding n11 is configured to generate an induced electromotive force having a voltage lower than the output voltage V2 (first DC voltage) of the rectifying and smoothing
トランスT1の一次巻線n1、スイッチング素子Q1及び抵抗素子R2は、互いに直列に接続された状態で、一対の入力端子t11,t12の間に電気的に接続されている。 The primary winding n1, the switching element Q1, and the resistance element R2 of the transformer T1 are electrically connected between the pair of input terminals t11 and t12 while being connected in series with each other.
スイッチング素子Q1は、駆動回路5からの駆動電圧Vg1に応じてスイッチングすることで、整流平滑回路2の出力電流I2である直流電流をチョッパ制御(すなわち直流電流の流れをオンオフ)するスイッチング素子である。スイッチング素子Q1のスイッチングによって、トランスT1の二次巻線n2、一次側補助巻線n11及び二次側補助巻線n21にそれぞれ、誘導起電力が発生する。スイッチング素子Q1は、例えばnチャンネル・エンハンスメント形のMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。より詳細には、スイッチング素子Q1は、制御回路4の動作電圧V4よりも高い駆動電圧Vg1で駆動するスイッチング素子であり、例えばSiC(シリコンカーバイド)−MOSFETである。
The switching element Q1 is a switching element that performs chopper control (that is, turns on and off the flow of DC current) of the DC current that is the output current I2 of the rectifying and smoothing
なお、スイッチング素子Q1の駆動電圧Vg1とは、スイッチング素子Q1を駆動可能な駆動電圧範囲(例えば18V以上)内の電圧である。本実施形態では、スイッチング素子Q1の駆動電圧Vg1として第1閾値電圧(例えば18.6V)の電圧がスイッチング素子Q1に印加される。制御回路4の動作電圧V4とは、制御回路4を動作可能な動作電圧範囲(例えば10V〜26V)内の電圧である。本実施形態では、制御回路4の動作電圧V4として、第2閾値電圧(例えば16.8V)の電圧が制御回路4に供給される。よって、スイッチング素子Q1の駆動電圧Vg1は、制御回路4の動作電圧V4よりも高い電圧である。 The driving voltage Vg1 of the switching element Q1 is a voltage within a driving voltage range (for example, 18 V or more) that can drive the switching element Q1. In the present embodiment, a first threshold voltage (for example, 18.6 V) is applied to the switching element Q1 as the drive voltage Vg1 of the switching element Q1. The operating voltage V4 of the control circuit 4 is a voltage within an operating voltage range (for example, 10V to 26V) in which the control circuit 4 can be operated. In the present embodiment, a voltage of a second threshold voltage (for example, 16.8 V) is supplied to the control circuit 4 as the operating voltage V4 of the control circuit 4. Therefore, the drive voltage Vg1 of the switching element Q1 is higher than the operating voltage V4 of the control circuit 4.
スイッチング素子Q1は、2つの主電極(例えばドレイン及びソース)と、制御電極(例えばゲート)とを有する。以下、2つの主電極のうち、一方の主電極をドレインとし、他方の主電極をソースとし、制御電極をゲートとする。スイッチング素子Q1のドレインは、トランスT1の一次巻線n1の一端部に電気的に接続され、スイッチング素子Q1のソースは、抵抗素子R2に電気的に接続され、スイッチング素子Q1のゲートは、駆動回路5に電気的に接続されている。 The switching element Q1 has two main electrodes (for example, a drain and a source) and a control electrode (for example, a gate). Hereinafter, of the two main electrodes, one main electrode is a drain, the other main electrode is a source, and a control electrode is a gate. The drain of the switching element Q1 is electrically connected to one end of the primary winding n1 of the transformer T1, the source of the switching element Q1 is electrically connected to the resistance element R2, and the gate of the switching element Q1 is a drive circuit. 5 is electrically connected.
整流平滑回路31は、トランスT1の二次巻線n2に発生する誘導起電力を整流平滑化し、整流平滑化した電圧を出力電圧V3として出力端子t13,t14から出力する回路である。整流平滑回路31は、トランスT1の二次巻線n2と一対の出力端子t13,t14との間に設けられている。整流平滑回路31は、ダイオードD1と、平滑コンデンサC2とを有する。
The rectifying and smoothing
ダイオードD1及び平滑コンデンサC2は、互いに直列に接続された状態で、トランスT1の二次巻線n2の両端間に電気的に接続されている。ダイオードD1のカソードは、平滑コンデンサC2に電気的に接続され、ダイオードD1のアノードは、二次巻線n2の一端部に電気的に接続されている。平滑コンデンサC2は、出力端子t13,t14の間に跨って電気的に接続されている。 The diode D1 and the smoothing capacitor C2 are electrically connected between both ends of the secondary winding n2 of the transformer T1 while being connected in series with each other. The cathode of the diode D1 is electrically connected to the smoothing capacitor C2, and the anode of the diode D1 is electrically connected to one end of the secondary winding n2. The smoothing capacitor C2 is electrically connected across the output terminals t13 and t14.
このコンバータ回路3では、スイッチング素子Q1のスイッチングによって、整流平滑回路2の出力電流I2がチョッパ制御される。この結果、トランスT1の二次巻線n2の両端間には、一次巻線n1と二次巻線n2との巻数比に応じた電圧(誘導起電力)が発生する。また、トランスT1の一次側補助巻線n11の両端間には、一次巻線n1と一次側補助巻線n11との巻数比に応じた電圧(誘導起電力)が発生する。また、トランスT1の二次側補助巻線n21の両端間には、一次巻線n1と二次側補助巻線n21との巻数比に応じた電圧(誘導起電力)が発生する。
In the
なお、本実施形態のコンバータ回路3は、フライバック方式のコンバータ回路であるが、コンバータ回路3は、上記の回路構成に限定されず、トランスT1の一次側と二次側とが電気的に絶縁されるような回路構成であれば、適宜変更が可能である。
Although the
駆動回路5は、制御回路4の制御に応じて、スイッチング素子Q1に駆動電圧Vg1を印加する回路である。駆動回路5は、スイッチング素子Q1をオフからオンに切り替えるときは、駆動電圧Vg1をスイッチング素子Q1のゲートに印加し、スイッチング素子Q1をオンからオフに切り替えるときは、スイッチング素子Q1のゲートへの駆動電圧Vg1の印加を解除する。すなわち、スイッチング素子Q1の駆動電圧Vg1は、スイッチング素子Q1をオフからオンに切り替えるためのオン電圧である。駆動回路5は、スイッチング素子Q7,Q8と、抵抗素子R15,R16,R17,R18とを備える。
The
スイッチング素子Q7は、例えばnpn形のバイポーラトランジスタである。スイッチング素子Q8は、例えばpnp形のバイポーラトランジスタである。スイッチング素子Q7,Q8はそれぞれ、2つの主電極(例えばコレクタ及びエミッタ)と制御電極(例えばベース)とを有する。以下、2つの主電極のうち、一方の主電極をコレクタとし、他方の主電極をエミッタとし、制御電極をベースとする。 The switching element Q7 is, for example, an npn bipolar transistor. The switching element Q8 is a pnp bipolar transistor, for example. Each of the switching elements Q7 and Q8 has two main electrodes (for example, a collector and an emitter) and a control electrode (for example, a base). Hereinafter, of the two main electrodes, one main electrode is used as a collector, the other main electrode is used as an emitter, and the control electrode is used as a base.
抵抗素子R15、スイッチング素子Q7、スイッチング素子Q8及び抵抗素子R17は、この順で互いに電気的に直列に接続された直列回路を構成している。この直列回路は、制御電源回路8の後述のコンデンサC3の高電位側の端部と入力端子t12との間に、電気的に接続されている。抵抗素子R15の一端部がコンデンサC3の一端部に電気的に接続され、抵抗素子R17の一端部が入力端子t12に電気的に接続されている。
The resistance element R15, the switching element Q7, the switching element Q8, and the resistance element R17 form a series circuit that is electrically connected in series in this order. This series circuit is electrically connected between the high-potential-side end of a later-described capacitor C3 of the control
スイッチング素子Q7,Q8のエミッタ同士は、互いに電気的に接続されている。スイッチング素子Q7のコレクタは、抵抗素子R15を介してコンデンサC3に電気的に接続されている。スイッチング素子Q8のコレクタは、抵抗素子R17を介して入力端子t12に電気的に接続されている。スイッチング素子Q7,Q8の接続点は、スイッチング素子Q1のゲートに電気的に接続されている。スイッチング素子Q7,Q8のベース同士は、互いに電気的に接続されて、抵抗素子R16を介して制御回路4の制御端子P1に電気的に接続されている。抵抗素子R16と制御端子P1との接続点と、抵抗素子R17と入力端子t12との接続点との間には、抵抗素子R18が電気的に接続されている。 The emitters of the switching elements Q7 and Q8 are electrically connected to each other. The collector of the switching element Q7 is electrically connected to the capacitor C3 via the resistance element R15. The collector of the switching element Q8 is electrically connected to the input terminal t12 via the resistance element R17. The connection point of the switching elements Q7 and Q8 is electrically connected to the gate of the switching element Q1. The bases of the switching elements Q7 and Q8 are electrically connected to each other, and are electrically connected to the control terminal P1 of the control circuit 4 via the resistance element R16. A resistance element R18 is electrically connected between a connection point between the resistance element R16 and the control terminal P1 and a connection point between the resistance element R17 and the input terminal t12.
制御電源回路8は、制御回路4に動作電圧V4を供給すると共に、駆動回路5にスイッチング素子Q1の駆動電圧Vg1を供給する回路である。制御電源回路8は、抵抗素子R1,R3と、ダイオードD3,D4と、第1制御電源回路81と、第2制御電源回路82とを備える。
The control
第1制御電源回路81は、スイッチング素子Q1の駆動電圧Vg1を生成し、生成した駆動電圧Vg1を駆動回路5に供給する回路である。第1制御電源回路81は、コンバータ回路3の始動前は、整流平滑回路2の出力電圧V2(第1直流電圧)を用いて駆動電圧Vg1を生成する。また、第1制御電源回路81は、コンバータ回路3の動作中は、一次側補助巻線n11(別の巻線)に発生した電圧V5を用いて、駆動電圧Vg1を生成する。
The first control
なお、コンバータ回路3の動作中は、一次側補助巻線n11に発生した電圧V5だけでなく、整流平滑回路2の出力電圧V2も、第1制御電源回路81に入力される。しかし、コンバータ回路3の動作中は、整流平滑回路2の出力電圧V2は、第1制御電源回路81への供給よりもコンバータ回路3への供給が支配的になる。この結果、コンバータ回路3の動作中は、第1制御電源回路81は、実質的に、一次側補助巻線n11の誘電起電力による電圧V5だけを用いて、駆動電圧Vg1を生成する。
During the operation of the
第1制御電源回路81は、コンデンサC3で構成されており、コンデンサC3の充電電圧VC3をスイッチング素子Q1の駆動電圧Vg1として出力する。より詳細には、第1閾値電圧以上のときの充電電圧VC3が、駆動電圧Vg1となる。コンデンサC3は、制御回路4の後述の接地端子P4と、駆動回路5の抵抗素子R15との間に電気的に接続されている。
The first
コンデンサC3の高電位側の端部は、ダイオードD3及び抵抗素子R1を介して整流平滑回路2の高電位側の出力端子に電気的に接続されている。また、コンデンサC3の高電位側の端部は、ダイオードD4及び抵抗素子R3を介してコンバータ回路3の一次側補助巻線n11の一端部に電気的に接続されている。これにより、コンデンサC3は、コンバータ回路3の始動前は、整流平滑回路2の出力電圧によって充電される。また、コンデンサC3は、コンバータ回路3の動作中は、一次側補助巻線n11に発生した電圧V5と、整流平滑回路2の出力電圧V2とを並列に合算した合算電圧によって、充電される。
The end on the high potential side of the capacitor C3 is electrically connected to the output terminal on the high potential side of the rectifying and smoothing
また、コンデンサC3の高電位側の端部は、第2制御電源回路82の後述のスイッチング素子Q5,Q2を介して、制御回路4の後述の電源入力端子P3に電気的に接続されている。コンデンサC3の低電位側の端部は、制御回路4の後述の接地端子P4に電気的に接続されている。
The end of the capacitor C3 on the high potential side is electrically connected to a power input terminal P3 (described later) of the control circuit 4 via switching elements Q5 and Q2 (described later) of the second
第2制御電源回路82は、制御回路4の動作電圧V4を生成し、生成した動作電圧V4を制御回路4に供給する回路である。第2制御電源回路82は、第1制御電源回路81が、制御回路4の動作電圧V4よりも高電圧のスイッチング素子Q1の駆動電圧Vg1を駆動回路5に供給開始した後に、制御回路4に動作電圧V4を供給する。第2制御電源回路82は、第1制御電源回路81によって生成された駆動電圧Vg1から動作電圧V4を生成する。第2制御電源回路82は、入力回路821と、定電圧回路822と、を備える。
The second control
入力回路821は、第1制御電源回路81で生成された駆動電圧Vg1を入力する。入力回路821は、第1制御電源回路81で生成された電圧(すなわちコンデンサC3の充電電圧VC3)が第1閾値電圧未満の場合は、生成した電圧を定電圧回路822に出力しない。入力回路821は、生成した電圧が第1閾値電圧以上の場合は、生成した電圧を、駆動電圧Vg1として定電圧回路822に出力する。入力回路821は、降伏ダイオード(ツェナーダイオードとも呼ぶ。)ZD3と、抵抗素子R11,R12,R13,R14と、スイッチング素子Q4,Q5,Q6と、コンデンサC6と、を備える。
The
スイッチング素子Q4,Q5,Q6,Q2はそれぞれ、例えばnpn形のバイポーラトランジスタである。スイッチング素子Q4,Q5,Q6,Q2はそれぞれ、2つの主電極(例えばコレクタ及びエミッタ)と制御電極(例えばベース)とを有する。以下、2つの主電極のうち、一方の主電極をコレクタとし、他方の主電極をエミッタとし、制御電極をベースとする。 Each of the switching elements Q4, Q5, Q6, and Q2 is, for example, an npn-type bipolar transistor. Each of the switching elements Q4, Q5, Q6, and Q2 has two main electrodes (for example, a collector and an emitter) and a control electrode (for example, a base). Hereinafter, of the two main electrodes, one main electrode is used as a collector, the other main electrode is used as an emitter, and the control electrode is used as a base.
抵抗素子R11、降伏ダイオードZD3及び抵抗素子R12は、互いに電気的に直列に接続されており、コンデンサC3の両端間に電気的に接続されている。降伏ダイオードZD3のカソードは、抵抗素子R11を介してコンデンサC3の高電位側の端部に電気的に接続されており、降伏ダイオードZD3のアノードは、抵抗素子R12を介してコンデンサC3の低電位側の端部に電気的に接続されている。コンデンサC6は、抵抗素子R12に電気的に並列に接続されている。 The resistor element R11, the breakdown diode ZD3, and the resistor element R12 are electrically connected in series with each other, and are electrically connected between both ends of the capacitor C3. The cathode of the breakdown diode ZD3 is electrically connected to the high potential end of the capacitor C3 via the resistor element R11, and the anode of the breakdown diode ZD3 is connected to the low potential side of the capacitor C3 via the resistor element R12. It is electrically connected to the end of the. The capacitor C6 is electrically connected in parallel to the resistance element R12.
降伏ダイオードZD3は、コンデンサC3の充電電圧VC3に応じてオン又はオフに切り替わる。なお、降伏ダイオードZD3のオンとは、降伏ダイオードZD3が導通することであり、降伏ダイオードZD3のオフとは、降伏ダイオードZD3が遮断することである。より詳細には、降伏ダイオードZD3の降伏電圧は、第1閾値電圧(例えば18.6V)と同じ電圧に設定されており、コンデンサC3の充電電圧VC3が第1閾値電圧以上になると、降伏ダイオードZD3は、オフからオンに切り替わる。 The breakdown diode ZD3 is switched on or off according to the charging voltage VC3 of the capacitor C3. The breakdown diode ZD3 is turned on when the breakdown diode ZD3 is turned on, and the breakdown diode ZD3 is turned off when the breakdown diode ZD3 is cut off. More specifically, the breakdown voltage of the breakdown diode ZD3 is set to the same voltage as the first threshold voltage (for example, 18.6V), and when the charging voltage VC3 of the capacitor C3 becomes equal to or higher than the first threshold voltage, the breakdown diode ZD3 Switches from off to on.
抵抗素子R13及びスイッチング素子Q4は、互いに電気的に直列に接続されており、コンデンサC3の両端間に電気的に直列に接続されている。スイッチング素子Q4のコレクタは、抵抗素子R13を介してコンデンサC3の高電位側の端部に電気的に接続され、スイッチング素子Q4のエミッタは、コンデンサC3の低電位側の端部に電気的に接続されている。スイッチング素子Q3のベースは、降伏ダイオードZD3と抵抗素子R12との接続点に電気的に接続されている。スイッチング素子Q4は、降伏ダイオードZD3のオン又はオフに応じてオン又はオフに切り替わる。すなわち、降伏ダイオードZD3がオンのとき、スイッチング素子Q4はオンになり、降伏ダイオードZD3がオフのとき、スイッチング素子Q4はオフになる。 The resistance element R13 and the switching element Q4 are electrically connected in series with each other, and are electrically connected in series between both ends of the capacitor C3. The collector of the switching element Q4 is electrically connected to the high potential end of the capacitor C3 via the resistance element R13, and the emitter of the switching element Q4 is electrically connected to the low potential end of the capacitor C3. Has been. The base of the switching element Q3 is electrically connected to the connection point between the breakdown diode ZD3 and the resistance element R12. The switching element Q4 is switched on or off in accordance with the on / off of the breakdown diode ZD3. That is, when the breakdown diode ZD3 is on, the switching element Q4 is on, and when the breakdown diode ZD3 is off, the switching element Q4 is off.
スイッチング素子Q5は、コンデンサC3の高電位側の端部と制御回路4の電源入力端子P3との間に電気的に接続されている。スイッチング素子Q5のコレクタは、コンデンサC3の高電位側の端部に電気的に接続されており、スイッチング素子Q5のエミッタは、スイッチング素子Q2を介して制御回路4の電源入力端子P3との間に電気的に接続されている。スイッチング素子Q5のベースは、スイッチング素子を介してコンデンサC3の低電位側の端部に電気的に接続されている。抵抗素子R14は、スイッチング素子Q5のコレクタとベースとの間に電気的に接続されている。スイッチング素子Q5は、スイッチング素子Q6のオン又はオフに応じてオフ又はオンに切り替わる。すなわち、スイッチング素子Q6がオンのとき、スイッチング素子Q5はオフになり、スイッチング素子Q6がオフのとき、スイッチング素子Q5はオンになる。そして、スイッチング素子Q5は、そのオン状態で、コンデンサC3の出力電流を定電圧回路822に出力すると共に、コンデンサC3の充電電圧VC3をスイッチング素子Q2に出力する。
The switching element Q5 is electrically connected between the high potential end of the capacitor C3 and the power input terminal P3 of the control circuit 4. The collector of the switching element Q5 is electrically connected to the high potential end of the capacitor C3, and the emitter of the switching element Q5 is connected between the power input terminal P3 of the control circuit 4 via the switching element Q2. Electrically connected. The base of the switching element Q5 is electrically connected to the end on the low potential side of the capacitor C3 via the switching element. Resistance element R14 is electrically connected between the collector and base of switching element Q5. The switching element Q5 is switched off or on according to the on or off of the switching element Q6. That is, when the switching element Q6 is on, the switching element Q5 is off, and when the switching element Q6 is off, the switching element Q5 is on. Switching element Q5, in its ON state, outputs the output current of capacitor C3 to
スイッチング素子Q6は、スイッチング素子Q5のベースとコンデンサC3の低電位側の端部との間に電気的に接続されている。スイッチング素子Q6のコレクタは、スイッチング素子Q5のベースに電気的に接続され、スイッチング素子Q6のエミッタは、コンデンサC3の低電位側の端部に電気的に接続されている。スイッチング素子Q6のベースは、スイッチング素子Q4のコレクタに電気的に接続されている。スイッチング素子Q6は、スイッチング素子Q4のオン又はオフに応じてオフ又はオンに切り替わる。すなわち、スイッチング素子Q4がオンのとき、スイッチング素子Q6はオフになり、スイッチング素子Q4がオフのとき、スイッチング素子Q5はオンになる。 The switching element Q6 is electrically connected between the base of the switching element Q5 and the low potential side end of the capacitor C3. The collector of the switching element Q6 is electrically connected to the base of the switching element Q5, and the emitter of the switching element Q6 is electrically connected to the low potential side end of the capacitor C3. The base of the switching element Q6 is electrically connected to the collector of the switching element Q4. The switching element Q6 is switched off or on according to the on or off of the switching element Q4. That is, when the switching element Q4 is on, the switching element Q6 is off, and when the switching element Q4 is off, the switching element Q5 is on.
定電圧回路822は、入力回路821から出力された駆動電圧Vg1から制御回路4の動作電圧V4を生成し、生成した動作電圧V4が例えば第2閾値電圧に一致して一定になるように、動作電圧V4を制御して、制御回路4に出力する回路である。定電圧回路822は、降伏ダイオードZD1と、抵抗素子R4と、スイッチング素子Q2と、コンデンサC4とを備える。
The
スイッチング素子Q2は、スイッチング素子Q5と制御回路4の電源入力端子P3との間に電気的に接続されている。スイッチング素子Q2のエミッタは、制御回路4の電源入力端子P3に電気的に接続され、スイッチング素子Q2のコレクタは、スイッチング素子Q5のエミッタに電気的に接続されている。スイッチング素子Q2のベースは、降伏ダイオードZD1を介して制御回路4の接地端子P4に電気的に接続されている。降伏ダイオードZD1のカソードは、スイッチング素子Q2のベースに電気的に接続され、降伏ダイオードZD1のアノードは、制御回路4の接地端子P4に電気的に接続されている。抵抗素子R4は、スイッチング素子Q2のコレクタとベースとの間に電気的に接続されている。コンデンサC4は、制御回路4の電源入力端子P3と接地端子P4との間に電気的に接続されている。 The switching element Q2 is electrically connected between the switching element Q5 and the power input terminal P3 of the control circuit 4. The emitter of the switching element Q2 is electrically connected to the power input terminal P3 of the control circuit 4, and the collector of the switching element Q2 is electrically connected to the emitter of the switching element Q5. The base of the switching element Q2 is electrically connected to the ground terminal P4 of the control circuit 4 via the breakdown diode ZD1. The cathode of the breakdown diode ZD1 is electrically connected to the base of the switching element Q2, and the anode of the breakdown diode ZD1 is electrically connected to the ground terminal P4 of the control circuit 4. The resistance element R4 is electrically connected between the collector and base of the switching element Q2. The capacitor C4 is electrically connected between the power input terminal P3 and the ground terminal P4 of the control circuit 4.
スイッチング素子Q2は、降伏ダイオードZD1のオン又はオフに応じてオフ又はオンに切り替わる。すなわち、降伏ダイオードZD1がオンのとき、スイッチング素子Q2はオフとなり、降伏ダイオードZD1がオフのとき、スイッチング素子Q2はオンとなる。そして、スイッチング素子Q2のオン状態で、スイッチング素子Q5の導通電流(すなわちコンデンサC3の充電電荷)をコンデンサC4に出力する。コンデンサC4は、スイッチング素子Q2を導通した電流によって充電される。コンデンサC4の充電電圧VC4が、制御回路4の動作電圧V4として電源入力端子P3に出力される。 The switching element Q2 is turned off or on according to the on or off of the breakdown diode ZD1. That is, when the breakdown diode ZD1 is on, the switching element Q2 is off, and when the breakdown diode ZD1 is off, the switching element Q2 is on. Then, in the ON state of the switching element Q2, the conduction current of the switching element Q5 (that is, the charge of the capacitor C3) is output to the capacitor C4. Capacitor C4 is charged by the current that has passed through switching element Q2. The charging voltage VC4 of the capacitor C4 is output to the power input terminal P3 as the operating voltage V4 of the control circuit 4.
降伏ダイオードZD1は、コンデンサC4の充電電圧VC4に応じてオン又はオフに切り替わる。より詳細には、降伏ダイオードZD1の降伏電圧は、第2閾値電圧(例えば16.8V)と同じ電圧に設定されている。これにより、コンデンサC4の充電電圧VC4が第2閾値電圧以上になると、降伏ダイオードZD1がオンに切り替わる。これにより、スイッチング素子Q2がオフに切り替わり、コンデンサC4の充電が停止される。コンデンサC4の充電電圧VC4が制御回路4の動作電圧V4未満になると、降伏ダイオードZD1がオフに切り替わって、スイッチング素子Q2がオンに切り替わって、コンデンサC4が充電される。このように、コンデンサC4の充電電圧VC4は、第2閾値電圧に一致して一定になるように制御される。 The breakdown diode ZD1 is switched on or off according to the charging voltage VC4 of the capacitor C4. More specifically, the breakdown voltage of the breakdown diode ZD1 is set to the same voltage as the second threshold voltage (for example, 16.8V). Thereby, when the charging voltage VC4 of the capacitor C4 becomes equal to or higher than the second threshold voltage, the breakdown diode ZD1 is turned on. As a result, the switching element Q2 is turned off, and charging of the capacitor C4 is stopped. When the charging voltage VC4 of the capacitor C4 becomes less than the operating voltage V4 of the control circuit 4, the breakdown diode ZD1 is turned off, the switching element Q2 is turned on, and the capacitor C4 is charged. In this way, the charging voltage VC4 of the capacitor C4 is controlled so as to be consistent with the second threshold voltage.
定電圧制御回路11は、コンバータ回路3の出力電圧V3を一定に制御するための回路である。定電圧制御回路11は、コンバータ回路3の出力電圧V3が閾値電圧以上であるか否かを検出し、その検出結果を制御回路4にフィードバックする。定電圧制御回路11は、抵抗素子R7,R8,R9,R10と、フォトカプラPC1と、3端子レギュレータIC2と、定電圧回路111とを備える。
The constant
3端子レギュレータIC2は、例えばシャントレギュレータであり、2つの主電極(例えばカソード及びアノード)と制御電極とを有する。3端子レギュレータIC2は、制御電極に閾値電圧以上の電圧が入力されると、2つの主電極間を導通し(すなわちオンし)、制御電極に閾値電圧未満の電圧が入力されると、2つの主電極間を遮断する(すなわちオフになる)素子である。以下、3端子レギュレータIC2の2つの主電極のうち、一方の主電極をアノードとし、他方の主電極をカソードとする。 The three-terminal regulator IC2 is a shunt regulator, for example, and has two main electrodes (for example, a cathode and an anode) and a control electrode. The three-terminal regulator IC2 conducts (i.e., turns on) between the two main electrodes when a voltage equal to or higher than the threshold voltage is input to the control electrode, and two voltages when the voltage less than the threshold voltage is input to the control electrode. It is an element that blocks (that is, turns off) between main electrodes. Hereinafter, of the two main electrodes of the three-terminal regulator IC2, one main electrode is an anode and the other main electrode is a cathode.
抵抗素子R9及び抵抗素子R10は、互いに電気的に直列に接続されており、出力端子t13と3端子レギュレータIC2との間に電気的に接続されている。また、抵抗素子R7、抵抗素子R8及び3端子レギュレータIC2は、互いに電気的に直列に接続されており、定電圧回路111の後述のスイッチング素子Q3と抵抗素子R10の間に電気的に接続されている。3端子レギュレータIC2のカソードは、抵抗素子R8,R7を介してスイッチング素子Q3のエミッタ(すなわち定電圧回路111の出力端子)に電気的に接続されている。3端子レギュレータIC2のアノードは、抵抗素子R10,R9を介して出力端子t13に電気的に接続されている。3端子レギュレータIC2の制御電極は、抵抗素子R9,R10の接続点に電気的に接続されている。抵抗素子R9,R10は、コンバータ回路3の出力電圧V3を分圧して3端子レギュレータIC2の制御電極に印加する分圧回路を構成する。
The resistance element R9 and the resistance element R10 are electrically connected in series with each other, and are electrically connected between the output terminal t13 and the three-terminal regulator IC2. The resistor element R7, the resistor element R8, and the three-terminal regulator IC2 are electrically connected in series with each other, and are electrically connected between a switching element Q3 (described later) of the
フォトカプラPC1は、発光素子としての発光ダイオードD6と、受光素子としてのフォトトランジスタQ9とを備える。発光ダイオードD6は、抵抗素子R8に電気的に並列に接続されている。発光ダイオードD6のカソードは、抵抗素子R8と3端子レギュレータIC2との接続点に電気的に接続され、発光ダイオードD6のアノードは、抵抗素子R8,R7の接続点に電気的に接続されている。フォトトランジスタQ9は、制御回路4の検出端子P2と接地端子P4との間に電気的に接続されている。 The photocoupler PC1 includes a light emitting diode D6 as a light emitting element and a phototransistor Q9 as a light receiving element. The light emitting diode D6 is electrically connected in parallel to the resistance element R8. The cathode of the light emitting diode D6 is electrically connected to the connection point between the resistance element R8 and the three-terminal regulator IC2, and the anode of the light emitting diode D6 is electrically connected to the connection point between the resistance elements R8 and R7. The phototransistor Q9 is electrically connected between the detection terminal P2 of the control circuit 4 and the ground terminal P4.
3端子レギュレータIC2の制御電極に、コンバータ回路3の出力電圧V3に対する上記の閾値電圧に対応する電圧(対応電圧)以上の電圧が入力されるか否かに応じて、3端子レギュレータIC2は、オン又はオフに切り替わり、オン状態で逆方向に導通する。3端子レギュレータIC2の導通により、定電圧回路111からの電流I6がフォトカプラPC1の発光ダイオードD6に流れる。これにより、発光ダイオードD6が発光し、その光によってフォトカプラPC1の発光ダイオードD6がオン状態になる。この結果、制御回路4の検出端子P2にローレベル信号が入力される。3端子レギュレータIC2のオフ状態では、発光ダイオードD6は通電しないため、フォトトランジスタQ9はオフとなり、制御回路4の検出端子P2には、ハイレベル信号(ローレベル信号よりも高電圧の信号)が入力される。すなわち、検出端子P2に出力される信号がローレベル信号であるか否かに応じて、コンバータ回路3の出力電圧V3が閾値電圧以上であるか否かが制御回路4に知らされる。
The three-terminal regulator IC2 is turned on depending on whether or not a voltage equal to or higher than the voltage (corresponding voltage) corresponding to the threshold voltage with respect to the output voltage V3 of the
定電圧回路111は、トランスT1の二次側補助巻線n21に発生する電圧(誘導起電力)から、定電圧制御回路11の動作電圧V6を生成する。定電圧制御回路11の動作電圧V6とは、定電圧制御回路11を動作させる電圧である。定電圧回路111は、抵抗素子R5,R6と、ダイオードD5と、コンデンサC5と、スイッチング素子Q3と、降伏ダイオードZD2とを備える。
The
スイッチング素子Q3は、例えばnpn形のバイポーラトランジスタである。スイッチング素子Q3は、2つの主電極(例えばコレクタ及びエミッタ)と制御電極(例えばベース)とを有する。以下、スイッチング素子Q3の2つの主電極のうち、一方の主電極をコレクタとし、他方の主電極をエミッタとし、制御電極をベースとする。 The switching element Q3 is, for example, an npn bipolar transistor. The switching element Q3 has two main electrodes (for example, a collector and an emitter) and a control electrode (for example, a base). Hereinafter, of the two main electrodes of the switching element Q3, one main electrode is used as a collector, the other main electrode is used as an emitter, and the control electrode is used as a base.
抵抗素子R5、ダイオードD5及びスイッチング素子Q3は、互いに電気的に直列に接続されており、二次側補助巻線n21の一端部と抵抗素子R7との間に電気的に接続されている。ダイオードD5のカソードは、スイッチング素子Q3のコレクタに電気的に接続され、ダイオードD5のアノードは、抵抗素子R5を介して二次側補助巻線n21の一端部に電気的に接続されている。スイッチング素子Q3のベースは、降伏ダイオードZD2を介して二次側補助巻線n21の他端部に電気的に接続されている。スイッチング素子Q3のエミッタは、抵抗素子R7に電気的に接続され、スイッチング素子Q3のコレクタは、ダイオードD5のカソードに電気的に接続されている。降伏ダイオードZD2のカソードは、スイッチング素子Q3のベースに電気的に接続され、降伏ダイオードZD2のアノードは、二次側補助巻線n21の他端部に電気的に接続されている。抵抗素子R6は、スイッチング素子Q3のコレクタとベースとの間に電気的に接続されている。コンデンサC5は、スイッチング素子Q3のコレクタと、降伏ダイオードZD2のカソードに電気的に接続されている。 The resistance element R5, the diode D5, and the switching element Q3 are electrically connected to each other in series, and are electrically connected between one end of the secondary auxiliary winding n21 and the resistance element R7. The cathode of the diode D5 is electrically connected to the collector of the switching element Q3, and the anode of the diode D5 is electrically connected to one end of the secondary auxiliary winding n21 via the resistance element R5. The base of the switching element Q3 is electrically connected to the other end of the secondary side auxiliary winding n21 via the breakdown diode ZD2. The emitter of the switching element Q3 is electrically connected to the resistance element R7, and the collector of the switching element Q3 is electrically connected to the cathode of the diode D5. The cathode of the breakdown diode ZD2 is electrically connected to the base of the switching element Q3, and the anode of the breakdown diode ZD2 is electrically connected to the other end of the secondary auxiliary winding n21. Resistance element R6 is electrically connected between the collector and base of switching element Q3. The capacitor C5 is electrically connected to the collector of the switching element Q3 and the cathode of the breakdown diode ZD2.
コンデンサC5は、二次側補助巻線n21に発生する誘導起電力によって充電される。降伏ダイオードZD2は、コンデンサC5の充電電圧VC5が、定電圧制御回路11の動作に必要な所定電圧以上であるか否かに応じて、オン又はオフに切り替わる。スイッチング素子Q3は、降伏ダイオードZD2のオン又はオフに応じて、オフ又はオンに切り替わる。このスイッチング素子Q3のオンオフによって、二次側補助巻線n21に発生する誘導起電力が、上記の所定電圧に一致するように制御されて、スイッチング素子Q3から抵抗素子R7側に動作電圧V6として出力される。また、その出力された動作電圧V6に応じた電流I6がスイッチング素子Q3から抵抗素子R7に出力される。
The capacitor C5 is charged by the induced electromotive force generated in the secondary side auxiliary winding n21. The breakdown diode ZD2 is turned on or off depending on whether or not the charging voltage VC5 of the capacitor C5 is equal to or higher than a predetermined voltage necessary for the operation of the constant
制御回路4は、第2制御電源回路82から駆動電圧Vg1よりも低い動作電圧V4の供給を受けて動作し、駆動回路5を制御する回路である。制御回路4は、駆動回路5を介してスイッチング素子Q1を制御する。制御回路4は、例えば富士電機株式会社製の「FA5601」からなる制御IC(Integrated Circuit)として構成されている。制御回路4は、制御端子P1と、検出端子P2と、電源入力端子P3と、接地端子P4とを備える。
The control circuit 4 operates by receiving the operation voltage V4 lower than the drive voltage Vg1 from the second control
制御端子P1は、駆動回路5を制御する制御信号を駆動回路5に出力する端子である。制御端子P1は、抵抗素子R16を介してスイッチング素子Q7,Q8のベースの接続点に電気的に接続されている。制御回路4は、制御端子P1から、制御信号としてハイレベル信号又はローレベル信号を出力する。
The control terminal P <b> 1 is a terminal that outputs a control signal for controlling the
制御端子P1からハイレベル信号が出力されると、駆動回路5において、スイッチング素子Q7がオン状態になって、スイッチング素子Q8がオフ状態になる。この結果、第1制御電源回路81からの駆動電圧Vg1がスイッチング素子Q1のゲートに印加されて、スイッチング素子Q1がオン状態になる。他方、制御端子P1からローレベル信号が出力されると、駆動回路5において、スイッチング素子Q7がオフ状態になって、スイッチング素子Q8がオン状態になる。この結果、スイッチング素子Q1のゲートへの駆動電圧Vg1の印加が解除されて、スイッチング素子Q1がオフ状態になる。
When a high level signal is output from the control terminal P1, in the
制御回路4は、制御信号として、例えばPWM(Pulse Width Modulation)制御したPWM信号を出力する。PWM信号のオン時間がハイレベル信号となり、オフ時間がローレベル信号となる。すなわち、制御回路4は、PWM制御によってスイッチング素子Q1を制御する。なお、本実施形態では、制御回路4は、スイッチング素子Q1をPWM制御するが、スイッチング素子Q1の制御方法は、PWMに限定されず、PFM(Pulse Frequency Modulation)制御など他の制御方法を採用してもよい。 The control circuit 4 outputs, for example, a PWM signal subjected to PWM (Pulse Width Modulation) control as the control signal. The on time of the PWM signal becomes a high level signal, and the off time becomes a low level signal. That is, the control circuit 4 controls the switching element Q1 by PWM control. In the present embodiment, the control circuit 4 performs PWM control of the switching element Q1, but the control method of the switching element Q1 is not limited to PWM, and other control methods such as PFM (Pulse Frequency Modulation) control are adopted. May be.
検出端子P2は、フォトカプラPC1のフォトトランジスタQ9を介して接地端子P4に電気的に接続されている。検出端子P2には、フォトトランジスタQ9のオン又はオフに応じてローレベル信号又はハイレベル信号が入力される。すなわち、フォトトランジスタQ9がオンのときは、検出端子P2にはローレベル信号が入力され、フォトトランジスタQ9がオフのときは、検出端子P2にはハイレベル信号が入力される。制御回路4は、検出端子P2にローレベル信号が入力されるかハイレベル信号が入力されるかに応じて、コンバータ回路3の出力電圧V3が第3閾値電圧以上であるか否かを判定する。すなわち、制御回路4は、検出端子P2にローレベル信号が入力されると、コンバータ回路3の出力電圧V3が第3閾値電圧以上であると判定する。また、制御回路4は、検出端子P2にハイレベル信号が入力されると、コンバータ回路3の出力電圧V3が第3閾値電圧未満であると判定する。なお、第3閾値電圧は、例えば発光部200の駆動に適した電圧である。制御回路4は、その判定の結果に基づいて、コンバータ回路3の出力電圧V3が第3閾値電圧に一致するように、スイッチング素子Q1を制御する。これにより、コンバータ回路3の出力電圧V3が一定に制御される。
The detection terminal P2 is electrically connected to the ground terminal P4 via the phototransistor Q9 of the photocoupler PC1. A low level signal or a high level signal is input to the detection terminal P2 depending on whether the phototransistor Q9 is on or off. That is, when the phototransistor Q9 is on, a low level signal is input to the detection terminal P2, and when the phototransistor Q9 is off, a high level signal is input to the detection terminal P2. The control circuit 4 determines whether or not the output voltage V3 of the
より詳細には、制御回路4は、コンバータ回路3の出力電圧V3が第3閾値電圧以上であると判定した場合は、コンバータ回路3の出力電圧V3が低下するように、スイッチング素子Q1を制御する。また、制御回路4は、コンバータ回路3の出力電圧V3が第3閾値電圧未満であると判定した場合は、コンバータ回路3の出力電圧V3が上昇するように、スイッチング素子Q1を制御する。
More specifically, when it is determined that the output voltage V3 of the
電源入力端子P3は、第2制御電源回路82で生成された動作電圧V4が入力される端子である。制御回路4は、制御回路4の動作電圧範囲(例えば10V〜26V)内の電圧が電源入力端子P3に入力されると、起動して、駆動回路5を介してスイッチング素子Q1の制御を開始する。
The power input terminal P3 is a terminal to which the operating voltage V4 generated by the second
接地端子P4は、接地されており、電源装置10での接地を確保するための端子である。
The ground terminal P <b> 4 is grounded and is a terminal for ensuring grounding in the
(2)動作
図1を参照して照明装置1の動作を説明する。
(2) Operation The operation of the
交流電源100から照明装置1に交流電圧が供給されると、整流平滑回路2の出力電圧V2が、抵抗素子R1及びダイオードD3を介して第1制御電源回路81のコンデンサC3に印加されて、コンデンサC3が充電される。
When an AC voltage is supplied from the
コンデンサC3の充電電圧VC3が第1閾値電圧(例えば18.6V)未満の場合は、充電電圧VC3は、第2制御電源回路82を介して制御回路4の電源入力端子P3に出力されない。より詳細には、この場合(すなわち充電電圧VC3が第1閾値電圧未満の場合)は、第2制御電源回路82の入力回路821において、降伏ダイオードZD3がオフ状態となる。この結果、スイッチング素子Q4がオフ状態となって、スイッチング素子Q6のゲートに電流が入力されて、スイッチング素子Q6がオン状態となる。これにより、スイッチング素子Q5にベースに電流が入力されず、スイッチング素子Q5がオフ状態となる。よって、入力回路821は、充電電圧VC3を定電圧回路822に出力しない。したがって、充電電圧VC3は、第2制御電源回路82を介して制御回路4の電源入力端子P3に出力されない。よって、この場合は、制御回路4の電源入力端子P3に動作電圧V4が入力されず、制御回路4は起動しない。
When the charging voltage VC3 of the capacitor C3 is less than a first threshold voltage (for example, 18.6V), the charging voltage VC3 is not output to the power input terminal P3 of the control circuit 4 via the second
他方、充電電圧VC3が第1閾値電圧以上になると、第1閾値電圧以上の充電電圧VC3が、駆動電圧Vg1として、第1制御電源回路81から駆動回路5に出力開始(すなわち供給開始)される。すなわち、駆動電圧Vg1が、第1制御電源回路81から駆動回路5に出力開始される。また、充電電圧VC3が第1閾値電圧以上になると、第2制御電源回路82において、充電電圧VC3から制御回路4の動作電圧V4が生成され、生成された動作電圧V4が制御回路4の電源入力端子P3に入力される。
On the other hand, when the charging voltage VC3 becomes equal to or higher than the first threshold voltage, the charging voltage VC3 equal to or higher than the first threshold voltage is started to be output (that is, supplied) from the first control
より詳細には、充電電圧VC3が第1閾値電圧以上の場合は、第2制御電源回路82の入力回路821において、降伏ダイオードZD3がオン状態となる。この結果、スイッチング素子Q4のベースに電流が入力されて、スイッチング素子Q4がオン状態となる。これにより、スイッチング素子Q6のゲートに電流が入力されず、スイッチング素子Q6がオフ状態となる。これにより、スイッチング素子Q5のベースに電流が入力されて、スイッチング素子Q5がオン状態となる。これにより、入力回路821は、充電電圧VC3を定電圧回路822に出力する。また、整流平滑回路2の出力電流I2が、抵抗素子R1、ダイオードD3及びスイッチング素子Q5を介してスイッチング素子Q2へと流れる。また、コンデンサC3の放電電流も、スイッチング素子Q5を介してスイッチング素子Q2へと流れる。そして、これらの電流によって、定電圧回路822では、コンデンサC4が充電され、コンデンサC4の充電電圧VC4が上昇する。
More specifically, when the charging voltage VC3 is equal to or higher than the first threshold voltage, the breakdown diode ZD3 is turned on in the
そして、コンデンサC4の充電電圧VC4が制御回路4の動作電圧範囲の下限電圧以上になると、電源入力端子P3に入力される電圧が、上記の下限電圧以上の電圧になり、下限電圧以上の電圧が、動作電圧V4として電源入力端子P3に入力される。このように、駆動電圧Vg1が駆動回路5に供給開始されてから、コンデンサC4の充電電圧VC4が上記の下限電圧の電圧になるまでの時間が経過したときに、制御回路4に動作電圧V4が供給開始される。すなわち、駆動電圧Vg1が駆動回路5に供給開始された後、制御回路4に動作電圧V4が供給開始される。この供給開始に伴って、制御回路4は、スイッチング素子Q1に駆動電圧Vg1を印加するように、駆動回路5を制御し始める。
When the charging voltage VC4 of the capacitor C4 becomes equal to or higher than the lower limit voltage of the operating voltage range of the control circuit 4, the voltage input to the power input terminal P3 becomes higher than the lower limit voltage, and the voltage higher than the lower limit voltage is The operation voltage V4 is input to the power input terminal P3. As described above, when the time from when the drive voltage Vg1 is started to be supplied to the
そして、充電電圧VC4が更に上昇して第2閾値電圧以上になると、降伏ダイオードZD1がオン状態になってスイッチング素子Q2がオフ状態になり、コンデンサC4の充電が停止する。そして、充電電圧VC4が第2閾値電圧未満になると、降伏ダイオードZD1がオフ状態になってスイッチング素子Q2がオン状態になり、コンデンサC4の充電が再開される。 Then, when the charging voltage VC4 further increases and becomes equal to or higher than the second threshold voltage, the breakdown diode ZD1 is turned on, the switching element Q2 is turned off, and charging of the capacitor C4 is stopped. When the charging voltage VC4 becomes lower than the second threshold voltage, the breakdown diode ZD1 is turned off, the switching element Q2 is turned on, and charging of the capacitor C4 is resumed.
このように照明装置1では、スイッチング素子Q1の駆動電圧(すなわち第1閾値電圧以上の駆動電圧であって、制御回路4の動作電圧V4よりも高電圧の駆動電圧)Vg1が駆動回路5に供給開始された後に、制御回路4の動作電圧V4が制御回路4に供給される。このため、制御回路4の始動直後から、制御回路4の動作電圧V4よりも高電圧の駆動電圧Vg1をスイッチング素子Q1に印加でき、スイッチング素子Q1を安定して駆動できる。
As described above, in the
そして、制御回路4は、上記のように、電源入力端子P3に動作電圧V4(すなわち動作電圧範囲内の電圧)が入力されると、起動して、スイッチング素子Q1が駆動するように駆動回路5を制御し始める。駆動回路5は、制御回路4の制御に応じて、第1制御電源回路81から供給される駆動電圧(第1閾値電圧以上の駆動電圧)Vg1を、スイッチング素子Q1の制御電極に印加する。これにより、スイッチング素子Q1が安定してスイッチングされる。
Then, as described above, when the operating voltage V4 (that is, the voltage within the operating voltage range) is input to the power input terminal P3, the control circuit 4 is activated and the switching circuit Q1 is driven so that the switching circuit Q1 is driven. Begin to control. The
スイッチング素子Q1のスイッチングによって、トランスT1の二次巻線n2の両端間に電圧(誘導起電力)が発生し、発生した電圧が整流平滑回路31で整流平滑される。そして、整流平滑化された電圧が、出力電圧V3として出力端子t13,t14から発光部200に出力される。これにより、発光部200が点灯される。
By switching of the switching element Q1, a voltage (induced electromotive force) is generated between both ends of the secondary winding n2 of the transformer T1, and the generated voltage is rectified and smoothed by the rectifying and smoothing
また、スイッチング素子Q1のスイッチングによって、トランスT1の一次側補助巻線n11の両端間に電圧(誘導起電力)V5が発生する。この結果、整流平滑回路2からの出力電圧V2に加えて、一次側補助巻線n11での誘導起電力による電圧V5によっても、コンデンサC3が充電される。なお、コンバータ回路3の動作中は、整流平滑回路2の出力電圧V2は、第1制御電源回路81への供給よりもコンバータ回路3への供給が支配的になる。この結果、コンバータ回路3の動作中は、第1制御電源回路81は、実質的に、一次側補助巻線n11の誘電起電力による電圧V5だけで動作する(すなわち駆動電圧Vg1を生成する)。すなわち、コンバータ回路3の始動前は、第1制御電源回路81は、整流平滑回路2の出力電圧V2を用いて、スイッチング素子Q1の駆動電圧Vg1を生成する。そして、コンバータ回路3の動作中は、第1制御電源回路81は、一次側補助巻線n11に発生する誘導起電力による電圧V5とを用いて、スイッチング素子Q1の駆動電圧Vg1を生成する。
Further, a voltage (inductive electromotive force) V5 is generated between both ends of the primary auxiliary winding n11 of the transformer T1 by switching of the switching element Q1. As a result, in addition to the output voltage V2 from the rectifying /
一次側補助巻線n11に発生する誘導起電力による電圧V5は、整流平滑回路2の出力電圧V2よりも低い電圧である。このため、コンバータ回路3の動作中は、制御電源回路8(特に第1制御電源回路81)には、整流平滑回路2の出力電圧V2よりも低い電圧V5が印加される。よって、制御電源回路8に整流平滑回路2の出力電圧(すなわち比較的高電圧の電圧)V2が印加され続けることを低減できる。
The voltage V5 due to the induced electromotive force generated in the primary side auxiliary winding n11 is lower than the output voltage V2 of the rectifying and smoothing
また、スイッチング素子Q1のスイッチングによって、トランスT1の二次側補助巻線n21の両端間に電圧(誘導起電力)が発生する。この電圧は、定電圧制御回路11の動作電圧範囲内の所定電圧に一致するように制御され、定電圧制御回路11に供給される。この供給により、定電圧制御回路11が動作する。すなわち、定電圧制御回路11では、コンバータ回路3の出力電圧V3が第3閾値電圧未満の場合は、3端子レギュレータIC2の制御電極に基準電圧未満の電圧が印加されて、3端子レギュレータIC2はオフ状態となる。したがって、定電圧制御回路11の発光ダイオードD6は通電せず(すなわち発光せず)、フォトトランジスタQ9はオフ状態となる。この結果、制御回路4の検出端子P2には、ハイレベル信号が入力される。他方、コンバータ回路3の出力電圧V3が第3閾値電圧以上になると、3端子レギュレータIC2の制御電極に基準電圧以上の電圧が印加されて、3端子レギュレータIC2がオン状態となる。この結果、発光ダイオードD6が導通して発光し、その光によってフォトトランジスタQ9がオン状態となる。この結果、制御回路4の検出端子P2には、ローレベル信号が入力される。なお、第3閾値電圧は、発光部200の駆動に適した電圧である。
Further, a voltage (inductive electromotive force) is generated between both ends of the secondary side auxiliary winding n21 of the transformer T1 by switching of the switching element Q1. This voltage is controlled to coincide with a predetermined voltage within the operating voltage range of the constant
制御回路4は、検出端子P2への入力信号に応じて、コンバータ回路3の出力電圧V3が第3閾値電圧以上であるか否かを判定する。すなわち、検出端子P2にハイレベル信号が入力される場合は、コンバータ回路3の出力電圧V3は第3閾値電圧未満であると判定して、コンバータ回路3の出力電圧V3が増大するように、駆動回路5を介してスイッチング素子Q1を制御する。他方、制御回路4は、検出端子P2にローレベル信号が入力される場合は、コンバータ回路3の出力電圧V3は第3閾値電圧以上であると判定して、コンバータ回路3の出力電圧V3が低減するように、駆動回路5を介してスイッチング素子Q1を制御する。これにより、コンバータ回路3の出力電圧V3(すなわち電源装置10の出力電圧)が、第3閾値電圧に一致して一定になるように制御される。
The control circuit 4 determines whether or not the output voltage V3 of the
図2は、コンデンサC3の充電電圧VC3(すなわち駆動回路5に供給される駆動電圧Vg1)の時間変化と、コンデンサC4の充電電圧VC4(すなわち制御回路4に供給される動作電圧V4)の時間変化とを比較した比較図である。 FIG. 2 shows the time change of the charging voltage VC3 of the capacitor C3 (that is, the driving voltage Vg1 supplied to the driving circuit 5) and the time change of the charging voltage VC4 of the capacitor C4 (that is, the operating voltage V4 supplied to the control circuit 4). FIG.
図2から分かるように、コンデンサC3の充電電圧VC3は、時点τ0から充電開始されて、時点τ1で第1閾値電圧Va1(18.6V)に達している。また、コンデンサC4の充電電圧VC4は、コンデンサC3の充電電圧VC3が第1閾値電圧Va1に達した時点τ1から充電開始されて、時点τ2で動作電圧範囲の下限電圧Vc1に達し、時点τ3で第2閾値電圧Vb1(16.8V)に達している。コンデンサC4の充電電圧VC4が下限電圧Vc1に達した時点τ2で、コンデンサC3の充電電圧VC3は、第1閾値電圧Va1に達している。 As can be seen from FIG. 2, the charging voltage VC3 of the capacitor C3 starts to be charged from the time τ0 and reaches the first threshold voltage Va1 (18.6V) at the time τ1. The charging voltage VC4 of the capacitor C4 starts to be charged from the time τ1 when the charging voltage VC3 of the capacitor C3 reaches the first threshold voltage Va1, reaches the lower limit voltage Vc1 of the operating voltage range at the time τ2, and reaches the lower limit voltage Vc1 at the time τ3. 2 The threshold voltage Vb1 (16.8V) is reached. At time τ2 when the charging voltage VC4 of the capacitor C4 reaches the lower limit voltage Vc1, the charging voltage VC3 of the capacitor C3 reaches the first threshold voltage Va1.
上記より、第1閾値電圧Va1以上の駆動電圧(すなわち制御回路4の動作電圧V4よりも高電圧の電圧)Vg1が駆動回路5に供給開始された後(例えば時点τ1以降)に、制御回路4の動作電圧V4(例えばVC1)が制御回路4に供給開始される事が分かる。したがって、制御回路4の始動直後(時点τ2)から、制御回路4の動作電圧V4よりも高電圧の駆動電圧Vg1をスイッチング素子Q1に印加でき、スイッチング素子Q1を安定して駆動できる。 From the above, after the drive voltage Vg1 higher than the first threshold voltage Va1 (that is, the voltage higher than the operating voltage V4 of the control circuit 4) Vg1 is started to be supplied to the drive circuit 5 (for example, after the time τ1), the control circuit 4 It can be seen that the operation voltage V4 (for example, VC1) is started to be supplied to the control circuit 4. Therefore, immediately after the start of the control circuit 4 (time τ2), the drive voltage Vg1 higher than the operating voltage V4 of the control circuit 4 can be applied to the switching element Q1, and the switching element Q1 can be driven stably.
以上、この実施形態に係る照明装置1及び電源装置10によれば、第2制御電源回路82は、第1制御電源回路81が、制御回路4の動作電圧V4よりも高電圧の駆動電圧Vg1を駆動回路5に供給開始した後に、制御回路4の動作電圧V4を制御回路4に供給する。このため、制御回路4の始動直後から、制御回路4の動作電圧よりも高電圧の駆動電圧をスイッチング素子Q1に印加でき、スイッチング素子Q1を安定して駆動できる。また、第1制御電源回路81及び第2制御電源回路82を用いることで、制御回路4として汎用の制御IC(例えば富士電機株式会社製の「FA5601」)を用いることができる。
As described above, according to the
(変形例)
以下に、上記実施形態の変形例に係る照明装置を列記する。なお、以下に説明する変形例の各構成は、上記実施形態で説明した各構成と適宜組み合わせて適用可能である。
(Modification)
Below, the illuminating device which concerns on the modification of the said embodiment is listed. In addition, each structure of the modified example demonstrated below is applicable in combination with each structure demonstrated in the said embodiment suitably.
上記の実施形態では、電源装置10の負荷として発光部200が設けられたが、電源装置10の負荷は発光部200に限定されない。図3Aに示すように、電源装置10の負荷として、発光部91を駆動する駆動回路90(発光用駆動回路)が設けられてもよい。この場合は、駆動回路90の後段に、駆動回路90で駆動される負荷(例えば発光部91)が設けられる。発光部91は、複数(図示例では2個)の発光ダイオードを備える。なお、発光部91における発光ダイオードの数は、2個に限定されず、3個以上であってもよい。
In the above embodiment, the
また、図3Bに示すように、電源装置10の負荷として、コンバータ回路3の出力電流I3を一定に制御するための定電流制御回路93が設けられてもよい。この場合は、定電流制御回路93の後段に、定電流制御回路93で電流制御された電流で駆動する負荷(例えば発光部94)が設けられる。発光部94は、複数(図示例では2個)の発光ダイオードを備える。なお、発光部94における発光ダイオードの数は、2個に限定されず、3個以上であってもよい。
Further, as shown in FIG. 3B, a constant
また、上記の実施形態において、定電圧制御回路11の代わりに、コンバータ回路3の出力電流I3を一定に制御するための定電流制御回路が設けられてもよい。
In the above embodiment, a constant current control circuit for controlling the output current I3 of the
また、上記の実施形態では、電源装置10の負荷として発光部200が設けられたが、電源装置10の負荷は、発光部200に限定されない。電源装置10の負荷は、直流電圧で駆動可能なものであれば、どんな電気機器でもよい。
In the above-described embodiment, the
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様に係る電源装置(10)は、コンバータ回路(3)と、駆動回路(5)と、制御回路(4)と、第1制御電源回路(81)と、第2制御電源回路(82)と、を備える。コンバータ回路(3)は、スイッチング素子(Q1)を含む。スイッチング素子(Q1)は、駆動電圧(Vg1)で駆動する。コンバータ回路(3)は、スイッチング素子(Q1)のスイッチングによって第1直流電圧(V2)を第2直流電圧(V3)に変換し、変換した第2直流電圧(V3)を負荷(200)に出力する。駆動回路(5)は、スイッチング素子(Q1)に駆動電圧(Vg1)を印加する。制御回路(4)は、駆動電圧(Vg1)よりも低い動作電圧(V4)で動作し、駆動回路(5)を制御する。第1制御電源回路(81)は、駆動電圧(Vg1)を生成し、生成した駆動電圧(Vg1)を駆動回路(5)に供給する。第2制御電源回路(82)は、制御回路(4)の動作電圧(V4)を生成し、生成した動作電圧(V4)を制御回路(4)に供給する。第2制御電源回路(82)は、第1制御電源回路(81)が駆動電圧(Vg1)を駆動回路(5)に供給開始した後に、制御回路(4)に動作電圧(V4)を供給する。
(Summary)
As described above, the power supply device (10) according to the first aspect includes the converter circuit (3), the drive circuit (5), the control circuit (4), the first control power supply circuit (81), A second control power circuit (82). The converter circuit (3) includes a switching element (Q1). The switching element (Q1) is driven by the drive voltage (Vg1). The converter circuit (3) converts the first DC voltage (V2) into the second DC voltage (V3) by switching the switching element (Q1), and outputs the converted second DC voltage (V3) to the load (200). To do. The drive circuit (5) applies a drive voltage (Vg1) to the switching element (Q1). The control circuit (4) operates at an operating voltage (V4) lower than the driving voltage (Vg1), and controls the driving circuit (5). The first control power circuit (81) generates a drive voltage (Vg1) and supplies the generated drive voltage (Vg1) to the drive circuit (5). The second control power circuit (82) generates the operating voltage (V4) of the control circuit (4) and supplies the generated operating voltage (V4) to the control circuit (4). The second control power circuit (82) supplies the operating voltage (V4) to the control circuit (4) after the first control power circuit (81) starts supplying the driving voltage (Vg1) to the driving circuit (5). .
この構成によれば、第2制御電源回路(82)は、第1制御電源回路(81)が、制御回路(4)の動作電圧(V4)よりも高電圧の駆動電圧(Vg1)を駆動回路(5)に供給開始した後に、制御回路(4)の動作電圧(V4)を制御回路(4)に供給する。このため、制御回路(4)の始動直後から、制御回路(4)の動作電圧(V4)よりも高電圧の駆動電圧(Vg1)をスイッチング素子(Q1)に印加でき、スイッチング素子(Q1)を安定して駆動できる。 According to this configuration, the second control power supply circuit (82) is configured such that the first control power supply circuit (81) generates a drive voltage (Vg1) higher than the operation voltage (V4) of the control circuit (4). After starting the supply to (5), the operating voltage (V4) of the control circuit (4) is supplied to the control circuit (4). Therefore, immediately after the start of the control circuit (4), a drive voltage (Vg1) higher than the operating voltage (V4) of the control circuit (4) can be applied to the switching element (Q1), and the switching element (Q1) It can be driven stably.
第2の態様に係る電源装置(10)では、第1の態様において、第2制御電源回路(82)は、第1制御電源回路(81)で生成された駆動電圧(Vg1)から制御回路(4)の動作電圧(V4)を生成する。 In the power supply device (10) according to the second aspect, in the first aspect, the second control power supply circuit (82) generates a control circuit (Vg1) from the drive voltage (Vg1) generated by the first control power supply circuit (81). The operation voltage (V4) of 4) is generated.
この構成によれば、制御回路(4)の動作電圧(V4)を生成するための専用電源を省略できる。 According to this configuration, a dedicated power supply for generating the operating voltage (V4) of the control circuit (4) can be omitted.
第3の態様に係る電源装置(10)では、第2の態様において、第2制御電源回路(82)は、入力回路(821)と、定電圧回路(822)とを有する。入力回路(821)は、第1制御電源回路(81)で生成された駆動電圧(Vg1)を受け取る。定電圧回路(822)は、制御回路(4)に出力される動作電圧(V4)を一定になるように制御する。第1制御電源回路(81)で生成された電圧(VC3)が閾値電圧(第1閾値電圧)未満の場合は、生成した電圧(VC3)を定電圧回路(822)に出力しない。入力回路(821)は、第1制御電源回路(81)で生成された電圧(VC3)が上記の閾値電圧以上の場合は、生成した電圧(VC3)を駆動電圧(Vg1)として定電圧回路(822)に出力する。定電圧回路(822)は、入力回路(821)が出力した駆動電圧(Vg1)から制御回路(4)の動作電圧(V4)を生成し、生成した動作電圧(V4)が一定になるように制御する。 In the power supply device (10) according to the third aspect, in the second aspect, the second control power supply circuit (82) includes an input circuit (821) and a constant voltage circuit (822). The input circuit (821) receives the drive voltage (Vg1) generated by the first control power supply circuit (81). The constant voltage circuit (822) controls the operating voltage (V4) output to the control circuit (4) to be constant. When the voltage (VC3) generated by the first control power supply circuit (81) is less than the threshold voltage (first threshold voltage), the generated voltage (VC3) is not output to the constant voltage circuit (822). When the voltage (VC3) generated by the first control power circuit (81) is equal to or higher than the threshold voltage, the input circuit (821) uses the generated voltage (VC3) as the drive voltage (Vg1). 822). The constant voltage circuit (822) generates the operating voltage (V4) of the control circuit (4) from the drive voltage (Vg1) output from the input circuit (821), and the generated operating voltage (V4) is constant. Control.
この構成によれば、入力回路(821)及び定電圧回路(822)は、基本的な回路素子(トランジスタ、コンデンサ、抵抗素子、降伏ダイオードなど)だけで構成可能であるため、第2制御電源回路(82)を簡易な回路で構成できる。 According to this configuration, the input circuit (821) and the constant voltage circuit (822) can be configured with only basic circuit elements (transistors, capacitors, resistance elements, breakdown diodes, and the like), so the second control power circuit (82) can be configured with a simple circuit.
第4の態様に係る電源装置(10)では、第1〜第3の態様のうち何れか1つの態様において、コンバータ回路(3)は、トランス(T1)を有する。トランス(T1)は、一次巻線(n1)、及び一次巻線(n1)とは別の巻線(一次側補助巻線n11)を有する。一次巻線(n1)には、第1直流電圧(V2)に応じた電流であって、スイッチング素子(Q1)のスイッチングでオンオフされた電流が通電する。別の巻線(n11)には、スイッチング素子(Q1)のスイッチングによって、第1直流電圧(V2)よりも低電圧の誘導起電力が発生する。第1制御電源回路(81)は、コンバータ回路(3)の始動前に、第1直流電圧(V2)からスイッチング素子(Q1)の駆動電圧(Vg1)を生成する。第1制御電源回路(81)は、コンバータ回路(3)の動作中に、別の巻線(n11)に発生した電圧(V5)からスイッチング素子(Q1)の駆動電圧(Vg1)を生成する。 In the power supply device (10) according to the fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the converter circuit (3) includes a transformer (T1). The transformer (T1) includes a primary winding (n1) and a winding (primary auxiliary winding n11) different from the primary winding (n1). The primary winding (n1) is energized with a current corresponding to the first DC voltage (V2), which is turned on and off by switching of the switching element (Q1). In another winding (n11), an induced electromotive force having a voltage lower than that of the first DC voltage (V2) is generated by switching of the switching element (Q1). The first control power circuit (81) generates the drive voltage (Vg1) of the switching element (Q1) from the first DC voltage (V2) before starting the converter circuit (3). The first control power circuit (81) generates the drive voltage (Vg1) of the switching element (Q1) from the voltage (V5) generated in the other winding (n11) during the operation of the converter circuit (3).
この構成によれば、コンバータ回路(3)の始動時は、第1制御電源回路(81)に第1直流電圧(すなわち比較的高電圧)(V2)が印加される。しかし、コンバータ回路(3)の動作中は、第1直流電圧(V2)よりも低い電圧(V5)が、第1制御電源回路(81)に印加される。よって、第1制御電源回路(81)に第1直流電圧(V2)が印加され続けることを低減できる。 According to this configuration, when the converter circuit (3) is started, the first DC voltage (that is, a relatively high voltage) (V2) is applied to the first control power supply circuit (81). However, during the operation of the converter circuit (3), a voltage (V5) lower than the first DC voltage (V2) is applied to the first control power supply circuit (81). Therefore, it can reduce that the 1st DC voltage (V2) continues being applied to the 1st control power circuit (81).
第5の態様に係る照明装置は、第1〜第4の態様のうち何れか1つの電源装置(10)と、負荷(200,90,93)と、を備える。負荷(200,90,93)は、発光部(200)、発光用駆動回路(90)、又は、定電流制御回路(93)である。発光用駆動回路(90)は、発光部(91)を駆動する。定電流制御回路(93)は、コンバータ回路(3)の出力電流(I3)を一定に制御する。 The illuminating device which concerns on a 5th aspect is provided with any one power supply device (10) and load (200, 90, 93) among the 1st-4th aspects. The load (200, 90, 93) is a light emitting unit (200), a light emitting drive circuit (90), or a constant current control circuit (93). The light emission drive circuit (90) drives the light emitting section (91). The constant current control circuit (93) controls the output current (I3) of the converter circuit (3) to be constant.
この構成によれば、上記の効果を奏する照明装置(1)を提供できる。 According to this structure, the illuminating device (1) which has said effect can be provided.
1 照明装置
2 整流平滑回路
3 コンバータ回路
4 制御回路
5 駆動回路
10 電源装置
81 第1制御電源回路
82 第2制御電源回路
90 駆動回路(発光用駆動回路)
93 定電流制御回路
200 発光部
821 入力回路
822 定電圧回路
I3 出力電流
n1 一次巻線
n11 一次側補助巻線(別の巻線)
Q1 スイッチング素子
V2,V3,V5 電圧
VC3 充電電圧
V4 動作電圧
Vg1 駆動電圧
T1 トランス
DESCRIPTION OF
93 constant
Q1 switching element V2, V3, V5 voltage VC3 charging voltage V4 operating voltage Vg1 driving voltage T1 transformer
Claims (5)
前記スイッチング素子に前記駆動電圧を印加する駆動回路と、
前記駆動電圧よりも低い動作電圧で動作し、前記駆動回路を制御する制御回路と、
前記駆動電圧を生成し、生成した前記駆動電圧を前記駆動回路に供給する第1制御電源回路と、
前記動作電圧を生成し、生成した前記動作電圧を前記制御回路に供給する第2制御電源回路と、を備え、
前記第2制御電源回路は、前記第1制御電源回路が前記駆動電圧を前記駆動回路に供給開始した後に、前記制御回路に前記動作電圧を供給する
電源装置。 A converter circuit that includes a switching element that is driven by a driving voltage, converts the first DC voltage to a second DC voltage by switching the switching element, and outputs the converted second DC voltage to a load;
A drive circuit for applying the drive voltage to the switching element;
A control circuit that operates at an operating voltage lower than the drive voltage and controls the drive circuit;
A first control power supply circuit that generates the drive voltage and supplies the generated drive voltage to the drive circuit;
A second control power supply circuit that generates the operating voltage and supplies the generated operating voltage to the control circuit,
The second control power supply circuit is a power supply device that supplies the operation voltage to the control circuit after the first control power supply circuit starts supplying the drive voltage to the drive circuit.
請求項1に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 1, wherein the second control power supply circuit generates the operation voltage from the drive voltage generated by the first control power supply circuit.
前記第1制御電源回路で生成された前記駆動電圧を受け取る入力回路と、
前記制御回路に出力される前記動作電圧を一定になるように制御する定電圧回路と、を有し、
前記入力回路は、前記第1制御電源回路で生成された電圧が閾値電圧未満の場合は、生成した前記電圧を前記定電圧回路に出力せず、前記第1制御電源回路で生成された前記電圧が前記閾値電圧以上の場合は、生成した前記電圧を前記駆動電圧として前記定電圧回路に出力し、
前記定電圧回路は、前記入力回路が出力した前記駆動電圧から前記動作電圧を生成し、生成した前記動作電圧が一定になるように制御する
請求項2に記載の電源装置。 The second control power circuit is
An input circuit for receiving the drive voltage generated by the first control power supply circuit;
A constant voltage circuit for controlling the operating voltage output to the control circuit to be constant,
When the voltage generated by the first control power circuit is less than a threshold voltage, the input circuit does not output the generated voltage to the constant voltage circuit, and the voltage generated by the first control power circuit Is equal to or higher than the threshold voltage, the generated voltage is output to the constant voltage circuit as the drive voltage,
The power supply device according to claim 2, wherein the constant voltage circuit generates the operating voltage from the drive voltage output from the input circuit, and controls the generated operating voltage to be constant.
前記一次巻線には、前記第1直流電圧に応じた電流であって、前記スイッチング素子のスイッチングでオンオフされた電流が通電し、
前記別の巻線には、前記スイッチング素子のスイッチングによって、前記第1直流電圧よりも低電圧の誘導起電力が発生し、
前記第1制御電源回路は、前記コンバータ回路の始動前に、前記第1直流電圧から前記駆動電圧を生成し、前記コンバータ回路の動作中に、前記別の巻線に発生した電圧から前記駆動電圧を生成する
請求項1〜3のうち何れか一項に記載の電源装置。 The converter circuit includes a transformer having a primary winding and a winding different from the primary winding,
The primary winding is energized with a current corresponding to the first DC voltage, which is turned on and off by switching of the switching element,
In the another winding, an induced electromotive force lower than the first DC voltage is generated by switching of the switching element,
The first control power supply circuit generates the drive voltage from the first DC voltage before starting the converter circuit, and the drive voltage from the voltage generated in the other winding during the operation of the converter circuit. The power supply device according to any one of claims 1 to 3.
前記負荷と、を備え、
前記負荷は、発光部、発光部を発光させる発光用駆動回路、又は、前記コンバータ回路の出力電流を一定に制御する定電流制御回路である
照明装置。 The power supply device according to any one of claims 1 to 4,
Including the load,
The load is a light emitting unit, a light emission drive circuit that causes the light emitting unit to emit light, or a constant current control circuit that controls the output current of the converter circuit to be constant.
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