JP5374757B2 - Power supply device, LED device, and light source device - Google Patents
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Description
本発明は、LEDに電圧を供給する電源装置並びに該電源装置を備えるLED装置及び光源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device that supplies a voltage to an LED, and an LED device and a light source device including the power supply device.
従来、光源として用いられてきた蛍光灯やその他の放電灯に比べて、省電力又は長寿命であるという理由で、LEDが光源として注目を浴びており、数十mAから数百mA程度の比較的大きな電流を流すことができるLEDが、住宅用照明機器のみならず、工場や事業所用の照明機器、道路用照明機器、産業用照明機器、表示装置などの光源装置に使用されるようになった。 Compared with fluorescent lamps and other discharge lamps that have been used as light sources in the past, LEDs are attracting attention as light sources because of their low power consumption and long life, and comparisons of tens to hundreds of mA are possible. LEDs capable of flowing large currents are used not only in residential lighting equipment, but also in light sources such as lighting equipment for factories and offices, road lighting equipment, industrial lighting equipment, and display devices. It was.
このような光源装置に使用され、LEDに電圧を供給する電源装置は、装置の効率を向上させるため定電流方式の電源が多く用いられている。また、電源の効率向上またはコスト低減のため、LEDを直列に複数個接続した構成が主流となっている。 A power supply device that is used in such a light source device and supplies a voltage to an LED often uses a constant current power source to improve the efficiency of the device. In addition, a configuration in which a plurality of LEDs are connected in series has become mainstream in order to improve the efficiency of the power supply or reduce the cost.
例えば、交流電圧を全波整流し、全波整流した直流電圧を高周波インバータ回路に供給して、高周波インバータ回路の出力側に複数のLEDを直列に接続した光源に所望の電圧及び電流を供給する電源装置(発光装置)が開示されている(特許文献1参照)。 For example, the AC voltage is full-wave rectified, the full-wave rectified DC voltage is supplied to the high-frequency inverter circuit, and a desired voltage and current are supplied to a light source in which a plurality of LEDs are connected in series to the output side of the high-frequency inverter circuit. A power supply device (light emitting device) is disclosed (see Patent Document 1).
特許文献1に開示するような従来の電源装置では、負荷であるLEDに安定した電圧及び電流を供給すべく、高周波インバータ回路の出力側にリップル除去のための平滑コンデンサを設ける場合も多い。また、多数のLEDを効率良く点灯させるために、多数のLEDを直列に接続する構成を採用した場合、LEDの数に応じて電源装置の出力電圧を高くする必要がある。
In a conventional power supply device as disclosed in
しかし、従来の電源装置にあっては、電源装置あるいは電源装置を用いた光源装置(例えば、照明装置又は表示装置など)の保守の際に、入力電源(入力電圧)を遮断しても、負荷がLEDであるため、電源装置の出力側に設けられた平滑コンデンサの電圧がLEDの順方向電圧を下回った場合、平滑コンデンサに蓄えられた電荷がほとんど消費されなくなる。このため、平滑コンデンサの電圧が長時間維持されることになり、保守作業者が誤って触れた場合、感電するおそれがあった。特に多数のLEDを直列に接続した構成の負荷の場合、平滑コンデンサで維持される電圧も高くなる。また、平滑コンデンサに並列に抵抗を接続する構成も採用し得るが、入力電圧が印加された場合、常時抵抗に電流が流れることになり消費電力を抑制する観点から好ましくない。 However, in the conventional power supply device, even if the input power supply (input voltage) is cut off during maintenance of the power supply device or a light source device using the power supply device (for example, a lighting device or a display device), the load Therefore, when the voltage of the smoothing capacitor provided on the output side of the power supply device is lower than the forward voltage of the LED, the electric charge stored in the smoothing capacitor is hardly consumed. For this reason, the voltage of the smoothing capacitor is maintained for a long time, and there is a risk of electric shock if the maintenance worker touches it by mistake. In particular, in the case of a load having a configuration in which a large number of LEDs are connected in series, the voltage maintained by the smoothing capacitor also increases. Although a configuration in which a resistor is connected in parallel to the smoothing capacitor may be employed, when an input voltage is applied, a current always flows through the resistor, which is not preferable from the viewpoint of suppressing power consumption.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、消費電力を抑制しつつ保守作業の安全性を高めることができる電源装置並びに該電源装置を備えるLED装置及び光源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply device capable of enhancing the safety of maintenance work while suppressing power consumption, and an LED device and a light source device including the power supply device. And
第1発明に係る電源装置は、入力電圧を出力電圧に変換する電圧変換部を備える電源装置において、前記電圧変換部の出力側に並列に設けられたコンデンサと、該コンデンサに一端を接続した放電用抵抗と、該放電用抵抗の他端にコレクタを接続した第1のトランジスタと、該第1のトランジスタのベースにコレクタを接続した第2のトランジスタと、入力電圧の有無を判定する入力電圧判定回路とを備え、前記入力電圧判定回路の出力端を前記第2のトランジスタのベースに接続してあり、前記入力電圧判定回路での判定に応じて、前記第2のトランジスタを介して前記第1のトランジスタの導通及び非導通を制御して、前記放電用抵抗をコンデンサに並列に接続又は非接続にするようにしてあることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a power supply device including a voltage conversion unit that converts an input voltage into an output voltage, a capacitor provided in parallel on the output side of the voltage conversion unit, and a discharge having one end connected to the capacitor. A first transistor having a collector connected to the other end of the discharge resistor, a second transistor having a collector connected to the base of the first transistor, and an input voltage determination for determining the presence or absence of an input voltage And an output terminal of the input voltage determination circuit is connected to a base of the second transistor, and the first transistor is connected via the second transistor according to the determination by the input voltage determination circuit. and it controls the conduction and non-conduction of transistor, and wherein the Citea Rukoto to the discharge resistor to a connection or disconnection in parallel with the capacitor.
第2発明に係る電源装置は、第1発明において、前記第1のトランジスタのベース・コレクタ間に接続された抵抗と、前記第1のトランジスタのベースにカソードを接続したツェナーダイオードとを備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a power supply device according to the first aspect , further comprising: a resistor connected between a base and a collector of the first transistor; and a Zener diode having a cathode connected to the base of the first transistor. Features.
第3発明に係る電源装置は、第1発明において、前記第1のトランジスタのベース・コレクタ間及びベース・エミッタ間に接続された複数の抵抗を備えることを特徴とする。 Power supply according to the third invention, in the first invention, characterized in that it comprises connected multiple resistor between said first transistor base-collector and base-emitter of.
第4発明に係る電源装置は、第1発明乃至第3発明のいずれか1つにおいて、前記入力電圧判定回路は、前記電圧変換部の出力端にアノードを接続したダイオードと、該ダイオードのカソードに接続された抵抗とコンデンサとの並列回路とを備え、前記コンデンサの電圧の有無に応じて入力電圧の有無を判定するように構成してあることを特徴とする。 Power supply according to the fourth invention, in any one of the first invention to third invention, the input voltage determining circuit includes: a diode connected to an anode to an output end of said voltage conversion unit, to the cathode of the diode A parallel circuit of a connected resistor and a capacitor is provided, and the presence or absence of an input voltage is determined according to the presence or absence of the voltage of the capacitor.
第5発明に係る電源装置は、第1発明乃至第3発明のいずれか1つにおいて、前記入力電圧判定回路は、前記電圧変換部の出力電圧が印加される抵抗を備え、該抵抗に流れる電流の有無に応じて入力電圧の有無を判定するように構成してあることを特徴とする。 Power supply apparatus according to a fifth invention, in any one of the first invention to third invention, the input voltage determining circuit includes a resistor the output voltage of the voltage converter is applied, the current flowing through the resistor The present invention is characterized in that the presence or absence of an input voltage is determined in accordance with the presence or absence of the input.
第6発明に係るLED装置は、第1発明乃至第5発明のいずれか1つに係る電源装置と、該電源装置により電圧が供給される直列LED群とを備えることを特徴とする。 An LED device according to a sixth aspect of the invention includes the power supply device according to any one of the first to fifth inventions, and a series LED group to which a voltage is supplied by the power supply device.
第7発明に係る光源装置は、第1発明乃至第5発明のいずれか1つに係る電源装置と、該電源装置により電圧が供給される直列に接続された複数のLEDとを備えることを特徴とする。 A light source device according to a seventh aspect of the invention includes the power supply device according to any one of the first to fifth inventions, and a plurality of LEDs connected in series to which a voltage is supplied by the power supply device. And
第1発明にあっては、電圧変換部の出力側に並列に設けられたコンデンサと、コンデンサの電圧が所定値より低くなった場合、コンデンサの電荷を放電する放電回路とを備える。負荷としては、例えば、直列に接続された複数のLED(直列LED群)とすることができる。この場合、コンデンサは、複数のLEDと並列に接続される。例えば、入力電圧が印加され、直列に接続された複数のLEDに電圧変換部の出力電圧が供給されている場合には、コンデンサの電圧は所定値(例えば、LEDそれぞれの順方向電圧の合計値)より低くなることはなく、放電回路は作動しない。また、例えば、入力電圧が遮断され、コンデンサの電圧が所定値(例えば、複数のLEDそれぞれの順方向電圧の合計値)より低くなった場合には、放電回路が作動してコンデンサの電荷を放電する。これにより、入力電圧が印加されている場合には、無駄な消費電力が発生することを抑制し、入力電圧が遮断された場合には、コンデンサの電荷を放電して下げることにより、保守作業者が誤って触れた場合でも感電することを防止し、保守作業の安全性を高めることができる。 In the first invention, a capacitor provided in parallel on the output side of the voltage conversion unit, and a discharge circuit for discharging the charge of the capacitor when the voltage of the capacitor becomes lower than a predetermined value are provided. As a load, it can be set as the some LED (series LED group) connected in series, for example. In this case, the capacitor is connected in parallel with the plurality of LEDs. For example, when the input voltage is applied and the output voltage of the voltage converter is supplied to a plurality of LEDs connected in series, the voltage of the capacitor is a predetermined value (for example, the total value of forward voltages of the LEDs). ) It will never be lower and the discharge circuit will not work. In addition, for example, when the input voltage is cut off and the voltage of the capacitor becomes lower than a predetermined value (for example, the total value of the forward voltage of each of the plurality of LEDs), the discharge circuit is activated to discharge the capacitor charge. To do. This prevents unnecessary power consumption when the input voltage is applied, and discharges and lowers the capacitor charge when the input voltage is interrupted. Even if touched by mistake, it is possible to prevent an electric shock and improve the safety of maintenance work.
また、入力電圧の有無を判定する入力電圧判定回路を備え、入力電圧判定回路で入力電圧がないと判定した場合、放電回路はコンデンサの電荷を放電する。入力電圧が遮断されることにより、電圧変換部で変換された出力電圧が低下し、コンデンサの電圧も低下する。コンデンサの電圧が複数のLEDそれぞれの順方向電圧の合計値より低くなった場合、各LEDには電流が流れなくなるため、コンデンサに蓄えられた電荷が維持される。放電回路でコンデンサの電荷を放電することにより、コンデンサの電圧を安全な値以下に下げることができ、保守作業の安全性を高めることができる。 In addition , an input voltage determination circuit for determining the presence or absence of the input voltage is provided, and when the input voltage determination circuit determines that there is no input voltage, the discharge circuit discharges the capacitor. When the input voltage is cut off, the output voltage converted by the voltage conversion unit decreases, and the voltage of the capacitor also decreases. When the voltage of the capacitor becomes lower than the total value of the forward voltages of each of the plurality of LEDs, no current flows through each LED, so that the charge stored in the capacitor is maintained. By discharging the charge of the capacitor with the discharge circuit, the voltage of the capacitor can be lowered to a safe value or less, and the safety of maintenance work can be improved.
また、放電回路は、コンデンサに並列に接続される放電用抵抗を備え、さらに放電用抵抗と直列に接続されたスイッチ回路を備える。スイッチ回路は、入力電圧判定回路で入力電圧がないと判定した場合、放電用抵抗をコンデンサに並列に接続する。これにより、コンデンサに蓄えられた電荷は放電用抵抗を介して放電するので、コンデンサの電圧を安全な値以下に下げることができ、保守作業の安全性を高めることができる。また、スイッチ回路は、放電用抵抗と直列に接続された第1のトランジスタと、入力電圧判定回路での判定に応じて、第1のトランジスタの導通および非導通を制御するための第2のトランジスタと、第1のトランジスタにバイアス電圧を印加するための抵抗とツェナーダイオードとの直列回路とを備える。入力電圧があると判定した場合、第2のトランジスタは、第1のトランジスタを非導通にする。これにより、第1のトランジスタは放電用抵抗がコンデンサに並列に接続されないようにする。入力電圧がないと判定した場合、第2のトランジスタは、第1のトランジスタを導通にする。これにより、第1のトランジスタは放電用抵抗をコンデンサに並列に接続する。 The discharge circuit includes a discharge resistor connected in parallel to the capacitor, and further includes a switch circuit connected in series with the discharge resistor. When the input voltage determination circuit determines that there is no input voltage, the switch circuit connects the discharging resistor in parallel with the capacitor. Thereby, since the electric charge stored in the capacitor is discharged through the discharging resistor, the voltage of the capacitor can be lowered to a safe value or less, and the safety of maintenance work can be improved. The switch circuit includes a first transistor connected in series with the discharging resistor, and a second transistor for controlling conduction and non-conduction of the first transistor according to the determination by the input voltage determination circuit And a series circuit of a resistor and a Zener diode for applying a bias voltage to the first transistor. If it is determined that there is an input voltage, the second transistor turns off the first transistor. Thus, the first transistor prevents the discharging resistor from being connected in parallel with the capacitor. If it is determined that there is no input voltage, the second transistor makes the first transistor conductive. As a result, the first transistor connects the discharging resistor in parallel with the capacitor.
第2発明にあっては、抵抗とツェナーダイオードとの直列回路で第1のトランジスタにバイアス電圧を印加する。例えば、抵抗とツェナーダイオードとの直列回路で分圧した電圧をバイアス電圧として第1のトランジスタのベースに印加する。これにより、第1のトランジスタのバイアス電圧がツェナーダイオードの電圧で定電圧となるので、定電流動作で第1のトランジスタを作動することができ、放電電流が急峻になることを抑制し、電力損失を抑えることができる。 In the second aspect, a bias voltage is applied to the first transistor in series circuit of the resistor and Zener diode. For example, a voltage divided by a series circuit of a resistor and a Zener diode is applied to the base of the first transistor as a bias voltage. Thereby, since the bias voltage of the first transistor becomes a constant voltage by the voltage of the Zener diode, the first transistor can be operated by a constant current operation, and it is possible to suppress the discharge current from becoming steep and to reduce power loss. Can be suppressed.
第3発明にあっては、スイッチ回路は、放電用抵抗と直列に接続された第1のトランジスタと、入力電圧判定回路での判定に応じて、第1のトランジスタの導通および非導通を制御するための第2のトランジスタと、第1のトランジスタにバイアス電圧を印加するための直列に接続した複数の抵抗とを備える。入力電圧があると判定した場合、第2のトランジスタは、第1のトランジスタを非導通にする。これにより、第1のトランジスタは放電用抵抗がコンデンサに並列に接続されないようにする。入力電圧がないと判定した場合、第2のトランジスタは、第1のトランジスタを導通にする。これにより、第1のトランジスタは放電用抵抗をコンデンサに並列に接続する。また、複数の抵抗で構成される直列回路で第1のトランジスタにバイアス電圧を印加する。例えば、2つの抵抗の直列回路で分圧した電圧をバイアス電圧として第1のトランジスタのベースに印加する。これにより、第1のトランジスタのバイアス電圧が抵抗に流れる電流に応じた電圧となるので、定抵抗動作で第1のトランジスタを作動することができ、放電電流が急峻になることを抑制し、電力損失を抑えることができる。 In the third invention, the switch circuit controls conduction and non-conduction of the first transistor connected in series with the discharge resistor and the determination by the input voltage determination circuit. And a plurality of resistors connected in series for applying a bias voltage to the first transistor. If it is determined that there is an input voltage, the second transistor turns off the first transistor. Thus, the first transistor prevents the discharging resistor from being connected in parallel with the capacitor. If it is determined that there is no input voltage, the second transistor makes the first transistor conductive. As a result, the first transistor connects the discharging resistor in parallel with the capacitor. A bias voltage is applied to the first transistor by a series circuit including a plurality of resistors. For example, a voltage divided by a series circuit of two resistors is applied to the base of the first transistor as a bias voltage. Thereby, since the bias voltage of the first transistor becomes a voltage corresponding to the current flowing through the resistor, the first transistor can be operated by the constant resistance operation, and the discharge current is suppressed from being sharp, Loss can be suppressed.
第4発明にあっては、入力電圧判定回路は、電圧変換部の出力側に設けられたダイオードと、ダイオードのカソードに接続された抵抗とコンデンサとの並列回路とを備え、当該コンデンサの電圧の有無に応じて入力電圧の有無を判定する。入力電圧が遮断されることにより、電圧変換部で変換された出力電圧が低下し、当該並列回路のコンデンサの電圧も低下するので、確実に入力電圧の有無を判定することができる。 In the fourth invention, the input voltage determination circuit includes a diode provided on the output side of the voltage converter, and a parallel circuit of a resistor and a capacitor connected to the cathode of the diode, and the voltage of the capacitor is determined. The presence or absence of an input voltage is determined according to the presence or absence. When the input voltage is cut off, the output voltage converted by the voltage conversion unit is reduced and the voltage of the capacitor of the parallel circuit is also reduced, so that the presence or absence of the input voltage can be reliably determined.
第5発明にあっては、入力電圧判定回路は、電圧変換部の出力側に直列に設けられた抵抗を備え、当該抵抗に流れる電流の有無に応じて入力電圧の有無を判定する。入力電圧が遮断されることにより、電圧変換部で変換された出力電圧が低下し、抵抗に流れる電流(例えば、負荷としての直列LED群に電流)が流れなくなるので、確実に入力電圧の有無を判定することができる。 In the fifth invention, the input voltage determination circuit includes a resistor provided in series on the output side of the voltage converter, and determines the presence or absence of the input voltage according to the presence or absence of the current flowing through the resistor. When the input voltage is cut off, the output voltage converted by the voltage converter decreases, and the current flowing through the resistor (for example, the current in the series LED group as a load) does not flow. Can be determined.
第6発明にあっては、電源装置と、電源装置により電圧が供給される直列LED群とを備える。これにより、入力電圧が印加されている場合には、無駄な消費電力が発生することを抑制し、入力電圧が遮断された場合には、コンデンサの電荷を放電して下げることにより、保守作業者が誤って触れた場合でも感電することを防止し、保守作業の安全性を高めることができるLED装置を提供することができる。 In the sixth aspect of the invention, the power supply device and a series LED group to which a voltage is supplied by the power supply device are provided. This prevents unnecessary power consumption when the input voltage is applied, and discharges and lowers the capacitor charge when the input voltage is interrupted. Even if it touches accidentally, it can prevent receiving an electric shock and can provide the LED device which can raise the safety | security of maintenance work.
第7発明にあっては、電源装置と、電源装置により電圧が供給される直列に接続された複数のLEDとを備える。これにより、入力電圧が印加されている場合には、無駄な消費電力が発生することを抑制し、入力電圧が遮断された場合には、コンデンサの電荷を放電して下げることにより、保守作業者が誤って触れた場合でも感電することを防止し、保守作業の安全性を高めることができる光源装置(例えば、照明装置又は表示装置など)を提供することができる。 In the seventh invention, the power supply device and a plurality of LEDs connected in series to which a voltage is supplied by the power supply device are provided. This prevents unnecessary power consumption when the input voltage is applied, and discharges and lowers the capacitor charge when the input voltage is interrupted. It is possible to provide a light source device (for example, a lighting device or a display device) that can prevent an electric shock even when touched by mistake and can increase the safety of maintenance work.
第1発明によれば、入力電圧が印加されている場合には、無駄な消費電力が発生することを抑制し、入力電圧が遮断された場合には、コンデンサの電荷を放電して下げることにより、保守作業者が誤って触れた場合でも感電することを防止し、保守作業の安全性を高めることができる。 According to the first invention, when the input voltage is applied, the generation of useless power consumption is suppressed, and when the input voltage is cut off, the charge of the capacitor is discharged and lowered. Even when a maintenance worker touches it by mistake, it is possible to prevent an electric shock and to improve the safety of the maintenance work.
また、コンデンサの電圧を安全な値以下に下げることができ、保守作業の安全性を高めることができる。 Further , the voltage of the capacitor can be lowered to a safe value or less, and the safety of maintenance work can be improved.
また、コンデンサに蓄えられた電荷は放電用抵抗を介して放電するので、コンデンサの電圧を安全な値以下に下げることができ、保守作業の安全性を高めることができる。 Further , since the electric charge stored in the capacitor is discharged through the discharging resistor, the voltage of the capacitor can be lowered to a safe value or less, and the safety of maintenance work can be improved.
第2発明によれば、第1のトランジスタのバイアス電圧がツェナーダイオードの電圧で定電圧となるので、定電流動作で第1のトランジスタを作動することができ、放電電流が急峻になることを抑制し、電力損失を抑えることができる。 According to the second invention, since the bias voltage of the first transistor becomes a constant voltage by the voltage of the Zener diode, the first transistor can be operated by a constant current operation, and the discharge current is prevented from being steep. In addition, power loss can be suppressed.
第3発明によれば、第1のトランジスタのバイアス電圧が抵抗に流れる電流に応じた電圧となるので、定抵抗動作で第1のトランジスタを作動することができ、放電電流が急峻になることを抑制し、電力損失を抑えることができる。 According to the third invention, since the bias voltage of the first transistor becomes a voltage corresponding to the current flowing through the resistor, the first transistor can be operated by a constant resistance operation, and the discharge current becomes steep. It is possible to suppress power loss.
第4発明によれば、入力電圧が遮断されることにより、電圧変換部で変換された出力電圧が低下し、当該並列回路のコンデンサの電圧も低下するので、確実に入力電圧の有無を判定することができる。 According to the fourth invention, when the input voltage is cut off, the output voltage converted by the voltage conversion unit is reduced, and the voltage of the capacitor of the parallel circuit is also reduced. be able to.
第5発明によれば、入力電圧が遮断されることにより、電圧変換部で変換された出力電圧が低下し、LEDに電流が流れなくなるので、確実に入力電圧の有無を判定することができる。 According to the fifth aspect, since the output voltage converted by the voltage conversion unit is reduced by cutting off the input voltage and no current flows through the LED, the presence or absence of the input voltage can be reliably determined.
第6発明によれば、保守作業の安全性を高めることができるLED装置を提供することができる。 According to the sixth aspect of the invention, it is possible to provide an LED device that can improve the safety of maintenance work.
第7発明によれば、保守作業の安全性を高めることができる光源装置(例えば、照明装置又は表示装置など)を提供することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to provide a light source device (for example, a lighting device or a display device) that can improve the safety of maintenance work.
実施の形態1
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は本実施の形態に係る光源装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態の光源装置は、電源装置100及び複数のLED(発光ダイオード)1が直列に接続された光源部50を備えている。光源装置は、例えば、LEDを照明用の光源とする照明装置、あるいはLEDを表示用の光源とする表示装置などである。なお、図1の例では、複数のLED1が直列に接続された1系列だけの光源部50(負荷)を例示しているが、これに限定されるものではなく、複数のLED1で構成される直列回路を複数並列に接続した光源部50であってもよい。なお、図1では、光源装置を一例として示しているが、光源装置に限定されるものではなく、電源装置100と直列LED群とを備えるLED装置でもよい。なお、LED装置は、直列LED群を備えるものであれば、どのような電気機器であってもよい。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the light source device according to this embodiment. The light source device of the present embodiment includes a
電源装置100の入力側には商用電源などの交流電圧(例えば、AC100、AC200Vなど)が入力電圧として印加される。なお、入力電圧は、二次電池などの直流電圧(例えば、DC100V)であってもよい。
An AC voltage (for example, AC100, AC200V, etc.) such as a commercial power supply is applied as an input voltage to the input side of the
整流回路10は、電源装置100に印加された入力電圧を整流(全波整流又は半波整流)する。平滑コンデンサ11は、整流回路10で整流した電圧を平滑する。電圧変換部12は、入力電圧、すなわち平滑コンデンサ11で平滑された電圧を直流電圧に変換する。
The
電圧変換部12は、例えば、スイッチング用トランス、FET(又はトランジスタ)などのスイッチング素子などを備え、20kHz程度の高周波でFETをオン/オフすることにより、出力側に高周波の交流電圧を出力する。なお、電圧変換部12は、PWM制御により入力電圧をPWM制御する構成であってもよく、入力電圧を所要の出力電圧に変換することができる構成であれば、どのような構成も採用することができる。
The
電圧変換部12で変換された電圧は、ダイオード13で整流され、平滑コンデンサ14で平滑される。平滑コンデンサ14は、電圧変換部12の出力側に並列に設けられ、電圧変換部12で発生する高周波ノイズ、リップルなどを除去する。電源装置100は、平滑コンデンサ14で平滑した電圧を出力電圧として出力する。出力電圧は、負荷としての光源部50において、いくつのLED1が直列に接続されているか、すなわちLEDそれぞれの順方向電圧の合計値に応じて適宜決定することができる。出力電圧は、例えば、50V、60V、…100Vなどである。
The voltage converted by the
電源装置100は、電圧変換部12の出力側に設けられ、複数のLED1に並列に接続される平滑コンデンサ14に加えて、平滑コンデンサ14の電圧が所定値(例えば、複数のLED1それぞれの順方向電圧の合計値)より低くなった場合、平滑コンデンサ14の電荷を放電する放電回路を備える。ここで、所定値は、負荷としての直列接続された複数のLED1の数、特性(個々のLED1の順方向電圧)などに応じて変動するので、必ずしも特定の定まった値に限定されない。また、使用状態(温度、通電時間)などに応じても変動する。いずれの場合でも、所定値は、平滑コンデンサ14の電荷が充電されたままの状態にあり、かつ直列接続されたLED1に電流が流れなくなった状態における平滑コンデンサ14の電圧ということができる。放電回路は、平滑コンデンサ14に並列に接続される放電用抵抗としての抵抗20である。抵抗20の一端は出力電圧の正側に接続され、抵抗20の他端はスイッチ回路40を接続してある。
The
スイッチ回路40は、第1のトランジスタ41、第2のトランジスタ42、抵抗43及びツェナーダイオード44、抵抗46などを備える。抵抗20の他端には第1のトランジスタ41のコレクタを接続してあり、第1のトランジスタのエミッタは抵抗46を介して接地レベルに接続してある。第1のトランジスタ41のベースには、第2のトランジスタのコレクタを接続してあり、第2のトランジスタのエミッタは接地レベルに接続してある。第1のトランジスタ41のコレクタ・エミッタ間には、抵抗43とツェナーダイオード44の直列回路を接続してあり、抵抗43とツェナーダイオード44のカソードとの接続箇所には、第1のトランジスタ41及び第2のトランジスタ42のコレクタを接続してある。第2のトランジスタ42のベースには、入力電圧の有無を判定するための入力電圧判定回路30の出力端を接続してある。
The
すなわち、スイッチ回路40は、放電用抵抗としての抵抗20と直列に接続された第1のトランジスタ41と、入力電圧判定回路30での判定に応じて、第1のトランジスタ41の導通および非導通を制御するための第2のトランジスタ42と、第1のトランジスタ41にバイアス電圧を印加するための抵抗43とツェナーダイオード44との直列回路とを備える。
That is, the
電圧変換部12の出力端とダイオード13のアノードとの間には、抵抗15の一端を接続してある。抵抗15の他端は、入力電圧判定回路30の入力端に接続してある。抵抗15は、電圧変換部12の出力電圧に応じて適宜抵抗値を設定することができる。なお、電圧変換部12の出力電圧によっては抵抗15を省略することもできる。
One end of a
入力電圧判定回路30は、ダイオード31、コンデンサ32、抵抗33などを備える。すなわち、入力電圧判定回路30は、電圧変換部12の出力側に設けられたダイオード31と、ダイオード31のカソードに接続された抵抗33とコンデンサ32との並列回路とを備え、コンデンサ32の電圧の有無に応じて入力電圧の有無を判定する。入力電圧が印加された場合には、電圧変換部12で変換された電圧によってコンデンサ32が充電され、所定の電圧がコンデンサ32の両端に発生する。一方、入力電圧が遮断された場合には、電圧変換部12から変換された電圧が出力されないので、コンデンサ32の電圧は抵抗33で放電され、ゼロになる。
The input
すなわち、入力電圧が印加された場合には、入力電圧判定回路30から所定の電圧が出力され、第2のトランジスタ42を駆動する。このため、第1のトランジスタ41のベース電圧がほぼ接地レベルとなり、第1のトランジスタ41は非導通となり、抵抗20はスイッチ回路40で遮断され、抵抗20には電流が流れないため、放電回路は作動しないことになる。
That is, when an input voltage is applied, a predetermined voltage is output from the input
一方、入力電圧が遮断された場合には、入力電圧判定回路30から所定の電圧が出力されず、第2のトランジスタ42は非導通(オフ)となる。このため、第1のトランジスタ41のベースには、ツェナーダイオード44のツェナー電圧にほぼ等しい定電圧のバイアス電圧が印加され、第1のトランジスタ41は定電流動作で作動(導通)し、抵抗20はスイッチ回路40で接地レベルに接続され、抵抗20には電流が流れて放電回路は作動することになる。
On the other hand, when the input voltage is interrupted, a predetermined voltage is not output from the input
図2は本実施の形態の電源装置100の出力電圧の一例を示すタイムチャートである。図2(a)は比較例として従来の場合の出力電圧の変化の様子を示し、図2(b)は本実施の形態の電源装置100の場合の出力電圧の変化の様子を示す。時刻t1で入力電圧が遮断された場合、図2(a)に示すように、従来の場合には、出力電圧、すなわち平滑コンデンサに充電された電圧は、各LEDの順方向電圧の合計値より下がるとLEDを通じて電流が流れないため、平滑コンデンサの電荷は放電されず長時間高い電圧を維持することになる。これに対して、本実施の形態の場合には、図2(b)に示すように、時刻t1で放電回路が作動するので、平滑コンデンサの電荷は速やかに放電し、出力電圧がゼロ又は十分に低い電圧になる。
FIG. 2 is a time chart showing an example of the output voltage of the
上述の構成により、入力電圧が印加され、直列に接続された複数のLED1に出力電圧が供給されている場合には、平滑コンデンサ14の電圧はLED1それぞれの順方向電圧の合計値(所定値)より低くなることはなく、放電回路は作動しない。また、入力電圧が遮断され、平滑コンデンサ14の電圧が複数のLED1それぞれの順方向電圧の合計値(所定値)より低くなった場合には、放電回路が作動して平滑コンデンサ14の電荷を放電する。これにより、入力電圧が印加されている場合には、無駄な消費電力が発生することを抑制し、入力電圧が遮断された場合には、平滑コンデンサ14の電荷を放電して下げることにより、電源装置100の出力側の電圧をゼロ又は十分に低い電圧にして、保守作業者が誤って触れた場合でも感電することを防止し、保守作業の安全性を高めることができる。
With the above configuration, when an input voltage is applied and an output voltage is supplied to a plurality of
また、入力電圧の有無を判定する入力電圧判定回路30を備え、入力電圧判定回路30で入力電圧がないと判定した場合、放電回路は平滑コンデンサ14の電荷を放電する。入力電圧が遮断されることにより、電圧変換部12で変換された出力電圧が低下し、平滑コンデンサ14の電圧も低下する。平滑コンデンサ14の電圧が複数のLED1それぞれの順方向電圧の合計値より低くなった場合、各LED1には電流が流れなくなるため、平滑コンデンサ14に蓄えられた電荷が維持される。放電回路(抵抗20)で平滑コンデンサ14の電荷を放電することにより、平滑コンデンサ14の電圧を安全な値以下に下げることができ、保守作業の安全性を高めることができる。
In addition, an input
また、放電回路として、平滑コンデンサ14に並列に接続される抵抗20を備え、さらに抵抗20と直列に接続されたスイッチ回路40を備える。スイッチ回路40は、入力電圧判定回路30で入力電圧がないと判定した場合、抵抗20を平滑コンデンサ14に並列に接続する。これにより、平滑コンデンサ14に蓄えられた電荷は抵抗20を介して放電するので、平滑コンデンサの電圧を安全な値以下に下げることができ、保守作業の安全性を高めることができる。
The discharge circuit includes a
また、入力電圧判定回路30で入力電圧がないと判定した場合、第2のトランジスタ42は、第1のトランジスタ41を導通にする。これにより、第1のトランジスタ41は抵抗20を平滑コンデンサ14に並列に接続する。この場合、抵抗43とツェナーダイオード44との直列回路で分圧した電圧をバイアス電圧として第1のトランジスタ41のベースに印加する。これにより、第1のトランジスタ41のバイアス電圧がツェナーダイオード44のツェナー電圧で定電圧となるので、定電流動作で第1のトランジスタ41を作動することができ、放電電流が急峻になることを抑制し、電力損失を抑えることができる。
When the input
また、入力電圧判定回路30は、電圧変換部12の出力側に設けられたダイオード31と、ダイオード31のカソードに接続された抵抗33とコンデンサ32との並列回路とを備え、コンデンサ32の電圧の有無に応じて入力電圧の有無を判定する。入力電圧が遮断されることにより、電圧変換部12で変換された出力電圧が低下し、コンデンサ32の電圧も低下するので、確実に入力電圧の有無を判定することができる。
The input
また、本実施の形態の光源装置は、電源装置100と、電源装置100により電圧が供給される直列に接続された複数のLED1とを備える。これにより、入力電圧が印加されている場合には、無駄な消費電力が発生することを抑制し、入力電圧が遮断された場合には、コンデンサの電荷を放電して下げることにより、保守作業者が誤って触れた場合でも感電することを防止し、保守作業の安全性を高めることができる光源装置(例えば、照明装置又は表示装置など)を提供することができる。
In addition, the light source device of the present embodiment includes a
実施の形態2
図3は実施の形態2の光源装置の構成の一例を示すブロック図である。実施の形態1との相違点は、スイッチ回路40のツェナーダイオード44に代えて抵抗45を用いた点であり、その他は実施の形態1と同様である。
Embodiment 2
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the light source device according to the second embodiment. The difference from the first embodiment is that a
実施の形態2では、スイッチ回路40は、抵抗20と直列に接続された第1のトランジスタ41と、入力電圧判定回路30での判定に応じて、第1のトランジスタ41の導通および非導通を制御するための第2のトランジスタ42と、第1のトランジスタ41にバイアス電圧を印加するための直列に接続した複数の抵抗43、45と、第1のトランジスタのエミッタに接続された抵抗46とを備える。入力電圧があると判定した場合、第2のトランジスタ42は、第1のトランジスタ41を非導通にする。これにより、第1のトランジスタ41は抵抗20が平滑コンデンサ14に並列に接続されないようにする。入力電圧がないと判定した場合、第2のトランジスタ42は、第1のトランジスタ41を導通にする。これにより、第1のトランジスタ41は抵抗20を平滑コンデンサ14に並列に接続する。また、複数の抵抗43、45で構成される直列回路で第1のトランジスタ41にバイアス電圧を印加する。すなわち、2つの抵抗43、45の直列回路で分圧した電圧をバイアス電圧として第1のトランジスタ41のベースに印加する。これにより、第1のトランジスタ41のバイアス電圧が抵抗45に流れる電流に応じた電圧となるので、定抵抗動作で第1のトランジスタ41を作動することができ、放電電流が急峻になることを抑制し、電力損失を抑えることができる。
In the second embodiment, the
実施の形態3
図4は実施の形態3の光源装置の構成の一例を示すブロック図である。実施の形態1との相違点は、入力電圧判定回路30のダイオード31に代えて、電圧変換部12の出力側に直列に設けられた抵抗34を備える点である。すなわち、実施の形態3では、LED1に流れる電流を抵抗34で電圧として検出し、検出した電圧(すなわち、LED1に流れる電流)の有無に応じて入力電圧の有無を判定する。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the light source device according to the third embodiment. The difference from the first embodiment is that a
実施の形態3では、入力電圧判定回路30は、LED1に直列に接続される抵抗34を備え、抵抗34に流れる電流の有無に応じて入力電圧の有無を判定する。入力電圧が遮断されることにより、電圧変換部12で変換された出力電圧が低下し、LED1に電流が流れなくなるので、確実に入力電圧の有無を判定することができる。
In the third embodiment, the input
なお、実施の形態3において、スイッチ回路40のツェナーダイオード44を実施の形態2と同様に抵抗45に代えてもよい。
In the third embodiment, the Zener diode 44 of the
上述の実施の形態1〜3において、トランジスタ41、42は、FETに代えてもよい。また、トランジスタ41のエミッタと接地レベルとの間に放電電流を制限するための抵抗を接続してもよい。また、トランジスタ41、42は、いわゆるNPN型に限らずPNP型を用いることもできる。
In the first to third embodiments, the
上述の実施の形態1〜3では、トランジスタ41の導通及び非導通に応じて抵抗20を平滑コンデンサ14と並列に接続する構成であったが、これに限定されるものではなく、抵抗20と直列にリレーの接点を接続する構成でもよい。この場合、リレーは入力電圧により励磁され、入力電圧がある場合には接点は開き、入力電圧がない場合には接点を閉じるように構成すればよい。
In the first to third embodiments described above, the
1 LED
12 電圧変換部
13 ダイオード
14 平滑コンデンサ(コンデンサ)
20 抵抗(放電用抵抗、放電回路)
30 入力電圧判定回路
31 ダイオード
32 コンデンサ
33、34 抵抗
40 スイッチ回路
41 第1のトランジスタ
42 第2のトランジスタ
43、45、46 抵抗
44 ツェナーダイオード
50 光源部
1 LED
12
20 Resistance (Resistance for discharge, discharge circuit)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電圧変換部の出力側に並列に設けられたコンデンサと、
該コンデンサに一端を接続した放電用抵抗と、
該放電用抵抗の他端にコレクタを接続した第1のトランジスタと、
該第1のトランジスタのベースにコレクタを接続した第2のトランジスタと、
入力電圧の有無を判定する入力電圧判定回路と
を備え、
前記入力電圧判定回路の出力端を前記第2のトランジスタのベースに接続してあり、
前記入力電圧判定回路での判定に応じて、前記第2のトランジスタを介して前記第1のトランジスタの導通及び非導通を制御して、前記放電用抵抗をコンデンサに並列に接続又は非接続にするようにしてあることを特徴とする電源装置。 In a power supply device including a voltage conversion unit that converts an input voltage into an output voltage,
A capacitor provided in parallel on the output side of the voltage converter;
A discharging resistor having one end connected to the capacitor ;
A first transistor having a collector connected to the other end of the discharging resistor;
A second transistor having a collector connected to the base of the first transistor;
An input voltage determination circuit for determining the presence or absence of an input voltage;
With
An output terminal of the input voltage determination circuit is connected to a base of the second transistor;
Depending on the determination by the input voltage determination circuit, the conduction and non-conduction of the first transistor are controlled via the second transistor, and the discharging resistor is connected or disconnected in parallel with the capacitor. power apparatus according to claim Citea Rukoto as.
前記第1のトランジスタのベースにカソードを接続したツェナーダイオードと
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 A resistor connected between a base and a collector of the first transistor ;
A Zener diode having a cathode connected to a base of the first transistor ;
The power supply device according to claim 1, characterized in that it comprises a.
前記電圧変換部の出力端にアノードを接続したダイオードと、
該ダイオードのカソードに接続された抵抗とコンデンサとの並列回路と
を備え、
前記コンデンサの電圧の有無に応じて入力電圧の有無を判定するように構成してあることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の電源装置。 The input voltage determination circuit includes:
A diode having an anode connected to the output terminal of the voltage converter;
A parallel circuit of a resistor and a capacitor connected to the cathode of the diode;
The power supply device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that is arranged to determine the presence or absence of the input voltage in accordance with the presence or absence of the voltage of the capacitor.
前記電圧変換部の出力電圧が印加される抵抗を備え、
該抵抗に流れる電流の有無に応じて入力電圧の有無を判定するように構成してあることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の電源装置。 The input voltage determination circuit includes:
A resistor to which an output voltage of the voltage converter is applied ;
The power supply device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that is arranged to determine the presence or absence of the input voltage in response to the presence or absence of current flowing through the resistor.
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