JP5357553B2 - Power supply device and lighting apparatus using the same - Google Patents

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Description

本発明はフルブリッジ回路を有する電源装置及びそれを用いた照明器具に関するものである。   The present invention relates to a power supply device having a full bridge circuit and a lighting fixture using the same.

有機EL素子は逆電圧を印加することにより寿命を回復させる効果があることが知られている(特許文献1)。そこで、従来は図5の回路のように、通常の点灯期間では、直流電源Vdcから抵抗Rを介して有機EL素子3に供給される電圧を、スイッチ回路SWの常閉接点を介してコンデンサCに充電しておき、回復期間では、スイッチ回路SWを常開接点側に切り替えることにより、有機EL素子3に逆電圧を印加できるように構成していた。   It is known that an organic EL element has an effect of restoring a lifetime by applying a reverse voltage (Patent Document 1). Therefore, conventionally, as in the circuit of FIG. 5, during the normal lighting period, the voltage supplied to the organic EL element 3 from the DC power source Vdc via the resistor R is supplied to the capacitor C via the normally closed contact of the switch circuit SW. In the recovery period, the switch circuit SW is switched to the normally-open contact side so that a reverse voltage can be applied to the organic EL element 3.

しかしながら、図5の従来例では、有機EL素子3に逆電圧を印加する時間や、印加される電圧、電流を任意にコントロールすることが困難なため、有機EL素子3に過大なストレスが印加されたり、十分に特性を回復することができない問題点があった。   However, in the conventional example of FIG. 5, it is difficult to arbitrarily control the time for applying the reverse voltage to the organic EL element 3, the applied voltage, and the current, so that excessive stress is applied to the organic EL element 3. There is a problem that the characteristics cannot be sufficiently recovered.

そこで、特許文献2では、フルブリッジ回路を用いて、通常の点灯期間では有機EL素子に順電圧を印加し、回復期間ではフルブリッジ回路の極性を切り替えて逆電圧を印加する構成が開示されている。また、その改良技術して、特許文献3では通常の点灯期間では降圧チョッパ動作を用いて有機EL素子に順電圧を印加し、回復期間では降圧チョッパ動作を用いずに電源からダイレクトに逆電圧を印加することが提案されている。   Therefore, Patent Document 2 discloses a configuration in which a full-bridge circuit is used to apply a forward voltage to the organic EL element during a normal lighting period and to apply a reverse voltage by switching the polarity of the full-bridge circuit during a recovery period. Yes. As an improvement technique, in Patent Document 3, a forward voltage is applied to the organic EL element using a step-down chopper operation during a normal lighting period, and a reverse voltage is directly applied from a power source without using a step-down chopper operation during a recovery period. It has been proposed to apply.

特許第2663648号公報Japanese Patent No. 2663648 特開2005−078828号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-078828 特開2007−149463号公報JP 2007-149463 A

しかしながら、特許文献2,3の技術では、回復期間に有機EL素子に印加される逆電圧、逆電流を適切に設定することが困難であった。このため、回復期間に有機EL素子に過大なストレスを与える恐れがあり、必ずしも最大限の寿命改善効果を期待することは出来ない可能性があった。   However, in the techniques of Patent Documents 2 and 3, it is difficult to appropriately set the reverse voltage and the reverse current applied to the organic EL element during the recovery period. For this reason, there is a possibility that an excessive stress is applied to the organic EL element during the recovery period, and there is a possibility that the maximum lifetime improvement effect cannot always be expected.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、有機EL素子に適切な電圧、電流を適切な時間にわたり逆方向に印加することで有機EL素子の寿命改善効果を最大化できる電源装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above points, and a power supply apparatus that can maximize the life improvement effect of an organic EL element by applying an appropriate voltage and current to the organic EL element in a reverse direction over an appropriate time. It is an issue to provide.

請求項1の発明は、上記の課題を解決するために、図1に示すように、直流電源にフルブリッジ回路を介して有機EL素子3を接続し、フルブリッジ回路を構成する4個のスイッチング素子Q1〜Q4のうち、有機EL素子3に対して逆方向となる2個のスイッチング素子Q1,Q4の少なくとも一方と直列に有機EL素子3に印加される逆電圧を設定するための定電圧素子ZDを接続したことを特徴とするものである。また、請求項1の発明は、フルブリッジ回路の出力にインダクタLを介して有機EL素子3を接続し、有機EL素子3に対して逆方向となる2個のスイッチング素子Q1,Q4の少なくとも一方と逆並列に回生電流通電用のダイオードDを接続し、通常の点灯期間では有機EL素子3に対して順方向となる2個のスイッチング素子Q2,Q3のうちインダクタLに蓄積されたエネルギーが流れる経路をダイオードDおよび有機EL素子3と共に形成する一方をオンし、他方を高周波でオン・オフし、回復期間では有機EL素子3に対して逆方向となる2個のスイッチング素子Q1,Q4をオンする制御部1を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 connects the organic EL element 3 to a DC power source through a full bridge circuit as shown in FIG. Among the elements Q1 to Q4, a constant voltage element for setting a reverse voltage applied to the organic EL element 3 in series with at least one of the two switching elements Q1 and Q4 that are in opposite directions with respect to the organic EL element 3 This is characterized in that ZD is connected. According to the first aspect of the present invention, the organic EL element 3 is connected to the output of the full bridge circuit via the inductor L, and at least one of the two switching elements Q1 and Q4 in the opposite direction to the organic EL element 3 is used. The diode D for energizing the regenerative current is connected in reverse parallel with the energy, and the energy stored in the inductor L of the two switching elements Q2 and Q3 in the forward direction with respect to the organic EL element 3 flows during a normal lighting period. Forming the path with the diode D and the organic EL element 3 is turned on, the other is turned on and off at high frequency, and the two switching elements Q1 and Q4 that are opposite to the organic EL element 3 are turned on during the recovery period. The control part 1 to be provided is provided.

本願の別の発明は、上記の課題を解決するために、図1に示すように、直流電源にフルブリッジ回路を介して有機EL素子3を接続し、フルブリッジ回路を構成する4個のスイッチング素子Q1〜Q4のうち、有機EL素子3に対して逆方向となる2個のスイッチング素子Q1,Q4の少なくとも一方と直列に有機EL素子3に印加される逆電流を設定するための限流素子R2を接続したことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problem, another invention of the present application connects the organic EL element 3 to a DC power source via a full bridge circuit as shown in FIG. Of the elements Q1 to Q4, a current limiting element for setting a reverse current applied to the organic EL element 3 in series with at least one of the two switching elements Q1 and Q4 opposite to the organic EL element 3 R2 is connected.

請求項2の発明は、請求項1の定電圧素子ZDの機能を有機EL素子3に対して逆方向となる2個のスイッチング素子Q1,Q4の少なくとも一方で兼用したことを特徴とする。 The invention of claim 2 is characterized in that the function of the constant voltage element ZD of claim 1 is combined with at least one of the two switching elements Q1 and Q4 in the opposite direction to the organic EL element 3.

請求項3の発明は、請求項1または請求項2記載の電源装置を備える照明器具である。 The invention of claim 3 is an illumination instrument comprising the power supply device according to claim 1 or claim 2 Symbol placement.

本発明によれば、任意の電圧、電流を任意の時間にわたり有機EL素子に逆方向に印加できることにより、有機EL素子の寿命、性能を最適に回復させることが簡単な回路で実現できる。   According to the present invention, since an arbitrary voltage and current can be applied to an organic EL element in an opposite direction for an arbitrary time, the life and performance of the organic EL element can be optimally recovered with a simple circuit.

本発明の実施形態1の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態1の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態2の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施形態3の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 3 of the present invention. 従来例の回路図である。It is a circuit diagram of a conventional example.

(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1の回路図である。商用交流電源Vsはダイオードブリッジ回路DBにより全波整流されて、平滑用のコンデンサCに直流電圧が充電される。コンデンサCの正極には、PNPトランジスタよりなるスイッチング素子Q1,Q3のエミッタが接続されている。スイッチング素子Q1のコレクタには、NPNトランジスタよりなるスイッチング素子Q2のコレクタが接続されている。スイッチング素子Q2のエミッタは抵抗R1を介してグランドに接続されている。グランドにはコンデンサCの負極が接続されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram of Embodiment 1 of the present invention. The commercial AC power supply Vs is full-wave rectified by the diode bridge circuit DB, and the DC voltage is charged in the smoothing capacitor C. To the positive electrode of the capacitor C, the emitters of switching elements Q1, Q3 made of PNP transistors are connected. A collector of the switching element Q2 made of an NPN transistor is connected to the collector of the switching element Q1. The emitter of the switching element Q2 is connected to the ground via a resistor R1. The negative electrode of the capacitor C is connected to the ground.

スイッチング素子Q1のコレクタとスイッチング素子Q3のコレクタの間には、インダクタLと有機EL素子3の直列回路が接続されている。また、スイッチング素子Q1の両端には、回生電流通電用のダイオードDが逆並列接続されている。スイッチング素子Q3とインダクタL及びダイオードDはバックコンバータ(降圧チョッパ回路)を構成している。   A series circuit of an inductor L and an organic EL element 3 is connected between the collector of the switching element Q1 and the collector of the switching element Q3. Further, a regenerative current conducting diode D is connected in reverse parallel to both ends of the switching element Q1. The switching element Q3, the inductor L, and the diode D constitute a buck converter (step-down chopper circuit).

スイッチング素子Q3のコレクタには、ツェナーダイオードZDを介して、NPNトランジスタよりなるスイッチング素子Q4のコレクタが接続されている。スイッチング素子Q4のエミッタは抵抗R2を介してグランドに接続されている。   The collector of the switching element Q3 is connected to the collector of the switching element Q4 made of an NPN transistor via a Zener diode ZD. The emitter of the switching element Q4 is connected to the ground via a resistor R2.

抵抗R1は有機EL素子3に点灯期間に最適電流を流すための電流検出抵抗である。また、抵抗R2は有機EL素子3に逆電圧を印加する回復期間に限流抵抗として機能すると共に、スイッチング素子Q4に流れる電流を監視するための抵抗である。抵抗R1,R2の非接地側端子の電圧は制御部1に入力されて監視されている。   The resistor R1 is a current detection resistor for allowing an optimum current to flow through the organic EL element 3 during the lighting period. The resistor R2 functions as a current limiting resistor during a recovery period in which a reverse voltage is applied to the organic EL element 3, and is a resistor for monitoring the current flowing through the switching element Q4. The voltages at the non-ground side terminals of the resistors R1 and R2 are input to the control unit 1 and monitored.

スイッチング素子Q1〜Q4によりフルブリッジ回路が構成されている。各スイッチング素子Q1〜Q4の制御電極であるベース端子は制御部1の出力に接続されており、そのオン・オフ状態を制御部1により切り替え制御可能となっている。なお、制御部1の動作電源はコンデンサCから供給されている。   A full bridge circuit is configured by the switching elements Q1 to Q4. A base terminal which is a control electrode of each of the switching elements Q1 to Q4 is connected to an output of the control unit 1, and an on / off state thereof can be switched by the control unit 1. The operating power supply for the control unit 1 is supplied from a capacitor C.

図2は実施形態1の動作説明のための波形図である。有機EL素子3に流れる負荷電流と、スイッチング素子Q2の電流、ダイオードDの電流、スイッチング素子Q1〜Q4のON・OFF状態を示している。   FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the first embodiment. The load current flowing through the organic EL element 3, the current of the switching element Q2, the current of the diode D, and the ON / OFF states of the switching elements Q1 to Q4 are shown.

点灯期間では、スイッチング素子Q3が常にONとなっており、スイッチング素子Q2に高周波のPWM信号が印加されている。スイッチング素子Q2のON時は電流がコンデンサC→スイッチング素子Q3→有機EL素子3→インダクタL→スイッチング素子Q2→電流検出抵抗R1→グランドの経路で流れる。また、スイッチング素子Q2のOFF時はインダクタLに蓄積されたエネルギーがインダクタL→ダイオードD→スイッチング素子Q3→有機EL素子3→インダクタLの経路で流れる。この場合は、通常のスイッチングコンバータとして動作する。   During the lighting period, the switching element Q3 is always ON, and a high-frequency PWM signal is applied to the switching element Q2. When the switching element Q2 is ON, a current flows through a path of the capacitor C → the switching element Q3 → the organic EL element 3 → the inductor L → the switching element Q2 → the current detection resistor R1 → the ground. Further, when the switching element Q2 is OFF, the energy stored in the inductor L flows through the path of the inductor L → the diode D → the switching element Q3 → the organic EL element 3 → the inductor L. In this case, it operates as a normal switching converter.

次に、特性回復時の逆電圧印加動作は、スイッチング素子Q2,Q3をOFFさせ、スイッチング素子Q1,Q4をONさせることにより行う。この際、電流はコンデンサC→スイッチング素子Q1→インダクタL→有機EL素子3→ツェナーダイオードZD→スイッチング素子Q4→限流抵抗R2→グランドの経路で流れる。   Next, the reverse voltage application operation at the time of characteristic recovery is performed by turning off the switching elements Q2 and Q3 and turning on the switching elements Q1 and Q4. At this time, the current flows through a path of the capacitor C → the switching element Q1 → the inductor L → the organic EL element 3 → the zener diode ZD → the switching element Q4 → the current limiting resistor R2 → the ground.

逆電圧の印加時間はスイッチング素子Q4またはQ1のON時間で調整できる。この際、直列に配置されたツェナーダイオードZDのツェナー電圧を適切に選定することにより、有機EL素子3に最適な逆電圧を印加することができる。また、ツェナーダイオードZDを省略し、スイッチング素子Q4にツェナーダイオードZDの役目を持たせた回路としても良い。すなわち、制御部1からスイッチング素子Q4の制御電極に供給される制御電圧・制御電流を調節することにより、スイッチング素子Q4による電圧降下の大きさを適切に調節することができるから、スイッチング素子Q4を不飽和領域で使用することによりツェナーダイオードZDの機能を兼用させることができる。   The application time of the reverse voltage can be adjusted by the ON time of the switching element Q4 or Q1. At this time, an optimal reverse voltage can be applied to the organic EL element 3 by appropriately selecting the Zener voltage of the Zener diode ZD arranged in series. Further, a circuit in which the Zener diode ZD is omitted and the switching element Q4 has the function of the Zener diode ZD may be used. That is, by adjusting the control voltage / control current supplied from the control unit 1 to the control electrode of the switching element Q4, the magnitude of the voltage drop caused by the switching element Q4 can be appropriately adjusted. By using it in the unsaturated region, the function of the Zener diode ZD can be shared.

さらに、スイッチング素子Q4と直列に接続された抵抗R2の抵抗値を選ぶことによって、有機EL素子3に最適な逆電流を流すことができる。また、抵抗R2を省略し、スイッチング素子Q4に抵抗R2の役目を持たせた回路としても良い。つまり、抵抗R2の両端電圧を制御部1により検出し、その検出値が適切な値となるように、制御部1からスイッチング素子Q4の制御電極に供給する制御電圧・制御電流を調節することにより、有機EL素子3に流れる逆電流を適切に調節することができる。つまり、スイッチング素子Q4を不飽和領域で使用することにより抵抗R2の機能を兼用させることができる。   Furthermore, an optimum reverse current can be passed through the organic EL element 3 by selecting the resistance value of the resistor R2 connected in series with the switching element Q4. Further, the resistor R2 may be omitted, and a circuit in which the switching element Q4 has the role of the resistor R2 may be used. That is, by detecting the voltage across the resistor R2 by the control unit 1 and adjusting the control voltage / control current supplied from the control unit 1 to the control electrode of the switching element Q4 so that the detected value becomes an appropriate value. The reverse current flowing through the organic EL element 3 can be adjusted appropriately. That is, the function of the resistor R2 can be shared by using the switching element Q4 in the unsaturated region.

なお、回復期間に有機EL素子3に流れる逆電流は点灯期間に比べると大きな電流ではないので、スイッチング素子Q4を不飽和領域で使用しても大きな電力ロスを生じさせることはないと言える。   In addition, since the reverse current flowing through the organic EL element 3 during the recovery period is not a large current compared with the lighting period, it can be said that no large power loss occurs even when the switching element Q4 is used in the unsaturated region.

図1のような回路構成で、制御部1より逆電圧印加信号を出すことにより、任意の時間にわたり、任意の電圧、任意の電流を有機EL素子3に逆方向に印加することができるため、有機EL素子3の寿命特性をストレスを加えずに十分に回復させることができる。   In the circuit configuration as shown in FIG. 1, by issuing a reverse voltage application signal from the control unit 1, an arbitrary voltage and an arbitrary current can be applied to the organic EL element 3 in an opposite direction over an arbitrary time. The lifetime characteristics of the organic EL element 3 can be sufficiently recovered without applying stress.

(実施形態2)
図3は本発明の実施形態2の回路図である。本実施形態では、図1の回路において、スイッチング素子Q1と逆並列接続されたダイオードDを省略し、代わりに、ツェナーダイオードZDとスイッチング素子Q4と抵抗R2の直列回路と逆並列にダイオードDを接続している。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a circuit diagram of Embodiment 2 of the present invention. In this embodiment, the diode D connected in antiparallel with the switching element Q1 is omitted in the circuit of FIG. 1, and instead the diode D is connected in antiparallel with the series circuit of the Zener diode ZD, switching element Q4, and resistor R2. doing.

特性回復時の逆電圧印加動作は、実施形態1と同じである。通常の点灯期間において、実施形態1では、スイッチング素子Q3が常にONとなっており、スイッチング素子Q2に高周波のPWM信号が供給されていたが、本実施形態では、通常の点灯期間において、スイッチング素子Q2が常にONとなっており、スイッチング素子Q3に高周波のPWM信号が供給されている点が異なる。   The reverse voltage application operation at the time of characteristic recovery is the same as that of the first embodiment. In the normal lighting period, in the first embodiment, the switching element Q3 is always ON, and a high-frequency PWM signal is supplied to the switching element Q2. However, in the present embodiment, in the normal lighting period, the switching element Q3 is switched on. The difference is that Q2 is always ON and a high-frequency PWM signal is supplied to the switching element Q3.

スイッチング素子Q3のON時は電流がコンデンサC→スイッチング素子Q3→有機EL素子3→インダクタL→スイッチング素子Q2→電流検出抵抗R1→グランドの経路で流れる。この動作は実施形態1と同じである。また、スイッチング素子Q3のOFF時はインダクタLに蓄積されたエネルギーがインダクタL→スイッチング素子Q2→電流検出抵抗R1→ダイオードD→有機EL素子3→インダクタLの経路で流れる。したがって、実施形態2では有機EL素子3に流れる負荷電流を抵抗R1により常時検出することができるから、実施形態1に比べると精度良く負荷電流を制御することができる。   When the switching element Q3 is ON, a current flows through a path of the capacitor C → the switching element Q3 → the organic EL element 3 → the inductor L → the switching element Q2 → the current detection resistor R1 → the ground. This operation is the same as in the first embodiment. In addition, when the switching element Q3 is OFF, the energy accumulated in the inductor L flows through the path of the inductor L → the switching element Q2 → the current detection resistor R1 → the diode D → the organic EL element 3 → the inductor L. Therefore, in the second embodiment, the load current flowing through the organic EL element 3 can always be detected by the resistor R1, so that the load current can be controlled with higher accuracy than in the first embodiment.

(実施形態3)
図4は本発明の実施形態3の回路図である。本実施形態では、スイッチング素子Q1と逆並列にダイオードD1を接続すると共に、ツェナーダイオードZDとスイッチング素子Q4と抵抗R2の直列回路と逆並列にダイオードD2を接続している。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a circuit diagram of Embodiment 3 of the present invention. In the present embodiment, the diode D1 is connected in antiparallel with the switching element Q1, and the diode D2 is connected in antiparallel with the series circuit of the Zener diode ZD, the switching element Q4, and the resistor R2.

特性回復時の逆電圧印加動作は、実施形態1と同じである。通常の点灯期間において、実施形態1,2では、スイッチング素子Q2,Q3のうち一方が常にONしており、他方に高周波のPWM信号が供給されていたが、本実施形態では、スイッチング素子Q2,Q3に高周波のPWM信号が供給されている点が異なる。   The reverse voltage application operation at the time of characteristic recovery is the same as that of the first embodiment. In the normal lighting period, in the first and second embodiments, one of the switching elements Q2 and Q3 is always ON, and a high-frequency PWM signal is supplied to the other. However, in this embodiment, the switching elements Q2 and Q3 are supplied. The difference is that a high-frequency PWM signal is supplied to Q3.

スイッチング素子Q2,Q3のON時は電流がコンデンサC→スイッチング素子Q3→有機EL素子3→インダクタL→スイッチング素子Q2→電流検出抵抗R1→グランドの経路で流れる。この動作は実施形態1,2と同じである。また、スイッチング素子Q2,Q3のOFF時はインダクタLに蓄積されたエネルギーがインダクタL→ダイオードD1→コンデンサC→ダイオードD2→有機EL素子3→インダクタLの経路で流れる。この場合は、インダクタLの蓄積エネルギーの一部は平滑用のコンデンサCに回生されることになるから、有機EL素子3の負荷電圧が低い場合でも回生電流の減衰速度を速くすることができ、スイッチング素子Q2,Q3のOFF期間を短くすることができる。   When the switching elements Q2 and Q3 are ON, a current flows through a path of the capacitor C → the switching element Q3 → the organic EL element 3 → the inductor L → the switching element Q2 → the current detection resistor R1 → the ground. This operation is the same as in the first and second embodiments. Further, when the switching elements Q2 and Q3 are OFF, the energy accumulated in the inductor L flows through the path of inductor L → diode D1 → capacitor C → diode D2 → organic EL element 3 → inductor L. In this case, since a part of the energy stored in the inductor L is regenerated in the smoothing capacitor C, the decay rate of the regenerative current can be increased even when the load voltage of the organic EL element 3 is low, The OFF period of switching elements Q2 and Q3 can be shortened.

(実施形態4)
本実施形態の回路構成は図4と同じであるが、通常の点灯期間中のスイッチング素子Q2,Q3の制御に関して、実施形態1,2と実施形態3を適宜組み合わせて使用する点が異なる。例えば、スイッチング素子Q2,Q3が同時にONしている第1の状態から、一方がONしており、他方がOFFしている第2の状態を経て、両方がOFFしている第3の状態へと切り替わる動作を繰り返す。この場合、有機EL素子3に流れる負荷電流は、第1の状態では急速に上昇し、第2の状態では緩慢に減衰し、第3の状態では急速に減衰する動作となる。
(Embodiment 4)
The circuit configuration of the present embodiment is the same as that of FIG. 4 except that the control of the switching elements Q2 and Q3 during a normal lighting period is appropriately combined with the first and second embodiments and the third embodiment. For example, from the first state in which the switching elements Q2 and Q3 are simultaneously ON, to the third state in which both are OFF through the second state in which one is ON and the other is OFF. Repeat the operation to switch. In this case, the load current flowing in the organic EL element 3 rises rapidly in the first state, attenuates slowly in the second state, and rapidly attenuates in the third state.

また、回生電流が流れる第2の状態(一方がON、他方がOFFの状態)と第3の状態(両方がOFFの状態)の順番は入れ替えても良い。その場合、有機EL素子3に流れる負荷電流は、第1の状態では急速に上昇し、第3の状態では急速に減衰し、第2の状態では緩慢に減衰する動作となる。   The order of the second state (where one is ON and the other is OFF) and the third state (both are OFF) in which the regenerative current flows may be switched. In that case, the load current flowing through the organic EL element 3 rises rapidly in the first state, rapidly attenuates in the third state, and slowly attenuates in the second state.

このように、スイッチング素子Q2,Q3のオン時間幅以外の制御要素として、回生電流が流れる第2の状態と第3の状態の時間比率や順番を変えることによっても、負荷電流の平均値を自由に制御することができる。これにより、インダクタLを介して有機EL素子3に流れる負荷電流を電源電圧や負荷電圧に関わらず最適に制御することができる。   As described above, the average value of the load current can be freely changed by changing the time ratio and the order of the second state and the third state in which the regenerative current flows as a control element other than the ON time width of the switching elements Q2 and Q3. Can be controlled. Thereby, the load current flowing through the organic EL element 3 via the inductor L can be optimally controlled regardless of the power supply voltage or the load voltage.

例えば、商用電源Vsからの入力力率を改善するために、コンデンサCの容量をわざと小さく設定し、完全に平滑されていない直流電圧を電源として用いる場合、電源電圧が変動することによりスイッチング素子Q2,Q3のオン時の負荷電流の上昇速度は変動することになる。このような場合、電源電圧の高い期間ではスイッチング素子Q2,Q3のオン期間を短くする必要があるので、実施形態1,2の回生動作を用いることにより回生電流を緩慢に減衰させる。また、電源電圧の低い期間では、スイッチング素子Q2,Q3のオン期間を長くする必要があるので、実施形態3の回生動作を用いることにより回生電流を急速に減衰させる。このように制御すれば、スイッチング周波数を変えることなく、電源電圧の変動に対して負荷電流を最適に制御することができる。スイッチング周波数を変える必要が無いということはノイズ対策の点で有利となる。   For example, in order to improve the input power factor from the commercial power source Vs, when the capacitance of the capacitor C is intentionally set small and a DC voltage that is not completely smoothed is used as the power source, the switching element Q2 is changed by the fluctuation of the power source voltage. , The rate of increase of the load current when Q3 is on varies. In such a case, since it is necessary to shorten the ON period of the switching elements Q2 and Q3 during a period when the power supply voltage is high, the regenerative current is slowly attenuated by using the regenerative operation of the first and second embodiments. Further, since it is necessary to lengthen the ON period of the switching elements Q2 and Q3 during the period when the power supply voltage is low, the regenerative current is rapidly attenuated by using the regenerative operation of the third embodiment. By controlling in this way, the load current can be optimally controlled with respect to fluctuations in the power supply voltage without changing the switching frequency. The fact that there is no need to change the switching frequency is advantageous in terms of noise countermeasures.

なお、図4の構成において、ダイオードD1に回生電流が流れる実施形態1の動作とダイオードD2に回生電流が流れる実施形態2の動作を交互に実施すれば、各ダイオードD1,D2に流れる回生電流を半減できるので、ダイオードD1,D2の発熱を抑えることができる。   In the configuration of FIG. 4, if the operation of the first embodiment in which the regenerative current flows through the diode D1 and the operation of the second embodiment in which the regenerative current flows through the diode D2, the regenerative current flowing through the diodes D1 and D2 are changed. Since it can be halved, heat generation of the diodes D1 and D2 can be suppressed.

(その他の変形例)
以上の各実施形態において、スイッチング素子Q1,Q3はPNPトランジスタ、スイッチング素子Q2,Q4はNPNトランジスタで実現されているが、前者をpチャンネルMOSFET、後者をnチャンネルMOSFETに置き換えても良い。また、高電位側のスイッチング素子Q1,Q3についてもトランスやハイサイドドライバーを介して駆動するのであれば、安価なnチャンネルMOSFETで置き換え可能である。
(Other variations)
In each of the above embodiments, the switching elements Q1 and Q3 are realized by PNP transistors and the switching elements Q2 and Q4 are realized by NPN transistors. However, the former may be replaced by a p-channel MOSFET and the latter by an n-channel MOSFET. Further, if the high-potential side switching elements Q1 and Q3 are also driven through a transformer or a high-side driver, they can be replaced with inexpensive n-channel MOSFETs.

また、有機EL素子3と直列または並列に発光ダイオードを接続しても構わない。例えば、有機EL素子3の両端に発光ダイオードの直列回路を逆並列に接続しておけば、有機EL素子3の回復期間中にインジケータとして発光ダイオードを点灯させることができ、回復期間中であることを表示することができる。また、回復期間中においても最小限の明かりを確保することができる。さらに、発光ダイオードの直列個数を調節することにより、有機EL素子3に印加される逆電圧を最適に設定できる。   Further, a light emitting diode may be connected in series or in parallel with the organic EL element 3. For example, if a series circuit of light emitting diodes is connected in antiparallel to both ends of the organic EL element 3, the light emitting diode can be turned on as an indicator during the recovery period of the organic EL element 3, and it is in the recovery period. Can be displayed. In addition, the minimum light can be secured even during the recovery period. Furthermore, the reverse voltage applied to the organic EL element 3 can be optimally set by adjusting the number of light emitting diodes in series.

また、定電圧素子としてのツェナーダイオードZDの代わりに、1個または複数個のダイオードまたは発光ダイオードまたはその直列回路を接続しても良い。これらの定電圧素子は異なる種類を混在させて直列接続しても構わない。   Further, instead of the Zener diode ZD as the constant voltage element, one or a plurality of diodes or light emitting diodes or a series circuit thereof may be connected. These constant voltage elements may be mixed and connected in series.

さらに、定電圧素子としてのツェナーダイオードZDは低電位側のスイッチング素子Q4と直列に接続しているが、高電位側のスイッチング素子Q1と直列に接続しても良いし、スイッチング素子Q1とQ4の両方に定電圧素子を直列接続しても良い。限流素子R2についても同様である。   Further, the Zener diode ZD as the constant voltage element is connected in series with the low-potential side switching element Q4, but may be connected in series with the high-potential side switching element Q1, or the switching elements Q1 and Q4 A constant voltage element may be connected in series to both. The same applies to the current limiting element R2.

なお、直流電源として商用交流電源Vsをダイオードブリッジ回路DBにより全波整流し、平滑用のコンデンサCで平滑した構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、ダイオードブリッジ回路DBと平滑用のコンデンサCの間にPFC回路(力率改善回路)を挿入しても良い。また、商用電源を整流・平滑した直流電源に代えて、蓄電池などの電池電源やその出力を電力変換した直流電源を用いても構わない。   In addition, although the commercial AC power supply Vs was rectified by full-wave rectification by the diode bridge circuit DB as the DC power supply and smoothed by the smoothing capacitor C, the configuration is not limited thereto. For example, a PFC circuit (power factor correction circuit) may be inserted between the diode bridge circuit DB and the smoothing capacitor C. Further, instead of a rectified and smoothed DC power supply as a commercial power supply, a battery power supply such as a storage battery or a DC power supply obtained by converting the output thereof may be used.

(照明器具の実施形態)
本発明の電源装置を用いた照明器具では、有機EL素子を用いていることにより器具の薄型化・軽量化が可能となる。また、回復期間に有機EL素子に逆方向に適切な電圧、電流を適切な時間にわたり印加できることで、長寿命の照明器具とすることができる。
(Embodiment of lighting apparatus)
In the lighting fixture using the power supply device of the present invention, the use of the organic EL element makes it possible to reduce the thickness and weight of the fixture. In addition, since an appropriate voltage and current can be applied to the organic EL element in the reverse direction over an appropriate time during the recovery period, a long-life lighting device can be obtained.

1 制御部
3 有機EL素子
Q1〜Q4 スイッチング素子
L インダクタ(誘導素子)
D ダイオード
C コンデンサ(直流電源)
R1,R2 抵抗
ZD ツェナーダイオード(定電圧素子)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control part 3 Organic EL element Q1-Q4 Switching element L Inductor (inductive element)
D Diode C Capacitor (DC power supply)
R1, R2 resistance ZD Zener diode (constant voltage element)

Claims (3)

直流電源にフルブリッジ回路を介して有機EL素子を接続し、前記フルブリッジ回路を構成する4個のスイッチング素子のうち、前記有機EL素子に対して逆方向となる2個の前記スイッチング素子の少なくとも一方と直列に前記有機EL素子に印加される逆電圧を設定するための定電圧素子を接続し、前記フルブリッジ回路の出力にインダクタを介して前記有機EL素子を接続し、前記有機EL素子に対して逆方向となる前記2個の前記スイッチング素子の少なくとも一方と逆並列に回生電流通電用のダイオードを接続し、通常の点灯期間では前記有機EL素子に対して順方向となる2個の前記スイッチング素子のうち前記インダクタに蓄積されたエネルギーが流れる経路を前記ダイオードおよび前記有機EL素子と共に形成する一方をオンし、他方を高周波でオン・オフし、回復期間では前記有機EL素子に対して逆方向となる前記2個の前記スイッチング素子をオンする制御部を備えたことを特徴とする電源装置。 An organic EL element is connected to a direct current power source via a full bridge circuit, and at least two of the switching elements that are opposite to the organic EL element among the four switching elements constituting the full bridge circuit. A constant voltage element for setting a reverse voltage applied to the organic EL element is connected in series with one side, the organic EL element is connected to the output of the full bridge circuit via an inductor, and the organic EL element is connected to the organic EL element. In contrast, at least one of the two switching elements that are in the reverse direction is connected in reverse parallel with a diode for energizing a regenerative current, and in the normal lighting period, the two of the two that are in the forward direction with respect to the organic EL element. Oh the other hand to form a path energy stored in the inductor of the switching element flows together with the diode and the organic EL device Power supply, and turned on and off and the other at a high frequency, the recovery period, characterized in that it comprises a control unit for turning on the two of the switching element to be a direction opposite to the organic EL element. 請求項1の前記定電圧素子の機能を前記有機EL素子に対して逆方向となる前記2個の前記スイッチング素子の少なくとも一方で兼用したことを特徴とする電源装置。 2. The power supply apparatus according to claim 1, wherein the function of the constant voltage element of claim 1 is combined with at least one of the two switching elements that are in opposite directions with respect to the organic EL element. 請求項1または請求項2記載の電源装置を備える照明器具。 A lighting fixture comprising the power supply device according to claim 1.
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