JP5909716B2 - Power supply device and LED drive device - Google Patents
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Description
本発明は、電源装置、およびＬＥＤ駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a power supply device and an LED driving device.
従来、直流負荷に直流電力を供給する電源装置があり、様々な分野で用いられている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, there is a power supply device that supplies DC power to a DC load, and is used in various fields (see, for example, Patent Document 1).
例えば、照明分野においては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子が盛んに使用され、その用途も多様化している。車両の照明では、白色ＬＥＤ素子が車室内において活用され、さらには高輝度化によってヘッドライト、デイタイムランニングランプ等にも使用されている。 For example, in the lighting field, LED (Light Emitting Diode) elements are actively used and their uses are diversified. In vehicle lighting, white LED elements are used in the passenger compartment, and are also used for headlights, daytime running lamps, and the like due to higher brightness.
ＬＥＤ素子は、白熱電球と比べ長寿命で応答性が速く、構造上コンパクトに実装できる。また、各種の色が簡単に実現でき、調光による点灯制御も容易である。そして、灯具などの照明器具は、薄型化が可能になり、立体的に実装できることにより、車のデザインなど形状に制限を与えない自由な設計が可能になる等の利点がある。 LED elements have a longer life and faster response than incandescent bulbs, and can be mounted compactly in structure. Moreover, various colors can be easily realized, and lighting control by dimming is easy. And lighting fixtures, such as a lamp, can be reduced in thickness, and since it can be mounted in three dimensions, there is an advantage that a free design that does not limit the shape such as a car design is possible.
上述した照明器具は、ＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子を点灯させる電源装置とを備えるものであり、複数のＬＥＤ素子を直列接続してなる光源に一定の電流を供給することによって、複数のＬＥＤ素子を均一な明るさで点灯させるものが提供されている。 The luminaire described above includes an LED element and a power supply device that lights the LED element. By supplying a constant current to a light source formed by connecting a plurality of LED elements in series, the plurality of LED elements are Something that lights up with uniform brightness is provided.
そして、電源装置には、出力電圧（例えば、直列接続されたＬＥＤ素子の両端電圧）が入力電圧より高い場合は昇圧チョッパ回路が使用され、出力電圧が入力電圧より低い場合は降圧チョッパ回路が使用される。電源環境や負荷状態によって、昇圧と降圧との両モードで動作する場合は、昇降圧チョッパ回路が使用される。 The power supply device uses a step-up chopper circuit when the output voltage (for example, the voltage across the LED elements connected in series) is higher than the input voltage, and uses a step-down chopper circuit when the output voltage is lower than the input voltage. Is done. A step-up / step-down chopper circuit is used when operating in both the step-up and step-down modes depending on the power supply environment and the load state.
従来用いられている昇降圧チョッパ回路の一例として、ＣＵＫ（チューク）回路の構成を図１３に示す。 As an example of a conventionally used step-up / down chopper circuit, a configuration of a CUK circuit is shown in FIG.
このＣＵＫ回路は、非絶縁型の電源装置であり、直流電源Ｅ１０１を入力電源として、複数のＬＥＤ素子を直列接続したＬＥＤユニットＸ１０１に直流電力を供給する。直流電源Ｅ１０１は、その負極をグランドラインＧ１０１に接地している。 This CUK circuit is a non-insulated power supply device, and supplies DC power to an LED unit X101 in which a plurality of LED elements are connected in series, using a DC power supply E101 as an input power supply. The DC power supply E101 has its negative electrode grounded to the ground line G101.
そして、直流電源Ｅ１０１の正極−負極間には、インダクタＬ１０１とスイッチング素子Ｓ１０１との直列回路が接続されている。スイッチング素子Ｓ１０１の両端間には、コンデンサＣ１０１とダイオードＤ１０１との直列回路が接続され、ダイオードＤ１０１の両端間には、インダクタＬ１０２とコンデンサＣ１０２との直列回路が接続されている。そして、コンデンサＣ１０２の両端間には、ＬＥＤユニットＸ１０１が接続され、ＬＥＤユニットＸ１０１に直流電流が供給される。 A series circuit of an inductor L101 and a switching element S101 is connected between the positive electrode and the negative electrode of the DC power supply E101. A series circuit of a capacitor C101 and a diode D101 is connected between both ends of the switching element S101, and a series circuit of an inductor L102 and a capacitor C102 is connected between both ends of the diode D101. The LED unit X101 is connected between both ends of the capacitor C102, and a direct current is supplied to the LED unit X101.
このような構成において、直流電源Ｅ１０１の正極から負極に至る経路において、インダクタＬ１０１、コンデンサＣ１０１、インダクタＬ１０２、ＬＥＤユニットＸ１０１が順に接続された直列回路が設けられている。そして、直流電源Ｅ１０１の負極とＬＥＤユニットＸ１０１の一端（ＬＥＤ素子のアノード側）との間の経路は共通線Ｗ１０１で構成されており、ＬＥＤユニットＸ１０１の一端は、グランドラインＧ１０１と同電位（または略同電位）になる。さらに、ダイオードＤ１０１は、コンデンサＣ１０１とインダクタＬ１０２との接続点にアノードを接続し、共通線Ｗ１０１にカソードを接続している。 In such a configuration, a series circuit in which the inductor L101, the capacitor C101, the inductor L102, and the LED unit X101 are sequentially connected is provided in the path from the positive electrode to the negative electrode of the DC power supply E101. The path between the negative electrode of the DC power supply E101 and one end of the LED unit X101 (the anode side of the LED element) is configured by a common line W101, and one end of the LED unit X101 has the same potential (or the ground line G101) (or Approximately the same potential). Further, the diode D101 has an anode connected to a connection point between the capacitor C101 and the inductor L102, and a cathode connected to the common line W101.
そして、図示しない制御回路によって、スイッチング素子Ｓ１０１がオン・オフ駆動されることによって、ＬＥＤユニットＸ１０１に直流電力が供給されて、ＬＥＤユニットＸ１０１の各ＬＥＤ素子が点灯する。 Then, the switching element S101 is turned on / off by a control circuit (not shown), whereby DC power is supplied to the LED unit X101, and each LED element of the LED unit X101 is lit.
図１３において、ＬＥＤユニットＸ１０１が地絡した場合（ＬＥＤユニットＸ１０１がグランドラインＧ１０１に接触した場合）、以下のようになる。 In FIG. 13, when the LED unit X101 is grounded (when the LED unit X101 is in contact with the ground line G101), the following occurs.
まず、他端側電路Ｗａ１０１が地絡した場合、直流電源Ｅ１０１の正極−インダクタＬ１０１−コンデンサＣ１０１−インダクタＬ１０２−電路Ｗａ１０１−グランドラインＧ１０１−直流電源Ｅ１０１の負極を通る閉回路で、地絡電流が流れる。しかしながら、コンデンサＣ１０１によって、電源側（直流電源Ｅ１０１）と負荷側（ＬＥＤユニットＸ１０１）とが直流的に分離されており、地絡電流は、コンデンサＣ１０１によって制限される。そして、ＬＥＤユニットＸ１０１の両端を実質的にグランドラインＧ１０１で短絡したことになるので、ＬＥＤユニットＸ１０１は点灯しなくなる。使用者は、ＬＥＤユニットＸ１０１の消灯によって、異常が発生したことを認識できる。 First, when the other end side electric circuit Wa101 has a ground fault, a ground fault current is generated in a closed circuit passing through the positive electrode of the DC power supply E101-inductor L101-capacitor C101-inductor L102-electric circuit Wa101-ground line G101-negative electrode of the DC power supply E101. Flowing. However, the capacitor C101 separates the power supply side (DC power supply E101) and the load side (LED unit X101) in a DC manner, and the ground fault current is limited by the capacitor C101. Since both ends of the LED unit X101 are substantially short-circuited by the ground line G101, the LED unit X101 does not light up. The user can recognize that an abnormality has occurred by turning off the LED unit X101.
一方、一端側電路Ｗｂ１０１が地絡した場合、電路Ｗｂ１０１は共通線Ｗ１０１の一部であることから、ＬＥＤユニットＸ１０１は点灯し続ける。車載用の照明器具の場合、異常が発生しても点灯し続けることは、車輌の運行上は安全な動作と考えることはできる。しかしながら、使用者は異常と認識することはできないので、異常状態が発生している状態で、電源装置が継続的に使用されると、問題が生じる虞がある。 On the other hand, when one end side electric circuit Wb101 is grounded, the electric circuit Wb101 is a part of the common line W101, and therefore the LED unit X101 continues to be lit. In the case of an in-vehicle lighting device, it can be considered that the operation of a vehicle is safe for the vehicle to operate even if an abnormality occurs. However, since the user cannot recognize that there is an abnormality, a problem may arise if the power supply device is continuously used in an abnormal state.
例えば、電源装置の出力とＬＥＤユニットＸ１０１とを接続する配線のハーネスがなんらかの構造物に挟まれ、それが原因で電路Ｗｂ１０１がグランドラインＧ１０１と接触し、地絡した場合でも、異常を検出できないことになる。この正常な状態ではないモードで継続使用されると、ハーネスが過熱するなどの問題が生じることになる。また、近傍の電装品のグランドラインとの干渉が発生する虞もある。 For example, even if a wiring harness connecting the output of the power supply device and the LED unit X101 is sandwiched between some structures and the electric circuit Wb101 is in contact with the ground line G101 and causes a ground fault, an abnormality cannot be detected. become. If it is continuously used in a mode that is not in a normal state, problems such as overheating of the harness will occur. Further, there is a possibility that interference with a ground line of a nearby electrical component may occur.
そこで、共通線Ｗ１０１に検出抵抗などを接続して、地絡を検出する方法が提案されているが、検出精度、制御の複雑化などの課題があり、地絡検出手段の構成の複雑化による部品点数の増大、コストアップなどの要因となっていた。 Therefore, a method of detecting a ground fault by connecting a detection resistor or the like to the common line W101 has been proposed, but there are problems such as detection accuracy and complicated control, and the configuration of the ground fault detection means is complicated. This was an increase in the number of parts and increased costs.
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、負荷回路の両端のうちいずれが地絡した場合でも、構成を複雑にすることなく負荷回路への電力供給を低減できる非絶縁型の電源装置、およびＬＥＤ駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and its purpose is to reduce the power supply to the load circuit without complicating the configuration even if either of both ends of the load circuit is grounded. An object is to provide an insulated power supply device and an LED driving device.
本発明の電源装置は、一方の極を接地した直流電源からの入力電力を所望の直流電力に変換して負荷回路へ供給する非絶縁型の電源装置であって、前記負荷回路の一端に接続したインピーダンス要素と、前記負荷回路の他端に接続した第１のコンデンサとを備えて、前記第１のコンデンサと前記負荷回路と前記インピーダンス要素との直列回路を構成し、この直列回路は、前記直流電源の両極間に電気的に接続され、前記直流電源の前記他方の極から前記一方の極に至る経路には、スイッチング素子、前記第１のコンデンサ、前記負荷回路、第１のインダクタが順に接続された直列回路が設けられ、前記スイッチング素子と前記第１のコンデンサとの接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間には、第２のインダクタが接続され、前記第１のコンデンサと前記負荷回路との接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間にはダイオードが接続され、前記第１のインダクタが、前記インピーダンス要素を構成することを特徴とする。 The power supply device of the present invention is a non-insulated power supply device that converts input power from a DC power supply with one pole grounded into desired DC power and supplies it to a load circuit, and is connected to one end of the load circuit And a first capacitor connected to the other end of the load circuit to form a series circuit of the first capacitor, the load circuit, and the impedance element. A switching element, the first capacitor, the load circuit, and a first inductor are sequentially connected to both the poles of the DC power supply and in a path from the other pole to the one pole of the DC power supply. A connected series circuit is provided, and a second inductor is connected between a connection point between the switching element and the first capacitor and the one pole of the DC power supply. A connecting point of the capacitor and the load circuit, between the one electrode of the DC power source is a diode is connected, wherein the first inductor, and wherein the configuring the impedance element.
本発明の電源装置は、一方の極を接地した直流電源からの入力電力を所望の直流電力に変換して負荷回路へ供給する非絶縁型の電源装置であって、前記負荷回路の一端に接続したインピーダンス要素と、前記負荷回路の他端に接続した第１のコンデンサとを備えて、前記第１のコンデンサと前記負荷回路と前記インピーダンス要素との直列回路を構成し、この直列回路は、前記直流電源の両極間に電気的に接続され、前記直流電源の前記他方の極から前記一方の極に至る経路には、第１のインダクタ、前記第１のコンデンサ、前記負荷回路、ダイオードが順に接続された直列回路が設けられ、前記第１のインダクタと前記第１のコンデンサとの接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間には、スイッチング素子が接続され、前記第１のコンデンサと前記負荷回路との接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間には第２のインダクタが接続され、前記ダイオードが、前記インピーダンス要素を構成することを特徴とする。 The power supply device of the present invention is a non-insulated power supply device that converts input power from a DC power supply with one pole grounded into desired DC power and supplies it to a load circuit, and is connected to one end of the load circuit And a first capacitor connected to the other end of the load circuit to form a series circuit of the first capacitor, the load circuit, and the impedance element. A first inductor, the first capacitor, the load circuit, and a diode are sequentially connected to a path that is electrically connected between both poles of the DC power supply and extends from the other pole to the one pole of the DC power supply. And a switching element is connected between a connection point between the first inductor and the first capacitor and the one pole of the DC power supply. A connection point between capacitor and the load circuit, between the said one pole of said DC power source is connected to a second inductor, the diode, characterized in that it constitutes the impedance element.
この発明において、前記負荷回路は、ＬＥＤ素子、または白熱灯、または抵抗素子からなる負荷を備えることが好ましい。 In the present invention, the load circuit preferably includes a load composed of an LED element, an incandescent lamp, or a resistance element.
この発明において、前記負荷回路は、前記負荷に並列接続した第２のコンデンサを備えることが好ましい。 In the present invention, the load circuit preferably includes a second capacitor connected in parallel to the load.
この発明において、前記負荷回路は、前記負荷の一端に接続した第３のインダクタと、前記負荷の他端に接続した第４のインダクタと、前記負荷と前記第３，第４のインダクタとの直列回路に並列接続した第２のコンデンサとを備えることが好ましい。 In the present invention, the load circuit includes a third inductor connected to one end of the load, a fourth inductor connected to the other end of the load, and a series of the load and the third and fourth inductors. And a second capacitor connected in parallel to the circuit.
この発明において、前記負荷回路と前記インピーダンス要素との直列回路を複数備えることが好ましい。 In this invention, it is preferable to provide a plurality of series circuits of the load circuit and the impedance element.
本発明のＬＥＤ駆動装置は、一方の極を接地した直流電源からの入力電力を所望の直流電力に変換して、１乃至複数のＬＥＤ素子からなる負荷回路へ供給する非絶縁型のＬＥＤ駆動装置であって、前記負荷回路の一端に接続したインピーダンス要素と、前記負荷回路の他端に接続した第１のコンデンサとを備えて、前記第１のコンデンサと前記負荷回路と前記インピーダンス要素との直列回路を構成し、この直列回路は、前記直流電源の両極間に電気的に接続され、前記直流電源の前記他方の極から前記一方の極に至る経路には、スイッチング素子、前記第１のコンデンサ、前記負荷回路、第１のインダクタが順に接続された直列回路が設けられ、前記スイッチング素子と前記第１のコンデンサとの接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間には、第２のインダクタが接続され、前記第１のコンデンサと前記負荷回路との接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間にはダイオードが接続され、前記第１のインダクタが、前記インピーダンス要素を構成することを特徴とする。
本発明のＬＥＤ駆動装置は、一方の極を接地した直流電源からの入力電力を所望の直流電力に変換して、１乃至複数のＬＥＤ素子からなる負荷回路へ供給する非絶縁型のＬＥＤ駆動装置であって、前記負荷回路の一端に接続したインピーダンス要素と、前記負荷回路の他端に接続した第１のコンデンサとを備えて、前記第１のコンデンサと前記負荷回路と前記インピーダンス要素との直列回路を構成し、この直列回路は、前記直流電源の両極間に電気的に接続され、前記直流電源の前記他方の極から前記一方の極に至る経路には、第１のインダクタ、前記第１のコンデンサ、前記負荷回路、ダイオードが順に接続された直列回路が設けられ、前記第１のインダクタと前記第１のコンデンサとの接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間には、スイッチング素子が接続され、前記第１のコンデンサと前記負荷回路との接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間には第２のインダクタが接続され、前記ダイオードが、前記インピーダンス要素を構成することを特徴とする。
An LED drive device according to the present invention is a non-insulated LED drive device that converts input power from a DC power source with one pole grounded into desired DC power and supplies the DC power to a load circuit composed of one or more LED elements. An impedance element connected to one end of the load circuit and a first capacitor connected to the other end of the load circuit, wherein the first capacitor, the load circuit, and the impedance element are in series. The series circuit is electrically connected between both poles of the DC power supply, and a switching element and the first capacitor are connected to a path from the other pole of the DC power supply to the one pole. A series circuit in which the load circuit and the first inductor are sequentially connected, a connection point between the switching element and the first capacitor, and the one pole of the DC power supply A second inductor is connected therebetween, and a diode is connected between a connection point between the first capacitor and the load circuit and the one pole of the DC power supply, and the first inductor Constitutes the impedance element .
An LED drive device according to the present invention is a non-insulated LED drive device that converts input power from a DC power source with one pole grounded into desired DC power and supplies the DC power to a load circuit composed of one or more LED elements. An impedance element connected to one end of the load circuit and a first capacitor connected to the other end of the load circuit, wherein the first capacitor, the load circuit, and the impedance element are in series. The series circuit is electrically connected between both poles of the DC power supply, and a path extending from the other pole of the DC power supply to the one pole includes a first inductor, the first Capacitor, the load circuit, and a series circuit in which a diode is connected in order, between the connection point of the first inductor and the first capacitor and the one pole of the DC power supply A switching element is connected, and a second inductor is connected between a connection point between the first capacitor and the load circuit and the one pole of the DC power supply, and the diode is connected to the impedance element. It is characterized by comprising.
以上説明したように、本発明では、非絶縁型の電源装置、およびＬＥＤ駆動装置において、負荷回路の両端のうちいずれが地絡した場合でも、構成を複雑にすることなく負荷回路への電力供給を低減できるという効果がある。 As described above, according to the present invention, in the non-insulated power supply device and the LED driving device, even if any of both ends of the load circuit is grounded, power is supplied to the load circuit without complicating the configuration. There is an effect that can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（実施形態１）
図１は、本実施形態の電源装置Ａ１の概略構成を示しており、電源装置Ａ１は、コンデンサＣ１（第１のコンデンサ）を含むコンバータ部Ａ１１と、インピーダンス要素Ｚ１とで非絶縁型の電源装置を構成し、直流電源Ｅ１を入力電源として、負荷回路Ｙ１に直流電力を供給する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a power supply device A1 of the present embodiment. The power supply device A1 is a non-insulated power supply device including a converter unit A11 including a capacitor C1 (first capacitor) and an impedance element Z1. And DC power is supplied to the load circuit Y1 using the DC power supply E1 as an input power supply.
そして、直流電源Ｅ１は、その負極をグランドラインＧ１に接地しており、直流電源Ｅ１の両端間には、コンバータ部Ａ１１のコンデンサＣ１、負荷回路Ｙ１、インピーダンス要素Ｚ１の直列回路が接続している。具体的には、負荷回路Ｙ１の一端にはインピーダンス要素Ｚ１が接続し、負荷回路Ｙ１の他端にはコンデンサＣ１が接続し、直流電源Ｅ１の正極側から負極側に至る経路に、コンデンサＣ１、負荷回路Ｙ１、インピーダンス要素Ｚ１を順に接続している。 The DC power supply E1 has its negative electrode grounded to the ground line G1, and a capacitor C1, a load circuit Y1, and a series circuit of impedance elements Z1 of the converter unit A11 are connected between both ends of the DC power supply E1. . Specifically, the impedance element Z1 is connected to one end of the load circuit Y1, the capacitor C1 is connected to the other end of the load circuit Y1, and the capacitor C1 is connected to the path from the positive electrode side to the negative electrode side of the DC power supply E1. The load circuit Y1 and the impedance element Z1 are connected in order.
直流電源Ｅ１の負極とインピーダンス要素Ｚ１との間の経路は共通線Ｗ１で構成されており、インピーダンス要素Ｚ１の一端は、グランドラインＧ１と同電位（または略同電位）になる。さらに、コンデンサＣ１−負荷回路Ｙ１間は、電路Ｗａ１で接続され、負荷回路Ｙ１−インピーダンス要素Ｚ１間は、電路Ｗｂ１で接続される。 The path between the negative electrode of the DC power supply E1 and the impedance element Z1 is configured by a common line W1, and one end of the impedance element Z1 has the same potential (or substantially the same potential) as the ground line G1. Further, the capacitor C1 and the load circuit Y1 are connected by an electric circuit Wa1, and the load circuit Y1 and the impedance element Z1 are connected by an electric circuit Wb1.
而して、電路Ｗａ１は、共通線Ｗ１との間に負荷回路Ｙ１、インピーダンス要素Ｚ１を含み、電路Ｗｂ１は、共通線Ｗ１との間にインピーダンス要素Ｚ１を含む。したがって、負荷回路Ｙ１の両端電路である電路Ｗａ１，Ｗｂ１の双方が、グランドラインＧ１とは異なる電位になる。 Thus, the electric circuit Wa1 includes the load circuit Y1 and the impedance element Z1 between the common line W1, and the electric circuit Wb1 includes the impedance element Z1 between the common line W1. Therefore, both of the electric circuits Wa1 and Wb1 that are both-end electric circuits of the load circuit Y1 have different potentials from the ground line G1.
このような構成を有する電源装置Ａ１は、電路Ｗａ１，Ｗｂ１のうちいずれが地絡（グランドラインＧ１に接触）したとしても、直流電源Ｅ１の正極からコンデンサＣ１を介した閉回路で地絡電流が流れる。すなわち、電路Ｗａ１，Ｗｂ１のうちいずれが地絡したとしても、コンデンサＣ１によって、電源側（直流電源Ｅ１）と負荷側（負荷回路Ｙ１）とが直流的に分離されており、回路が保護される。 The power supply device A1 having such a configuration has a ground fault current in a closed circuit from the positive electrode of the DC power source E1 through the capacitor C1, regardless of which of the electric circuits Wa1 and Wb1 is grounded (contacted with the ground line G1). Flowing. That is, regardless of which of the electric paths Wa1 and Wb1 is grounded, the power source side (DC power supply E1) and the load side (load circuit Y1) are separated in a DC manner by the capacitor C1, and the circuit is protected. .
なお、コンデンサＣ１は、コンバータ部Ａ１１の通常の電力供給動作を行うために用いられているコンデンサであり、このコンデンサＣ１を、地絡時に電源側と負荷側とを分離する目的でも使用している。したがって、地絡対策用のコンデンサを追加する必要がなく、構成の簡略化、低コスト化を図ることができる。 The capacitor C1 is a capacitor that is used to perform a normal power supply operation of the converter unit A11, and this capacitor C1 is also used for the purpose of separating the power supply side and the load side in the event of a ground fault. . Therefore, it is not necessary to add a capacitor for ground fault countermeasures, and the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
そして、電路Ｗａ１が地絡した場合、直流電源Ｅ１の正極−コンデンサＣ１−電路Ｗａ１−グランドラインＧ１−直流電源Ｅ１の負極を通る閉回路で地絡電流が流れ、負荷回路Ｙ１への電力供給が抑制される。使用者は、負荷回路Ｙ１の動作停止によって、電源装置Ａ１に異常が発生したことを認識できる。 When the electric circuit Wa1 is grounded, a ground fault current flows in a closed circuit passing through the positive electrode-capacitor C1 of the DC power supply E1, the electric circuit Wa1, the ground line G1, and the negative electrode of the DC power supply E1, and power supply to the load circuit Y1 is performed. It is suppressed. The user can recognize that an abnormality has occurred in the power supply device A1 due to the operation stop of the load circuit Y1.
また、電路Ｗｂ１が地絡した場合、直流電源Ｅ１の正極−コンデンサＣ１−電路Ｗａ１−負荷回路Ｙ１−電路Ｗｂ１−グランドラインＧ１−直流電源Ｅ１の負極を通る閉回路で地絡電流が流れる。これは正常な回路動作時の電流経路とは異なるため、負荷回路Ｙ１への電力供給が抑制される。使用者は、負荷回路Ｙ１の動作停止によって、電源装置Ａ１に異常が発生したことを認識できる。 When the electric circuit Wb1 is grounded, a ground fault current flows in a closed circuit passing through the positive electrode-capacitor C1-electric circuit Wa1-load circuit Y1-electric circuit Wb1-ground line G1-DC power source E1 of the DC power source E1. Since this is different from the current path during normal circuit operation, power supply to the load circuit Y1 is suppressed. The user can recognize that an abnormality has occurred in the power supply device A1 due to the operation stop of the load circuit Y1.
このように、電路Ｗａ１，Ｗｂ１が地絡した場合は、電源装置Ａ１の主回路が上述の状態になるので、地絡を検出し判別する制御手段を設ける必要がなく、回路構成を簡素化、低コスト化することができる。すなわち、電路Ｗａ１，Ｗｂ１のうちいずれが地絡したとしても、コンバータ部Ａ１１のコンデンサＣ１を地絡対策用のコンデンサとすることによって、構成を複雑にすることなく負荷回路Ｙ１への電力供給を低減できる。 As described above, when the electric circuits Wa1 and Wb1 are grounded, the main circuit of the power supply device A1 is in the above-described state. Therefore, it is not necessary to provide a control unit for detecting and determining the ground fault, and the circuit configuration is simplified. Cost can be reduced. That is, even if any of the electric paths Wa1 and Wb1 is grounded, the power supply to the load circuit Y1 is reduced without complicating the configuration by using the capacitor C1 of the converter unit A11 as a capacitor for grounding. it can.
図２（ａ）〜（ｃ）は、インピーダンス要素Ｚ１の構成例であり、インダクタ（図２（ａ））、コンデンサ（図２（ｂ））、抵抗（図２（ｃ））を用いて構成される。インピーダンス要素Ｚ１は、インダクタ、コンデンサ、抵抗のいずれかを単体で用いる構成、インダクタ、コンデンサ、抵抗の２つ以上を組み合わせた構成のいずれであってもよく、コンバータ部Ａ１１の回路構成に応じて構成される。すなわち、インピーダンス要素Ｚ１は、負荷回路Ｙ１を流れる負荷電流を限流する機能を有する要素であればよい。 2A to 2C are configuration examples of the impedance element Z1, and are configured using an inductor (FIG. 2A), a capacitor (FIG. 2B), and a resistor (FIG. 2C). Is done. The impedance element Z1 may be any one of a configuration in which any one of an inductor, a capacitor, and a resistor is used alone, or a configuration in which two or more of an inductor, a capacitor, and a resistor are combined, and is configured according to the circuit configuration of the converter unit A11. Is done. That is, the impedance element Z1 may be an element having a function of limiting the load current flowing through the load circuit Y1.
図３（ａ）〜（ｃ）は、負荷回路Ｙ１の構成例であり、１乃至複数のＬＥＤ素子（図３（ａ））、フィラメント電球（図３（ｂ））、抵抗負荷（図３（ｃ））等で構成される。負荷回路Ｙ１にフィラメント電球を用いた場合、印加電圧を一定にするコンバータを使用する。そして、ＬＥＤ素子およびフィラメント電球は光源負荷なので、電路Ｗａ１，Ｗｂ１の地絡が生じると消灯（または減灯）し、使用者は、電源装置Ａ１に異常が発生したことを認識できる。負荷回路Ｙ１に抵抗負荷等の駆動負荷を用いた場合でも、電路Ｗａ１，Ｗｂ１の地絡発生時には、負荷回路Ｙ１の動作停止によって、電源装置Ａ１に異常が発生したことを認識できる。 FIGS. 3A to 3C are configuration examples of the load circuit Y1. One to a plurality of LED elements (FIG. 3A), a filament light bulb (FIG. 3B), and a resistive load (FIG. c)) and the like. When a filament light bulb is used for the load circuit Y1, a converter that makes the applied voltage constant is used. Since the LED element and the filament bulb are light source loads, they are turned off (or reduced) when a ground fault occurs in the electric paths Wa1 and Wb1, and the user can recognize that an abnormality has occurred in the power supply device A1. Even when a driving load such as a resistance load is used for the load circuit Y1, it can be recognized that an abnormality has occurred in the power supply device A1 due to the operation stop of the load circuit Y1 when a ground fault occurs in the electric circuits Wa1 and Wb1.
（実施形態２）
図４は、電源装置Ａ１の具体的な回路構成を示しており、ＣＵＫ（チューク）回路を基本構成とする昇降圧チョッパ回路である。以降、図４の電源装置にＡ１ａの符号を付す。また、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付す。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a specific circuit configuration of the power supply device A1, and is a step-up / step-down chopper circuit having a CUK circuit as a basic configuration. Hereinafter, the reference numeral A1a is given to the power supply device of FIG. The same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment.
このＣＵＫ回路を基本構成とする電源装置Ａ１ａは、非絶縁型の電源装置であり、直流電源Ｅ１を入力電源として、複数のＬＥＤ素子を直列接続したＬＥＤユニットＸ１に直流電力を供給するＬＥＤ駆動装置を構成する。直流電源Ｅ１は、その負極をグランドラインＧ１に接地している。 The power supply device A1a having the CUK circuit as a basic configuration is a non-insulated power supply device, and uses a DC power supply E1 as an input power supply, and an LED drive device that supplies DC power to an LED unit X1 in which a plurality of LED elements are connected in series. Configure. The DC power supply E1 has its negative electrode grounded to the ground line G1.
そして、直流電源Ｅ１の正極から負極に至る経路には、インダクタＬ１（第１のインダクタ）、コンデンサＣ１（第１のコンデンサ）、負荷回路Ｙ１、インダクタＬ２（第２のインダクタ）を順に接続した直列回路が配置されている。インダクタＬ１とコンデンサＣ１との接続点と、直流電源Ｅ１の負極との間には、スイッチング素子Ｓ１が接続される。さらに、ダイオードＤ１のアノードが、コンデンサＣ１と負荷回路Ｙ１との接続点に接続され、ダイオードＤ１のカソードが、直流電源Ｅ１の負極に接続されている。ここで、インダクタＬ２が、インピーダンス要素Ｚ１を構成する。 The inductor L1 (first inductor), the capacitor C1 (first capacitor), the load circuit Y1, and the inductor L2 (second inductor) are connected in series on the path from the positive electrode to the negative electrode of the DC power supply E1. The circuit is arranged. A switching element S1 is connected between a connection point between the inductor L1 and the capacitor C1 and a negative electrode of the DC power supply E1. Furthermore, the anode of the diode D1 is connected to the connection point between the capacitor C1 and the load circuit Y1, and the cathode of the diode D1 is connected to the negative electrode of the DC power supply E1. Here, the inductor L2 constitutes the impedance element Z1.
負荷回路Ｙ１は、複数のＬＥＤ素子を直列接続したＬＥＤユニットＸ１と、コンデンサＣ２（第２のコンデンサ）との並列回路で構成されており、ＬＥＤユニットＸ１とコンデンサＣ２との並列回路に、電源装置Ａ１ａから直流電流が供給される。ＬＥＤユニットＸ１のＬＥＤ素子は、そのアノードが電路Ｗｂ１に接続し、カソードが電路Ｗａ１に接続する。 The load circuit Y1 is composed of a parallel circuit of an LED unit X1 in which a plurality of LED elements are connected in series and a capacitor C2 (second capacitor), and a power supply device is connected to the parallel circuit of the LED unit X1 and the capacitor C2. A direct current is supplied from A1a. The LED element of the LED unit X1 has an anode connected to the electric circuit Wb1 and a cathode connected to the electric circuit Wa1.
このような電源装置Ａ１ａは、直流電源Ｅ１を電源とした昇圧機能を有するコンバータ部Ａ１１（昇圧部）と、コンデンサＣ１を電源とした降圧機能を有するコンバータ部Ａ１２（降圧部）とからなる。コンバータ部Ａ１１は、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｓ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１で構成される。コンバータ部Ａ１２は、スイッチング素子Ｓ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１、インダクタＬ２で構成される。 Such a power supply device A1a includes a converter unit A11 (boost unit) having a boost function using a DC power source E1 as a power source and a converter unit A12 (step-down unit) having a step-down function using a capacitor C1 as a power source. The converter unit A11 includes an inductor L1, a switching element S1, a capacitor C1, and a diode D1. The converter unit A12 includes a switching element S1, a capacitor C1, a diode D1, and an inductor L2.
そして、図示しない制御回路によって、スイッチング素子Ｓ１がオン・オフ駆動されることによって、負荷回路Ｙ１に直流電力が供給されて、ＬＥＤユニットＸ１の各ＬＥＤ素子が点灯する。 Then, when the switching element S1 is turned on / off by a control circuit (not shown), DC power is supplied to the load circuit Y1, and each LED element of the LED unit X1 is lit.
以下、この回路の動作について説明する。 The operation of this circuit will be described below.
まず、昇圧機能を有するコンバータ部Ａ１１の動作として、スイッチング素子Ｓ１がオンすると、直流電源Ｅ１−インダクタＬ１−スイッチング素子Ｓ１−直流電源Ｅ１の閉回路に電流が流れ、インダクタＬ１は、磁気エネルギーを蓄積する。そして、スイッチング素子Ｓ１がオフすると、インダクタＬ１−コンデンサＣ１−ダイオードＤ１−直流電源Ｅ１−インダクタＬ１の閉回路で、インダクタＬ１の磁気エネルギーが放出され、コンデンサＣ１に電荷が蓄積される。このスイッチング素子Ｓ１のオン・オフ動作によって、コンデンサＣ１の両端電圧は、直流電源Ｅ１より高い電圧に昇圧される。 First, as the operation of the converter unit A11 having a boosting function, when the switching element S1 is turned on, a current flows through the closed circuit of the DC power supply E1-inductor L1-switching element S1-DC power supply E1, and the inductor L1 stores magnetic energy. To do. When the switching element S1 is turned off, the magnetic energy of the inductor L1 is released by the closed circuit of the inductor L1, the capacitor C1, the diode D1, the DC power supply E1, and the inductor L1, and electric charge is accumulated in the capacitor C1. By the on / off operation of the switching element S1, the voltage across the capacitor C1 is boosted to a voltage higher than that of the DC power supply E1.
次に、降圧機能を有するコンバータ部Ａ１２の動作として、スイッチング素子Ｓ１がオンすると、上記の動作で蓄積されたコンデンサＣ１の両端電圧が電源となり、コンデンサＣ１の蓄積電荷が放出される。具体的には、コンデンサＣ１−スイッチング素子Ｓ１−インダクタＬ２−負荷回路Ｙ１（ＬＥＤユニットＸ１、コンデンサＣ２）−コンデンサＣ１の閉回路で、コンデンサＣ１の蓄積電荷が放出される。このとき、インダクタＬ２に磁気エネルギーが蓄えられる。 Next, as the operation of the converter unit A12 having a step-down function, when the switching element S1 is turned on, the voltage across the capacitor C1 accumulated in the above operation becomes a power source, and the accumulated charge in the capacitor C1 is released. Specifically, the accumulated charge of the capacitor C1 is released in a closed circuit of the capacitor C1-switching element S1-inductor L2-load circuit Y1 (LED unit X1, capacitor C2) -capacitor C1. At this time, magnetic energy is stored in the inductor L2.
そして、スイッチング素子Ｓ１がオフすると、インダクタＬ２に逆起電力が発生し、スイッチング素子Ｓ１のオン時の電流方向を維持するように、インダクタＬ２−負荷回路Ｙ１（ＬＥＤユニットＸ１、コンデンサＣ２）−ダイオードＤ１−インダクタＬ２の閉回路で電流が流れる。このスイッチング素子Ｓ１のオン・オフ動作によって、コンデンサＣ１の両端電圧より低い電圧が負荷回路Ｙ１に印加される。負荷回路Ｙ１への印加電圧が、直流電源Ｅ１の電圧より高いか低いかは、スイッチング素子Ｓ１の動作（オンデューティ、周波数）や回路定数によって設定できる。 When the switching element S1 is turned off, a counter electromotive force is generated in the inductor L2, and the inductor L2-load circuit Y1 (LED unit X1, capacitor C2) -diode so as to maintain the current direction when the switching element S1 is turned on. Current flows in the closed circuit of D1-inductor L2. By the on / off operation of the switching element S1, a voltage lower than the voltage across the capacitor C1 is applied to the load circuit Y1. Whether the voltage applied to the load circuit Y1 is higher or lower than the voltage of the DC power supply E1 can be set according to the operation (on duty, frequency) of the switching element S1 and circuit constants.
このように、スイッチング素子Ｓ１のオン・オフ動作によって、直流電源Ｅ１に対しては昇圧モードで動作し、コンデンサＣ１の両端電圧に対しては降圧モードで動作することになる。インダクタＬ１，Ｌ２の電流は、三角波のような電流波形になるが、ＬＥＤユニットＸ１の電流は、コンデンサＣ２によって平滑された直流電流となる。 As described above, the switching element S1 is turned on / off, so that the DC power supply E1 operates in the boost mode, and the voltage across the capacitor C1 operates in the step-down mode. The currents of the inductors L1 and L2 have a current waveform like a triangular wave, but the current of the LED unit X1 becomes a direct current smoothed by the capacitor C2.
このＣＵＫ回路を基本構成とする電源装置Ａ１ａにおいて、直流電源Ｅ１の負極とインダクタＬ２との間の経路は共通線Ｗ１で構成されており、インダクタＬ２の一端は、グランドラインＧ１と同電位（または略同電位）になる。さらに、コンデンサＣ１−負荷回路Ｙ１間は、電路Ｗａ１で接続され、負荷回路Ｙ１−インダクタＬ２間は、電路Ｗｂ１で接続される。なお、図４において、電路Ｗａ１は、コンデンサＣ１−ＬＥＤユニットＸ１間、コンデンサＣ１−コンデンサＣ２間の各電路で構成される。また、電路Ｗｂ１は、ＬＥＤユニットＸ１−インダクタＬ２間、コンデンサＣ２−インダクタＬ２間の各電路で構成される。 In the power supply device A1a having the CUK circuit as a basic configuration, the path between the negative electrode of the DC power supply E1 and the inductor L2 is configured by a common line W1, and one end of the inductor L2 has the same potential as the ground line G1 (or Approximately the same potential). Further, the capacitor C1 and the load circuit Y1 are connected by an electric circuit Wa1, and the load circuit Y1 and the inductor L2 are connected by an electric circuit Wb1. In FIG. 4, the electric circuit Wa <b> 1 is configured by electric circuits between the capacitor C <b> 1 and the LED unit X <b> 1 and between the capacitor C <b> 1 and the capacitor C <b> 2. In addition, the electric circuit Wb1 is configured by electric circuits between the LED unit X1 and the inductor L2, and between the capacitor C2 and the inductor L2.
而して、電路Ｗａ１は、共通線Ｗ１との間に、負荷回路Ｙ１、インダクタＬ２を含み、電路Ｗｂ１は、共通線Ｗ１との間にインダクタＬ２を含む。したがって、負荷回路Ｙ１の両端電路である電路Ｗａ１，Ｗｂ１の双方が、グランドラインＧ１とは異なる電位になる。 Thus, the electric circuit Wa1 includes the load circuit Y1 and the inductor L2 between the common line W1, and the electric circuit Wb1 includes the inductor L2 between the common line W1. Therefore, both of the electric circuits Wa1 and Wb1 that are both-end electric circuits of the load circuit Y1 have different potentials from the ground line G1.
このようなＣＵＫ回路を基本構成とする電源装置Ａ１ａは、電路Ｗａ１，Ｗｂ１のうちいずれが地絡（グランドラインＧ１に接触）したとしても、直流電源Ｅ１の正極からコンデンサＣ１を通る閉回路で地絡電流が流れる。すなわち、電路Ｗａ１，Ｗｂ１のうちいずれが地絡したとしても、コンデンサＣ１によって、電源側（直流電源Ｅ１）と負荷側（負荷回路Ｙ１）とが直流的に分離されており、回路が保護される。 The power supply device A1a having such a CUK circuit as a basic configuration is a closed circuit that passes from the positive electrode of the DC power supply E1 through the capacitor C1 regardless of which of the electric circuits Wa1 and Wb1 is grounded (contacted with the ground line G1). A fault current flows. That is, regardless of which of the electric paths Wa1 and Wb1 is grounded, the power source side (DC power supply E1) and the load side (load circuit Y1) are separated in a DC manner by the capacitor C1, and the circuit is protected. .
なお、コンデンサＣ１は、ＣＵＫ回路の通常の電力供給動作を行うために用いられているコンデンサであり、このコンデンサＣ１を、地絡時に電源側と負荷側とを分離する目的でも使用している。したがって、地絡対策用のコンデンサを追加する必要がなく、構成の簡略化、低コスト化を図ることができる。 Note that the capacitor C1 is a capacitor that is used to perform a normal power supply operation of the CUK circuit, and this capacitor C1 is also used for the purpose of separating the power supply side and the load side during a ground fault. Therefore, it is not necessary to add a capacitor for ground fault countermeasures, and the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
例えば、ＬＥＤユニットＸ１が、電源装置Ａ１ａから離れた場所に配置され、電源装置Ａ１ａの出力とＬＥＤユニットＸ１とを接続する配線のハーネスがなんらかの構造物に挟まれることがある。この場合、電路Ｗａ１，Ｗｂ１がグランドラインＧ１と接触し、地絡が発生する虞がある。 For example, the LED unit X1 may be disposed at a location away from the power supply device A1a, and a wiring harness that connects the output of the power supply device A1a and the LED unit X1 may be sandwiched between some structures. In this case, the electric paths Wa1 and Wb1 may come into contact with the ground line G1, and a ground fault may occur.
そして、電路Ｗａ１が地絡した場合、直流電源Ｅ１の正極−インダクタＬ１−コンデンサＣ１−電路Ｗａ１−グランドラインＧ１−直流電源Ｅ１の負極を通る閉回路で地絡電流が流れる。これは、正常な回路動作時の電流経路とは異なるため、負荷回路Ｙ１への電力供給が抑制される。使用者は、ＬＥＤユニットＸ１の消灯（または減光）によって、電源装置Ａ１ａに異常が発生したことを認識できる。 And when the electric circuit Wa1 has a ground fault, a ground fault current flows in a closed circuit passing through the positive electrode-inductor L1-capacitor C1-electric circuit Wa1-ground line G1-the negative electrode of the DC power source E1. Since this is different from the current path during normal circuit operation, power supply to the load circuit Y1 is suppressed. The user can recognize that an abnormality has occurred in the power supply device A1a by turning off (or dimming) the LED unit X1.
また、電路Ｗｂ１が地絡した場合、直流電源Ｅ１の正極−インダクタＬ１−コンデンサＣ１−電路Ｗａ１−負荷回路Ｙ１（ＬＥＤユニットＸ１、コンデンサＣ２）−電路Ｗｂ１−グランドラインＧ１−直流電源Ｅ１の負極を通る閉回路で地絡電流が流れる。これは、正常な回路動作時の電流経路とは異なるため、負荷回路Ｙ１への電力供給が抑制される。使用者は、ＬＥＤユニットＸ１の消灯（または減光）によって、電源装置Ａ１ａに異常が発生したことを認識できる。 In addition, when the electric circuit Wb1 is grounded, the positive electrode of the DC power supply E1, the inductor L1, the capacitor C1, the electric circuit Wa1, the load circuit Y1 (LED unit X1, the capacitor C2), the electric circuit Wb1, the ground line G1, and the negative electrode of the DC power supply E1. A ground fault current flows in the closed circuit. Since this is different from the current path during normal circuit operation, power supply to the load circuit Y1 is suppressed. The user can recognize that an abnormality has occurred in the power supply device A1a by turning off (or dimming) the LED unit X1.
そして、電路Ｗａ１，Ｗｂ１のいずれが地絡したとしても、地絡電流はインダクタＬ１を通るので、急峻な地絡電流が流れず、地絡電流は緩やかな波形となって、回路部品へのストレスは低減される。そして、ＬＥＤユニットＸ１の消灯（または減光）を検出することによって、スイッチング素子Ｓ１のオン・オフ駆動を停止させればよい。 Even if either of the electric circuits Wa1 and Wb1 has a ground fault, since the ground fault current passes through the inductor L1, a steep ground fault current does not flow, and the ground fault current has a gentle waveform, causing stress to the circuit components. Is reduced. Then, the on / off drive of the switching element S1 may be stopped by detecting the extinction (or dimming) of the LED unit X1.
また、図５は、負荷回路Ｙ１の別の形態である。コンバータ部Ａ１２は、インダクタＬ２の値によって、負荷回路Ｙ１に供給する電流が、連続、不連続、臨界モードに分かれるが、その電流波形によって、ＬＥＤユニットＸ１を流れる電流のリプル値が大きく変わる。そこで、図５では、ＬＥＤユニットＸ１の両端にインダクタＬ３１，Ｌ３２（第３，４のインダクタ）をそれぞれ直列接続し、さらにこの直列回路にコンデンサＣ２（第２のコンデンサ）を並列接続しており、リプル電流を低減させるフィルタ機能を有している。リプル電流は、コンデンサＣ２、インダクタＬ３１，Ｌ３２の値、電流モードによって決定される。 FIG. 5 shows another form of the load circuit Y1. In the converter unit A12, the current supplied to the load circuit Y1 is divided into continuous, discontinuous, and critical modes depending on the value of the inductor L2, but the ripple value of the current flowing through the LED unit X1 varies greatly depending on the current waveform. Therefore, in FIG. 5, inductors L31 and L32 (third and fourth inductors) are connected in series to both ends of the LED unit X1, respectively, and a capacitor C2 (second capacitor) is connected in parallel to this series circuit. It has a filter function to reduce ripple current. The ripple current is determined by the value of the capacitor C2, the inductors L31 and L32, and the current mode.
また、インピーダンス要素Ｚ１として、抵抗のみを用いた場合、スイッチング素子Ｓ１がオン・オフしてチョッピングした電圧波形がコンデンサＣ２で平滑され、このコンデンサＣ２の平滑電圧がＬＥＤユニットＸ１に印加される。この構成は、ＬＥＤユニットＸ１の電流が比較的小さく、ＬＥＤユニットＸ１の印加電圧が直流電源Ｅ１の電圧より高い場合に有効である。 When only the resistor is used as the impedance element Z1, the voltage waveform that is chopped when the switching element S1 is turned on / off is smoothed by the capacitor C2, and the smoothed voltage of the capacitor C2 is applied to the LED unit X1. This configuration is effective when the current of the LED unit X1 is relatively small and the applied voltage of the LED unit X1 is higher than the voltage of the DC power supply E1.
また、インピーダンス要素Ｚ１として、抵抗とコンデンサとの並列回路を用いた場合、抵抗のみを用いる場合よりも、インピーダンス要素Ｚ１の両端電圧を低くすることができる。また、コンデンサの充電電圧は、抵抗を介して放電される。 Further, when a parallel circuit of a resistor and a capacitor is used as the impedance element Z1, the voltage across the impedance element Z1 can be made lower than when only the resistor is used. In addition, the charging voltage of the capacitor is discharged through the resistor.
また、インピーダンス要素Ｚ１としてコンデンサのみを用いてもよい。この場合、スイッチング素子Ｓ１を非常に高い周波数でオン・オフ動作させ、インピーダンス要素Ｚ１とコンデンサＣ２との間で授受される電力を用いてＬＥＤユニットＸ１を点灯させる。この構成は、電源装置の小型化、軽量化を図ることができる。 Further, only a capacitor may be used as the impedance element Z1. In this case, the switching element S1 is turned on / off at a very high frequency, and the LED unit X1 is lit using the power transferred between the impedance element Z1 and the capacitor C2. With this configuration, the power supply device can be reduced in size and weight.
また、図６は、複数の負荷回路Ｙ１を設けた電源装置Ａ１ｂであり、負荷回路Ｙ１のそれぞれには、インピーダンス要素Ｚ１であるインダクタＬ２が直列接続される。この場合、いずれかの負荷回路Ｙ１の接続電路の地絡によって、上記同様に、１つ以上の負荷回路Ｙ１のＬＥＤユニットＸ１が消灯（または減光）し、電源装置Ａ１ｂに異常が発生したことを認識できる。 FIG. 6 shows a power supply device A1b provided with a plurality of load circuits Y1, and an inductor L2 as an impedance element Z1 is connected in series to each load circuit Y1. In this case, the LED unit X1 of one or more load circuits Y1 is extinguished (or dimmed) and an abnormality has occurred in the power supply device A1b due to a ground fault in the connection circuit of any load circuit Y1. Can be recognized.
（実施形態３）
図７は、電源装置Ａ１の具体的な回路構成を示しており、ＺＥＴＡ ＳＥＰＩＣ（ゼータ・セピック）回路を基本構成とする昇降圧チョッパ回路である。以降、図７の電源装置にＡ１ｃの符号を付す。また、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付す。
(Embodiment 3)
FIG. 7 shows a specific circuit configuration of the power supply device A1, and is a step-up / step-down chopper circuit having a ZETA SEPIC (Zeta Sepic) circuit as a basic configuration. Hereinafter, the reference numeral A1c is given to the power supply device of FIG. The same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment.
このＺＥＴＡ ＳＥＰＩＣ回路を基本構成とする電源装置Ａ１ｃは、非絶縁型の電源装置であり、直流電源Ｅ１を入力電源として、複数のＬＥＤ素子を直列接続したＬＥＤユニットＸ１１に直流電力を供給するＬＥＤ駆動装置を構成する。直流電源Ｅ１は、その負極をグランドラインＧ１に接地している。 The power supply device A1c having the ZETA SEPIC circuit as a basic configuration is a non-insulated power supply device, and uses LED power supply E1 as an input power supply to drive DC power to the LED unit X11 in which a plurality of LED elements are connected in series. Configure the device. The DC power supply E1 has its negative electrode grounded to the ground line G1.
そして、直流電源Ｅ１の正極から負極に至る経路には、スイッチング素子Ｓ１１、コンデンサＣ１（第１のコンデンサ）、負荷回路Ｙ１、インダクタＬ１１（第１のインダクタ）を順に接続した直列回路が配置されている。スイッチング素子Ｓ１１とコンデンサＣ１との接続点と、直流電源Ｅ１の負極との間には、インダクタＬ１２（第２のインダクタ）が接続される。さらに、ダイオードＤ１１のアノードが、直流電源Ｅ１の負極に接続され、ダイオードＤ１１のカソードが、コンデンサＣ１と負荷回路Ｙ１との接続点に接続されている。ここで、インダクタＬ１１が、インピーダンス要素Ｚ１を構成する。 A series circuit in which a switching element S11, a capacitor C1 (first capacitor), a load circuit Y1, and an inductor L11 (first inductor) are sequentially connected is disposed in the path from the positive electrode to the negative electrode of the DC power supply E1. Yes. An inductor L12 (second inductor) is connected between the connection point between the switching element S11 and the capacitor C1 and the negative electrode of the DC power supply E1. Furthermore, the anode of the diode D11 is connected to the negative electrode of the DC power supply E1, and the cathode of the diode D11 is connected to the connection point between the capacitor C1 and the load circuit Y1. Here, the inductor L11 constitutes the impedance element Z1.
負荷回路Ｙ１は、複数のＬＥＤ素子を直列接続したＬＥＤユニットＸ１１と、コンデンサＣ１２（第２のコンデンサ）との並列回路で構成されており、ＬＥＤユニットＸ１１とコンデンサＣ１２との並列回路に、電源装置Ａ１ｃから直流電流が供給される。ＬＥＤユニットＸ１１のＬＥＤ素子は、そのアノードが電路Ｗａ１に接続し、カソードが電路Ｗｂ１に接続する。 The load circuit Y1 is configured by a parallel circuit of an LED unit X11 in which a plurality of LED elements are connected in series and a capacitor C12 (second capacitor). A power supply device is connected to the parallel circuit of the LED unit X11 and the capacitor C12. A direct current is supplied from A1c. The LED element of the LED unit X11 has an anode connected to the electric circuit Wa1 and a cathode connected to the electric circuit Wb1.
そして、図示しない制御回路によって、スイッチング素子Ｓ１１がオン・オフ駆動されることによって、負荷回路Ｙ１に直流電力が供給されて、ＬＥＤユニットＸ１１の各ＬＥＤ素子が点灯する。なお、ＺＥＴＡ ＳＥＰＩＣ回路の動作については周知であり、説明は省略する。 Then, when the switching element S11 is turned on / off by a control circuit (not shown), DC power is supplied to the load circuit Y1, and each LED element of the LED unit X11 is lit. Note that the operation of the ZETA SEPIC circuit is well known and will not be described.
このＺＥＴＡ ＳＥＰＩＣ回路を基本構成とする電源装置Ａ１ｃにおいて、直流電源Ｅ１の負極とインダクタＬ１１との間の経路は共通線Ｗ１で構成されており、インダクタＬ１１の一端は、グランドラインＧ１と同電位（または略同電位）になる。さらに、コンデンサＣ１−負荷回路Ｙ１間は、電路Ｗａ１で接続され、負荷回路Ｙ１−インダクタＬ１１間は、電路Ｗｂ１で接続される。なお、図７において、電路Ｗａ１は、コンデンサＣ１−ＬＥＤユニットＸ１１間、コンデンサＣ１−コンデンサＣ１２間の各電路で構成される。また、電路Ｗｂ１は、ＬＥＤユニットＸ１１−インダクタＬ１１間、コンデンサＣ１２−インダクタＬ１１間の各電路で構成される。 In the power supply device A1c based on this ZETA SEPIC circuit, the path between the negative electrode of the DC power supply E1 and the inductor L11 is configured by a common line W1, and one end of the inductor L11 has the same potential as the ground line G1 ( Or substantially the same potential). Further, the capacitor C1 and the load circuit Y1 are connected by an electric circuit Wa1, and the load circuit Y1 and the inductor L11 are connected by an electric circuit Wb1. In FIG. 7, the electric circuit Wa <b> 1 is configured by electric circuits between the capacitor C <b> 1 and the LED unit X <b> 11 and between the capacitor C <b> 1 and the capacitor C <b> 12. Further, the electric circuit Wb1 is configured by electric circuits between the LED unit X11 and the inductor L11 and between the capacitor C12 and the inductor L11.
而して、電路Ｗａ１は、共通線Ｗ１との間に、負荷回路Ｙ１、インダクタＬ１１を含み、電路Ｗｂ１は、共通線Ｗ１との間にインダクタＬ１１を含む。したがって、負荷回路Ｙ１の両端電路である電路Ｗａ１，Ｗｂ１の双方が、グランドラインＧ１とは異なる電位になる。 Thus, the electric circuit Wa1 includes the load circuit Y1 and the inductor L11 between the common line W1, and the electric circuit Wb1 includes the inductor L11 between the common line W1. Therefore, both of the electric circuits Wa1 and Wb1 that are both-end electric circuits of the load circuit Y1 have different potentials from the ground line G1.
このようなＺＥＴＡ ＳＥＰＩＣ回路を基本構成とする電源装置Ａ１ｃは、電路Ｗａ１，Ｗｂ１のうちいずれが地絡（グランドラインＧ１に接触）したとしても、直流電源Ｅ１の正極からコンデンサＣ１を通る閉回路で地絡電流が流れる。すなわち、電路Ｗａ１，Ｗｂ１のうちいずれが地絡したとしても、コンデンサＣ１によって、電源側（直流電源Ｅ１）と負荷側（負荷回路Ｙ１）とが直流的に分離されており、回路が保護される。 The power supply device A1c based on such a ZETA SEPIC circuit is a closed circuit that passes from the positive electrode of the DC power supply E1 through the capacitor C1 regardless of which of the electric circuits Wa1 and Wb1 is grounded (contacted with the ground line G1). A ground fault current flows. That is, regardless of which of the electric paths Wa1 and Wb1 is grounded, the power source side (DC power supply E1) and the load side (load circuit Y1) are separated in a DC manner by the capacitor C1, and the circuit is protected. .
なお、コンデンサＣ１は、ＺＥＴＡ ＳＥＰＩＣ回路の通常の電力供給動作を行うために用いられているコンデンサであり、このコンデンサＣ１を、地絡時に電源側と負荷側とを分離する目的でも使用している。したがって、地絡対策用のコンデンサを追加する必要がなく、構成の簡略化、低コスト化を図ることができる。 Note that the capacitor C1 is a capacitor used for performing a normal power supply operation of the ZETA SEPIC circuit, and this capacitor C1 is also used for the purpose of separating the power supply side and the load side in the event of a ground fault. . Therefore, it is not necessary to add a capacitor for ground fault countermeasures, and the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
例えば、ＬＥＤユニットＸ１１が、電源装置Ａ１ｃから離れた場所に配置され、電源装置Ａ１ｃの出力とＬＥＤユニットＸ１１とを接続する配線のハーネスがなんらかの構造物に挟まれることがある。この場合、電路Ｗａ１，Ｗｂ１がグランドラインＧ１と接触し、地絡が発生する虞がある。 For example, the LED unit X11 may be disposed at a location away from the power supply device A1c, and a wiring harness that connects the output of the power supply device A1c and the LED unit X11 may be sandwiched between some structures. In this case, the electric paths Wa1 and Wb1 may come into contact with the ground line G1, and a ground fault may occur.
そして、電路Ｗａ１が地絡した場合、直流電源Ｅ１の正極−スイッチング素子Ｓ１１−コンデンサＣ１−電路Ｗａ１−グランドラインＧ１−直流電源Ｅ１の負極を通る閉回路で地絡電流が流れる。これは、正常な回路動作時の電流経路とは異なるため、負荷回路Ｙ１への電力供給が抑制される。使用者は、ＬＥＤユニットＸ１１の消灯（または減光）によって、電源装置Ａ１ｃに異常が発生したことを認識できる。 When the electric circuit Wa1 is grounded, a ground fault current flows in a closed circuit passing through the positive electrode-switching element S11 of the DC power supply E1, the capacitor C1, the electric circuit Wa1, the ground line G1, and the negative electrode of the DC power supply E1. Since this is different from the current path during normal circuit operation, power supply to the load circuit Y1 is suppressed. The user can recognize that an abnormality has occurred in the power supply device A1c by turning off (or dimming) the LED unit X11.
また、電路Ｗｂ１が地絡した場合、直流電源Ｅ１の正極−スイッチング素子Ｓ１１−コンデンサＣ１−電路Ｗａ１−負荷回路Ｙ１（ＬＥＤユニットＸ１１、コンデンサＣ１２）−電路Ｗｂ１−グランドラインＧ１−直流電源Ｅ１の負極を通る閉回路で地絡電流が流れる。これは、正常な回路動作時の電流経路とは異なるため、負荷回路Ｙ１への電力供給が抑制される。使用者は、ＬＥＤユニットＸ１１の消灯（または減光）によって、電源装置Ａ１ｃに異常が発生したことを認識できる。 In addition, when the electric circuit Wb1 is grounded, the positive electrode of the DC power supply E1, the switching element S11, the capacitor C1, the electric circuit Wa1, the load circuit Y1 (LED unit X11, the capacitor C12), the electric circuit Wb1, the ground line G1, and the negative electrode of the DC power supply E1. A ground fault current flows in a closed circuit passing through. Since this is different from the current path during normal circuit operation, power supply to the load circuit Y1 is suppressed. The user can recognize that an abnormality has occurred in the power supply device A1c by turning off (or dimming) the LED unit X11.
そして、ＬＥＤユニットＸ１１の消灯（または減光）を検出することによって、スイッチング素子Ｓ１１のオン・オフ駆動を停止させればよい。 Then, the on / off drive of the switching element S11 may be stopped by detecting the extinction (or dimming) of the LED unit X11.
また、図８は、負荷回路Ｙ１の別の形態である。コンバータ部Ａ１１は、インダクタＬ１２の値によって、負荷回路Ｙ１に供給する電流が、連続、不連続、臨界モードに分かれるが、その電流波形によって、ＬＥＤユニットＸ１１を流れる電流のリプル値が大きく変わる。そこで、図８では、ＬＥＤユニットＸ１１の両端にインダクタＬ４１，Ｌ４２（第３，４のインダクタ）をそれぞれ直列接続し、さらにこの直列回路にコンデンサＣ１２（第２のコンデンサ）を並列接続しており、リプル電流を低減させるフィルタ機能を有している。リプル電流は、コンデンサＣ１２、インダクタＬ４１，Ｌ４２の値、電流モードによって決定される。 FIG. 8 shows another form of the load circuit Y1. In the converter unit A11, the current supplied to the load circuit Y1 is divided into continuous, discontinuous, and critical modes depending on the value of the inductor L12. The ripple value of the current flowing through the LED unit X11 varies greatly depending on the current waveform. Therefore, in FIG. 8, inductors L41 and L42 (third and fourth inductors) are respectively connected in series to both ends of the LED unit X11, and a capacitor C12 (second capacitor) is connected in parallel to this series circuit. It has a filter function to reduce ripple current. The ripple current is determined by the value of the capacitor C12, the inductors L41 and L42, and the current mode.
また、インピーダンス要素Ｚ１として、抵抗のみを用いた場合、スイッチング素子Ｓ１１がオン・オフしてチョッピングした電圧波形がコンデンサＣ１２で平滑され、このコンデンサＣ１２の平滑電圧がＬＥＤユニットＸ１１に印加される。この構成は、ＬＥＤユニットＸ１１の電流が比較的小さく、ＬＥＤユニットＸ１１の印加電圧が直流電源Ｅ１の電圧より高い場合に有効である。 When only the resistor is used as the impedance element Z1, the voltage waveform that is chopped when the switching element S11 is turned on / off is smoothed by the capacitor C12, and the smoothed voltage of the capacitor C12 is applied to the LED unit X11. This configuration is effective when the current of the LED unit X11 is relatively small and the applied voltage of the LED unit X11 is higher than the voltage of the DC power supply E1.
また、インピーダンス要素Ｚ１として、抵抗とコンデンサとの並列回路を用いた場合、抵抗のみを用いる場合よりも、インピーダンス要素Ｚ１の両端電圧を低くすることができる。また、コンデンサの充電電圧は、抵抗を介して放電される。 Further, when a parallel circuit of a resistor and a capacitor is used as the impedance element Z1, the voltage across the impedance element Z1 can be made lower than when only the resistor is used. In addition, the charging voltage of the capacitor is discharged through the resistor.
また、インピーダンス要素Ｚ１としてコンデンサのみを用いてもよい。この場合、スイッチング素子Ｓ１１を非常に高い周波数でオン・オフ動作させ、インピーダンス要素Ｚ１とコンデンサＣ１２との間で授受される電力を用いてＬＥＤユニットＸ１１を点灯させる。この構成は、電源装置の小型化、軽量化を図ることができる。 Further, only a capacitor may be used as the impedance element Z1. In this case, the switching element S11 is turned on / off at a very high frequency, and the LED unit X11 is turned on using the power transferred between the impedance element Z1 and the capacitor C12. With this configuration, the power supply device can be reduced in size and weight.
また、図９は、複数の負荷回路Ｙ１を設けた電源装置Ａ１ｄであり、負荷回路Ｙ１のそれぞれには、インピーダンス要素Ｚ１であるインダクタＬ１２が直列接続される。この場合、いずれかの負荷回路Ｙ１の接続電路の地絡によって、上記同様に、１つ以上の負荷回路Ｙ１のＬＥＤユニットＸ１１が消灯（または減光）し、電源装置Ａ１ｄに異常が発生したことを認識できる。 FIG. 9 shows a power supply device A1d provided with a plurality of load circuits Y1, and an inductor L12 that is an impedance element Z1 is connected in series to each of the load circuits Y1. In this case, the LED unit X11 of one or more load circuits Y1 is extinguished (or dimmed) due to the ground fault of the connection circuit of any load circuit Y1, and an abnormality has occurred in the power supply device A1d. Can be recognized.
（実施形態４）
図１０は、電源装置Ａ１の具体的な回路構成を示しており、ＳＥＰＩＣ（セピック）回路を基本構成とする昇降圧チョッパ回路である。以降、図１０の電源装置にＡ１ｅの符号を付す。また、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付す。
(Embodiment 4)
FIG. 10 shows a specific circuit configuration of the power supply device A1, and is a step-up / step-down chopper circuit having a SEPIC (sepic) circuit as a basic configuration. Hereinafter, the reference numeral A1e is given to the power supply device of FIG. The same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment.
このＳＥＰＩＣ回路を基本構成とする電源装置Ａ１ｅは、非絶縁型の電源装置であり、直流電源Ｅ１を入力電源として、複数のＬＥＤ素子を直列接続したＬＥＤユニットＸ２１に直流電力を供給するＬＥＤ駆動装置を構成する。直流電源Ｅ１は、その負極をグランドラインＧ１に接地している。 The power supply device A1e having the SEPIC circuit as a basic configuration is a non-insulated power supply device, and uses a DC power supply E1 as an input power supply, and an LED drive device that supplies DC power to an LED unit X21 in which a plurality of LED elements are connected in series. Configure. The DC power supply E1 has its negative electrode grounded to the ground line G1.
そして、直流電源Ｅ１の正極から負極に至る経路には、インダクタＬ２１（第１のインダクタ）、コンデンサＣ１（第１のコンデンサ）、負荷回路Ｙ１、ダイオードＤ２１を順に接続した直列回路が配置されている。インダクタＬ２１とコンデンサＣ１との接続点と、直流電源Ｅ１の負極との間には、スイッチング素子Ｓ２１が接続される。コンデンサＣ１と負荷回路Ｙ１との接続点と、直流電源Ｅ１の負極との間には、インダクタＬ２２（第１のインダクタ）が接続される。なお、ダイオードＤ２１は、そのアノードが負荷回路Ｙ１に接続され、カソードが直流電源Ｅ１の負極に接続されている。ここで、ダイオードＤ２１が、インピーダンス要素Ｚ１を構成する。 A series circuit in which an inductor L21 (first inductor), a capacitor C1 (first capacitor), a load circuit Y1, and a diode D21 are sequentially connected is disposed in a path from the positive electrode to the negative electrode of the DC power supply E1. . A switching element S21 is connected between the connection point of the inductor L21 and the capacitor C1 and the negative electrode of the DC power supply E1. An inductor L22 (first inductor) is connected between the connection point between the capacitor C1 and the load circuit Y1 and the negative electrode of the DC power supply E1. The diode D21 has an anode connected to the load circuit Y1 and a cathode connected to the negative electrode of the DC power supply E1. Here, the diode D21 constitutes the impedance element Z1.
負荷回路Ｙ１は、複数のＬＥＤ素子を直列接続したＬＥＤユニットＸ２１と、コンデンサＣ２２（第２のコンデンサ）との並列回路で構成されており、ＬＥＤユニットＸ２１とコンデンサＣ２２との並列回路に、電源装置Ａ１ｅから直流電流が供給される。ＬＥＤユニットＸ２１のＬＥＤ素子は、そのアノードが電路Ｗａ１に接続し、カソードが電路Ｗｂ１に接続する。 The load circuit Y1 is configured by a parallel circuit of an LED unit X21 in which a plurality of LED elements are connected in series and a capacitor C22 (second capacitor). A power supply device is connected to the parallel circuit of the LED unit X21 and the capacitor C22. A direct current is supplied from A1e. The LED element of the LED unit X21 has an anode connected to the electric circuit Wa1 and a cathode connected to the electric circuit Wb1.
そして、図示しない制御回路によって、スイッチング素子Ｓ２１がオン・オフ駆動されることによって、負荷回路Ｙ１に直流電力が供給されて、ＬＥＤユニットＸ２１の各ＬＥＤ素子が点灯する。なお、ＳＥＰＩＣ回路の動作については周知であり、説明は省略する。 Then, when the switching element S21 is turned on / off by a control circuit (not shown), DC power is supplied to the load circuit Y1, and each LED element of the LED unit X21 is lit. Note that the operation of the SEPIC circuit is well known and will not be described.
このＳＥＰＩＣ回路を基本構成とする電源装置Ａ１ｅにおいて、直流電源Ｅ１の負極とダイオードＤ２１との間の経路は共通線Ｗ１で構成されており、ダイオードＤ２１の一端は、グランドラインＧ１と同電位（または略同電位）になる。さらに、コンデンサＣ１−負荷回路Ｙ１間は、電路Ｗａ１で接続され、負荷回路Ｙ１−ダイオードＤ２１間は、電路Ｗｂ１で接続される。なお、図１０において、電路Ｗａ１は、コンデンサＣ１−ＬＥＤユニットＸ２１間、コンデンサＣ１−コンデンサＣ２２間の各電路で構成される。また、電路Ｗｂ１は、ＬＥＤユニットＸ２１−ダイオードＤ２１間、コンデンサＣ２２−ダイオードＤ２１間の各電路で構成される。 In the power supply device A1e having the SEPIC circuit as a basic configuration, the path between the negative electrode of the DC power supply E1 and the diode D21 is configured by a common line W1, and one end of the diode D21 has the same potential as the ground line G1 (or Approximately the same potential). Further, the capacitor C1 and the load circuit Y1 are connected by an electric circuit Wa1, and the load circuit Y1 and the diode D21 are connected by an electric circuit Wb1. In FIG. 10, the electric circuit Wa <b> 1 is configured by electric circuits between the capacitor C <b> 1 and the LED unit X <b> 21 and between the capacitor C <b> 1 and the capacitor C <b> 22. Further, the electric circuit Wb1 is configured by electric circuits between the LED unit X21 and the diode D21 and between the capacitor C22 and the diode D21.
而して、電路Ｗａ１は、共通線Ｗ１との間に、負荷回路Ｙ１、ダイオードＤ２１を含み、電路Ｗｂ１は、共通線Ｗ１との間にダイオードＤ２１を含む。したがって、負荷回路Ｙ１の両端電路である電路Ｗａ１，Ｗｂ１の双方が、グランドラインＧ１とは異なる電位になる。 Thus, the electric circuit Wa1 includes the load circuit Y1 and the diode D21 between the common line W1, and the electric circuit Wb1 includes the diode D21 between the common line W1. Therefore, both of the electric circuits Wa1 and Wb1 that are both-end electric circuits of the load circuit Y1 have different potentials from the ground line G1.
このようなＳＥＰＩＣ回路を基本構成とする電源装置Ａ１ｅは、電路Ｗａ１，Ｗｂ１のうちいずれが地絡（グランドラインＧ１に接触）したとしても、直流電源Ｅ１の正極からコンデンサＣ１を通る閉回路で地絡電流が流れる。すなわち、電路Ｗａ１，Ｗｂ１のうちいずれが地絡したとしても、コンデンサＣ１によって、電源側（直流電源Ｅ１）と負荷側（負荷回路Ｙ１）とが直流的に分離されており、回路が保護される。 The power supply device A1e having such a SEPIC circuit as a basic configuration is a closed circuit that passes from the positive electrode of the DC power supply E1 through the capacitor C1 regardless of which of the electric circuits Wa1 and Wb1 is grounded (in contact with the ground line G1). A fault current flows. That is, regardless of which of the electric paths Wa1 and Wb1 is grounded, the power source side (DC power supply E1) and the load side (load circuit Y1) are separated in a DC manner by the capacitor C1, and the circuit is protected. .
なお、コンデンサＣ１は、ＳＥＰＩＣ回路の通常の電力供給動作を行うために用いられているコンデンサであり、このコンデンサＣ１を、地絡時に電源側と負荷側とを分離する目的でも使用している。したがって、地絡対策用のコンデンサを追加する必要がなく、構成の簡略化、低コスト化を図ることができる。 The capacitor C1 is a capacitor that is used to perform a normal power supply operation of the SEPIC circuit, and this capacitor C1 is also used for the purpose of separating the power supply side and the load side during a ground fault. Therefore, it is not necessary to add a capacitor for ground fault countermeasures, and the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
例えば、ＬＥＤユニットＸ２１が、電源装置Ａ１ｅから離れた場所に配置され、電源装置Ａ１ｅの出力とＬＥＤユニットＸ２１とを接続する配線のハーネスがなんらかの構造物に挟まれることがある。この場合、電路Ｗａ１，Ｗｂ１がグランドラインＧ１と接触し、地絡が発生する虞がある。 For example, the LED unit X21 may be disposed at a location away from the power supply device A1e, and a wiring harness that connects the output of the power supply device A1e and the LED unit X21 may be sandwiched between some structures. In this case, the electric paths Wa1 and Wb1 may come into contact with the ground line G1, and a ground fault may occur.
そして、電路Ｗａ１が地絡した場合、直流電源Ｅ１の正極−インダクタＬ２１−コンデンサＣ１−電路Ｗａ１−グランドラインＧ１−直流電源Ｅ１の負極を通る閉回路で地絡電流が流れる。これは、正常な回路動作時の電流経路とは異なるため、負荷回路Ｙ１への電力供給が抑制される。使用者は、ＬＥＤユニットＸ２１の消灯（または減光）によって、電源装置Ａ１ｅに異常が発生したことを認識できる。 When the electric circuit Wa1 is grounded, a ground fault current flows in a closed circuit passing through the positive electrode-inductor L21 of the DC power supply E1, the capacitor C1, the electric circuit Wa1, the ground line G1, and the negative electrode of the DC power supply E1. Since this is different from the current path during normal circuit operation, power supply to the load circuit Y1 is suppressed. The user can recognize that an abnormality has occurred in the power supply device A1e by turning off (or dimming) the LED unit X21.
また、電路Ｗｂ１が地絡した場合、直流電源Ｅ１の正極−インダクタＬ２１−コンデンサＣ１−電路Ｗａ１−負荷回路Ｙ１（ＬＥＤユニットＸ２１、コンデンサＣ２２）−電路Ｗｂ１−グランドラインＧ１−直流電源Ｅ１の負極を通る閉回路で地絡電流が流れる。これは、正常な回路動作時の電流経路とは異なるため、負荷回路Ｙ１への電力供給が抑制される。使用者は、ＬＥＤユニットＸ２１の消灯（または減光）によって、電源装置Ａ１ｅに異常が発生したことを認識できる。 When the electric circuit Wb1 is grounded, the positive electrode of the DC power supply E1, the inductor L21, the capacitor C1, the electric circuit Wa1, the load circuit Y1 (LED unit X21, the capacitor C22), the electric circuit Wb1, the ground line G1, and the negative electrode of the DC power supply E1. A ground fault current flows in the closed circuit. Since this is different from the current path during normal circuit operation, power supply to the load circuit Y1 is suppressed. The user can recognize that an abnormality has occurred in the power supply device A1e by turning off (or dimming) the LED unit X21.
そして、電路Ｗａ１，Ｗｂ１のいずれが地絡したとしても、地絡電流はインダクタＬ２１を通るので、急峻な地絡電流が流れず、地絡電流は緩やかな波形となって、回路部品へのストレスは低減される。そして、ＬＥＤユニットＸ２１の消灯（または減光）を検出することによって、スイッチング素子Ｓ２１のオン・オフ駆動を停止させればよい。 Even if either of the electric circuits Wa1 and Wb1 has a ground fault, the ground fault current passes through the inductor L21, so that a steep ground fault current does not flow, the ground fault current has a gentle waveform, and stress on the circuit components. Is reduced. Then, the on / off drive of the switching element S21 may be stopped by detecting the extinction (or dimming) of the LED unit X21.
また、図１１は、負荷回路Ｙ１の別の形態である。コンバータ部Ａ１１は、インダクタＬ２２の値によって、負荷回路Ｙ１に供給する電流が、連続、不連続、臨界モードに分かれるが、その電流波形によって、ＬＥＤユニットＸ２１を流れる電流のリプル値が大きく変わる。そこで、図１１では、ＬＥＤユニットＸ２１の両端にインダクタＬ５１，Ｌ５２（第３，４のインダクタ）をそれぞれ直列接続し、さらにこの直列回路にコンデンサＣ２２（第２のコンデンサ）を並列接続しており、リプル電流を低減させるフィルタ機能を有している。リプル電流は、コンデンサＣ２２、インダクタＬ５１，Ｌ５２の値、電流モードによって決定される。 FIG. 11 shows another form of the load circuit Y1. In the converter unit A11, the current supplied to the load circuit Y1 is divided into continuous, discontinuous, and critical modes depending on the value of the inductor L22. The ripple value of the current flowing through the LED unit X21 varies greatly depending on the current waveform. Therefore, in FIG. 11, inductors L51 and L52 (third and fourth inductors) are respectively connected in series to both ends of the LED unit X21, and a capacitor C22 (second capacitor) is connected in parallel to this series circuit. It has a filter function to reduce ripple current. The ripple current is determined by the value of the capacitor C22, the inductors L51 and L52, and the current mode.
また、図１２は、複数の負荷回路Ｙ１を設けた電源装置Ａ１ｆであり、負荷回路Ｙ１のそれぞれには、インピーダンス要素Ｚ１であるダイオードＤ２１が直列接続される。この場合、いずれかの負荷回路Ｙ１の接続電路の地絡によって、上記同様に、１つ以上の負荷回路Ｙ１のＬＥＤユニットＸ２１が消灯（または減光）し、電源装置Ａ１ｆに異常が発生したことを認識できる。 FIG. 12 shows a power supply device A1f provided with a plurality of load circuits Y1, and a diode D21 that is an impedance element Z1 is connected in series to each of the load circuits Y1. In this case, the LED unit X21 of one or more load circuits Y1 is extinguished (or dimmed) and an abnormality has occurred in the power supply device A1f due to a ground fault in the connection circuit of one of the load circuits Y1. Can be recognized.
Ａ１ 電源装置
Ｅ１ 直流電源
Ｃ１ コンデンサ（第１のコンデンサ）
Ｙ１ 負荷回路
Ｚ１ インピーダンス要素
Ｇ１ グランドライン
A1 power supply device E1 DC power supply C1 capacitor (first capacitor)
Y1 Load circuit Z1 Impedance element G1 Ground line
Claims (8)
前記負荷回路の一端に接続したインピーダンス要素と、前記負荷回路の他端に接続した第１のコンデンサとを備えて、前記第１のコンデンサと前記負荷回路と前記インピーダンス要素との直列回路を構成し、この直列回路は、前記直流電源の両極間に電気的に接続され、
前記直流電源の前記他方の極から前記一方の極に至る経路には、スイッチング素子、前記第１のコンデンサ、前記負荷回路、第１のインダクタが順に接続された直列回路が設けられ、
前記スイッチング素子と前記第１のコンデンサとの接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間には、第２のインダクタが接続され、
前記第１のコンデンサと前記負荷回路との接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間にはダイオードが接続され、
前記第１のインダクタが、前記インピーダンス要素を構成する
ことを特徴とする電源装置。 A non-insulated power supply device that converts input power from a DC power supply with one pole grounded into desired DC power and supplies the power to a load circuit,
An impedance element connected to one end of the load circuit, and a first capacitor connected to the other end of the load circuit, constitute a series circuit of the first capacitor, the load circuit and the impedance element. The series circuit is electrically connected between both poles of the DC power supply ,
A path from the other pole of the DC power source to the one pole is provided with a series circuit in which a switching element, the first capacitor, the load circuit, and a first inductor are connected in order,
A second inductor is connected between a connection point between the switching element and the first capacitor and the one pole of the DC power supply,
A diode is connected between a connection point between the first capacitor and the load circuit and the one pole of the DC power supply,
The power supply device , wherein the first inductor constitutes the impedance element .
前記負荷回路の一端に接続したインピーダンス要素と、前記負荷回路の他端に接続した第１のコンデンサとを備えて、前記第１のコンデンサと前記負荷回路と前記インピーダンス要素との直列回路を構成し、この直列回路は、前記直流電源の両極間に電気的に接続され、
前記直流電源の前記他方の極から前記一方の極に至る経路には、第１のインダクタ、前記第１のコンデンサ、前記負荷回路、ダイオードが順に接続された直列回路が設けられ、
前記第１のインダクタと前記第１のコンデンサとの接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間には、スイッチング素子が接続され、
前記第１のコンデンサと前記負荷回路との接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間には第２のインダクタが接続され、
前記ダイオードが、前記インピーダンス要素を構成する
ことを特徴とする電源装置。 A non-insulated power supply device that converts input power from a DC power supply with one pole grounded into desired DC power and supplies the power to a load circuit,
An impedance element connected to one end of the load circuit, and a first capacitor connected to the other end of the load circuit, constitute a series circuit of the first capacitor, the load circuit and the impedance element. The series circuit is electrically connected between both poles of the DC power supply,
A path from the other pole of the DC power source to the one pole is provided with a series circuit in which a first inductor, the first capacitor, the load circuit, and a diode are connected in order,
A switching element is connected between a connection point between the first inductor and the first capacitor and the one pole of the DC power supply,
A second inductor is connected between a connection point between the first capacitor and the load circuit and the one pole of the DC power supply,
The diode constitutes the impedance element
A power supply device characterized by that .
前記負荷回路の一端に接続したインピーダンス要素と、前記負荷回路の他端に接続した第１のコンデンサとを備えて、前記第１のコンデンサと前記負荷回路と前記インピーダンス要素との直列回路を構成し、この直列回路は、前記直流電源の両極間に電気的に接続され、An impedance element connected to one end of the load circuit, and a first capacitor connected to the other end of the load circuit, constitute a series circuit of the first capacitor, the load circuit and the impedance element. The series circuit is electrically connected between both poles of the DC power supply,
前記直流電源の前記他方の極から前記一方の極に至る経路には、スイッチング素子、前記第１のコンデンサ、前記負荷回路、第１のインダクタが順に接続された直列回路が設けられ、A path from the other pole of the DC power source to the one pole is provided with a series circuit in which a switching element, the first capacitor, the load circuit, and a first inductor are connected in order,
前記スイッチング素子と前記第１のコンデンサとの接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間には、第２のインダクタが接続され、A second inductor is connected between a connection point between the switching element and the first capacitor and the one pole of the DC power supply,
前記第１のコンデンサと前記負荷回路との接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間にはダイオードが接続され、A diode is connected between a connection point between the first capacitor and the load circuit and the one pole of the DC power supply,
前記第１のインダクタが、前記インピーダンス要素を構成するThe first inductor constitutes the impedance element
ことを特徴とするＬＥＤ駆動装置。The LED drive device characterized by the above-mentioned.
前記負荷回路の一端に接続したインピーダンス要素と、前記負荷回路の他端に接続した第１のコンデンサとを備えて、前記第１のコンデンサと前記負荷回路と前記インピーダンス要素との直列回路を構成し、この直列回路は、前記直流電源の両極間に電気的に接続され、An impedance element connected to one end of the load circuit, and a first capacitor connected to the other end of the load circuit, constitute a series circuit of the first capacitor, the load circuit and the impedance element. The series circuit is electrically connected between both poles of the DC power supply,
前記直流電源の前記他方の極から前記一方の極に至る経路には、第１のインダクタ、前記第１のコンデンサ、前記負荷回路、ダイオードが順に接続された直列回路が設けられ、A path from the other pole of the DC power source to the one pole is provided with a series circuit in which a first inductor, the first capacitor, the load circuit, and a diode are connected in order,
前記第１のインダクタと前記第１のコンデンサとの接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間には、スイッチング素子が接続され、A switching element is connected between a connection point between the first inductor and the first capacitor and the one pole of the DC power supply,
前記第１のコンデンサと前記負荷回路との接続点と、前記直流電源の前記一方の極との間には第２のインダクタが接続され、A second inductor is connected between a connection point between the first capacitor and the load circuit and the one pole of the DC power supply,
前記ダイオードが、前記インピーダンス要素を構成するThe diode constitutes the impedance element
ことを特徴とするＬＥＤ駆動装置。The LED drive device characterized by the above-mentioned.
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