JP2021052491A - Electric power supply device - Google Patents

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Abstract

To properly protect a switching element.SOLUTION: An electric power supply device 1 comprises a transformer 13, a determination circuit 14, and a drive circuit 11. In the transformer, a voltage source is connected to a primary winding 131, and a capacitive load 10 is connected to a secondary winding 132. The determination circuit determines whether or not a load is in a no-load state. The drive circuit supplies voltage to the load by inputting a pulse signal according to the determination result by the determination circuit to a switching circuit 12 connected to both terminals of the primary winding. Alternately, when the load is in the no-load state, the drive circuit reduces a duty ratio of the pulse signal more than a reference pulse signal being a pulse signal when the load is not in the no-load state.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、電源装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a power supply device.

従来、例えば、誘電バリア放電ランプ等の容量性の負荷に対してパルス電流を流すことで、負荷を駆動する電源装置が知られている。また、この種の電源装置は、トランスの両端に設けられたスイッチング素子が駆動回路から出力されるパルス信号によって交互にスイッチングを行うことで、負荷を駆動させる。 Conventionally, a power supply device for driving a load by passing a pulse current through a capacitive load such as a dielectric barrier discharge lamp has been known. Further, in this type of power supply device, the switching elements provided at both ends of the transformer alternately switch by the pulse signal output from the drive circuit to drive the load.

また、電源装置は、負荷に流れる電流を検出する回路が設けられ、検出される電流に基づいて負荷の異常等といった負荷状態を検出する技術が提案されている。 Further, the power supply device is provided with a circuit for detecting the current flowing through the load, and a technique for detecting a load state such as an abnormality of the load based on the detected current has been proposed.

特開２００２−２３１４７８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-231478

しかしながら、従来技術では、スイッチング素子の保護を図る点において改善の余地があった。 However, in the prior art, there is room for improvement in terms of protecting the switching element.

本発明が解決しようとする課題は、スイッチング素子を適切に保護することができる電源装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a power supply device capable of appropriately protecting a switching element.

実施形態に係る電源装置は、トランスと、判定回路と、駆動回路とを具備する。前記トランスは、１次巻線に電圧源が接続され、２次巻線に容量性の負荷が接続される。前記判定回路は、前記負荷が無負荷状態か否かを判定する。前記駆動回路は、前記判定回路による判定結果に応じたパルス信号を前記１次巻線の両端に接続されたスイッチング回路へ入力することで、前記負荷へ電圧を供給する。また、前記駆動回路は、前記負荷が無負荷状態である場合に、前記負荷が無負荷状態でない場合の前記パルス信号である基準パルス信号よりも前記パルス信号のデューティー比を小さくする。 The power supply device according to the embodiment includes a transformer, a determination circuit, and a drive circuit. In the transformer, a voltage source is connected to the primary winding and a capacitive load is connected to the secondary winding. The determination circuit determines whether or not the load is in a no-load state. The drive circuit supplies a voltage to the load by inputting a pulse signal according to a determination result by the determination circuit to a switching circuit connected to both ends of the primary winding. Further, the drive circuit makes the duty ratio of the pulse signal smaller than the reference pulse signal which is the pulse signal when the load is not in the no-load state when the load is in the no-load state.

本発明によれば、スイッチング素子を適切に保護することができる。 According to the present invention, the switching element can be appropriately protected.

図１は、電源装置の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply device. 図２は、パルス信号の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a pulse signal. 図３は、パルス信号の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a pulse signal. 図４は、パルス信号の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a pulse signal. 図５は、電源装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure executed by the power supply device. 図６は、判定回路の具体例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a specific example of the determination circuit. 図７は、電流値と負荷の状態との関係を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing the relationship between the current value and the load state.

以下で説明する実施形態に係る電源装置１は、トランス１３と、判定回路１４、１６と、駆動回路１１とを具備する。トランス１３は、１次巻線１３１に電圧源ＶＤＤが接続され、２次巻線１３２に容量性の負荷（ランプ１０）が接続される。判定回路１４、１６は、負荷が無負荷状態か否かを判定する。駆動回路１１は、判定回路１４、１６による判定結果に応じたパルス信号を１次巻線１３１の両端に接続されたスイッチング回路１２へ入力することで、負荷へ電圧を供給する。また、駆動回路１１は、負荷が無負荷状態である場合に、負荷が無負荷状態でない場合のパルス信号である基準パルス信号よりもパルス信号のデューティー比を小さくする。 The power supply device 1 according to the embodiment described below includes a transformer 13, determination circuits 14 and 16, and a drive circuit 11. In the transformer 13, the voltage source VDD is connected to the primary winding 131, and the capacitive load (lamp 10) is connected to the secondary winding 132. The determination circuits 14 and 16 determine whether or not the load is in a no-load state. The drive circuit 11 supplies a voltage to the load by inputting a pulse signal according to the determination results of the determination circuits 14 and 16 to the switching circuit 12 connected to both ends of the primary winding 131. Further, the drive circuit 11 makes the duty ratio of the pulse signal smaller than that of the reference pulse signal which is the pulse signal when the load is not in the no-load state when the load is in the no-load state.

また、以下で説明する実施形態に係る電源装置１において、駆動回路１１は、負荷に対する起動信号が入力された場合に、判定回路１４、１６の判定結果に応じたパルス信号を出力する。 Further, in the power supply device 1 according to the embodiment described below, the drive circuit 11 outputs a pulse signal according to the determination results of the determination circuits 14 and 16 when the start signal for the load is input.

また、以下で説明する実施形態に係る電源装置１において、駆動回路１１は、無負荷状態である場合に、基準パルス信号よりもパルス周期の長いパルス信号を出力する。 Further, in the power supply device 1 according to the embodiment described below, the drive circuit 11 outputs a pulse signal having a pulse period longer than that of the reference pulse signal when there is no load.

また、以下で説明する実施形態に係る電源装置１において、駆動回路１１は、無負荷状態である場合に、基準パルス信号よりもパルス幅の短いパルス信号を出力する。 Further, in the power supply device 1 according to the embodiment described below, the drive circuit 11 outputs a pulse signal having a pulse width shorter than that of the reference pulse signal when there is no load.

以下、図面を参照して、実施形態に係る電源装置について説明する。実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。 Hereinafter, the power supply device according to the embodiment will be described with reference to the drawings. In the embodiment, the same parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description is omitted.

（実施形態）
まず、図１を用いて、実施形態に係る電源装置１の構成例について説明する。図１は、実施形態に係る電源装置１の構成を示す回路図である。電源装置１は、容量性の負荷であるランプ１０に用いる電源装置である。また、図１に示すように、電源装置１は、駆動回路１１と、スイッチング回路１２と、トランス１３と、判定回路１４とを具備する。また、電源装置１は、ランプ１０に電流を供給する電圧源ＶＤＤに接続される。 (Embodiment)
First, a configuration example of the power supply device 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply device 1 according to an embodiment. The power supply device 1 is a power supply device used for the lamp 10 which is a capacitive load. Further, as shown in FIG. 1, the power supply device 1 includes a drive circuit 11, a switching circuit 12, a transformer 13, and a determination circuit 14. Further, the power supply device 1 is connected to a voltage source VDD that supplies a current to the lamp 10.

ランプ１０は、容量性の負荷であり、例えば、誘電バリア放電ランプである。なお、ランプ１０は、容量性の負荷の一例であって、パルス電流により高周波駆動する負荷であれば任意の負荷を採用可能である。 The lamp 10 is a capacitive load, for example, a dielectric barrier discharge lamp. The lamp 10 is an example of a capacitive load, and any load can be adopted as long as it is a load driven at a high frequency by a pulse current.

駆動回路１１は、駆動信号を後述のスイッチング回路１２へ出力し、スイッチング回路１２により電圧源ＶＤＤの電圧をパルス状に変圧する。 The drive circuit 11 outputs a drive signal to a switching circuit 12 described later, and the switching circuit 12 transforms the voltage of the voltage source VDD into a pulse shape.

また、駆動回路１１は、後述の判定回路１４によってランプ１０が無負荷状態であると判定された場合、無負荷状態でない場合のパルス信号である基準パルス信号よりもパルス信号のデューティー比を小さくすることで、スイッチング回路１２に備えられる第１スイッチング素子１２１および第２スイッチング素子１２２の保護を図ることができる。なお、この点の詳細については、図２〜図４を用いて後述する。 Further, when the drive circuit 11 determines that the lamp 10 is in the no-load state by the determination circuit 14 described later, the drive circuit 11 makes the duty ratio of the pulse signal smaller than the reference pulse signal which is the pulse signal when the lamp 10 is not in the no-load state. As a result, the first switching element 121 and the second switching element 122 provided in the switching circuit 12 can be protected. The details of this point will be described later with reference to FIGS. 2 to 4.

なお、無負荷状態とは、ランプ１０が故障している等の異常状態や、ランプ１０が取り付けられていない状態等であり、電圧源ＶＤＤからの電流の供給が停止している状態である。 The no-load state is an abnormal state such as a failure of the lamp 10 or a state in which the lamp 10 is not attached, and the supply of current from the voltage source VDD is stopped.

スイッチング回路１２は、第１スイッチング素子１２１および第２スイッチング素子１２２を備える、いわゆるプッシュプル方式の変圧回路である。図１に示す例において、第１スイッチング素子１２１および第２スイッチング素子１２２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。第１スイッチング素子１２１および第２スイッチング素子１２２のドレインは、１次巻線１３１に接続され、ソースは、グランドに接続される。 The switching circuit 12 is a so-called push-pull type transformer circuit including a first switching element 121 and a second switching element 122. In the example shown in FIG. 1, the first switching element 121 and the second switching element 122 are, for example, MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors). The drains of the first switching element 121 and the second switching element 122 are connected to the primary winding 131, and the source is connected to the ground.

駆動回路１１から出力されるパルス信号は、第１スイッチング素子１２１および第２スイッチング素子１２２のそれぞれのゲートに対して逆位相で入力される。これにより、トランス１３の１次巻線１３１に昇圧または降圧される電圧源ＶＤＤの電圧が印加される。 The pulse signal output from the drive circuit 11 is input in opposite phase to the respective gates of the first switching element 121 and the second switching element 122. As a result, the voltage of the voltage source VDD that is stepped up or down is applied to the primary winding 131 of the transformer 13.

トランス１３は、絶縁型のトランスであり、１次巻線１３１と２次巻線１３２とを具備する。トランス１３は、１次巻線１３１にスイッチング回路１２および電圧源ＶＤＤが接続され、２次巻線１３２にランプ１０が接続される。トランス１３は、スイッチング回路１２によって変圧された電圧源ＶＤＤの電圧が１次巻線１３１に印加されることで、２次巻線１３２からランプ１０に対して駆動源となる電流が供給される。 The transformer 13 is an insulated transformer and includes a primary winding 131 and a secondary winding 132. In the transformer 13, the switching circuit 12 and the voltage source VDD are connected to the primary winding 131, and the lamp 10 is connected to the secondary winding 132. In the transformer 13, the voltage of the voltage source VDD transformed by the switching circuit 12 is applied to the primary winding 131, so that a current serving as a drive source is supplied from the secondary winding 132 to the lamp 10.

判定回路１４は、カレントトランス１４０と、抵抗１４３と、ダイオード１４４と、コンデンサ１４５と、比較器１４６とを具備する。 The determination circuit 14 includes a current transformer 140, a resistor 143, a diode 144, a capacitor 145, and a comparator 146.

カレントトランス１４０は、絶縁型のトランスであり、電圧源ＶＤＤおよびトランス１３の１次巻線１３１の間に設けられる。具体的には、カレントトランス１４０は、電圧源ＶＤＤおよび１次巻線１３１に接続される１次巻線１４１と、抵抗１４３およびコンデンサ１４５に接続される２次巻線１４２とを具備する。 The current transformer 140 is an isolated transformer, and is provided between the voltage source VDD and the primary winding 131 of the transformer 13. Specifically, the current transformer 140 includes a voltage source VDD, a primary winding 141 connected to the primary winding 131, and a secondary winding 142 connected to a resistor 143 and a capacitor 145.

電圧源ＶＤＤから出力される出力電流が１次巻線１４１を流れることで、２次巻線１４２において出力電流に応じた電流が生じる。このとき、２次巻線１４２側に生じる電流は、１次巻線１４１および２次巻線１４２の巻き数の比率に応じた電流値に変換される。すなわち、判定回路１４は、カレントトランス１４０により変換された電流に基づいてランプ１０の負荷状態を検出する。 The output current output from the voltage source VDD flows through the primary winding 141, so that a current corresponding to the output current is generated in the secondary winding 142. At this time, the current generated on the secondary winding 142 side is converted into a current value according to the ratio of the number of turns of the primary winding 141 and the secondary winding 142. That is, the determination circuit 14 detects the load state of the lamp 10 based on the current converted by the current transformer 140.

そして、２次巻線１４２側に生じる電流は、抵抗１４３、ダイオード１４４およびコンデンサ１４５によって整流および平滑されることで、電流が交流から直流に変換されて、比較器１４６に入力される。 Then, the current generated on the secondary winding 142 side is rectified and smoothed by the resistor 143, the diode 144 and the capacitor 145, so that the current is converted from alternating current to direct current and input to the comparator 146.

そして、比較器１４６は、直流に変換された電流と所定の基準電流とを比較し、比較結果を駆動回路１１へ出力する。具体的には、比較器１４６は、２次巻線１４２から入力された電流と基準電流との電流値の大小関係を示す比較結果を駆動回路１１へ出力する。このように、比較器１４６を用いることで、ランプ１０の無負荷状態を容易に判定することができる。 Then, the comparator 146 compares the current converted to direct current with a predetermined reference current, and outputs the comparison result to the drive circuit 11. Specifically, the comparator 146 outputs a comparison result showing the magnitude relationship between the current value input from the secondary winding 142 and the reference current to the drive circuit 11. In this way, by using the comparator 146, the no-load state of the lamp 10 can be easily determined.

駆動回路１１は、比較器１４６の比較結果に基づいて、第１スイッチング素子１２１および第２スイッチング素子１２２へそれぞれ入力するパルス信号を変更することになる。次に、図２〜図４を用いて、パルス信号の具体例について説明する。図２〜図４は、パルス信号の一例を示す図である。なお、以下では、ランプ１０が負荷として正常に機能している場合のパルス信号を「基準パルス信号」、ランプ１０が負荷として機能していない無負荷状態のパルス信号を「異常パルス信号」とそれぞれ記載する。 The drive circuit 11 changes the pulse signals input to the first switching element 121 and the second switching element 122, respectively, based on the comparison result of the comparator 146. Next, a specific example of the pulse signal will be described with reference to FIGS. 2 to 4. 2 to 4 are diagrams showing an example of a pulse signal. In the following, the pulse signal when the lamp 10 is functioning normally as a load is referred to as a "reference pulse signal", and the pulse signal in a no-load state in which the lamp 10 is not functioning as a load is referred to as an "abnormal pulse signal". Describe.

図２に示すように、駆動回路１１は、基準パルス信号と、異常パルス信号とでデューティー比が異なるパルス信号を出力する。具体的には、図２のＡおよび図２のＢに示すように、基準パルス信号のパルス幅およびパルス周期をパルス幅Ｗ１およびパルス周期ｆ１とし、異常パルス信号のパルス幅およびパルス周期をパルス幅Ｗ２およびパルス周期ｆ２とする。なお、ここでのパルス幅は、パルス信号がオンを示している期間を示す。図２に示すように、パルス幅Ｗ２は、パルス幅Ｗ１に比べて短く、パルス周期ｆ２は、パルス周期ｆ１に比べて長い。つまり、異常パルス信号は、基準パルス信号にデューティー比が短いパルス信号である。 As shown in FIG. 2, the drive circuit 11 outputs a pulse signal having a different duty ratio between the reference pulse signal and the abnormal pulse signal. Specifically, as shown in A of FIG. 2 and B of FIG. 2, the pulse width and pulse period of the reference pulse signal are set to the pulse width W1 and the pulse period f1, and the pulse width and pulse period of the abnormal pulse signal are set to the pulse width. Let W2 and pulse period f2. The pulse width here indicates a period during which the pulse signal is on. As shown in FIG. 2, the pulse width W2 is shorter than the pulse width W1, and the pulse period f2 is longer than the pulse period f1. That is, the abnormal pulse signal is a pulse signal having a shorter duty ratio than the reference pulse signal.

異常パルス信号において、基準パルス信号に比べてパルス幅を短くすることで、第１スイッチング素子１２１または第２スイッチング素子１２２にパルス信号が印加される時間を短くすることができ、パルス周期を長くすることで、パルス信号が印加される頻度を抑えることができる。 By shortening the pulse width of the abnormal pulse signal as compared with the reference pulse signal, the time during which the pulse signal is applied to the first switching element 121 or the second switching element 122 can be shortened, and the pulse period is lengthened. As a result, the frequency with which the pulse signal is applied can be suppressed.

このように、駆動回路１１は、無負荷状態において、基準パルス信号に比べてデューティー比の小さい異常パルス信号を第１スイッチング素子１２１または第２スイッチング素子１２２へ入力することで、第１スイッチング素子１２１または第２スイッチング素子１２２の消耗を抑制することができる。 As described above, in the no-load state, the drive circuit 11 inputs an abnormal pulse signal having a duty ratio smaller than that of the reference pulse signal to the first switching element 121 or the second switching element 122, so that the first switching element 121 Alternatively, consumption of the second switching element 122 can be suppressed.

つまり、駆動回路１１は、無負荷状態において、異常パルス信号を出力することで、スイッチング素子を適切に保護することができる。なお、ここでは、基準パルス信号から異常パルス信号のパルス幅およびパルス周期の双方を変更することで、デューティー比を小さくする場合について説明したがこれに限定されるものではない。 That is, the drive circuit 11 can appropriately protect the switching element by outputting an abnormal pulse signal in a no-load state. Here, the case where the duty ratio is reduced by changing both the pulse width and the pulse period of the abnormal pulse signal from the reference pulse signal has been described, but the present invention is not limited to this.

具体的には、図３に示すように、基準パルス信号および異常パルス信号の双方のパルス幅をパルス幅Ｗ１とし、異常パルス信号のパルス周期ｆ２を基準パルス信号のパルス周期ｆ１よりも長くすることにしてもよい。 Specifically, as shown in FIG. 3, the pulse widths of both the reference pulse signal and the abnormal pulse signal are set to the pulse width W1, and the pulse period f2 of the abnormal pulse signal is made longer than the pulse period f1 of the reference pulse signal. It may be.

また、図４に示すように、基準パルス信号と異常パルス信号の双方のパルス周期をパルス周期ｆ１とし、異常パルス信号のパルス幅Ｗ２を基準パルス信号のパルス幅Ｗ１よりも短くすることにしてもよい。 Further, as shown in FIG. 4, the pulse period of both the reference pulse signal and the abnormal pulse signal is set to the pulse period f1, and the pulse width W2 of the abnormal pulse signal is made shorter than the pulse width W1 of the reference pulse signal. Good.

図３および図４に示す例においても、基準パルス信号に比べて異常パルス信号のデューティー比を小さくすることができるので、スイッチング素子を適切に保護することができる。 Also in the examples shown in FIGS. 3 and 4, the duty ratio of the abnormal pulse signal can be made smaller than that of the reference pulse signal, so that the switching element can be appropriately protected.

ところで、異常パルス信号において、パルス幅を極端に短くすること、スイッチング素子の応答速度が追い付かずない場合がある。特に、スイッチング素子に高耐圧性の素子を用いると、パルス信号に対する応答速度が減少する。このため、異常パルス信号におけるパルス幅の下限値は、例えば、おおよそ２μ秒であることが好ましい。なお、スイッチング素子の応答速度が十分に早い場合には、パルス幅の下限値は、２μ秒以下であってもよいことは言うまでもない。 By the way, in an abnormal pulse signal, the pulse width may be extremely shortened, and the response speed of the switching element may not catch up. In particular, when a high withstand voltage element is used as the switching element, the response speed to the pulse signal is reduced. Therefore, the lower limit of the pulse width in the abnormal pulse signal is preferably, for example, about 2 μsec. Needless to say, when the response speed of the switching element is sufficiently fast, the lower limit of the pulse width may be 2 μsec or less.

次に、図５を用いて、実施形態に係る電源装置１が実行する処理手順について説明する。なお、以下に示す処理手順は、駆動回路１１によって実行される。また、図５では、ランプ１０の設置後を想定した処理手順を示す。 Next, the processing procedure executed by the power supply device 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG. The processing procedure shown below is executed by the drive circuit 11. Further, FIG. 5 shows a processing procedure assuming that the lamp 10 has been installed.

図５に示すように、まず、電源装置１は、ランプ１０に対する起動信号を検知したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、起動信号は、例えば、不図示の外部スイッチなどから入力される信号であり、ユーザがランプ１０を点灯させる操作を行った場合に、起動信号が駆動回路１１に入力される。 As shown in FIG. 5, first, the power supply device 1 determines whether or not a start signal for the lamp 10 is detected (step S101). Here, the start-up signal is, for example, a signal input from an external switch (not shown), and when the user performs an operation to turn on the lamp 10, the start-up signal is input to the drive circuit 11.

電源装置１は、ステップＳ１０１の判定において、起動信号を検知した場合に（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、比較器１４６から入力される信号に基づいて、ランプ１０が無負荷状態か否かを判定する（ステップＳ１０２）。 When the power supply device 1 detects the start signal in the determination in step S101 (step S101, Yes), the power supply device 1 determines whether or not the lamp 10 is in the no-load state based on the signal input from the comparator 146 (step S101, Yes). Step S102).

電源装置１は、ステップＳ１０２の判定において、ランプ１０が無負荷状態でなかった場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、基準パルス信号を出力して（ステップＳ１０３）、処理を終了する。一方、電源装置１は、ステップＳ１０２の判定において、ランプ１０が無負荷状態であった場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、基準パルス信号よりもデューティー比の小さい異常パルス信号を出力し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。また、電源装置１は、ステップＳ１０１の判定において、起動信号を検知しなかった場合に（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。 In the determination of step S102, if the lamp 10 is not in the no-load state (step S102, No), the power supply device 1 outputs a reference pulse signal (step S103), and ends the process. On the other hand, in the determination of step S102, when the lamp 10 is in the no-load state (step S102, Yes), the power supply device 1 outputs an abnormal pulse signal having a duty ratio smaller than that of the reference pulse signal (step S104). End the process. Further, the power supply device 1 ends the process as it is when the start signal is not detected in the determination in step S101 (steps S101, No).

なお、図５では、起動信号をトリガとしてステップＳ１０２以降の処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、電源装置１は、ランプ１０の点灯時において、無負荷状態を検知した場合に、異常パルス信号を出力することにしてもよい。 Note that FIG. 5 describes a case where the processing after step S102 is performed using the activation signal as a trigger, but the present invention is not limited to this. That is, the power supply device 1 may output an abnormal pulse signal when it detects a no-load state when the lamp 10 is lit.

上述したように、実施形態に係る電源装置１は、トランス１３と、判定回路１４と、駆動回路１１とを具備する。トランス１３は、１次巻線１３１に電圧源ＶＤＤが接続され、２次巻線１３２に容量性のランプ１０（負荷の一例に対応）が接続される。判定回路１４は、負荷が無負荷状態か否かを判定する。 As described above, the power supply device 1 according to the embodiment includes a transformer 13, a determination circuit 14, and a drive circuit 11. In the transformer 13, the voltage source VDD is connected to the primary winding 131, and the capacitive lamp 10 (corresponding to an example of the load) is connected to the secondary winding 132. The determination circuit 14 determines whether or not the load is in the no-load state.

駆動回路１１は、判定回路１４による判定結果に応じたパルス信号を１次巻線１３１の両端に接続されたスイッチング回路１２、具体的にはスイッチング素子１２１、１２２へ入力することで、負荷へ電圧を供給する。また、駆動回路１１は、負荷が無負荷状態である場合に、負荷が無負荷状態でない場合のパルス信号である基準パルス信号よりもパルス信号のデューティー比を小さくする。したがって、実施形態に係る電源装置１によれば、スイッチング素子を適切に保護することができる。 The drive circuit 11 inputs a pulse signal according to the determination result of the determination circuit 14 to the switching circuit 12 connected to both ends of the primary winding 131, specifically, the switching elements 121 and 122 to supply a voltage to the load. To supply. Further, the drive circuit 11 makes the duty ratio of the pulse signal smaller than that of the reference pulse signal which is the pulse signal when the load is not in the no-load state when the load is in the no-load state. Therefore, according to the power supply device 1 according to the embodiment, the switching element can be appropriately protected.

ところで、上述した実施形態では、判定回路１４が、カレントトランス１４０を用いて負荷に流れる電流を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。そこで、以下では、判定回路が検出抵抗によって負荷に流れる電流を検出する場合について説明する。 By the way, in the above-described embodiment, the case where the determination circuit 14 detects the current flowing through the load by using the current transformer 140 has been described, but the present invention is not limited to this. Therefore, the case where the determination circuit detects the current flowing through the load by the detection resistor will be described below.

図６は、判定回路の一例を示す図である。図６に示すように、判定回路１６は、抵抗１６１と、比較器１６２とを具備する。抵抗１６１は、第１スイッチング素子１２１および第２スイッチング素子１２２のソース側に流れる電流を検出するための抵抗である。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a determination circuit. As shown in FIG. 6, the determination circuit 16 includes a resistor 161 and a comparator 162. The resistor 161 is a resistor for detecting the current flowing on the source side of the first switching element 121 and the second switching element 122.

図６に示すように、抵抗１６１は、一端が第１スイッチング素子１２１および第２スイッチング素子１２２のソースに接続され、他端がグランドに接続される。また、図６に示す例では、抵抗１６１の両端が比較器１６２に接続される。 As shown in FIG. 6, one end of the resistor 161 is connected to the sources of the first switching element 121 and the second switching element 122, and the other end is connected to the ground. Further, in the example shown in FIG. 6, both ends of the resistor 161 are connected to the comparator 162.

比較器１６２は、抵抗１６１に流れる電流と所定の基準電流とを比較することで、ランプ１０が無負荷状態か否かを判定する。具体的には、ランプ１０が無負荷状態である場合、ランプ１０が負荷として機能する場合に比べて、少ない電流が抵抗１６１に流れる。このため、比較器１６２は、抵抗１６１に流れる電流が基準電流よりも低い場合、ランプ１０が無負荷状態にあると判定することになる。 The comparator 162 determines whether or not the lamp 10 is in a no-load state by comparing the current flowing through the resistor 161 with a predetermined reference current. Specifically, when the lamp 10 is in the no-load state, a smaller current flows through the resistor 161 than when the lamp 10 functions as a load. Therefore, when the current flowing through the resistor 161 is lower than the reference current, the comparator 162 determines that the lamp 10 is in the no-load state.

ところで、抵抗１６１は、ランプ１０に流れる過電流の検出に適用することができる。すなわち、判定回路１６を用いて、過電流を検出することができる。図７は、電流値と負荷の状態との関係を示す模式図である。なお、図７の縦軸に示す電流値は、抵抗１６１に流れる電流の大きさを示す。 By the way, the resistor 161 can be applied to detect the overcurrent flowing through the lamp 10. That is, the overcurrent can be detected by using the determination circuit 16. FIG. 7 is a schematic diagram showing the relationship between the current value and the load state. The current value shown on the vertical axis of FIG. 7 indicates the magnitude of the current flowing through the resistor 161.

図７に示すように、電流値が下限閾値ｔｈ１以下である場合、ランプ２０が無負荷状態であることを示し、電流値が下限閾値ｔｈ１よりも大きい上限閾値ｔｈ２よりも大きい場合、ランプ１０に過電流が流れていることを示す。 As shown in FIG. 7, when the current value is equal to or less than the lower limit threshold value th1, it indicates that the lamp 20 is in a no-load state, and when the current value is larger than the upper limit threshold value th2, which is larger than the lower limit threshold value th1, the lamp 10 is displayed. Indicates that an overcurrent is flowing.

つまり、判定回路１６は、電流値が上限閾値ｔｈ２未満であり、かつ、下限閾値ｔｈ１よりも大きい場合に、ランプ１０が正常な状態にあると判定することになる。なお、下限閾値ｔｈ１および上限閾値ｔｈ２の具体的な値については、実験等によって適宜決定することとすればよい。 That is, the determination circuit 16 determines that the lamp 10 is in a normal state when the current value is less than the upper limit threshold value th2 and larger than the lower limit threshold value th1. The specific values of the lower limit threshold value th1 and the upper limit threshold value th2 may be appropriately determined by experiments or the like.

ところで、上述した実施形態では、トランス１３に１つの負荷が接続される場合について説明したが、トランス１３に複数の負荷が接続されることにしてもよい。また、直列配置された複数の２次巻線１３２により、トランス１３を構成することも可能である。 By the way, in the above-described embodiment, the case where one load is connected to the transformer 13 has been described, but a plurality of loads may be connected to the transformer 13. It is also possible to configure the transformer 13 with a plurality of secondary windings 132 arranged in series.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

１ 電源装置
１０ ランプ
１１ 駆動回路
１２ スイッチング回路
１３ トランス
１４、１６ 判定回路
１２１ 第１スイッチング素子
１２２ 第２スイッチング素子
１３１，１４１ １次巻線
１３２，１４２ ２次巻線
１４０ カレントトランス
１４３ 抵抗
１４４ ダイオード
１４５ コンデンサ
１４６ 比較器
１６１ 抵抗
１６２ 比較器
ＶＤＤ 電圧源 1 Power supply 10 Lamp 11 Drive circuit 12 Switching circuit 13 Transformer 14, 16 Judgment circuit 121 1st switching element 122 2nd switching element 131, 141 Primary winding 132, 142 Secondary winding 140 Current transformer 143 Resistor 144 Diode 145 Capacitor 146 Comparator 161 Resistor 162 Comparator VDD Voltage Source

Claims (4)

１次巻線に電圧源が接続され、２次巻線に容量性の負荷が接続されるトランスと；
前記負荷が無負荷状態か否かを判定する判定回路と；
前記判定回路による判定結果に応じたパルス信号を前記１次巻線の両端に接続されたスイッチング回路へ入力することで、前記負荷へ電圧を供給する駆動回路と；
を具備し、
前記駆動回路は、
前記負荷が無負荷状態である場合に、前記負荷が無負荷状態でない場合の前記パルス信号である基準パルス信号よりも前記パルス信号のデューティー比を小さくする、
電源装置。 With a transformer in which a voltage source is connected to the primary winding and a capacitive load is connected to the secondary winding;
With a determination circuit that determines whether or not the load is in a no-load state;
A drive circuit that supplies voltage to the load by inputting a pulse signal according to the judgment result of the determination circuit to the switching circuit connected to both ends of the primary winding.
Equipped with
The drive circuit
When the load is in the no-load state, the duty ratio of the pulse signal is made smaller than the reference pulse signal which is the pulse signal when the load is not in the no-load state.
Power supply. 前記駆動回路は、
前記負荷に対する起動信号が入力された場合に、前記判定回路の判定結果に応じた前記パルス信号を出力する、
請求項１に記載の電源装置。 The drive circuit
When a start signal for the load is input, the pulse signal corresponding to the determination result of the determination circuit is output.
The power supply device according to claim 1. 前記駆動回路は、
前記無負荷状態である場合に、前記基準パルス信号よりもパルス周期の長い前記パルス信号を出力する、
請求項１または２に記載の電源装置。 The drive circuit
In the no-load state, the pulse signal having a longer pulse period than the reference pulse signal is output.
The power supply device according to claim 1 or 2. 前記駆動回路は、
前記無負荷状態である場合に、前記基準パルス信号よりもパルス幅の短い前記パルス信号を出力する、
請求項１〜３のいずれか一つに記載の電源装置。 The drive circuit
In the no-load state, the pulse signal having a pulse width shorter than that of the reference pulse signal is output.
The power supply device according to any one of claims 1 to 3.
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