JP6239242B2 - 半導体照明用電源制御回路、半導体集積回路、および、半導体照明用電源 - Google Patents

Description

本発明は、半導体照明用電源制御回路、半導体集積回路、および、半導体照明用電源に関する発明である。

例えば、交流電源が出力した電圧による高調波を抑制する力率改善回路と、この力率改善回路により出力された直流電圧を降圧して半導体発光素子（例えば、ＬＥＤ素子）に供給し、この半導体発光素子に定電流が流れるように制御する降圧チョッパ回路と、を備える半導体照明用電源がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１１３９２４号公報

上記従来の半導体照明用電源において、直列に接続した半導体発光素子の順電圧が整流回路により全波整流された出力電圧より高い設定の場合がある。

この場合に、力率改善回路よりも先に降圧チョッパ回路が動作開始すると、降圧チョッパ回路の入力電圧よりも、必要な出力電圧が低いために、降圧チョッパ回路が正常に動作できない問題がある。

また、上記降圧チョッパ回路のハイサイドスイッチ素子を駆動するためには、ハイサイド駆動用の電圧が必要になる。このハイサイド駆動用の電圧は、ハイサイドスイッチ素子のソースとハイサイドドライブ電源との間に接続されたコンデンサを充電することにより生成される。このコンデンサには、ハイサイドスイッチ素子と、ハイサイドスイッチ素子と接地端子との間に接続されたローサイドスイッチ素子がオンする事により充電され、交互にオン／オフすることにより充電及び電源制御が行われる。

このように、従来の半導体照明用電源の降圧チョッパ回路ではローサイドスイッチ素子が必要になる。

さらに、降圧チョッパ回路の起動時はスイッチ素子に過度な電流が流れるのを防止する為にソフトスタート回路のコンデンサを充電し、ある閾値に達するまではスイッチング素子のオン幅をコンデンサの充電電圧に応じて徐々に広げていく動作をさせるのが一般的である。この事により過度な電流を流れるのを防止している。しかし、力率改善回路と降圧チョッパ回路が同時に動作すると半導体発光素子の順電圧（複数の半導体発光素子が直列に接続されている場合はそれらの順電圧の総和）が整流回路により全波整流された出力電圧より高い場合において、降圧チョッパ回路は動作できないが、ソフトスタート回路のコンデンサは充電を開始してしまう。ソフトスタート回路のコンデンサが充電を完了した段階で、降圧チョッパ回路が動作するとソフトスタート回路が動作せずに、過度な電流が流れて、スイッチ素子にストレスを与え、最悪の場合破壊してしまう。

本発明の一態様に係る実施例に従った半導体照明用電源制御回路は、
交流電源と、前記交流電源が出力する交流電圧を整流して電源端子と接地端子に出力する整流回路と、前記交流電源が出力した電圧による高調波を抑制する力率改善回路と、前記第１の出力ノードの電圧を降圧して第２の出力ノードに出力する降圧回路と、前記第２の出力ノードと前記接地端子との間に接続された半導体発光素子と、を備えた半導体照明用電源に適用され且つ前記力率改善回路および前記降圧回路を制御する半導体照明用電源制御回路において、
前記半導体照明用電源制御回路は、前記力率改善回路が動作を開始して前記第１の出力ノードに出力する電圧が予め設定された設定値以上になった後に、前記降圧回路を起動させるものであり、
前記設定値は、前記半導体発光素子の順電圧よりも、高く設定されている
ことを特徴とする。

前記半導体照明用電源制御回路において、
前記設定値は、降圧回路が必要とする入力電圧とし、且つ、前記半導体発光素子の順電圧よりも高く設定されている
ことを特徴とする。

前記半導体照明用電源制御回路において、
前記電源端子と前記接地端子との間の電圧を分圧した電源用分圧電圧が予め設定された電源用閾値以上になった場合に、起動する起動電源回路と、
前記起動電源回路が出力する電圧が予め設定した力率改善回路用閾値以上になった場合に、前記力率改善回路に設けたスイッチ素子を制御して前記力率改善回路を駆動させるＰＦＣ制御回路と、
前記力率改善回路の分圧電圧を検出するＰＦＣ出力電圧検出回路と、
前記ＰＦＣ出力電圧検出回路により検出された前記力率改善回路の分圧電圧が、予め設定された前記半導体発光素子の順電圧より高い降圧回路用閾値に達すると、前記降圧回路の駆動の停止を要求する出力停止信号を解除する停止回路と、
前記出力停止信号が解除され、降圧回路が起動して、前記降圧回路に設けたハイサイドスイッチ素子および／またはローサイドスイッチ素子を制御することにより、前記降圧回路を駆動させるドライバ回路と、を有する
ことを特徴とする。

前記半導体照明用電源制御回路において、
前記力率改善回路のチョークにトランス構成された２次巻線を設け、その２次巻線は前記降圧回路のハイサイドスイッチ素子の電源用とすることで、ローサイドスイッチ素子を削除できる様にした
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る実施例に従った半導体集積回路は、
前記半導体照明用電源制御回路で制御する前記力率改善回路および前記降圧回路を同一の半導体基板に形成したことを特徴とする。

本発明の一態様に係る実施例に従った半導体照明用電源は、
交流電源と、
前記交流電源が出力する交流電圧を整流して電源端子と接地端子に出力する整流回路と、
前記交流電源が出力した電圧による高調波を抑制する力率改善回路と、
前記第１の出力ノードの電圧を降圧して第２の出力ノードに出力する降圧回路と、
前記第２の出力ノードと前記接地端子との間に接続された半導体発光素子と、
前記力率改善回路および前記降圧回路を制御する半導体照明用電源制御回路と、を備え、
前記半導体照明用電源制御回路は、前記力率改善回路が動作を開始して前記第１の出力ノードに出力する電圧が予め設定された設定値以上になった後に、前記降圧回路を起動させるものであり、
前記設定値は、前記半導体発光素子の順電圧よりも、高く設定されていることを特徴とする。

前記半導体照明用電源において、
前記力率改善回路は、
前記電源端子に一端が接続された巻線と、
前記巻線の他端に一端が接続されたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子の他端と前記接地端子との間に接続された抵抗と、
前記巻線の他端にアノードが接続され、前記第１の出力ノードにカソードが接続されたダイオードと、
前記第１の出力ノードと前記接地端子との間の電圧を分圧した力率改善用分圧電圧を出力する力率改善用分圧回路と、
前記第１の出力ノードと前記接地端子との間に接続された出力コンデンサと、を有する
ことを特徴とする。

前記半導体照明用電源において、
前記降圧回路は、
前記第１の出力ノードに一端が接続され、中間ノードに他端が接続されたハイサイドスイッチ素子と、
前記中間ノードに一端が接続され、前記接地端子に他端が接続されたローサイドスイッチ素子と、
前記中間ノードにカソードが接続され、前記接地端子にアノードが接続された降圧用ダイオードと、
前記中間ノードに一端が接続され、前記第２の出力ノードに他端が接続された１次巻線と、
前記接地端子に一端が接続され、前記１次巻線とトランスを構成する２次巻線と、
前記中間ノードに一端が接続された第１のコンデンサと、
前記２次巻線の他端にアノードが接続された第１のダイオードと、
前記第１のコンデンサの他端にカソードが接続され、前記第１のダイオードのカソードにアノードが接続された第２のダイオードと、
前記第１のダイオードのカソードに一端が接続され、前記２次巻線の一端に他端が接続された第２のコンデンサと、
前記第２の出力ノードと前記接地端子との間に接続された出力コンデンサと、を有する
ことを特徴とする。

前記半導体照明用電源において、
前記力率改善回路は、
前記巻線とトランスを構成する追加巻線をさらに有し、
前記降圧回路は、
前記第１の出力ノードに一端が接続され、前記追加巻線の一端に他端が接続されたハイサイドスイッチ素子と、
前記追加巻線の一端にカソードが接続され、前記接地端子にアノードが接続された降圧用ダイオードと、
前記追加巻線の一端に一端が接続され、前記第２の出力ノードに他端が接続された１次巻線と、
前記接地端子に一端が接続され、前記１次巻線とトランスを構成する２次巻線と、
前記追加巻線の一端に一端が接続された第１のコンデンサと、
前記２次巻線の他端にアノードが接続された第１のダイオードと、
前記第１のコンデンサの他端にカソードが接続され、前記追加巻線の他端にアノードが接続された第２のダイオードと、
前記第１のダイオードのカソードに一端が接続され、前記２次巻線の一端に他端が接続された第２のコンデンサと、
前記第２の出力ノードと前記接地端子との間に接続された出力コンデンサと、を有する
ことを特徴とする。

前記半導体照明用電源において、
前記降圧回路は、
前記接地端子に一端が接続された抵抗と、
前記第１の出力ノードおよび前記第２の出力ノードにカソードが接続された降圧用ダイオードと、
前記降圧用ダイオードのアノードに一端が接続され、前記抵抗の他端に他端が接続されたスイッチ素子と、
前記降圧用ダイオードのアノードに一端が接続された１次巻線と、
前記接地端子に一端が接続され、前記１次巻線とトランスを構成する２次巻線と、
前記２次巻線の他端にアノードが接続された第１のダイオードと、
前記第２の出力ノードと前記１次巻線の他端との間に接続された出力コンデンサと、を有する
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る半導体照明用電源は、交流電源と、交流電源が出力する交流電圧を整流して電源端子と接地端子に出力する整流回路と、交流電源が出力した電圧による高調波を抑制する力率改善回路と、第１の出力ノードの電圧を降圧して第２の出力ノードに出力する降圧回路と、第２の出力ノードと接地端子との間に接続された半導体発光素子と、力率改善回路および降圧回路を制御する半導体照明用電源制御回路と、を備える。

そして、半導体照明用電源制御回路は、力率改善回路が動作を開始して第１の出力ノードに出力する電圧が予め設定された設定値以上になった後に、降圧回路を起動させる。さらに、設定値は、半導体発光素子の順電圧よりも、高く設定されている。

このように、力率改善回路の出力電圧が設定値になってから降圧回路が動作するので、安定した入力電圧にて降圧回路が動作可能になる。

特に、半導体発光素子の順電圧（複数の半導体発光素子が直列に接続されている場合はそれらの順電圧の総和）が整流回路により全波整流された出力電圧より高い場合においても、力率改善回路が動作した直後に降圧回路を安定して起動することができる。

さらに、力率改善回路が故障等で動作しないまま、すなわち高調波を抑制できないまま、降圧回路が動作するのを防止できる。

また、降圧回路が安定した入力電圧にて動作可能になるので、降圧回路の起動時のソフトスタート時に電流フィードバックの遅れがあっても半導体発光素子に流れる電流のばらつきを防止することができる。

また、降圧回路よりも力率改善回路の方が先に動作開始するので、力率改善回路の巻線を利用して、ハイサイド駆動用の電圧を生成できる。

すなわち、降圧回路の起動時、より確実にハイサイド駆動用の電圧が確保される。これにより、従来の半導体照明用電源制御回路に必要であるローサイドスイッチ素子を省略することができる。

図１は、本発明の一態様である実施例１に係る半導体照明用電源１０００の構成の一例を示す図である。 図２は、図１に示す半導体照明用電源１０００の動作波形の一例を示す波形図である。 図３は、本発明の一態様である実施例２に係る半導体照明用電源２０００の構成の一例を示す図である。 図４は、本発明の一態様である実施例３に係る半導体照明用電源３０００の構成の一例を示す図である。

以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一態様である実施例１に係る半導体照明用電源１０００の構成の一例を示す図である。

図１に示すように、半導体照明用電源１０００は、交流電源ＡＣと、整流回路ＲＥＣと、電源用分圧回路ＤＣ１と、力率改善（ＰＦＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路ＰＦＣと、降圧チョッパ回路ＤＣＨと、半導体発光素子ＥＭと、出力抵抗Ｒｏｕｔと、半導体照明用電源制御回路１００と、を備える。

交流電源ＡＣは、一端と他端との間に交流電圧を出力するようになっている。

整流回路ＲＥＣは、交流電源ＡＣが出力する交流電圧を整流して電源端子ＴＳと接地端子ＴＧＮＤに出力するようになっている。

この整流回路ＲＥＣは、例えば、図１に示すように、第１の整流用ダイオードＤＲＥＣ１と、第２の整流用ダイオードＤＲＥＣ２と、第３の整流用ダイオードＤＲＥＣ３と、第４の整流用ダイオードＤＲＥＣ４と、を有する。

第１の整流用ダイオードＤＲＥＣ１は、交流電源ＡＣの一端にアノードが接続され、電源端子ＴＳにカソードが接続されている。
また、第２の整流用ダイオードＤＲＥＣ２は、交流電源ＡＣの一端にカソードが接続され、接地端子ＴＧＮＤにアノードが接続されている。
また、第３の整流用ダイオードＤＲＥＣ３は、交流電源ＡＣの他端にアノードが接続され、電源端子ＴＳにカソードが接続されている。
また、第４の整流用ダイオードＤＲＥＣ４は、交流電源ＡＣの他端にカソードが接続され、接地端子ＴＧＮＤにアノードが接続されている。
このような構成により、整流回路ＲＥＣは、交流電源ＡＣが出力する交流電圧を整流して電源端子ＴＳと接地端子ＴＧＮＤに出力する。

また、電源用分圧回路ＤＣ１は、電源端子ＴＳと接地端子ＴＧＮＤとの間の電圧を分圧した電源用分圧電圧ＭＵＬＴＩを出力するようになっている。

また、この力率改善回路ＰＦＣは、電源端子ＴＳの電圧を昇圧して第１の出力ノードＮｏｕｔ１に出力するようになっている。

この力率改善回路ＰＦＣは、例えば、図１に示すように、巻線Ｌｘと、スイッチ素子ＣＳＷと、抵抗Ｒと、ダイオードＣＤと、力率改善用分圧回路ＤＣ２と、出力コンデンサＣＳＭ１と、を有する昇圧チョッパ回路で構成されている。

巻線Ｌｘは、電源端子ＴＳに一端が接続されている。

スイッチ素子ＣＳＷは、例えば、図１に示すように、半導体照明用電源制御回路１００から信号ＧＤがゲートに供給されてオン／オフが制御されるＭＯＳトランジスタである。このスイッチ素子ＣＳＷは、巻線Ｌｘの他端（ドレイン）に一端が接続されている。

抵抗Ｒは、スイッチ素子ＣＳＷの他端（ソース）と接地端子ＴＧＮＤとの間に接続されている。

ダイオードＣＤは、巻線Ｌｘの他端にアノードが接続され、第１の出力ノードＮｏｕｔ１にカソードが接続されている。

力率改善用分圧回路ＤＣ２は、第１の出力ノードＮｏｕｔ１と接地端子ＴＧＮＤとの間の電圧を分圧した力率改善用分圧電圧ＶＦＢを、出力するようになっている。

出力コンデンサＣＳＭ１は、第１の出力ノードＮｏｕｔ１と接地端子ＴＧＮＤとの間に接続されている。

この力率改善回路ＰＦＣは、以上のような構成から昇圧動作をし、且つ、力率改善動作をする。

また、図１に示すように、降圧チョッパ回路ＤＣＨは、第１の出力ノードＮｏｕｔ１の電圧を降圧して第２の出力ノードＮｏｕｔ２に出力するようになっている。

この降圧チョッパ回路ＤＣＨは、例えば、図１に示すように、ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷと、ローサイドスイッチ素子ＬＳＷと、降圧用ダイオードＡＤと、１次巻線Ｌｘ１と、２次巻線Ｌｘ２と、第１のダイオードＤ１と、第２のダイオードＤ２と、第１のコンデンサＣ１と、第２のコンデンサＣ２と、出力コンデンサＣＳＭ２と、を有する。

ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷは、例えば、図１に示すように、半導体照明用電源制御回路１００から信号ＨＯがゲートに供給されてオン／オフが制御されるＭＯＳトランジスタである。このハイサイドスイッチ素子ＨＳＷは、第１の出力ノードＮｏｕｔ１に一端（ドレイン）が接続され、中間ノードＮＭに他端（ソース）が接続されている。
また、ローサイドスイッチ素子ＬＳＷは、例えば、図１に示すように、半導体照明用電源制御回路１００から信号ＬＯがゲートに供給されてオン／オフが制御されるＭＯＳトランジスタである。このローサイドスイッチ素子ＬＳＷは、中間ノードＮＭに一端（ドレイン）が接続され、接地端子ＴＧＮＤに他端（ソース）が接続されている。

また、降圧用ダイオードＡＤは、中間ノードＮＭにカソードが接続され、接地端子ＴＧＮＤにアノードが接続されている。

１次巻線Ｌｘ１は、中間ノードＮＭに一端が接続され、第２の出力ノードＮｏｕｔ２に他端が接続されている。

２次巻線Ｌｘ２は、接地端子ＴＧＮＤに一端が接続されている。この２次巻線Ｌｘ２は、１次巻線Ｌｘ１とトランスＴｘを構成する。

第１のコンデンサＣ１は、中間ノードＮＭに一端が接続されている。

第１のダイオードＤ１は、２次巻線Ｌｘ２の他端にアノードが接続されている。

第２のダイオードＤ２は、第１のコンデンサＣ１の他端にカソードが接続され、第１のダイオードＤ１のカソードにアノードが接続されている。

この第２のダイオードＤ２のアノードには、降圧チョッパ回路ＤＣＨの起動時に、半導体照明用電源制御回路１００から制御電源電圧Ｖｃｃが供給されるようになっている。この制御電源電圧Ｖｃｃにより第１のコンデンサＣ１が充電され、ハイサイド駆動用の電圧が生成される。

第２のコンデンサＣ２は、第１のダイオードＤ１のカソードに一端が接続され、２次巻線Ｌｘ２の一端に他端が接続されている。

降圧用出力コンデンサＣＳＭ２は、第２の出力ノードＮｏｕｔ２と接地端子ＴＧＮＤとの間に接続されている。

この降圧チョッパ回路ＤＣＨは、以上のような構成により、降圧動作をするようになっている。

そして、この降圧動作により、制御電源電圧Ｖｃｃが生成される。

また、半導体発光素子ＥＭは、第２の出力ノードＮｏｕｔ２と接地端子ＴＧＮＤとの間に接続されている。特に、図１の例では、第２の出力ノードＮｏｕｔ２と接地端子ＴＧＮＤとの間で、複数（ここでは、３個）の半導体発光素子ＥＭが直列に接続されている。

この半導体発光素子ＥＭは、例えば、図１に示すように、アノード側が第２の出力ノードＮｏｕｔ２に接続され且つカソード側が接地端子ＴＧＮＤに接続されたＬＥＤ素子または有機ＥＬ素子である。

なお、図１に示すように、出力抵抗Ｒｏｕｔは、この半導体発光素子ＥＭと接地端子ＴＧＮＤとの間に接続されている。

また、半導体照明用電源制御回路１００は、既述のように、半導体照明用電源１０００に適用される回路である。この半導体照明用電源制御回路１００は、力率改善回路ＰＦＣおよび降圧チョッパ回路ＤＣＨを制御するようになっている。

特に、半導体照明用電源制御回路１００は、力率改善回路ＰＦＣが動作を開始して第１の出力ノードＭｏｕｔ１に出力する電圧が、予め設定された設定値以上になった後に、降圧チョッパ回路を起動させるようになっている。

なお、上述の設定値は、降圧チョッパ回路ＤＣＨが必要とする入力電圧とし、且つ、半導体発光素子ＥＭの順電圧よりも、高く設定されている。また、既述のように、本発明では、半導体発光素子ＥＭの順電圧が整流回路ＲＥＣにより全波整流された出力電圧よりも高い設定を想定している。

そして、特に、上述の設定値は力率改善回路ＰＦＣの出力電圧の設定値Ｎｏｕｔ１が半導体発光素子ＥＭの順電圧より高く設定され、半導体発光素子ＥＭの設定値を充分超えるような電圧になると降圧回路ＤＣＨを起動させる事になる。

すなわち、より確実に、降圧チョッパ回路ＤＣＨをより安定して駆動（降圧動作）させることができる。

なお、既述のように、図１の例では、第２の出力ノードＮｏｕｔ２と接地端子ＴＧＮＤとの間で、複数（ここでは、３個）の半導体発光素子ＥＭが直列に接続されている。この場合、設定値は、複数（ここでは、３個）の半導体発光素子ＥＭの順電圧の和よりも、高く設定される。

ここで、この半導体照明用電源制御回路１００は、例えば、図１に示すように、起動電源回路ＳＣと、ＰＦＣ制御回路ＰＣＣと、ＰＦＣ出力電圧検出回路ＶＤＣと、入力停電検出回路ＢＤＳと、停止回路ＳＰＣと、ドライバ回路ＤＲと、電流検出回路ＩＤＣと、発振器ＯＳＣと、誤動作防止回路ＵＶＬＯと、コンパレータＣＯＭと、制御部ＣＯＮＴと、ソフトスタート回路ＳＳＣと、を有する。

なお、既述の制御電源電圧Ｖｃｃは、半導体照明用電源制御回路１００の上記各構成の電源電圧としても供給されている。

入力停電検出回路ＢＤＳは、電源用分圧回路ＤＣ１で発生する電源用分圧電圧ＭＵＬＴＩを検出するようになっている。

入力停電検出回路ＢＤＳが電源用分圧電圧ＭＵＬＴＩを検出し、電源用分圧電圧ＭＵＬＴＩが予め設定された電源用閾値Ｖｔｈａ以上になった場合、すなわち、力率改善回路ＰＦＣに供給される電圧が所定値以上になった場合に、起動電源回路ＳＣは起動し、制御電源電圧Ｖｃｃを供給するようになっている。

ＰＦＣ制御回路ＰＣＣは、起動電源回路ＳＣが出力する制御電源電圧Ｖｃｃが予め設定した力率改善回路用閾値Ｖｔｈｂ以上になった場合に、信号ＧＤによりスイッチ素子ＣＳＷを制御して力率改善回路ＰＦＣを駆動させるようになっている。

力率改善回路ＰＦＣでは、スイッチ素子ＣＳＷがオンの状態では、整流回路ＲＥＣからの出力電圧により巻線Ｌｘにエネルギーが蓄積され、スイッチ素子ＣＳＷがオフになると、巻線Ｌｘに蓄積されたエネルギーに応じた力率改善回路ＰＦＣの出力電圧と、整流回路ＲＥＣからの出力電圧と、が加算される。加算された直流電圧は、コンデンサＣＳＭ１で平滑化され、降圧チョッパ回路ＤＣＨに出力されるようになっていてその電圧の制御は力率改善用分圧電圧ＶＦＢを検出し行われる。

ＰＦＣ出力電圧検出回路ＶＤＣは、力率改善用分圧回路ＤＣ２で発生する力率改善用分圧電圧ＶＦＢを別な降圧回路用閾値Ｖｔｈｃで検出するようになっている。

ドライバ回路ＤＲは、信号ＨＯ、ＬＯにより、ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷおよびローサイドスイッチ素子ＬＳＷを制御することにより、降圧チョッパ回路ＤＣＨを駆動させるようになっている。

特に、ＰＦＣ出力電圧検出回路ＶＤＣにより力率改善用分圧電圧ＶＦＢの電圧を検出しＰＦＣ制御回路で電圧制御する電圧の閾値より低い予め設定された半導体発光素子ＥＭの順電圧より高い降圧回路用閾値Ｖｔｈｃに達すると、停止回路ＳＰＣに信号を送信し、停止回路ＳＰＣからの停止を要求する電流出力停止信号が解除され、降圧チョッパ回路のドライバ回路ＤＲは、起動して、ローサイドスイッチＬＳＷからオンを開始する。この事により、第１のコンデンサＣ１の一端が接地され、制御電源電圧Ｖｃｃから第２のダイオードＤ２を介して第１のコンデンサＣ１に充電される。この事により、ハイサイド駆動用の電圧ＨＶｃｃ（第１のコンデンサＣ１の両端電圧）が確保される。

そしてハイサイドスイッチ素子ＨＳＷおよびローサイドスイッチ素子ＬＳＷを交互に制御することにより、降圧チョッパ回路ＤＣＨを駆動させて、実施例の一例ではハイサイドスイッチ素子ＨＳＷのオンデューティを変化させることで定電流制御を行う。ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷがオンでかつローサイドスイッチ素子ＬＳＷがオフの状態では、力率改善回路ＰＦＣから出力された直流電圧によりトランスＴｘの１次巻線Ｌｘ１にエネルギーが蓄積されるとともに、この直流電圧が定電流化され、ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷがオフでローサイドスイッチＬＳＷがオンの状態では１次巻線Ｌｘ１のエネルギーがＡＤを介して回生されて半導体発光素子ＥＭに出力されるようになっている。これにより、半導体発光素子ＥＭが発光するようになっている。

電流検出回路ＩＤＣは、半導体発光素子ＥＭに流れる電流を検出し、この検出結果に応じた電流検出信号を出力するようになっている。

発振器ＯＳＣは、発振信号ＳＦを出力するようになっている。

コンパレータＣＯＭは、発振信号ＳＦと電流検出信号とを比較し、この比較結果に応じた比較信号を出力するようになっている。

制御部ＣＯＮＴは、コンパレータＣＯＭが出力する比較信号に基づいて、半導体発光素子ＥＭに流れる電流が目標電流値になるように、ドライバ回路ＤＲによるハイサイドスイッチ素子ＨＳＷおよびローサイドスイッチ素子ＬＳＷの駆動を、制御する。

例えば、制御部ＣＯＮＴは、比較信号に基づいて半導体発光素子ＥＭに流れる電流が目標電流値未満であると判断した場合、ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷのオンデューティが小さくなり且つローサイドスイッチ素子ＬＳＷのオンデューティが大きくなるように制御する。

一方、制御部ＣＯＮＴは、比較信号に基づいて半導体発光素子ＥＭに流れる電流が目標電流値以上であると判断した場合、ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷのオンデューティが小さくなり且つローサイドスイッチ素子ＬＳＷのオンデューティが大きくなるように制御する。

結果として、降圧チョッパ回路ＤＨＣの第２の出力ノードＮｏｕｔ２と接地端子ＴＧＮＤとの間の出力電圧は、既述の目標電圧値になるように制御される。これは実施例に示した発信器ＯＳＣで発生された固定周波数によるＰＷＭ（パルス・ワイド・モジュレーション）方式の場合であり、図４に示す様な電流臨界式の降圧回路でも良い。

停止回路ＳＰＣは、入力停電検出回路ＢＤＳにより検出された電源用分圧電圧ＭＵＬＴＩが電源用閾値Ｖｔｈａ未満の場合に、ＰＦＣ制御回路ＰＣＣの駆動ゲート信号ＧＤ、ドライバ回路ＤＲの制御動作および発振器ＯＳＣによる発振信号ＳＦの出力を、停止させるようになっている。

一方、停止回路ＳＰＣは、入力停電検出回路ＢＤＳにより検出された電源用分圧電圧ＭＵＬＴＩが電源用閾値Ｖｔｈａ以上の場合に、ＰＦＣ制御回路ＰＣＣの駆動ゲート信号ＧＤの制御動作停止を解除させるようになっている。さらに、停止回路ＳＰＣは、ＰＦＣ出力電圧検出回路ＶＤＣにより検出された力率改善用分圧電圧ＶＦＢが予め設定された降圧チョッパ回路用閾値Ｖｔｈｃ以上（すなわち、力率改善回路ＲＦＣが第１の出力ノードＭｏｕｔ１に出力する電圧が、予め設定された設定値以上）の場合に、発振器ＯＳＣによる発振信号ＳＦの出力、および、ドライバ回路ＤＲの停止を解除させるようになっている。

誤動作防止回路ＵＶＬＯは、制御電源電圧Ｖｃｃが所定値未満の場合に、停止回路ＳＰＣを制御して、ＰＦＣ制御回路ＰＣＣ、ドライバ回路ＤＲの制御動作および発振器ＯＳＣによる発振信号ＳＦの出力を停止させるようになっている。

また、ソフトスタート回路ＳＳＣは、降圧チョッパ回路ＤＣＨの起動時にソフトスタートするように、ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷおよびローサイドスイッチ素子ＬＳＷのオンデューティを制御するための信号を制御部ＣＯＮＴに出力するようになっている。

次に、以上のような構成を有する半導体照明用電源１０００における半導体照明用電源制御回路１００の動作の一例について、説明する。

図２は、図１に示す半導体照明用電源１０００の動作波形の一例を示す波形図である。

例えば、図２に示すように、時刻ｔ１以前において、交流電源ＡＣが動作することにより、電源端子ＴＳと接地端子ＴＧＮＤ間に供給される電圧が上昇する。これにより、電源用分圧回路ＤＣ１が出力する電源用分圧電圧ＭＵＬＴＩが上昇する。

その後、入力停電検出回路ＢＤＳが検出した電源用分圧電圧ＭＵＬＴＩが予め設定された電源用閾値Ｖｔｈａ以上になる（時刻ｔ１）と、起動電源回路ＳＣは起動して、制御電源電圧Ｖｃｃに電圧を供給する。

その後、制御電源電圧Ｖｃｃが上昇していき時間ｔ２において、ＰＦＣ制御回路ＰＣＣは、力率改善回路用閾値Ｖｔｈｂ以上になった場合に、信号ＧＤによりスイッチ素子ＣＳＷを制御して力率改善回路ＰＦＣを駆動させる。

力率改善回路ＰＦＣでは、スイッチ素子ＣＳＷがオンの状態では、整流回路ＲＥＣからの出力電圧により巻線Ｌｘにエネルギーが蓄積され、スイッチ素子ＣＳＷがオフになると、巻線Ｌｘに蓄積されたエネルギーに応じた力率改善回路ＰＦＣの出力電圧と、整流回路ＲＥＣからの出力電圧と、が加算される。加算された直流電圧は、コンデンサＣＳＭ１で平滑化され、降圧チョッパ回路ＤＣＨに出力される。その出力電圧の制御は力率改善用分圧電圧端子ＶＦＢによりフィードバックされ所定の電圧まで昇圧制御される。

その後、所定の昇圧電圧まで制御される途中の時刻ｔ３において、ＰＦＣ出力電圧検出回路ＶＤＣにより検出された力率改善用分圧回路ＤＣ２で発生する力率改善用分圧電圧ＶＦＢが予め設定された降圧チョッパ回路用閾値Ｖｔｈｃ以上（すなわち、力率改善回路ＲＦＣが第１の出力ノードＭｏｕｔ１に出力する電圧が、予め設定された設定値以上）になると、発振器ＯＳＣによる発振信号ＳＦの出力を開始し、ドライバ回路ＤＲは起動する。

これにより、制御部ＣＯＮＴは、コンパレータＣＯＭが出力する比較信号に基づいて、半導体発光素子ＥＭに流れる電流が目標電流値になるように、ドライバ回路ＤＲを制御する。

そして、ドライバ回路ＤＲは、ローサイドスイッチＬＳＷからオンを開始する。この事により第１のコンデンサＣ１の一端が接地され、制御電源電圧Ｖｃｃから第２のダイオードＤ２を介して第１のコンデンサＣ１に充電される。この事によりハイサイド駆動用の電圧ＨＶｃｃ（Ｃ１の両端電圧）が確保される。そして、信号ＨＯ、ＬＯでハイサイドスイッチ素子ＨＳＷおよびローサイドスイッチ素子ＬＳＷを制御することにより、降圧チョッパ回路ＤＣＨを駆動させて、ＰＷＭのオンデューティを変化させることで定電流制御を行う。

ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷがオンでかつローサイドスイッチ素子ＬＳＷがオフの状態では、力率改善回路ＰＦＣから出力された直流電圧によりトランスＴｘの１次巻線Ｌｘ１にエネルギーが蓄積されハイサイドスイッチ素子ＨＳＷがオフでローサイドスイッチＬＳＷがオンの状態ではトランスＴｘの１次巻線Ｌｘ１のエネルギーがＡＤを介して回生されるとともに、この直流電圧が電流検出回路ＩＤＣで定電流化され、半導体発光素子ＥＭに出力される。これにより、半導体発光素子ＥＭが発光する。

以上のように、半導体照明用電源制御回路１００の動作により、力率改善回路ＲＦＣが動作を開始して第１の出力ノードＭｏｕｔ１に出力する電圧が、降圧チョッパ回路ＤＣＨの出力電圧の目標電圧値以上になった後に、降圧チョッパ回路ＤＣＨを起動することになる。

すなわち、より確実に、降圧チョッパ回路ＤＣＨをより安定して駆動（降圧動作）させることができる。

以上のように、本実施例１に係る半導体照明用電源１００は、交流電源ＡＣと、交流電源ＡＣが出力する交流電圧を整流して電源端子ＴＳと接地端子ＴＧＮＤに出力する整流回路ＲＥＣと、交流電源ＡＣが出力した電圧による高調波を抑制する力率改善回路ＰＦＣと、第１の出力ノードＮｏｕｔ１の電圧を降圧して第２の出力ノードＮｏｕｔ２に出力する降圧チョッパ回路ＤＣＨと、第２の出力ノードＮｏｕｔ２と接地端子ＴＧＮＤとの間に接続された半導体発光素子ＥＭと、力率改善回路ＰＦＣおよび降圧チョッパ回路ＤＣＨを制御する半導体照明用電源制御回路１００と、を備える。

そして、半導体照明用電源制御回路１００は、力率改善回路ＰＦＣが動作を開始して第１の出力ノードＮｏｕｔ１に出力する電圧が予め設定された設定値以上になった後に、降圧チョッパ回路ＤＣＨを起動させる。さらに、設定値は、半導体発光素子ＥＭの順電圧よりも、高く設定されている。

このように、力率改善回路ＰＦＣの出力電圧が設定値になってから降圧チョッパ回路ＤＣＨが動作するので、安定した入力電圧にて降圧チョッパ回路ＤＣＨが動作可能になる。

特に、半導体発光素子ＥＭの順電圧（複数の半導体発光素子ＥＭが直列に接続されている場合はそれらの順電圧の総和）が整流回路ＲＥＣにより全波整流された出力電圧より高い場合においても、力率改善回路ＰＦＣが動作した直後に降圧チョッパ回路ＤＣＨを安定して起動することができる。

さらに、力率改善回路ＰＦＣが故障等で動作しないまま、すなわち高調波を抑制できないまま、降圧チョッパ回路ＤＣＨが動作するのを防止できる。

また、降圧チョッパ回路ＤＣＨが安定した入力電圧にて動作可能になるので、降圧チョッパ回路ＤＣＨの起動時のソフトスタート時に電流フィードバックの遅れがあっても半導体発光素子ＥＭに流れる電流のばらつきを防止することができる。

また、降圧チョッパ回路ＤＣＨの起動時はハイサイドスイッチ素子ＨＳＷ及びローサイドスイッチ素子ＬＳＷに過度な電流が流れるのを防止する為にソフトスタート回路ＳＳＣのコンデンサを充電し、ある閾値に達するまではハイサイドスイッチ素子ＨＳＷ及びローサイドスイッチ素子ＬＳＷのオン幅をコンデンサの充電電圧に応じて徐々に広げていく動作をさせるのが一般的である。この事により過度な電流を流れるのを防止しているが、もし、力率改善回路ＰＦＣと降圧チョッパ回路ＤＣＨが同時に動作すると半導体発光素子ＥＭの順電圧（複数の半導体発光素子が直列に接続されている場合はそれらの順電圧の総和）が整流回路により全波整流された出力電圧より高い場合において、降圧チョッパ回路ＤＣＨは動作できないので出力はでないが、ソフトスタート回路ＳＳＣのコンデンサは充電を開始してしまう。ソフトスタート回路ＳＳＣのコンデンサが充電を完了した段階で、降圧チョッパ回路ＤＣＨが動作するとソフトスタート回路ＳＳＣが動作せずに、過度な電流が流れて、ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷ及びローサイドスイッチ素子ＬＳＷにストレスを与え、最悪の場合破壊してしまうのを防止することができる。

図３は、本発明の一態様である実施例２に係る半導体照明用電源２０００の構成の一例を示す図である。なお、この図３において、図１と同じ符号は、実施例１と同様の構成を示す。

図３に示すように、半導体照明用電源２０００は、交流電源ＡＣと、整流回路ＲＥＣと、電源用分圧回路ＤＣ１と、力率改善回路ＰＦＣと、降圧チョッパ回路ＤＣＨと、半導体発光素子ＥＭと、出力抵抗Ｒｏｕｔと、半導体照明用電源制御回路１００と、を備える。

そして、力率改善回路ＰＦＣは、例えば、図３に示すように、巻線Ｌｘと、スイッチ素子ＣＳＷと、抵抗Ｒと、ダイオードＣＤと、力率改善用分圧回路ＤＣ２と、出力コンデンサＣＳＭ１と、追加巻線Ｌｙと、を有するＰＦＣ昇圧チョッパ回路である。

すなわち、この力率改善回路ＰＦＣは、実施例１と比較して、追加巻線Ｌｙをさらに有する。

ここで、追加巻線Ｌｙは、巻線ＬｘとトランスＴｙを構成する。

この力率改善回路ＰＦＣのその他の構成は、図１に示す実施例１に係る半導体照明用電源１０００の力率改善回路ＰＦＣと同様である。

また、降圧チョッパ回路ＤＣＨは、図３に示すように、ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷと、降圧用ダイオードＡＤと、１次巻線Ｌｘ１と、２次巻線Ｌｘ２と、第１のダイオードＤ１と、第２のダイオードＤ２と、第１のコンデンサＣ１と、第２のコンデンサＣ２と、出力コンデンサＣＳＭ２と、を有する。

すなわち、この降圧チョッパ回路ＤＣＨは、実施例１と比較して、ローサイドスイッチ素子ＬＳＷが省略されている。
ここで、ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷは、第１の出力ノードＮｏｕｔ１に一端（ドレイン）が接続され、追加巻線Ｌｙの一端に他端（ソース）が接続されている。

降圧用ダイオードＡＤは、追加巻線Ｌｙの一端にカソードが接続され、接地端子ＴＧＮＤにアノードが接続されている。

１次巻線Ｌｘ１は、追加巻線Ｌｙの一端に一端が接続され、第２の出力ノードＮｏｕｔ２に他端が接続されている。

２次巻線Ｌｘ２は、接地端子ＴＧＮＤに一端が接続され、１次巻線Ｌｘ１とトランスＴｘを構成する。

第１のコンデンサＣ１は、追加巻線Ｌｙの一端に一端が接続されている。

第１のダイオードＤ１は、２次巻線Ｌｘ２の他端にアノードが接続されている。

第２のダイオードＤ２は、第１のコンデンサＣ１の他端にカソードが接続され、追加巻線Ｌｙの他端にアノードが接続されている。

第２のコンデンサＣ２は、第１のダイオードＤ１のカソードに一端が接続され、２次巻線Ｌｘ２の一端に他端が接続されている。

出力コンデンサＣＳＭ２は、第２の出力ノードＮｏｕｔ２と接地端子ＴＧＮＤとの間に接続されている。

この降圧チョッパ回路ＤＣＨは、以上のような構成により、降圧動作をするようになっている。

そして、この降圧動作により、２次巻線Ｌｘ２、第１のダイオードＤ１、および第２のコンデンサＣ２の構成から制御電源電圧Ｖｃｃが生成される。

この降圧チョッパ回路ＤＣＨのその他の構成は、図１に示す実施例１に係る半導体照明用電源１０００の降圧チョッパ回路ＤＣＨと同様である。

そして、半導体照明用電源２０００のその他の構成は、図１に示す実施例１に係る半導体照明用電源１０００と同様である。

また、以上のような構成を有する半導体照明用電源２０００における半導体照明用電源制御回路１００の動作は、実施例１と同様である。

すなわち、実施例１と同様に、力率改善回路ＰＦＣの出力電圧が設定値になってから降圧チョッパ回路ＤＣＨが動作するので、安定した入力電圧にて降圧チョッパ回路ＤＣＨが動作可能になる。

特に、降圧チョッパ回路ＤＣＨよりも力率改善回路ＰＦＣの方が先に動作開始するので、本実施例２においては、力率改善回路ＰＦＣの巻線（追加巻線Ｌｙ）を利用して、第１のコンデンサＣ１の両端への充電すなわち降圧チョッパ回路ＤＣＨのハイサイド駆動用の電圧ＨＶｃｃを生成できる。すなわち、降圧チョッパ回路ＤＣＨが動作する前に力率改善回路ＰＦＣが確実に先に動作している。これにより、降圧チョッパ回路ＤＣＨの起動時、ローサイドスイッチ素子ＬＳＷがなくてもより確実にハイサイド駆動用の電圧が確保される。図1の場合はローサイドスイッチ素子ＬＳＷがオンし、第１のコンデンサＣ１の一端が接地され、初めて制御電源電圧Ｖｃｃから第２のダイオードＤ２を介して、第１のコンデンサＣ１に充電されるが、その必要がなくなる。したがって、ローサイドスイッチ素子ＬＳＷを省略することができる。

図４は、本発明の一態様である実施例３に係る半導体照明用電源３０００の構成の一例を示す図である。なお、この図４において、図１と同じ符号は、実施例１と同様の構成を示す。

図４に示すように、半導体照明用電源３０００は、交流電源ＡＣと、整流回路ＲＥＣと、電源用分圧回路ＤＣ１と、力率改善回路ＰＦＣと、降圧チョッパ回路ＤＣＨと、半導体発光素子ＥＭと、出力抵抗Ｒｏｕｔと、半導体照明用電源制御回路３００と、を備える。

そして、降圧チョッパ回路ＤＣＨは、図４に示すように、スイッチ素子ＳＷと、降圧用ダイオードＡＤと、１次巻線Ｌｘ１と、２次巻線Ｌｘ２と、第１のダイオードＤ１と、第２のダイオードＤ２と、第１のコンデンサＣ１と、第２のコンデンサＣ２と、出力コンデンサＣＳＭ２と、抵抗Ｒｘと、を有する。

すなわち、この降圧チョッパ回路ＤＣＨは、実施例１と比較して、ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷおよび第２のダイオードＤ２が省略され、抵抗Ｒｘが追加されている。なお、スイッチ素子ＳＷが、既述の実施例１のローサイドスイッチ素子ＬＳＷに対応する。

ここで、抵抗Ｒｘは、接地端子ＴＧＮＤに一端が接続されている。

また、降圧用ダイオードＡＤは、第１の出力ノードＮｏｕｔ１および第２の出力ノードＮｏｕｔ２にカソードが接続されている。

スイッチ素子ＳＷは、降圧用ダイオードＡＤのアノードに一端（ドレイン）が接続され、抵抗Ｒｘの他端に他端（ソース）が接続されている。

１次巻線Ｌｘ１は、降圧用ダイオードＡＤのアノードに一端が接続されている。

２次巻線Ｌｘ２は、接地端子ＴＧＮＤに一端が接続され、１次巻線Ｌｘ１とトランスＴｘを構成する。

第１のダイオードＤ１は、２次巻線Ｌｘ２の他端にアノードが接続されている。

出力コンデンサＣＳＭ２は、第２の出力ノードＮｏｕｔ２と１次巻線Ｌｘ１の他端との間に接続されている。

この降圧チョッパ回路ＤＣＨは、以上のような構成により、降圧動作をするようになっている。

そして、この降圧動作により、２次巻線Ｌｘ２および第１のダイオードＤ１から制御電源電圧Ｖｃｃが生成される。

また、半導体照明用電源制御回路３００は、実施例１と同様に、半導体照明用電源３０００に適用される回路である。この半導体照明用電源制御回路３００は、力率改善回路ＰＦＣおよび降圧チョッパ回路ＤＣＨを制御するようになっている。

特に、半導体照明用電源制御回路３００は、実施例１と同様に、力率改善回路ＲＦＣが動作を開始して第１の出力ノードＭｏｕｔ１に出力する電圧が、予め設定された設定値以上になった後に、降圧チョッパ回路ＤＨＣを起動させるようになっている。

なお、上述の設定値は、実施例１と同様に、半導体発光素子ＥＭの順電圧よりも、高く設定されている。また、既述のように、本実施例では、半導体発光素子ＥＭの順電圧が整流回路により全波整流された出力電圧よりも高い設定を想定している。

そして、特に、上述の設定値は、降圧チョッパ回路ＤＣＨが第２の出力ノードＮｏｕｔ２に出力する出力電圧の目標電圧値よりも、高い値に設定されている。

これにより、実施例１と同様に、力率改善回路ＲＦＣが動作を開始して第１の出力ノードＭｏｕｔ１に出力する電圧が、降圧チョッパ回路ＤＣＨの出力電圧の目標電圧値以上になった後に、降圧チョッパ回路ＤＣＨを起動することになる。

すなわち、より確実に、降圧チョッパ回路ＤＣＨをより安定して駆動（降圧動作）させることができる。

ここで、この半導体照明用電源制御回路３００は、例えば、図３に示すように、起動電源回路ＳＣと、ＰＦＣ制御回路ＰＣＣと、ＰＦＣ出力電圧検出回路ＶＤＣと、入力停電検出回路ＢＤＳと、停止回路ＳＰＣと、ドライバ回路ＤＲと、誤動作防止回路ＵＶＬＯと、制御部ＣＯＮＴと、ソフトスタート回路ＳＳＣと、ピーク電流検出回路ＰＤＣと、ゼロ電流検出回路ＺＤＣと、を有する。

そして、ピーク電流検出回路ＰＤＣは、降圧用抵抗Ｒｘの他端に流れるピーク電流を検出するようになっている。

ゼロ電流検出回路ＺＤＣは、第１のダイオードＤ１のカソード（すなわち、２次巻線Ｌｘ２）に流れる電流を検出するようになっている。

ドライバ回路ＤＲは、信号ＬＯにより、スイッチ素子ＳＷを制御することにより、降圧チョッパ回路ＤＣＨを駆動させるようになっている。

特に、ドライバ回路ＤＲは、ＰＦＣ出力電圧検出回路ＶＤＣにより検出された力率改善用分圧電圧ＶＦＢが予め設定された降圧チョッパ回路用閾値Ｖｔｈｃ以上になった場合（すなわち、力率改善回路ＲＦＣが第１の出力ノードＭｏｕｔ１に出力する電圧が、予め設定された設定値以上になった場合）に、スイッチ素子ＳＷを制御することにより、降圧チョッパ回路ＤＣＨを駆動させる。

例えば、ドライバ回路ＤＲは、ピーク電流検出回路ＰＤＣにより検出された電流の値が予め設定された電流閾値（ピーク値）以上になった場合には、スイッチ素子ＳＷをオフする。そして、スイッチ素子ＳＷがオフすると、１次巻線Ｌｘ１に蓄えられた電流が降圧用ダイオードＡＤを介して回生される。

その後、ドライバ回路ＤＲは、ゼロ電流検出回路ＺＤＣが第１のダイオードＤ１のカソード（すなわち、２次巻線Ｌｘ２）に流れる電流がゼロになったことを検出した場合には、スイッチ素子ＳＷをオンする。

このようなスイッチ素子ＳＷのオン／オフを繰り返すことにより、設定されたスイッチ素子ＳＷのピーク電流に対して平均化された電流が、半導体発光素子ＥＭに供給されることとなる。

なお、半導体照明用電源３０００のその他の構成は、図１に示す実施例１に係る半導体照明用電源１０００と同様である。

また、以上のような構成を有する半導体照明用電源３０００における半導体照明用電源制御回路３００のその他の動作は、実施例１と同様である。

すなわち、実施例１と同様に、力率改善回路ＰＦＣの出力電圧が設定値になってから降圧チョッパ回路ＤＣＨが動作するので、安定した入力電圧にて降圧チョッパ回路ＤＣＨが動作可能になる。

特に、本実施例３においては、既述のように、ハイサイドスイッチ素子ＨＳＷを省略することができる。

実施例は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。特に、半導体照明用電源制御回路１００，３００は同一の半導体基板に形成して集積回路化することが可能である。また、降圧回路として、降圧チョッパ回路ＤＣＨを用いたが、例えば電流共振型のＤＣ／ＤＣコンバータを用いてもよい。

１００、３００ 半導体照明用電源制御回路
１０００、２０００、３０００ 半導体照明用電源
ＡＣ 交流電源
ＲＥＣ 整流回路
ＤＣ１ 電源用分圧回路
ＰＦＣ 力率改善（ＰＦＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路
ＤＣＨ 降圧チョッパ回路
ＥＭ 半導体発光素子
ＤＲＥＣ１ 第１の整流用ダイオード
ＤＲＥＣ２ 第２の整流用ダイオード
ＤＲＥＣ３ 第３の整流用ダイオード
ＤＲＥＣ４ 第４の整流用ダイオード
Ｌｘ 巻線
ＣＳＷ スイッチ素子
Ｒ 抵抗
ＣＤ ダイオード
ＤＣ２ 力率改善用分圧回路
ＣＳＭ１ 出力コンデンサ
ＨＳＷ ハイサイドスイッチ素子
ＬＳＷ ローサイドスイッチ素子
ＳＷ スイッチ素子
ＡＤ 降圧用ダイオード
Ｌｘ１ １次巻線
Ｌｘ２ ２次巻線
Ｄ１ 第１のダイオード
Ｄ２ 第２のダイオード
Ｃ１ 第１のコンデンサ
Ｃ２ 第２のコンデンサ
ＣＳＭ２ 出力コンデンサ
Ｒｏｕｔ 出力抵抗
ＳＣ 起動電源回路
ＰＣＣ ＰＦＣ制御回路
ＶＤＣ ＰＦＣ出力電圧検出回路
ＢＤＳ 入力停電検出回路
ＳＰＣ 停止回路
ＤＲ ドライバ回路
ＩＤＣ 電流検出回路
ＯＳＣ 発振器
ＵＶＬＯ 誤動作防止回路
ＣＯＭ コンパレータ
ＣＯＮＴ 制御部
ＳＳＣ ソフトスタート回路

Claims (4)

1. 交流電源と、前記交流電源が出力する交流電圧を整流して電源端子と接地端子に出力する整流回路と、前記交流電源が出力した電圧による高調波を抑制する力率改善回路と、第１の出力ノードの電圧を降圧して第２の出力ノードに出力する降圧回路と、前記第２の出力ノードと前記接地端子との間に直列に接続された複数の半導体発光素子と、を備えた半導体照明用電源に適用され且つ前記力率改善回路および前記降圧回路を制御する半導体照明用電源制御回路において、
   前記半導体照明用電源制御回路は、前記力率改善回路が動作を開始して前記第１の出力ノードに出力する出力電圧が予め設定された設定値以上になった後に、前記降圧回路を起動させるものであり、
   前記設定値は、前記複数の半導体発光素子の順電圧の和よりも、高く設定されており、 前記電源端子と前記接地端子との間の電圧を分圧した電源用分圧電圧が予め設定された電源用閾値以上になった場合に、起動する起動電源回路と、
   前記起動電源回路が出力する電圧が予め設定した力率改善回路用閾値以上になった場合に、前記力率改善回路に設けたスイッチ素子を制御して前記力率改善回路を駆動させるＰＦＣ制御回路と、
   前記力率改善回路の出力電圧を分圧した分圧電圧を検出するＰＦＣ出力電圧検出回路と、
   前記ＰＦＣ出力電圧検出回路により検出された前記力率改善回路の出力電圧を分圧した分圧電圧が、予め設定された前記半導体発光素子の順電圧より高い降圧回路用閾値に達すると、前記降圧回路の駆動の停止を要求する出力停止信号を解除する停止回路と、 前記出力停止信号が解除され、前記降圧回路が起動して、前記降圧回路に設けたハイサイドスイッチ素子とローサイドスイッチ素子のうち少なくとも前記ハイサイドスイッチ素子を制御することにより、前記降圧回路を駆動させるドライバ回路と、を有し、
   前記力率改善回路のチョークにトランス構成された２次巻線を設け、その２次巻線は前記降圧回路のハイサイドスイッチ素子の電源用とすることで、ローサイドスイッチ素子を削除できる様にしたことを特徴とする半導体照明用電源制御回路。
2. 前記設定値は、前記降圧回路が必要とする入力電圧である
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体照明用電源制御回路。
3. 交流電源と、
   前記交流電源が出力する交流電圧を整流して電源端子と接地端子に出力する整流回路と、
   前記交流電源が出力した電圧による高調波を抑制する力率改善回路と、
   第１の出力ノードの電圧を降圧して第２の出力ノードに出力する降圧回路と、
   前記第２の出力ノードと前記接地端子との間に直列に接続された複数の半導体発光素子と、
   前記力率改善回路および前記降圧回路を制御する半導体照明用電源制御回路と、を備え、
   前記半導体照明用電源制御回路は、前記力率改善回路が動作を開始して前記第１の出力ノードに出力する出力電圧が予め設定された設定値以上になった後に、前記降圧回路を起動させるものであり、
   前記設定値は、前記複数の半導体発光素子の順電圧の和よりも、高く設定されており、 前記半導体照明用電源制御回路は、
   前記電源端子と前記接地端子との間の電圧を分圧した電源用分圧電圧が予め設定された電源用閾値以上になった場合に、起動する起動電源回路と、
   前記起動電源回路が出力する電圧が予め設定した力率改善回路用閾値以上になった場合に、前記力率改善回路に設けたスイッチ素子を制御して前記力率改善回路を駆動させるＰＦＣ制御回路と、
   前記力率改善回路の出力電圧を分圧した分圧電圧を検出するＰＦＣ出力電圧検出回路と、
   前記ＰＦＣ出力電圧検出回路により検出された前記力率改善回路の出力電圧を分圧した分圧電圧が、予め設定された前記半導体発光素子の順電圧より高い降圧回路用閾値に達すると、前記降圧回路の駆動の停止を要求する出力停止信号を解除する停止回路と、
   前記出力停止信号が解除され、前記降圧回路が起動して、前記降圧回路に設けたハイサイドスイッチ素子とローサイドスイッチ素子とのうち少なくとも前記ハイサイドスイッチ素子を制御することにより、前記降圧回路を駆動させるドライバ回路と、を有し、
   前記力率改善回路のチョークにトランス構成された２次巻線を設け、その２次巻線は前記降圧回路のハイサイドスイッチ素子の電源用とすることで、ローサイドスイッチ素子を削除できる様にしたことを特徴とする半導体照明用電源。
4. 前記力率改善回路は、
   前記電源端子に一端が接続された巻線と、
   前記巻線の他端に一端が接続されたスイッチ素子と、
   前記スイッチ素子の他端と前記接地端子との間に接続された抵抗と、
   前記巻線の他端にアノードが接続され、前記第１の出力ノードにカソードが接続されたダイオードと、
   前記第１の出力ノードと前記接地端子との間の電圧を分圧した力率改善用分圧電圧を出力する力率改善用分圧回路と、
   前記第１の出力ノードと前記接地端子との間に接続された出力コンデンサと、を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の半導体照明用電源。

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