JP5525365B2

JP5525365B2 - 電源システムおよび該電源システムの電源装置を用いた照明装置

Info

Publication number: JP5525365B2
Application number: JP2010168623A
Authority: JP
Inventors: 正徳三嶋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2030-07-27
Also published as: JP2012028271A

Description

本発明は、電源システムおよび該電源システムの電源装置を用いた照明装置に関するものである。

従来から、ＡＣ−ＤＣコンバータの後段にハーフブリッジインバータを接続してなる電源装置が提供されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

ＡＣ−ＤＣコンバータは、交流電源から入力された交流電力を全波整流するダイオードブリッジの直流出力端間に、周知のブーストコンバータが接続されたものである。

また、ハーフブリッジインバータは、２個のスイッチング素子の直列回路と、一方のスイッチング素子の両端間に接続された共振回路とを備える。そして、上記２個のスイッチング素子が交互にオンオフされたときに共振回路で発生する共振により、ＡＣ−ＤＣコンバータが出力した直流電力を交流電力に変換する。ハーフブリッジインバータが出力した交流電力は、例えば熱陰極型の放電灯の点灯に用いられる。

特許第３５２１６８７号公報特開２００７−２６５７００号公報

複数種類の電源装置を生産する場合、それら複数種類の電源装置間で共通の部品が多いほうが製造コストの低減が可能である。

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、製造コストの低減が可能な電源システムおよび該電源システムの電源装置を用いた照明装置を提供することにある。

本発明の電源システムは、第１電源装置と第２電源装置とからなり、前記第１電源装置と前記第２電源装置とは、それぞれ、少なくとも１個のスイッチング素子を有して入力された電力を所定電圧の直流電力に変換する入力側電源回路と、前記入力側電源回路の各スイッチング素子をそれぞれ駆動する入力側制御回路と、少なくとも１個のスイッチング素子を有して前記入力側電源回路の出力を変換する出力側電源回路と、前記出力側電源回路の各スイッチング素子をそれぞれ駆動する出力側制御回路とを有し、前記第１電源装置における前記入力側制御回路の回路構成と前記第２電源装置における前記出力側制御回路の回路構成とが互いに共通であって、且つ、前記第１電源装置における前記出力側制御回路の回路構成と前記第２電源装置における前記入力側制御回路の回路構成とが互いに共通であることを特徴とする。

この電源システムにおいて、前記第１電源装置における前記出力側制御回路は、互いに直列に接続された２個のスイッチング素子を交互にオンオフするものであることが好ましい。

また、この電源システムにおいて、前記第１電源装置において前記入力側電源回路は昇圧型コンバータを有して前記出力側電源回路はハーフブリッジインバータを有し、前記第２電源装置において前記入力側電源回路は昇圧型コンバータを有して前記出力側電源回路は降圧型コンバータを有することが好ましい。

さらに、この電源システムにおいて、前記第１電源装置と前記第２電源装置とのそれぞれにおいて、前記入力側電源回路はブーストコンバータを有し、前記出力側電源回路はバックコンバータを有することが好ましい。

また、この電源システムにおいて、前記ブーストコンバータの高電圧側の出力端子に電気的に接続された外部接続用の端子を備えることが好ましい。

さらに、この電源システムにおいて、前記ブーストコンバータと前記バックコンバータとのうち一方のインダクタのインダクタンスが他方のインダクタのインダクタンスの２倍であることが好ましい。

また、この電源システムにおいて、前記第１電源装置と前記第２電源装置とのそれぞれにおいて、前記入力側制御回路と前記出力側制御回路とが１チップの集積回路に集積化されていることが好ましい。

本発明の照明装置は、上記いずれかの電源システムにおける前記第１電源装置と前記第２電源装置との少なくとも一方と、前記第１電源装置または前記第２電源装置の出力電力により点灯される電気的光源とを備えることを特徴とする。

この照明装置において、前記電気的光源として固体発光素子を備えることが好ましい。

本発明によれば、各制御回路が、それぞれ第１電源装置と第２電源装置との両方に使用されることで、各制御回路の量産効果により、第１電源装置と第２電源装置との全体としての製造コストの低減が可能である。

本発明の実施形態１の概略構成を示す説明図である。同上の第１電源装置を示す回路ブロック図である。同上の第２電源装置を示す回路ブロック図である。同上の第１電源装置における入力側電源回路のスイッチング素子Ｑ１のオンオフ状態と回路電流ＩＬ１との時間変化の一例を示す説明図である。同上の第１電源装置における交流電源からの入力電圧ＶＡＣと回路電流ＩＬ１との時間変化の一例を示す説明図である。同上の第１電源装置における出力側電源回路のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオンオフ状態と出力電圧ＶＬとの時間変化の一例を示す説明図である。同様の第２電源装置における交流電源からの入力電圧ＶＡＣと入力側電源回路のインダクタに流れる電流ＩＬ３との時間変化の一例を示す説明図である。（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態２を示す回路ブロック図であり、（ａ）は第１電源装置を示し、（ｂ）は第２電源装置を示す。同上の電源装置を用いた照明装置の一例を示す分解斜視図である。同上の電源装置を用いた照明装置の別の例を示す分解斜視図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
本実施形態の電源システムは、図１及び図２に示す第１電源装置１１と、図１及び図３に示す第２電源装置１２とで構成される電源システムである。なお、使用形態としては、第１電源装置１１と第２電源装置１２とはそれぞれ単独で使用され得る。

各電源装置１１，１２は、それぞれ、交流電力を直流電力に変換する入力側電源回路２１，２２と、入力側電源回路２１，２２から入力された直流電力を変換する出力側電源回路３１，３２とを備える。

また、上記の各電源回路２１，２２，３１，３２はそれぞれいわゆるスイッチングコンバータである。第１電源装置１１の入力側電源回路２１と第２電源装置１２の出力側電源回路３２とはそれぞれ１個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ６を有する。また、第１電源装置１１の出力側電源回路２２と第２電源装置１２の入力側電源回路３１とはそれぞれ互いに直列に接続された２個のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５を有する。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６はそれぞれ例えばＭＯＳＦＥＴからなる。

さらに、各電源装置１１，１２は、それぞれ、上記１個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ６を周期的にオンオフ駆動する第１制御回路４１と、上記２個のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５を交互にオンオフ駆動する第２制御回路４２とを有する。各制御回路４１，４２はそれぞれ集積回路からなる。

まず第１電源装置１１について、主に図２を用いて詳しく説明する。第１電源装置１１の入力側電源回路（以下、「第１入力側電源回路」と呼ぶ。）２１は、ローパスフィルタ２ａを介して交流電源６から入力された交流電力を全波整流するダイオードブリッジ２ｂと、ダイオードブリッジ２ｂの直流出力を所定電圧の直流電力に変換するブーストコンバータ（昇圧チョッパ回路）とからなる。すなわち、第１入力側電源回路２１は、一端がダイオードブリッジ２ｂの高電圧側の直流出力端に接続されたインダクタＬ１と、このインダクタＬ１の他端にアノードが接続されたダイオードＤ１と、このダイオードＤ１のカソードに一端が接続されるとともに他端がグランドに接続された出力コンデンサＣ１と、一端がインダクタＬ１とダイオードＤ１との接続点に接続されるとともに他端が抵抗（以下、「電流検出抵抗」と呼ぶ。）Ｒ１を介してグランドに接続されたスイッチング素子Ｑ１とを備え、出力コンデンサＣ１の両端電圧を出力電圧としている。出力コンデンサＣ１としては例えば電解コンデンサを用いることができる。

第１電源装置１１で入力側制御回路となる第１制御回路４１は、スイッチング素子Ｑ１のゲートに接続される出力端子ＯＵＴと、出力コンデンサＣ１の両端電圧（すなわち第１入力側電源回路２１の出力電圧）が抵抗Ｒ３，Ｒ４によって分圧されて入力されるフィードバック端子ＦＢ１と、電流検出抵抗Ｒ１が抵抗ＲｂとコンデンサＣｂとによって平滑化された電圧が入力される電流検出端子ＣＳと、インダクタＬ１に設けられた二次巻線の両端電圧が抵抗Ｒｚを介して入力されるゼロクロス端子ＺＣＤと、コンデンサＣａを介してグランドに接続される比較端子ＣＭＰと、ダイオードブリッジ２ｂの直流出力電圧が抵抗Ｒ５，Ｒ６で分圧された電圧が入力される乗算端子ＭＵＬとを有する。

さらに、第１制御回路４１は、反転入力端子がフィードバック端子ＦＢ１に接続されるとともに非反転入力端子に定電圧Ｖａが入力された第１コンパレータＣＰ１と、比較端子ＣＭＰに接続されたコンデンサＣａによって第１コンパレータＣＰ１の出力電圧が平滑化された電圧と乗算端子ＭＵＬからの入力電圧とを乗算した電圧を出力する乗算器４１ａと、反転入力端子に乗算器４１ａの出力電圧が入力されるとともに非反転入力端子が電流検出端子ＣＳに接続された第２コンパレータＣＰ２と、反転入力端子に定電圧Ｖｂが入力されるとともに非反転入力端子がゼロクロス端子ＺＣＤに接続された第３コンパレータＣＰ３と、リセット端子Ｒに第２コンパレータＣＰ２の出力電圧が入力されるとともにセット端子Ｓに第３コンパレータＣＰ３の出力電圧が入力されたＲＳ型のフリップフロップ回路４１ｂと、フリップフロップ回路４１ｂの出力端子Ｑからの出力電圧をスイッチング素子Ｑ１の駆動に適した電圧に変換して出力端子ＯＵＴに出力するバッファＢＦ１とを備える。すなわち、フリップフロップ回路４１ｂの出力がＨレベルである期間にはスイッチング素子Ｑ１はオンされ、フリップフロップ回路４１ｂの出力がＬレベルである期間にはスイッチング素子Ｑ１はオフされる。また、第３コンパレータＣＰ３の出力電圧は、ゼロクロス端子ＺＣＤに接続されたインダクタＬ１に流れる電流のゼロクロス点でＨレベルとなる。

上記の第１入力側電源回路２１及び第１制御回路４１の動作を説明する。まず、スイッチング素子Ｑ１がオンされている期間には、インダクタＬ１にエネルギーが蓄積され、インダクタＬ１に流れる電流（以下、「回路電流」と呼ぶ。）ＩＬ１すなわちスイッチング素子Ｑ１に流れる電流の増加に伴って電流検出端子ＣＳへの入力電圧が徐々に高くなる。そして、電流検出端子ＣＳへの入力電圧が乗算器４１ａの出力電圧に達すると、第２コンパレータＣＰ２の出力がＨレベルとなることで、フリップフロップ回路４１ｂの出力がＬレベルとなり、スイッチング素子Ｑ１がオフ駆動される。スイッチング素子Ｑ１がオフされている期間には、インダクタＬ１の電圧が重畳された電圧によって出力コンデンサＣ１が充電される。この間、回路電流ＩＬ１は徐々に減少する。そして、回路電流ＩＬ１が０に達すると、第３コンパレータＣＰ３の出力がＨレベルとなることで、フリップフロップ回路４１ｂの出力がＨレベルとなり、スイッチング素子Ｑ１がオン駆動される。以下、同様の動作が繰り返される。つまり、第１入力側電源回路２１はいわゆる電流臨界モードで動作する。上記のスイッチング素子Ｑ１のオンオフ駆動の周波数は、交流電源６から入力される交流電力の周波数に対して充分に高くなる。上記動作により、スイッチング素子Ｑ１は図４下段に示すように周期的にオンオフ駆動され、回路電流ＩＬ１の波形は図４上段に示すように三角波状となる。また、スイッチング素子Ｑ１がオフ制御されるタイミングでの回路電流ＩＬ１はダイオードブリッジ２ｂの直流出力電圧に比例する。従って、図５上段に示すような交流電源６からの入力電圧ＶＡＣに対し、回路電流ＩＬ１の包絡線は図５下段に示すようにダイオードブリッジ２ｂの直流出力電圧の波形に略一致する。ダイオードブリッジ２ｂへの入力電流における高周波成分がローパスフィルタ２ａで抑制されることで上記の入力電流は正弦波状となり、すなわち入力電流歪が抑えられる。入力電流歪を充分に抑えるためには、出力コンデンサＣ１の両端電圧は交流電圧６からの入力電圧のピーク値以上に維持されることが望ましい。

また、第１電源装置１１の出力側電源回路（以下、「第１出力側電源回路」と呼ぶ。）３１は、いわゆるハーフブリッジインバータであって、第１入力側電源回路２１が出力した直流電力を交流電力に変換して電気的光源である放電灯５１に出力することで放電灯５１を点灯させる。すなわち、第１出力側電源回路３１は、第１入力側電源回路２１の出力端間に接続された２個のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３と電流検出抵抗Ｒ２との直列回路と、低電圧側のスイッチング素子Ｑ３と電流検出抵抗Ｒ２との直列回路の両端間に接続されたインダクタＬ１と２個のコンデンサＣ２，Ｃ３との直列回路とを備え、一方のコンデンサＣ２の両端を出力端としている。放電灯５１は周知の熱陰極型の放電灯であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。各スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３は、それぞれ寄生ダイオードの向きを第１入力側電源回路２１の出力電圧の向きに対して逆向きとして、つまりソースをグランド側として接続されている。

第１電源装置１１で出力側制御回路となる第２制御回路４２は、電流検出抵抗Ｒ２の両端電圧が抵抗ＲｃとコンデンサＣｃとで平滑化された電圧が入力されるフィードバック端子ＦＢ２と、抵抗Ｒｔを介してグランドに接続される抵抗接続端子ＲＴと、コンデンサＣｔを介してグランドに接続されるコンデンサ接続端子ＣＴと、高電圧側のスイッチング素子Ｑ２のゲートに接続される高電圧側出力端子ＨＯと、高電圧側のスイッチング素子Ｑ２のソース（つまり低電圧側のスイッチング素子Ｑ３のドレイン）に接続されるソース端子ＶＳと、コンデンサＣｄを介してソース端子ＶＳに接続されるとともにダイオードＤｅを介して定電圧Ｖｃｃに接続されソース端子ＶＳよりも高電位に維持される第１駆動端子ＶＢと、低電圧側のスイッチング素子Ｑ３のゲートに接続される低電圧側出力端子ＬＯと、グランドに接続されるグランド端子ＧＮＤと、定電圧Ｖｃｃが入力される第２駆動端子ＶＤとを有する。

また、第２制御回路４２は、抵抗接続端子ＲＴとコンデンサ接続端子ＣＴとにそれぞれ接続され、抵抗接続端子ＲＴに接続された抵抗Ｒｔの抵抗値とコンデンサ接続端子ＣＴに接続されたコンデンサＣｔのキャパシタンスとの積に反比例する周波数であってオンデューティ５０％の矩形波を生成する発振回路４２ａを備える。さらに、第２制御回路４２は、２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が同時にオンされてしまうことを防ぐために、一方のスイッチング素子Ｑ１がオンされる期間と他方のスイッチング素子Ｑ２がオンされる期間との間に両方のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がそれぞれオフされる期間（以下、「デッドタイム」と呼ぶ。）を設ける。具体的には、第２制御回路４２は、デッドタイムが形成されるように発振回路４２ａの出力の波形を整形する２個のデッドタイム生成回路４２ｂ，４２ｃを備える。一方のデッドタイム生成回路４２ｂの出力はレベルシフト回路４２ｄを介してハイサイドバッファＢＦ２に入力される。ハイサイドバッファＢＦ２は、高電圧側出力端子ＨＯを、第１駆動端子ＶＢとソース端子ＶＳとのうちレベルシフト回路４２ｄの出力レベルに応じた一方に択一的に切替接続することで、高電圧側出力端子ＨＯにゲートが接続されたスイッチング素子Ｑ２をオンオフ駆動するものである。また、他方のデッドタイム生成回路４２ｃの出力は遅延回路４２ｅを介してローサイドバッファＢＦ３に入力される。ローサイドバッファＢＦ３は、低電圧側出力端子ＬＯを、第２駆動端子ＶＤとグランド端子ＧＮＤとのうち遅延回路４２ｅの出力レベルに応じた一方に択一的に切替接続することで、低電圧側出力端子ＬＯにゲートが接続されたスイッチング素子Ｑ３をオンオフ駆動するものである。以上により、第１出力側電源回路３１の２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、発振回路４２ａの出力の周波数（以下、「駆動周波数」と呼ぶ。）で交互にオンオフされる。これにより、図６に示すように、第１出力側電源回路３１の出力電圧ＶＬの波形は正弦波状となる。

また、第２制御回路４２は、反転入力端子がフィードバック端子ＦＢ２に接続されるとともに非反転入力端子に定電圧Ｖｃが入力され出力端子が抵抗Ｒｓを介して発振回路４２ａと抵抗接続端子ＲＴとの接続点に接続された第４コンパレータＣＰ４を備える。すなわち、電流検出抵抗Ｒ２の両端電圧の平均値が高いほど、駆動周波数が高くされる。ここで、駆動周波数は、第１出力側電源回路３１のインダクタＬ２とコンデンサＣ２，Ｃ３とが放電灯５１とともに構成する共振回路の共振周波数よりも高い範囲内とされている。従って、上記のように駆動周波数が高くされると放電灯５１への出力電力が低減されるから、上記動作により放電灯５１への出力電力が略一定にフィードバック制御される。

次に、第２電源装置１２について、主に図３を用いて詳しく説明する。

第２電源装置１２の入力側電源回路（以下、「第２入力側電源回路」と呼ぶ。）２２は、ローパスフィルタ２ａを介して交流電源６から入力された交流電力を全波整流するダイオードブリッジ２ｂの出力端間に昇圧型コンバータが接続されたものである。この昇圧型コンバータは、ダイオードブリッジ２ｂの直流出力端間に互いに直列に接続された２個のコンデンサ（以下、「入力コンデンサ」と呼ぶ。）Ｃ４，Ｃ５と、アノードがダイオードブリッジ２ｂの高電圧側の直流出力端に接続された第１ダイオードＤ２と、カソードがダイオードブリッジ２ｂの低電圧側の直流出力端に接続された第２ダイオードＤ３と、第１ダイオードＤ２のカソードと第２ダイオードＤ３のアノードとの間に接続された２個のスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５の直列回路と、入力コンデンサＣ４，Ｃ５間の接続点とスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５間の接続点との間に接続されたインダクタＬ３と、２個のスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５の直列回路に並列に接続された出力コンデンサＣ１とを備え、出力コンデンサＣ１の両端を出力端としている。また、出力コンデンサＣ１において低電圧側となる一端はグランドに接続されている。

第２電源装置１２で入力側制御回路となる第２制御回路４２において、フィードバック端子ＦＢ２には、第２入力側電源回路２２の出力電圧が抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧されるとともに抵抗ＲｃとコンデンサＣｃとで平滑化されて入力されている。その他の接続は第１電源装置１１の場合と同様である。すなわち、第２制御回路４２において、高電圧側出力端子ＨＯは高電圧側のスイッチング素子Ｑ４のゲートに接続され、低電圧側出力端子ＬＯは低電圧側のスイッチング素子Ｑ５のゲートに接続されている。また、第２制御回路４２のソース端子ＶＳは、上記２個のスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５の接続点に接続されている。

第２入力側電源回路２２の動作を説明する。まず、高電圧側のスイッチング素子Ｑ４がオンされている期間には、このスイッチング素子Ｑ４とインダクタＬ３と低電圧側の入力コンデンサＣ５とダイオードブリッジ２ｂと第１ダイオードＤ２とが構成するループに電流が流れ、インダクタＬ３にエネルギーが蓄積される。この期間には、低電圧側の入力コンデンサＣ５が充電されるとともに、２個の入力コンデンサＣ４，Ｃ５の直列回路の両端電圧をダイオードブリッジ２ｂの直流出力電圧に一致させるように高電圧側の入力コンデンサＣ４が放電される。

次に、高電圧側のスイッチング素子Ｑ４がオフされると、インダクタＬ３と高電圧側の入力コンデンサＣ４と第１ダイオードＤ２と出力コンデンサＣ１と低電圧側のスイッチング素子Ｑ５の寄生ダイオードとが構成するループにインダクタＬ３を電源として流れる電流により、出力コンデンサＣ１が充電される。この期間には、インダクタＬ３のエネルギーが解放され、高電圧側の入力コンデンサＣ４がさらに放電されるとともに低電圧側の入力コンデンサＣ５がさらに充電される。

次に、低電圧側のスイッチング素子Ｑ５がオンされると、このスイッチング素子Ｑ５と第２ダイオードＤ３とダイオードブリッジ２ｂと高電圧側の入力コンデンサＣ４とインダクタＬ３とが構成するループに電流が流れ、インダクタＬ３にエネルギーが蓄積される。この期間には、高電圧側の入力コンデンサＣ４が充電されるとともに、２個の入力コンデンサＣ４，Ｃ５の直列回路の両端電圧をダイオードブリッジ２ｂの直流出力電圧に一致させるように低電圧側の入力コンデンサＣ５が放電される。

次に、低電圧側のスイッチング素子Ｑ５がオフされると、インダクタＬ３と高電圧側のスイッチング素子Ｑ４の寄生ダイオードと出力コンデンサＣ１と第２ダイオードＤ３と低電圧側の入力コンデンサＣ５とが構成するループにインダクタＬ３を電源として流れる電流により、出力コンデンサＣ１が充電される。この期間には、インダクタＬ３のエネルギーが解放され、低電圧側の入力コンデンサＣ５がさらに放電されるとともに高電圧側の入力コンデンサＣ４がさらに充電される。

以下、上記の動作が繰り返される。上記の動作の周波数は、交流電源６からの入力電圧ＶＡＣの周波数に対して充分に高い周波数となる。また、図７に示すように、インダクタＬ３に流れる電流ＩＬ３の包絡線は、交流電源６からの入力電圧ＶＡＣの波形を正負で折り返したような形状となる。

ここで、第２入力側電源回路２２の出力電圧が高くなると、第２制御回路４２のフィードバック端子ＦＢ２への入力電圧が高くなることにより、第２入力側電源回路２２のスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５のオンオフ駆動の周波数が高くされ、これによって第２入力側電源回路２２の出力電圧が低くなる。つまり、第２制御回路４２は第２入力側電源回路２２の出力電圧を略一定とするようにフィードバック制御する。第２入力側電源回路２２の出力電圧（すなわち出力コンデンサＣ１の両端電圧）は、ダイオードブリッジ２ｂの直流出力電圧の実効値が昇圧された電圧となる。

第２電源装置１２の出力側電源回路（以下、「第２出力側電源回路」と呼ぶ。）３２は、一種の降圧型コンバータであり、いわゆる周知のバックコンバータである。すなわち、第２出力側電源回路３２は、第２入力側電源回路２２の出力端間に接続された出力コンデンサＣ６とインダクタＬ４とスイッチング素子Ｑ６と電流検出抵抗Ｒ７との直列回路と、アノードがスイッチング素子Ｑ６とインダクタＬ４との接続点に接続されカソードが第２入力側電源回路２２の高電圧側の出力端に接続されたダイオードＤ４とを備える。第２出力側電源回路３２においては出力コンデンサＣ６の両端が出力端となっており、この出力端間には電気的光源である発光ダイオード５２が接続されている。

また、第２電源装置１２は、非反転入力端子には第２出力側電源回路３２の高電圧側の出力端の対グランド電圧が抵抗Ｒｆ，Ｒｇで分圧されて入力されたオペアンプＯＰ１を備える。また、第２出力側電源回路３２の低電圧側の出力端は、抵抗Ｒｈを介してオペアンプＯＰ１の反転入力端子に接続されるとともに、別の抵抗Ｒｉを介して出力端子に接続されている。

第２電源装置１２で出力側制御回路となる第１制御回路４１において、フィードバック端子ＦＢ１は上記のオペアンプＯＰ１の出力端子に接続されている。さらに、乗算端子ＭＵＬには定電圧Ｖｄが入力されている。第１制御回路４１の上記以外の端子への接続は第１電源装置１１と同様である。すなわち、出力端子ＯＵＴはスイッチング素子Ｑ６のゲートに接続され、ゼロクロス端子ＺＣＤは抵抗Ｒｚを介してインダクタＬ４の二次巻線に接続され、電流検出端子ＣＳには電流検出抵抗Ｒ７の両端電圧が抵抗ＲｂとコンデンサＣｂとで平滑化されて入力されている。つまり、第２出力側電源回路３２におけるスイッチング素子Ｑ６のオンオフ状態とインダクタＬ４に流れる電流の波形との関係は、図４で説明した第１入力側電源回路２１でのスイッチング素子Ｑ１のオンオフ状態と回路電流ＩＬ１の波形との関係と同様となる。また、第１制御回路４１によるフィードバック制御は、第２出力側電源回路３２の出力電圧を略一定とするようなものとなる。これにより発光ダイオード５２は略一定の電流を供給されて点灯する。

上記構成によれば、第１制御回路４１と第２制御回路４２とが、それぞれ第１電源装置１１と第２電源装置１２との両方に使用されることで、第１制御回路４１と第２制御回路４２との量産効果により、第１電源装置１１と第２電源装置１２とからなる電源システム全体としての製造コストの低減が可能である。

なお、第１制御回路４１と第２制御回路４２とを１チップの集積回路に集積化してもよく、集積化によって部品点数の削減や小型化が可能である。

また、図２や図３で異なる符合を付した部品間であっても、可能な限り同型の部品を多く使用すれば、その型の部品の量産効果によりさらに製造コストの低減が可能である。

（実施形態２）
図８（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態における第１電源装置１１と第２電源装置１２とは、それぞれ、実施形態１における第１入力側電源回路２１と同様のブーストコンバータの出力端に、第２出力側電源回路３２と同様のバックコンバータを接続したような回路構成となっている。すなわち、第１電源装置１１と第２電源装置１２とのそれぞれにおいて、入力側制御回路と出力側制御回路との両方に、第１制御回路４１が用いられている。

入力側制御回路となる第１制御回路４１の各端子への接続及び動作は実施形態１の第１電源装置１１での場合と同様であり、出力側制御回路となる第１制御回路４１の各端子への接続及び動作は実施形態１の第２電源装置１２での場合と同様であるので、共通する部分については図示並びに説明を省略する。

また、本実施形態では、回路の対称性から、バックコンバータの出力コンデンサＣ６の接続位置と、ダイオードブリッジ２ｂの接続位置と、各制御回路４１におけるフィードバック端子ＦＢ１と乗算端子ＭＵＬとの接続位置とを変更するだけで、第１電源装置１１と第２電源装置１２との相互の変更が可能となっている。つまり、実施形態１に比べ、第１電源装置１１と第２電源装置１２との共通部分がより多いことで、第１電源装置１１と第２電源装置１２とからなる電源システム全体としての製造コストをより抑えることが可能となっている。

具体的に説明すると、図８（ａ）に示す第１電源装置１１から図８（ｂ）に示す第２電源装置１２への変更の際には、出力コンデンサＣ６は第１電源装置１１で入力側電源回路２１を構成していたインダクタＬ１とダイオードＤ１との直列回路に並列に接続される。つまり、第１電源回路１１と第２電源回路１２とのそれぞれにおいて、出力側電源回路３１，３２の高電圧側の出力端となる出力コンデンサＣ６の一端は、入力側電源回路２１，２２の高電圧側の出力端の一端となる出力コンデンサＣ１の一端に電気的に接続された外部接続用の端子に接続される。また、上記変更の際には、ダイオードブリッジ２ｂは、第１電源装置１１で出力側電源回路３１を構成していたインダクタＬ４において出力コンデンサＣ６に接続されていた一端とグランドとの間に接続される。つまり、第１電源装置１１と第２電源装置１２とのいずれにおいても、中央の出力コンデンサＣ１の両端が入力側電源回路２１，２２の出力端となる。

また、図８（ａ）において第１電源装置１１の出力側電源回路３１を構成するインダクタＬ１において出力コンデンサＣ６に接続される一端とグランドとの間には分圧用の抵抗Ｒ８，Ｒ９が接続されている。そして、第２電源装置１２において入力側制御回路となる一方の（図８（ｂ）での右側の）第１制御回路４１の乗算端子ＭＵＬには、ダイオードブリッジ２ｂの出力電圧が上記の抵抗Ｒ８，Ｒ９によって分圧されて入力される。

さらに、図３に示したオペアンプＯＰ１（図８（ａ）（ｂ）では図示せず）の出力端子は、出力側制御回路となる第１制御回路４１（すなわち、図８（ａ）では右側の第１制御回路４１であり、図８（ｂ）では左側の第１制御回路４１）のフィードバック端子ＦＢ１に接続される。

ここで、本実施形態では、第１電源装置１１において、出力側電源回路３１を構成するインダクタＬ４のインダクタンスを、入力側電源回路２１を構成するインダクタＬ１のインダクタンスの２倍としている。さらに、入力側電源回路２１，２２の出力電圧の目標値は、第１電源装置１１と第２電源装置１２とで共通となっている。これにより、第１電源装置１１に１００Ｖの交流電源６を接続した場合と、第２電源装置１２に２００Ｖの交流電源６を接続した場合とで、入力側電源回路２１，２２におけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ６のオンオフの周波数を略一致させることができる。従って、第１電源装置１１は１００Ｖの交流電源６に接続されるものとして第２電源装置１２は２００Ｖの交流電源６に接続されるものとすれば、入力側電源回路２１，２２におけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ６のオンオフの周波数が、例えば１５０ｋＨｚを超える周波数や一般的なリモコン（図示せず）で使用される周波数といった望ましくない周波数となることを、交流電源６が１００Ｖの場合と２００Ｖの場合との両方で避けることが容易となる。

本実施形態においても、２個の制御回路４１を１チップの集積回路に集積化すれば、部品点数の削減や小型化が可能である。

上記各種の電源装置１１，１２は、図９及び図１０に示すように、例えばケース７０に収納されるとともに矢印Ａ１で示すように器具本体７１に収納されて照明装置７を構成することができる。上記の器具本体７１は、放電灯５１や発光ダイオード５２などの、電源装置１１，１２の出力電力によって点灯される電気的光源を保持する。

また、実施形態１と実施形態２とのそれぞれにおいて、発光ダイオード５２に代えて例えば有機ＥＬのような他の固体発光素子を用いてもよい。上記のように電気的光源として発光ダイオード５２や有機ＥＬのような固体発光素子を用いれば、電気的光源として白熱灯を用いる場合に比べて光束当りの消費電力を低減することができる。

７照明装置
１１第１電源装置
１２第２電源装置
２１，２２入力側電源回路
３１，３２出力側電源回路
４１第１制御回路（入力側制御回路，出力側制御回路）
４２第２制御回路（入力側制御回路，出力側制御回路）
５１放電灯（電気的光源）
５２発光ダイオード（電気的光源，固体発光素子）
Ｑ１〜Ｑ６スイッチング素子

Claims

第１電源装置と第２電源装置とからなり、
前記第１電源装置と前記第２電源装置とは、それぞれ、
少なくとも１個のスイッチング素子を有して入力された電力を所定電圧の直流電力に変換する入力側電源回路と、
前記入力側電源回路の各スイッチング素子をそれぞれ駆動する入力側制御回路と、
少なくとも１個のスイッチング素子を有して前記入力側電源回路の出力を変換する出力側電源回路と、
前記出力側電源回路の各スイッチング素子をそれぞれ駆動する出力側制御回路とを有し、
前記第１電源装置における前記入力側制御回路の回路構成と前記第２電源装置における前記出力側制御回路の回路構成とが互いに共通であって、
且つ、前記第１電源装置における前記出力側制御回路の回路構成と前記第２電源装置における前記入力側制御回路の回路構成とが互いに共通であることを特徴とする電源システム。
前記第１電源装置における前記出力側制御回路は、互いに直列に接続された２個のスイッチング素子を交互にオンオフするものであることを特徴とする請求項１記載の電源システム。
前記第１電源装置において前記入力側電源回路は昇圧型コンバータを有して前記出力側電源回路はハーフブリッジインバータを有し、
前記第２電源装置において前記入力側電源回路は昇圧型コンバータを有して前記出力側電源回路は降圧型コンバータを有することを特徴とする請求項２記載の電源システム。
前記第１電源装置と前記第２電源装置とのそれぞれにおいて、前記入力側電源回路はブーストコンバータを有し、前記出力側電源回路はバックコンバータを有することを特徴とする請求項１記載の電源システム。
前記ブーストコンバータの高電圧側の出力端子に電気的に接続された外部接続用の端子を備えることを特徴とする請求項４記載の電源システム。
前記ブーストコンバータと前記バックコンバータとのうち一方のインダクタのインダクタンスが他方のインダクタのインダクタンスの２倍であることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の電源システム。
前記第１電源装置と前記第２電源装置とのそれぞれにおいて、前記入力側制御回路と前記出力側制御回路とが１チップの集積回路に集積化されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電源システム。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電源システムにおける前記第１電源装置と前記第２電源装置との少なくとも一方と、前記第１電源装置または前記第２電源装置の出力電力により点灯される電気的光源とを備えることを特徴とする照明装置。
前記電気的光源として固体発光素子を備えることを特徴とする請求項８記載の照明装置。