JP6515338B2 - Switching power supply device and projection type video display device - Google Patents

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Description

本開示は、スイッチング電源装置、およびスイッチング電源装置を備えた投写型映像表示装置に関する。   The present disclosure relates to a switching power supply device and a projection type video display device provided with the switching power supply device.

特許文献1は、LLC方式のコンバータ装置に代表される電流共振型のスイッチング電源装置を開示する。   Patent Document 1 discloses a current resonance type switching power supply device represented by an LLC converter device.

特開2014−64353号公報JP, 2014-64353, A

本開示は、電力が供給される回路(以下、「負荷回路」とも記す)に大きな負荷変動が生じた場合でも、所定の出力電圧に制御して安定した電力供給ができるLLC方式のスイッチング電源装置、およびそのスイッチング電源装置を備えた投写型映像表示装置を提供する。   The present disclosure is an LLC switching power supply device capable of stably supplying power by controlling to a predetermined output voltage even when a large load fluctuation occurs in a circuit to which power is supplied (hereinafter, also referred to as “load circuit”). And a projection type video display provided with the switching power supply.

本開示におけるスイッチング電源装置は、1次巻線と複数の巻線単位に分割された2次巻線とを備えるトランスと、1次巻線を構成要素に含む共振回路を形成する共振コンデンサと、1次巻線側に設けられた第1スイッチング素子および第2スイッチング素子と、2次巻線に誘起される電圧を巻線単位で取り出すための複数の整流ダイオードと、複数の整流ダイオードから取り出される電圧を切替えて出力する出力電圧切替回路と、負荷回路に流れる電流を検出する電流検出回路と、電流検出回路における検出結果にもとづいて出力電圧切替回路を制御する制御部と、を備える。   A switching power supply according to the present disclosure includes: a transformer including a primary winding and a secondary winding divided into a plurality of winding units; and a resonant capacitor forming a resonant circuit including the primary winding as a component. It is extracted from the first switching element and the second switching element provided on the primary winding side, a plurality of rectifying diodes for extracting the voltage induced in the secondary winding in units of windings, and the plurality of rectifying diodes An output voltage switching circuit that switches and outputs a voltage, a current detection circuit that detects a current flowing through the load circuit, and a control unit that controls the output voltage switching circuit based on a detection result of the current detection circuit.

本開示における投写型映像表示装置は、光源部と、光源部に電力を供給するスイッチング電源装置と、を備える。そのスイッチング電源装置は、1次巻線と複数の巻線単位に分割された2次巻線とを備えるトランスと、1次巻線を構成要素に含む共振回路を形成する共振コンデンサと、1次巻線側に設けられた第1スイッチング素子および第2スイッチング素子と、2次巻線に誘起される電圧を巻線単位で取り出すための複数の整流ダイオードと、複数の整流ダイオードから取り出される電圧を切替えて出力する出力電圧切替回路と、光源部に流れる電流を検出する電流検出回路と、電流検出回路における検出結果にもとづいて出力電圧切替回路を制御する制御部と、を備える。   The projection type video display apparatus in this indication is provided with a light source part and a switching power supply which supplies electric power to a light source part. The switching power supply device includes a transformer including a primary winding and a secondary winding divided into a plurality of winding units, a resonant capacitor forming a resonant circuit including the primary winding as a component, and a primary The first switching element and the second switching element provided on the winding side, a plurality of rectifying diodes for taking out the voltage induced in the secondary winding in winding units, and the voltages taken out from the plurality of rectifying diodes An output voltage switching circuit that switches and outputs, a current detection circuit that detects a current flowing to the light source unit, and a control unit that controls the output voltage switching circuit based on a detection result of the current detection circuit.

本開示におけるLLC方式のスイッチング電源装置は、大きな負荷変動が生じる可能性がある負荷回路に対しても、所定の出力電圧に制御された安定した電力を供給できる電源装置として有効である。   The LLC switching power supply device according to the present disclosure is effective as a power supply device capable of supplying stable power controlled to a predetermined output voltage even to a load circuit that may cause a large load fluctuation.

図1は、実施の形態1におけるLLC方式のスイッチング電源装置を備えた投写型映像表示装置の外観の一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the appearance of a projection type image display apparatus provided with a switching power supply apparatus of the LLC system in the first embodiment. 図2は、実施の形態1におけるLLC方式のスイッチング電源装置を備えた投写型映像表示装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram schematically showing one configuration example of a projection type video display device provided with the switching power supply device of the LLC system in the first embodiment. 図3は、実施の形態1におけるスイッチング電源装置および光源部の一構成例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing one configuration example of the switching power supply device and the light source unit in the first embodiment. 図4は、実施の形態1におけるスイッチング電源装置の動作例を概略的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing an operation example of the switching power supply device according to the first embodiment. 図5は、実施の形態1におけるスイッチング電源装置の動作例を概略的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing an operation example of the switching power supply device according to the first embodiment. 図6は、実施の形態1におけるスイッチング電源装置の動作例を概略的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing an operation example of the switching power supply device according to the first embodiment. 図7は、実施の形態1におけるスイッチング電源装置の動作例を概略的に示す図である。FIG. 7 is a diagram schematically showing an operation example of the switching power supply device according to the first embodiment.

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, the detailed description may be omitted if necessary. For example, detailed description of already well-known matters and redundant description of substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy in the following description and to facilitate understanding by those skilled in the art.

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。   It should be noted that the attached drawings and the following description are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and they are not intended to limit the claimed subject matter.

なお、説明中で同じ符号、記号、数字は、特に説明が無い限り、同じ構成要素を示すものとする。また、特に説明が無い限り本発明に必須でない構成要素は図示しないものとする。   In the description, the same symbols, symbols, and numerals indicate the same components unless otherwise described. Further, unless otherwise described, components not essential to the present invention are not shown.

(実施の形態1)
以下、図1〜図7を用いて、実施の形態1を説明する。
Embodiment 1
The first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.

[1−1.構成]
図1は、実施の形態1におけるLLC方式のスイッチング電源装置28を備えた投写型映像表示装置100の外観の一例を模式的に示す斜視図である。
[1-1. Constitution]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the appearance of a projection-type image display apparatus 100 provided with a switching power supply device 28 of the LLC system in the first embodiment.

投写型映像表示装置100は、外部から入力される映像信号に応じて生成した映像光を、スクリーン500へ投写する。投写型映像表示装置100は、投写型映像表示装置の一例である。   The projection type video display apparatus 100 projects video light generated according to a video signal input from the outside onto the screen 500. The projection display apparatus 100 is an example of a projection display apparatus.

図2は、実施の形態1におけるLLC方式のスイッチング電源装置28を備えた投写型映像表示装置100の一構成を概略的に示すブロック図である。なお、図2では、信号の流れを実線の矢印で示し、光の流れを白抜きの矢印で示す。   FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of a projection-type image display apparatus 100 including the switching power supply device 28 of the LLC system in the first embodiment. In FIG. 2, the flow of signals is indicated by solid arrows, and the flow of light is indicated by white arrows.

なお、図2に示す投写型映像表示装置100は、投写型映像表示装置の一例であり、本実施の形態における投写型映像表示装置は何ら図2に示す構成に限定されない。   In addition, the projection type video display apparatus 100 shown in FIG. 2 is an example of a projection type video display apparatus, and the projection type video display apparatus in this Embodiment is not limited to the structure shown in FIG. 2 at all.

投写型映像表示装置100は、光源部の一例である光源部10と、光源駆動部20と、制御部の一例である主制御部30と、映像生成部40と、導光光学系50と、投写光学系60と、を備える。   The projection type video display apparatus 100 includes a light source unit 10 which is an example of a light source unit, a light source drive unit 20, a main control unit 30 which is an example of a control unit, an image generation unit 40, and a light guide optical system 50. And a projection optical system 60.

光源部10は、半導体光源素子の一例である半導体レーザダイオード(図2には示さず)を複数備えている。光源部10は、半導体レーザダイオードから出力されるレーザ光を励起光として蛍光体(図示せず)を発光させることができる。そして、光源部10は、この蛍光体の発光光と、レーザ光と、を照明光として出射するように構成されている。   The light source unit 10 includes a plurality of semiconductor laser diodes (not shown in FIG. 2), which are an example of semiconductor light source elements. The light source unit 10 can cause a phosphor (not shown) to emit light using laser light output from the semiconductor laser diode as excitation light. And the light source part 10 is comprised so that the emitted light of this fluorescent substance and a laser beam may be emitted as illumination light.

導光光学系50は、各種レンズ、ミラー、およびロッドインテグレータ、等の光学部材(図示せず)を備えている。そして、導光光学系50は、それらの光学部材を用いて、光源部10から出射された照明光を映像生成部40へ導くように構成されている。   The light guide optical system 50 includes optical members (not shown) such as various lenses, mirrors, and rod integrators. The light guide optical system 50 is configured to guide the illumination light emitted from the light source unit 10 to the image generation unit 40 using these optical members.

映像生成部40は、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)または液晶パネル等の、光を空間変調するための素子を備えている。そして、映像生成部40は、その素子を用い、外部から入力される映像信号に応じて、光源部10から出射される照明光を空間変調し、映像光を生成するように構成されている。   The image generation unit 40 includes an element for spatially modulating light, such as a digital micro mirror device (DMD) or a liquid crystal panel. Then, the video generation unit 40 is configured to spatially modulate the illumination light emitted from the light source unit 10 according to a video signal input from the outside using the elements, and generate video light.

投写光学系60は、レンズやミラー等の光学部材を備えている。そして、投写光学系60は、それらの光学部材を用い、映像生成部40で生成された映像光を拡大してスクリーン500へ投写するように構成されている。   The projection optical system 60 includes an optical member such as a lens or a mirror. The projection optical system 60 is configured to magnify the image light generated by the image generation unit 40 and to project the image light onto the screen 500 using these optical members.

主制御部30は、光源駆動部20や映像生成部40等を含む投写型映像表示装置100全般の制御を行うように構成されている。   The main control unit 30 is configured to control the entire projection-type image display apparatus 100 including the light source drive unit 20, the image generation unit 40, and the like.

光源駆動部20は、LLC方式のスイッチング電源装置(以下、単に「スイッチング電源装置」と記す)28を備え、光源部10の駆動に必要な電力を発生して光源部10に供給するように構成されている。スイッチング電源装置28については後述する。   The light source drive unit 20 includes a switching power supply device (hereinafter, simply referred to as “switching power supply device”) 28 of the LLC system, and is configured to generate electric power necessary for driving the light source unit 10 and supply it to the light source unit 10 It is done. The switching power supply device 28 will be described later.

なお、投写型映像表示装置100が備える各ブロックの構成および動作は、光源駆動部20が備えるスイッチング電源装置28および光源部10の構成を除き、一般に用いられているプロジェクタと実質的に同じであるので、詳細な説明は省略する。   The configuration and operation of each block included in the projection type image display apparatus 100 are substantially the same as a generally used projector except for the configurations of the switching power supply device 28 and the light source unit 10 included in the light source drive unit 20. Therefore, the detailed description is omitted.

次に、本実施の形態におけるスイッチング電源装置28および光源部10の構成について説明する。   Next, the configurations of the switching power supply device 28 and the light source unit 10 in the present embodiment will be described.

図3は、実施の形態1におけるスイッチング電源装置28および光源部10の一構成例を示す回路図である。図3には、光源駆動部20と、光源部10と、主制御部30と、を示す。   FIG. 3 is a circuit diagram showing one configuration example of the switching power supply device 28 and the light source unit 10 in the first embodiment. In FIG. 3, the light source drive unit 20, the light source unit 10, and the main control unit 30 are shown.

光源駆動部20は、スイッチング電源装置の一例であるスイッチング電源装置28と、FET駆動回路25と、を備える。スイッチング電源装置28は、LLC方式のコンバータ装置(電流共振型のスイッチング電源装置)である。なお、光源部10は、スイッチング電源装置28が電力を供給する負荷回路の一例である。   The light source drive unit 20 includes a switching power supply device 28 which is an example of a switching power supply device, and an FET drive circuit 25. The switching power supply device 28 is an LLC converter device (current resonance type switching power supply device). The light source unit 10 is an example of a load circuit to which the switching power supply device 28 supplies power.

スイッチング電源装置28は、直流電源装置の一例である直流電源Vin、第1スイッチング素子の一例であるスイッチング素子Q1、第2スイッチング素子の一例であるスイッチング素子Q2、トランスの一例であるトランスT、コンデンサCq、共振コンデンサの一例であるコンデンサCr、整流ダイオードの一例であるダイオードD1、D2、D3、D4、第1コンデンサの一例であるコンデンサC1、第2コンデンサの一例であるコンデンサC2、出力電圧切替回路の一例であるスイッチング素子Q3、電流検出回路の一例である電流検出回路23、電圧検出回路の一例である電圧検出回路24、制御部の一例であるマイクロコンピュータ21、および制御部の一例である制御回路22、を備える。   The switching power supply device 28 includes a DC power supply Vin which is an example of a DC power supply device, a switching element Q1 which is an example of a first switching element, a switching element Q2 which is an example of a second switching element, a transformer T which is an example of a transformer, and a capacitor Cq, a capacitor Cr which is an example of a resonant capacitor, diodes D1, D2, D3, D4 which are an example of a rectifying diode, a capacitor C1 which is an example of a first capacitor, a capacitor C2 which is an example of a second capacitor, an output voltage switching circuit A switching element Q3 as an example, a current detection circuit 23 as an example of a current detection circuit, a voltage detection circuit 24 as an example of a voltage detection circuit, a microcomputer 21 as an example of a control unit, and control as an example of a control unit A circuit 22;

直流電源Vinは、直流の電力を出力可能な電源装置の一例である。なお、直流電源Vinは、スイッチング電源装置28の外部、または、光源駆動部20の外部、に設置されていてもよい。   The DC power supply Vin is an example of a power supply device capable of outputting DC power. The DC power supply Vin may be installed outside the switching power supply device 28 or outside the light source drive unit 20.

スイッチング素子Q1、Q2は、電気的に互いに直列に接続されて直流電源Vinの両端子に直列接続されている。直流電源Vinのプラス側にはスイッチング素子Q1が配置され、直流電源Vinのマイナス側(または、接地側)にはスイッチング素子Q2が配置されている。スイッチング素子Q1、Q2のそれぞれの導通と遮断の切り替え(スイッチング動作)は、制御回路22によって制御されている。以下、スイッチング素子における導通状態を「オン」と記し、遮断状態を「オフ」と記す。なお、本実施の形態では、スイッチング素子Q1、Q2に、NチャネルFET(Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)を用いる例を示すが、本開示は何らこの構成に限定されない。   The switching elements Q1 and Q2 are electrically connected in series to each other and connected in series to both terminals of the DC power supply Vin. The switching element Q1 is disposed on the positive side of the DC power supply Vin, and the switching element Q2 is disposed on the negative side (or the ground side) of the DC power supply Vin. The switching (switching operation) of switching on and off of the switching elements Q 1 and Q 2 is controlled by the control circuit 22. Hereinafter, the conduction state of the switching element is referred to as “on”, and the interruption state is referred to as “off”. In the present embodiment, an example in which an N-channel FET (Field Effect Transistor) is used as the switching elements Q1 and Q2 is described, but the present disclosure is not limited to this configuration.

トランスTは、1次巻線L1と2次巻線L2とを備える。1次巻線L1は1次巻線の一例であり、2次巻線L2は2次巻線の一例である。1次巻線L1の一端は、スイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2との電気的な接続点に接続されている。そして、直流電源Vinから出力される電流は、スイッチング素子Q1およびその接続点を通って1次巻線L1に供給される。なお、本実施の形態では、トランスTの1次巻線L1の巻数を「n1」と記す。また、本実施の形態では、n1を36ターンとし、2次巻線L2の巻数を24ターンとする例を示すが、本開示は何らこの構成に限定されない。   The transformer T includes a primary winding L1 and a secondary winding L2. The primary winding L1 is an example of a primary winding, and the secondary winding L2 is an example of a secondary winding. One end of the primary winding L1 is connected to an electrical connection point between the switching element Q1 and the switching element Q2. The current output from the DC power supply Vin is supplied to the primary winding L1 through the switching element Q1 and its connection point. In the present embodiment, the number of turns of the primary winding L1 of the transformer T is referred to as "n1". Further, although an example in which n1 is 36 turns and the number of turns of the secondary winding L2 is 24 turns is shown in the present embodiment, the present disclosure is not limited to this configuration.

トランスTの1次巻線L1には、図3に示すように、トランスTの結合係数に応じた励磁インダクタンスLm、漏れインダクタンスLrが存在する。なお、図3には、1次巻線L1と、1次巻線L1の励磁インダクタンスLmと、漏れインダクタンスLrと、をそれぞれ個別に示しているが、1次巻線L1と独立にインダクタンスLr、Lmが存在するわけではない。   In the primary winding L1 of the transformer T, as shown in FIG. 3, an excitation inductance Lm and a leakage inductance Lr corresponding to the coupling coefficient of the transformer T are present. Although the primary winding L1, the excitation inductance Lm of the primary winding L1, and the leakage inductance Lr are separately shown in FIG. 3, the inductance Lr, which is independent of the primary winding L1, is shown. Lm does not exist.

1次巻線L1の他端は、コンデンサCrの一端に接続され、コンデンサCrの他端は直流電源Vinのマイナス側(または、接地側)に接続されている。このように、スイッチング電源装置28では、1次巻線L1とコンデンサCrとが電気的に直列に接続されることによって、励磁インダクタンスLm、漏れインダクタンスLrおよびコンデンサCrで電流共振回路が形成される。この電流共振回路は、電流共振回路の一例である。この電流共振回路の共振動作によって、トランスTの2次巻線L2に電圧が誘起される。   The other end of the primary winding L1 is connected to one end of the capacitor Cr, and the other end of the capacitor Cr is connected to the negative side (or the ground side) of the DC power supply Vin. As described above, in the switching power supply device 28, by electrically connecting the primary winding L1 and the capacitor Cr in series, a current resonance circuit is formed by the excitation inductance Lm, the leakage inductance Lr, and the capacitor Cr. This current resonance circuit is an example of a current resonance circuit. The resonant operation of this current resonance circuit induces a voltage in the secondary winding L2 of the transformer T.

コンデンサCqは、スイッチング素子Q1、Q2における電気的な損失を低減するための電圧共振用コンデンサであり、1次巻線L1に電気的に並列に接続されている。   The capacitor Cq is a capacitor for voltage resonance for reducing electrical loss in the switching elements Q1 and Q2, and is electrically connected in parallel to the primary winding L1.

本実施の形態におけるスイッチング電源装置28では、トランスTの2次巻線L2は、4つの巻線単位L21、L22、L23、L24に分割されている。4つの巻線単位L21、L22、L23、L24は、複数の巻線単位の一例である。なお、本実施の形態では、巻線単位L22と巻線単位L23のそれぞれの巻数を「n2」と記し、巻線単位L21と巻線単位L24のそれぞれの巻数を「n3」と記す。また、本実施の形態では、n2を8ターンとし、n3を4ターンとする例を示すが、本開示は何らこの構成に限定されない。   In the switching power supply device 28 according to the present embodiment, the secondary winding L2 of the transformer T is divided into four winding units L21, L22, L23, and L24. The four winding units L21, L22, L23, and L24 are an example of a plurality of winding units. In the present embodiment, the number of turns of each of the winding unit L22 and the winding unit L23 is described as "n2", and the number of turns of each of the winding unit L21 and the winding unit L24 is described as "n3". Further, although an example in which n2 is eight turns and n3 is four turns is shown in the present embodiment, the present disclosure is not limited to this configuration.

ダイオードD1、D2、D3、D4は、2次巻線L2に発生した電圧を整流するための整流ダイオードの一例である。ダイオードD1のアノードは、巻線単位L21の一端に電気的に接続されている。ダイオードD2のアノードは、巻線単位L21の他端と巻線単位L22の一端との電気的な接続点に電気的に接続されている。ダイオードD3のアノードは、巻線単位L23の他端と巻線単位L24の一端との電気的な接続点に電気的に接続されている。ダイオードD4のアノードは、巻線単位L24の他端に電気的に接続されている。そして、ダイオードD1のカソードとダイオードD4のカソードとは互いに電気的に接続され、ダイオードD2のカソードとダイオードD3のカソードとは互いに電気的に接続されている。なお、ダイオードD1〜D4の各カソードは、複数の電圧出力端の一例である。   The diodes D1, D2, D3 and D4 are examples of rectifying diodes for rectifying a voltage generated in the secondary winding L2. The anode of the diode D1 is electrically connected to one end of the winding unit L21. The anode of the diode D2 is electrically connected to the electrical connection point between the other end of the winding unit L21 and one end of the winding unit L22. The anode of the diode D3 is electrically connected to the electrical connection point between the other end of the winding unit L23 and one end of the winding unit L24. The anode of the diode D4 is electrically connected to the other end of the winding unit L24. The cathode of the diode D1 and the cathode of the diode D4 are electrically connected to each other, and the cathode of the diode D2 and the cathode of the diode D3 are electrically connected to each other. Each cathode of the diodes D1 to D4 is an example of a plurality of voltage output terminals.

コンデンサC1は、電圧を平滑するためのコンデンサの一例である。コンデンサC1は、一端が、ダイオードD1のカソードとダイオードD4のカソードとの電気的な接続点に電気的に接続され、他端が、巻線単位L22の他端と巻線単位L23の一端との電気的な接続点に電気的に接続されている。   The capacitor C1 is an example of a capacitor for smoothing the voltage. One end of capacitor C1 is electrically connected to the electrical connection point between the cathode of diode D1 and the cathode of diode D4, and the other end is the other end of winding unit L22 and one end of winding unit L23. It is electrically connected to the electrical connection point.

コンデンサC2は、電圧を平滑するめのコンデンサの一例である。コンデンサC2は、一端が、ダイオードD2のカソードとダイオードD3のカソードとの電気的な接続点に電気的に接続され、他端が、巻線単位L22の他端と巻線単位L23の一端との電気的な接続点に電気的に接続されている。   The capacitor C2 is an example of a capacitor for smoothing the voltage. One end of capacitor C2 is electrically connected to the electrical connection point between the cathode of diode D2 and the cathode of diode D3, and the other end is the other end of winding unit L22 and one end of winding unit L23. It is electrically connected to the electrical connection point.

このように、コンデンサC1の他端と、コンデンサC2の他端とは、互いに電気的に接続されている。   Thus, the other end of the capacitor C1 and the other end of the capacitor C2 are electrically connected to each other.

この構成により、ダイオードD1またはダイオードD4で整流された電圧は、コンデンサC1で平滑される。また、ダイオードD2またはダイオードD3で整流された電圧は、コンデンサC2で平滑される。   With this configuration, the voltage rectified by the diode D1 or the diode D4 is smoothed by the capacitor C1. In addition, the voltage rectified by the diode D2 or the diode D3 is smoothed by the capacitor C2.

スイッチング素子Q3は、トランスTの2次巻線L2に発生する出力電圧を巻線単位で選択して切替えるための出力電圧切替回路の一例である。なお、本実施の形態では、スイッチング素子Q3にNチャネルFETを用いる例を示すが、本開示は何らこの構成に限定されない。   The switching element Q3 is an example of an output voltage switching circuit for selecting and switching an output voltage generated in the secondary winding L2 of the transformer T in units of windings. In the present embodiment, an example in which an N-channel FET is used as the switching element Q3 is shown, but the present disclosure is not limited to this configuration.

スイッチング素子Q3のドレイン端子は、コンデンサC1の一端(ダイオードD1のカソードとダイオードD4のカソードとの電気的な接続点)に接続され、スイッチング素子Q3のソース端子は、コンデンサC2の一端(ダイオードD2のカソードとダイオードD3のカソードとの電気的な接続点)に接続されている。また、スイッチング素子Q3のソース端子は、光源部10および電圧検出回路24にも電気的に接続されている。スイッチング素子Q3のゲート端子は、マイクロコンピュータ21に接続され、マイクロコンピュータ21から出力される制御信号は、このゲート端子に供給される。これにより、マイクロコンピュータ21は、スイッチング素子Q3のオンとオフの切り替え(スイッチング動作)を制御することができる。   The drain terminal of the switching element Q3 is connected to one end of the capacitor C1 (electrical connection point between the cathode of the diode D1 and the cathode of the diode D4), and the source terminal of the switching element Q3 is one end of the capacitor C2 (diode D2 It is connected to the electrical connection point between the cathode and the cathode of the diode D3. The source terminal of the switching element Q3 is also electrically connected to the light source unit 10 and the voltage detection circuit 24. The gate terminal of the switching element Q3 is connected to the microcomputer 21, and the control signal output from the microcomputer 21 is supplied to this gate terminal. Thus, the microcomputer 21 can control the on / off switching (switching operation) of the switching element Q3.

上述したように、スイッチング素子Q3のソース端子には光源部10が接続されている。したがって、スイッチング素子Q3が導通した状態(オン状態)になると、2次巻線L2の出力電圧のうちのダイオードD1またはダイオードD4で整流されコンデンサC1、C2によって平滑されて得られる出力電圧(以下、「第1出力電圧」と記す)が、光源部10に供給される。スイッチング素子Q3が遮断した状態(オフ状態)になると、2次巻線L2の出力電圧のうちのダイオードD2またはダイオードD3で整流されコンデンサC2によって平滑されて得られる出力電圧(以下、「第2出力電圧」と記す)が、光源部10に供給される。   As described above, the light source unit 10 is connected to the source terminal of the switching element Q3. Therefore, when switching element Q3 becomes conductive (on state), an output voltage obtained by being rectified by diode D1 or diode D4 of the output voltage of secondary winding L2 and smoothed by capacitors C1 and C2 (hereinafter referred to as The “first output voltage” is supplied to the light source unit 10. When the switching element Q3 is cut off (off state), an output voltage obtained by rectifying with the diode D2 or the diode D3 of the output voltage of the secondary winding L2 and smoothing with the capacitor C2 (hereinafter referred to as “second output The voltage (referred to as “voltage”) is supplied to the light source unit 10.

光源部10は、第1光源モジュール11と、第2光源モジュール12と、電流検出用の抵抗Rと、を備える。   The light source unit 10 includes a first light source module 11, a second light source module 12, and a resistor R for current detection.

第1光源モジュール11および第2光源モジュール12は、光源モジュールの一例である。抵抗Rは、第1光源モジュール11と第2光源モジュール12とに流れる電流を検出するための電流検出用の抵抗の一例である。   The first light source module 11 and the second light source module 12 are an example of a light source module. The resistor R is an example of a current detection resistor for detecting the current flowing to the first light source module 11 and the second light source module 12.

抵抗Rは、第1光源モジュール11と第2光源モジュール12との間に直列に接続されている。第1光源モジュール11と第2光源モジュール12とは、抵抗Rを間に挟んで、電気的に直列に接続されている。そして、第1光源モジュール11は、スイッチング素子Q3のソース端子に電気的に接続され、第2光源モジュール12は、コンデンサC1の他端とコンデンサC2の他端との電気的な接続点に、電気的に接続されている。   The resistor R is connected in series between the first light source module 11 and the second light source module 12. The first light source module 11 and the second light source module 12 are electrically connected in series with the resistor R interposed therebetween. The first light source module 11 is electrically connected to the source terminal of the switching element Q3, and the second light source module 12 is electrically connected to the electrical connection point between the other end of the capacitor C1 and the other end of the capacitor C2. Connected.

第1光源モジュール11は、複数の半導体レーザダイオード11aと、FET11bと、FETドライバ11cと、を備える。FET11bは短絡用スイッチング素子の一例である。なお、本実施の形態では、FET11bをNチャネルFETとする例を示すが、本開示は何らこの構成に限定されない。また、第1光源モジュール11が備える半導体レーザダイオード11aの数は、例えば8個であるが、本開示は何らこの数に限定されない。   The first light source module 11 includes a plurality of semiconductor laser diodes 11a, an FET 11b, and an FET driver 11c. The FET 11 b is an example of a shorting switching element. In the present embodiment, an example in which the FET 11b is an N-channel FET is shown, but the present disclosure is not limited to this configuration. Moreover, although the number of semiconductor laser diodes 11 a included in the first light source module 11 is, for example, eight, the present disclosure is not limited to this number.

複数の半導体レーザダイオード11aは、互いに電気的に直列に接続されている。FET11bは、直列に接続された複数の半導体レーザダイオード11aに電気的に並列に配置されている。そして、直列に接続された複数の半導体レーザダイオード11aの一方の端部(アノード)にFET11bのドレイン端子が接続され、他方の端部(カソード)にFET11bのソース端子が接続されている。したがって、FET11bがオン状態になると、直列に接続された複数の半導体レーザダイオード11aの両端子(一方の端部のアノードと、他方の端部のカソード)は短絡された状態となる。   The plurality of semiconductor laser diodes 11a are electrically connected to one another in series. The FET 11 b is electrically connected in parallel to the plurality of semiconductor laser diodes 11 a connected in series. The drain terminal of the FET 11b is connected to one end (anode) of the plurality of semiconductor laser diodes 11a connected in series, and the source terminal of the FET 11b is connected to the other end (cathode). Therefore, when the FET 11b is turned on, both terminals (the anode at one end and the cathode at the other end) of the plurality of semiconductor laser diodes 11a connected in series are shorted.

FETドライバ11cは、LED(Light Emitting Diode)と光電池とが一体化された構成を有する。FETドライバ11cでは、LEDが発光すると、光電池に起電力が発生する。FETドライバ11cの光電池は、その光電池の出力がFET11bのゲート端子に供給されるように、FET11bのゲート端子とソース端子との間に電気的に接続されている。そして、そのLEDが発光すると、FET11bはオン状態(導通状態)となり、そのLEDが非発光のときは、FET11bはオフ状態(遮断状態)となる。このように、第1光源モジュール11では、FETドライバ11cのLEDの発光と非発光の切り替えが制御されることで、FET11bのオンとオフの切り替えが制御される。   The FET driver 11c has a configuration in which an LED (Light Emitting Diode) and a photocell are integrated. In the FET driver 11c, when the LED emits light, an electromotive force is generated in the photocell. The photovoltaic cell of the FET driver 11c is electrically connected between the gate terminal and the source terminal of the FET 11b so that the output of the photovoltaic cell is supplied to the gate terminal of the FET 11b. When the LED emits light, the FET 11b is turned on (conductive state), and when the LED is not emitting light, the FET 11b is turned off (cut off). As described above, in the first light source module 11, the switching between the light emission and the non-light emission of the LED of the FET driver 11c is controlled, whereby the switching between the on and off of the FET 11b is controlled.

そして、FET11bがオフ状態になると、FET11bに電流は流れず半導体レーザダイオード11aの方に電流が流れるので、半導体レーザダイオード11aは発光する。また、半導体レーザダイオード11aが故障等により絶縁状態になったときは、FET11bをオン状態にすることでFET11bの方に電流が流れるので、半導体レーザダイオード11aを通さない電流路を確保することができる。   Then, when the FET 11b is turned off, no current flows in the FET 11b, and current flows in the semiconductor laser diode 11a, so that the semiconductor laser diode 11a emits light. Further, when the semiconductor laser diode 11a is in an insulated state due to a failure or the like, by turning on the FET 11b, a current flows to the FET 11b, so a current path which does not pass through the semiconductor laser diode 11a can be secured. .

第2光源モジュール12は、第1光源モジュール11と実質的に同じ構成であり、第1光源モジュール11と同様に、複数の半導体レーザダイオード12aと、FET12bと、FETドライバ12cと、を備える。繰り返しの説明になるので、第2光源モジュール12に関する説明は省略する。   The second light source module 12 has substantially the same configuration as the first light source module 11, and includes the plurality of semiconductor laser diodes 12a, the FET 12b, and the FET driver 12c, similarly to the first light source module 11. Since the description will be repeated, the description of the second light source module 12 is omitted.

電流検出回路23は、電流検出用の抵抗Rの両端に電気的に接続されており、抵抗Rの両端の電圧を計測して光源部10に流れる電流を検出するように構成されている。検出された電流値を示す情報は、電流検出回路23からマイクロコンピュータ21に供給される。   The current detection circuit 23 is electrically connected to both ends of the current detection resistor R, and is configured to measure the voltage at both ends of the resistance R to detect the current flowing to the light source unit 10. Information indicating the detected current value is supplied from the current detection circuit 23 to the microcomputer 21.

FET駆動回路25は、マイクロコンピュータ21からの制御信号にもとづき、第1光源モジュール11のFETドライバ11cのLED、および第2光源モジュール12のFETドライバ12cのLEDの、それぞれの発光・非発光を制御するように構成されている。これにより、第1光源モジュール11のFET11bおよび第2光源モジュール12のFET12bの、それぞれのオン(導通)とオフ(遮断)の切り替えは、マイクロコンピュータ21により制御される。   The FET drive circuit 25 controls light emission / non-emission of each of the LED of the FET driver 11 c of the first light source module 11 and the LED of the FET driver 12 c of the second light source module 12 based on the control signal from the microcomputer 21 It is configured to Thus, the on / off switching of the FET 11 b of the first light source module 11 and the FET 12 b of the second light source module 12 are controlled by the microcomputer 21.

例えば、マイクロコンピュータ21は、半導体レーザダイオード12aの故障を検知したときは、FET駆動回路25を介してFET12bをオン状態にする。これにより、光源部10では、半導体レーザダイオード11aに流れる電流の電流路が、オン状態になったFET12bにより確保されるので、半導体レーザダイオード11aの発光を維持することができる。   For example, when the microcomputer 21 detects a failure of the semiconductor laser diode 12 a, it turns on the FET 12 b via the FET drive circuit 25. Thus, in the light source unit 10, the current path of the current flowing through the semiconductor laser diode 11a is secured by the FET 12b in the on state, so that the light emission of the semiconductor laser diode 11a can be maintained.

電圧検出回路24は、スイッチング素子Q3のソース端子に電気的に接続されており、スイッチング素子Q3のソース端子の電圧を検出するように構成されている。これにより、電圧検出回路24は、トランスTの2次巻線L2から光源部10に供給される電力の電圧を検出することができる。検出された電圧値を示す情報は、電圧検出回路24からマイクロコンピュータ21に供給される。   The voltage detection circuit 24 is electrically connected to the source terminal of the switching element Q3, and is configured to detect the voltage of the source terminal of the switching element Q3. Thus, the voltage detection circuit 24 can detect the voltage of the power supplied from the secondary winding L2 of the transformer T to the light source unit 10. Information indicating the detected voltage value is supplied from the voltage detection circuit 24 to the microcomputer 21.

マイクロコンピュータ21は、電圧検出回路24で検出される電圧、すなわち、2次巻線L2の出力電圧、を監視し、その検出された電圧を示す情報を制御回路22に供給するように構成されている。   The microcomputer 21 is configured to monitor the voltage detected by the voltage detection circuit 24, that is, the output voltage of the secondary winding L2, and to supply the control circuit 22 with information indicating the detected voltage. There is.

制御回路22は、スイッチング素子Q1およびスイッチング素子Q2を交互にオン状態にするように構成された発振回路である。以下、単位時間(例えば、1秒間)あたりの、オン状態とオフ状態の繰り返しの回数を、「スイッチング周波数fs」と記す。   The control circuit 22 is an oscillation circuit configured to alternately turn on the switching element Q1 and the switching element Q2. Hereinafter, the number of repetitions of the on state and the off state per unit time (for example, one second) will be referred to as “switching frequency fs”.

制御回路22は、マイクロコンピュータ21から供給される電圧情報にもとづき、スイッチング素子Q1、Q2のスイッチング動作を制御するように構成されている。スイッチング電源装置28では、スイッチング素子Q1、Q2のスイッチング周波数fsが変化すると、2次巻線L2の出力電圧が変化する。したがって、制御回路22が、電圧検出回路24で検出される電圧と、あらかじめ設定された比較用の値と、を比較し、その比較結果にもとづき、スイッチング素子Q1、Q2のスイッチング周波数fsを制御することで、スイッチング電源装置28は、2次巻線L2の出力電圧を実質的に一定に保つことができる。   The control circuit 22 is configured to control the switching operation of the switching elements Q1 and Q2 based on the voltage information supplied from the microcomputer 21. In the switching power supply device 28, when the switching frequency fs of the switching elements Q1 and Q2 changes, the output voltage of the secondary winding L2 changes. Therefore, control circuit 22 compares the voltage detected by voltage detection circuit 24 with a preset value for comparison, and controls switching frequency fs of switching elements Q1 and Q2 based on the comparison result. Thus, the switching power supply 28 can keep the output voltage of the secondary winding L2 substantially constant.

なお、電圧検出回路24で検出される電圧とあらかじめ設定された比較用の値との比較は、マイクロコンピュータ21で行われてもよい。そして、その比較結果を表す情報がマイクロコンピュータ21から制御回路22に供給されてもよい。   The microcomputer 21 may compare the voltage detected by the voltage detection circuit 24 with the preset value for comparison. Then, information representing the comparison result may be supplied from the microcomputer 21 to the control circuit 22.

しかしながら、負荷回路に大きな負荷変動が生じると、スイッチング電源装置28の出力電圧を、スイッチング周波数fsによる制御可能範囲を超えて変化させなければならない可能性がある。そして、そのような状況が発生すると、2次巻線L2の出力電圧を、スイッチング周波数fsの制御だけで適切な電圧に保つことは困難である。   However, when a large load fluctuation occurs in the load circuit, the output voltage of the switching power supply 28 may have to be changed beyond the controllable range of the switching frequency fs. When such a situation occurs, it is difficult to maintain the output voltage of the secondary winding L2 at an appropriate voltage only by controlling the switching frequency fs.

そこで、本実施の形態に示すスイッチング電源装置28では、マイクロコンピュータ21が、電流検出回路23で検出される電流を監視し、その結果にもとづきスイッチング素子Q3のスイッチング動作を制御するように構成されている。この動作の詳細は後述する。   Therefore, in switching power supply device 28 shown in the present embodiment, microcomputer 21 is configured to monitor the current detected by current detection circuit 23 and to control the switching operation of switching element Q3 based on the result. There is. Details of this operation will be described later.

メモリ26は、後述する回路の状態に関する情報等を、マイクロコンピュータ21の指示により記憶する。なお、図3には、メモリ26が光源駆動部20の外部に配置された例を示しているが、メモリ26は、スイッチング電源装置28に備えられていてもよく、または、光源駆動部20に備えられていてもよい。あるいは、マイクロコンピュータ21に内蔵されていてもよい。   The memory 26 stores, for example, information related to the state of a circuit described later according to an instruction of the microcomputer 21. Although FIG. 3 shows an example in which the memory 26 is disposed outside the light source drive unit 20, the memory 26 may be provided in the switching power supply device 28 or in the light source drive unit 20. It may be provided. Alternatively, it may be built in the microcomputer 21.

[1−2.動作]
以下、図3に示したスイッチング電源装置28の動作の概略を説明する。
[1-2. Operation]
The outline of the operation of the switching power supply 28 shown in FIG. 3 will be described below.

スイッチング電源装置28では、まず、スイッチング素子Q1がオン状態になり、スイッチング素子Q2がオフ状態になることで、トランスTの1次巻線L1に、直流電源Vinが出力する電流(例えば、正方向の電流)が流れる。次に、スイッチング素子Q1がオフ状態になり、スイッチング素子Q2がオン状態になることで、コンデンサCrからトランスTの1次巻線L1に、先ほどとは逆方向の電流(例えば、負方向の電流)が流れる。この現象は、コンデンサCr、励磁インダクタンスLm、および漏れインダクタンスLrからなる電流共振回路が電流共振することで、生じる。このように、スイッチング電源装置28では、スイッチング素子Q1、Q2が交互にオン・オフを繰り返すことで、トランスTの1次巻線L1に正方向の電流と負方向の電流とが交互に流れる。そして、これらの動作が繰り返されることで、トランスTの2次巻線L2側に電圧が誘起される。   In the switching power supply device 28, first, the switching element Q1 is turned on and the switching element Q2 is turned off, whereby the current (for example, the positive direction) output from the DC power supply Vin to the primary winding L1 of the transformer T Current flows). Next, the switching element Q1 is turned off, and the switching element Q2 is turned on, so that a current (for example, a current in the negative direction) flows from the capacitor Cr to the primary winding L1 of the transformer T in the reverse direction. Flows. This phenomenon occurs when the current resonance circuit composed of the capacitor Cr, the excitation inductance Lm, and the leakage inductance Lr resonates. As described above, in the switching power supply device 28, by alternately switching on and off the switching elements Q1 and Q2, current in the positive direction and current in the negative direction alternately flow in the primary winding L1 of the transformer T. And, by repeating these operations, a voltage is induced on the secondary winding L2 side of the transformer T.

トランスTの2次巻線L2側に誘起された電圧は、ダイオードD1、D2、D3、D4によって整流され、コンデンサC1、C2によって平滑される。このとき、所定の出力電圧が得られるように、スイッチング素子Q1、Q2のスイッチング周波数fsが、制御回路22によって制御される。   The voltage induced on the secondary winding L2 side of the transformer T is rectified by the diodes D1, D2, D3 and D4, and smoothed by the capacitors C1 and C2. At this time, the switching frequency fs of the switching elements Q1 and Q2 is controlled by the control circuit 22 so as to obtain a predetermined output voltage.

一般に、LLC方式のスイッチング電源装置では、電圧と電流がそれぞれ共振するため、第1スイッチング素子(例えば、スイッチング素子Q1)、および第2スイッチング素子(例えば、スイッチング素子Q2)のオン・オフ切り替え時に生じる電力損失およびノイズを低減することができる。しかし、LLC方式のスイッチング電源装置は、PWM制御方式のスイッチング電源装置と比較すると、出力電圧の制御幅が狭い。そのため、LLC方式のスイッチング電源装置は、負荷変動が相対的に大きい負荷回路への電力供給源には不向きである。   Generally, in the LLC type switching power supply, voltage and current respectively resonate, and therefore occur when the first switching element (for example, switching element Q1) and the second switching element (for example, switching element Q2) are switched on and off. Power loss and noise can be reduced. However, the switching power supply apparatus of the LLC system has a narrower control range of the output voltage as compared with the switching power supply apparatus of the PWM control system. Therefore, the LLC switching power supply apparatus is not suitable for a power supply source to a load circuit having a relatively large load fluctuation.

ところで、本実施の形態に一例として挙げた投写型映像表示装置100では、光源部10において、複数の半導体レーザダイオード11aが直列接続されて構成された第1光源モジュール11と、複数の半導体レーザダイオード12aが直列接続されて構成された第2光源モジュール12と、が直列接続されている。そのため、複数の半導体レーザダイオード11a、12aのいずれかが故障する等して断線した状態(以下、「オープン故障」と記す)が発生すると、光源部10を流れる電流の電流路が遮断され、正常な半導体レーザダイオードにも電流が流れなくなり、全ての半導体レーザダイオードが非発光状態になる。   By the way, in the projection type image display apparatus 100 mentioned as an example in this embodiment, in the light source section 10, the first light source module 11 configured by connecting a plurality of semiconductor laser diodes 11a in series, and a plurality of semiconductor laser diodes The second light source module 12 configured by connecting in series 12a is connected in series. Therefore, if any of the plurality of semiconductor laser diodes 11a and 12a is broken or a disconnection (hereinafter referred to as an "open failure") occurs, the current path of the current flowing through the light source unit 10 is cut off. The current does not flow to any semiconductor laser diodes, and all the semiconductor laser diodes are in a non-emission state.

このような事態の発生を防止するには、オープン故障した半導体レーザダイオードに並列接続されたスイッチング素子をオン状態にして、光源部10を流れる電流の電流路を確保すればよい。例えば、半導体レーザダイオード12aにオープン故障が生じたときは、FET12bをオン状態にしてFET12bを通る電流路を設けることで、正常な半導体レーザダイオード11aの発光を維持することができる。   In order to prevent the occurrence of such a situation, the switching element connected in parallel to the semiconductor laser diode having an open failure may be turned on to secure the current path of the current flowing through the light source unit 10. For example, when an open failure occurs in the semiconductor laser diode 12a, the light emission of a normal semiconductor laser diode 11a can be maintained by turning on the FET 12b and providing a current path passing through the FET 12b.

しかしながら、このような状態が生じると、スイッチング電源装置28から電力が供給される負荷回路に大きな負荷変動が生じることになる。例えば、上述の例では、FET12bがオン状態になることで、第2光源モジュール12は実質的に短絡状態となる。したがって、スイッチング電源装置28から見た負荷回路の負荷は、第1光源モジュール11と第2光源モジュール12が直列接続された回路から、第1光源モジュール11単体の回路に半減する。逆も同様である。このような大きな負荷変動が負荷回路に生じると、負荷回路に流れる電流が大きく変動する可能性があるので、スイッチング電源装置28の出力電圧を、負荷変動に応じて適切に下げることが望ましい。例えば第2光源モジュール12のオープン故障によりFET12bをオン状態にした場合には、スイッチング電源装置28の出力電圧を適切に下げることで、第1光源モジュール11に、オープン故障発生前と実質的に同じ電流を流すことができる。しかし、そのような場合、単にスイッチング周波数fsを制御するだけでは、スイッチング電源装置28の出力電圧を適切な電圧に保つことは困難である。   However, when such a condition occurs, a large load fluctuation occurs in the load circuit to which power is supplied from the switching power supply device 28. For example, in the above-described example, when the FET 12 b is turned on, the second light source module 12 is substantially shorted. Therefore, the load of the load circuit seen from the switching power supply device 28 is halved from the circuit in which the first light source module 11 and the second light source module 12 are connected in series to the circuit of the first light source module 11 alone. The reverse is also true. If such a large load fluctuation occurs in the load circuit, the current flowing in the load circuit may fluctuate significantly, so it is desirable to appropriately reduce the output voltage of the switching power supply 28 in accordance with the load fluctuation. For example, when the FET 12b is turned on due to an open failure of the second light source module 12, the output voltage of the switching power supply 28 is appropriately reduced to substantially the same as before the occurrence of the open failure in the first light source module 11. The current can flow. However, in such a case, it is difficult to maintain the output voltage of the switching power supply 28 at an appropriate voltage simply by controlling the switching frequency fs.

本実施の形態に示すスイッチング電源装置28は、このような大きな負荷変動が負荷回路に生じた場合でも、安定した電力を負荷回路に供給できるように構成されている。   The switching power supply device 28 shown in the present embodiment is configured to be able to supply stable power to the load circuit even when such a large load fluctuation occurs in the load circuit.

以下、半導体レーザダイオード11a、12aが全て正常な場合(第1の動作)と、いずれか一方の半導体レーザダイオードがオープン故障した場合(第2の動作)と、のそれぞれのスイッチング電源装置28の動作を図4〜図7を用いて説明する。   Hereinafter, the operation of each of the switching power supply devices 28 when the semiconductor laser diodes 11a and 12a are all normal (first operation) and when one of the semiconductor laser diodes has an open failure (second operation) Will be described with reference to FIGS. 4 to 7.

図4〜図7は、実施の形態1におけるスイッチング電源装置28の動作例を概略的に示す図である。なお、図4〜図7では、電流の流れを破線で示す。   4 to 7 schematically show an operation example of the switching power supply device 28 according to the first embodiment. In FIGS. 4 to 7, the flow of current is indicated by a broken line.

[1−2−1.第1の動作]
半導体レーザダイオード11a、12aがともに正常に動作している場合、スイッチング電源装置28から見た負荷回路の負荷は相対的に大きい。そのような場合、スイッチング電源装置28では、出力電圧が低下しないように、マイクロコンピュータ21がスイッチング素子Q3をオン状態にする。
[1-2-1. First operation]
When both the semiconductor laser diodes 11a and 12a operate normally, the load of the load circuit seen from the switching power supply 28 is relatively large. In such a case, in the switching power supply device 28, the microcomputer 21 turns on the switching element Q3 so that the output voltage does not decrease.

制御回路22は、スイッチング素子Q1をオン状態にし、スイッチング素子Q2をオフ状態にする。これにより、図4に示すように、直流電源Vinから1次巻線L1に電流が流れ、2次巻線L2の巻線単位L22、L21に電圧が誘起される。この誘起された電圧は、ダイオードD1で整流され、コンデンサC1、C2で平滑される。   The control circuit 22 turns on the switching element Q1 and turns off the switching element Q2. Thereby, as shown in FIG. 4, a current flows from the DC power supply Vin to the primary winding L1, and a voltage is induced in the winding units L22 and L21 of the secondary winding L2. The induced voltage is rectified by the diode D1 and smoothed by the capacitors C1 and C2.

次に、制御回路22は、スイッチング素子Q1をオフ状態にし、スイッチング素子Q2をオン状態にする。これにより、図5に示すように、コンデンサCrから1次巻線L1に、先ほどとは逆方向の電流が流れ、2次巻線L2の巻線単位L23とL24に電圧が誘起される。この誘起された電圧は、ダイオードD4で整流され、コンデンサC1、C2で平滑される。   Next, the control circuit 22 turns off the switching element Q1 and turns on the switching element Q2. As a result, as shown in FIG. 5, a current in the reverse direction flows from the capacitor Cr to the primary winding L1, and a voltage is induced in the winding units L23 and L24 of the secondary winding L2. The induced voltage is rectified by the diode D4 and smoothed by the capacitors C1 and C2.

これらの動作により、コンデンサC1、C2の両端子間の電圧は第1出力電圧V1となり、この第1出力電圧V1の電力が光源部10に供給される。   By these operations, the voltage between both terminals of the capacitors C1 and C2 becomes the first output voltage V1, and the power of the first output voltage V1 is supplied to the light source unit 10.

このとき、マイクロコンピュータ21は、電圧検出回路24で検出された電圧値にもとづく情報(第1出力電圧V1の電圧値を示す情報)を制御回路22に供給する。制御回路22は、マイクロコンピュータ21から供給される情報にもとづいて、第1出力電圧V1が変動しないように、スイッチング素子Q1、Q2のスイッチング周波数fsを制御(フィードバック制御)する。   At this time, the microcomputer 21 supplies the control circuit 22 with information (information indicating the voltage value of the first output voltage V1) based on the voltage value detected by the voltage detection circuit 24. The control circuit 22 controls (feedback control) the switching frequency fs of the switching elements Q1 and Q2 based on the information supplied from the microcomputer 21 so that the first output voltage V1 does not fluctuate.

[1−2−2.第2の動作]
半導体レーザダイオード11a、12aのいずれか一方または両方にオープン故障が生じると、それまで電流が流れていた電流路に断線が生じ、電流検出用の抵抗Rに電流が流れなくなる。抵抗Rに電流が流れなくなると、そのことが電流検出回路23によって検出され、その検出結果を示す情報が電流検出回路23からマイクロコンピュータ21に供給される。その情報を受けたマイクロコンピュータ21は、半導体レーザダイオードのいずれかにオープン故障が生じていると判断する。そして、マイクロコンピュータ21は、例えば主制御部30を介して、直流電源Vinの出力電圧を一時的に下げる。これは、以下に説明する動作の過程で、負荷回路(例えば、光源部10)に過電圧が加わるのを防止するためである。
1-2-2. Second operation]
When an open failure occurs in one or both of the semiconductor laser diodes 11a and 12a, a break occurs in the current path through which the current has flowed, and the current does not flow in the current detection resistor R. When the current does not flow in the resistor R, that is detected by the current detection circuit 23, and information indicating the detection result is supplied from the current detection circuit 23 to the microcomputer 21. The microcomputer 21 receiving the information determines that an open failure has occurred in any of the semiconductor laser diodes. Then, the microcomputer 21 temporarily lowers the output voltage of the DC power supply Vin via, for example, the main control unit 30. This is to prevent an overvoltage from being applied to the load circuit (for example, the light source unit 10) in the process of the operation described below.

抵抗Rに電流が流れなくなったことを示す情報が電流検出回路23からマイクロコンピュータ21に供給された時点では、マイクロコンピュータ21には、第1光源モジュール11と第2光源モジュール12とのどちらにオープン故障が生じたかは、不明である。そこで、マイクロコンピュータ21は、まず、FET駆動回路25を介して第1光源モジュール11のFETドライバ11cを駆動し、FET11bをオン状態にする。これにより、直列接続された半導体レーザダイオード11aの両端子間が短絡される。   When information indicating that current does not flow in the resistor R is supplied from the current detection circuit 23 to the microcomputer 21, the microcomputer 21 is opened to either the first light source module 11 or the second light source module 12. It is unclear whether a failure has occurred. Therefore, the microcomputer 21 first drives the FET driver 11c of the first light source module 11 via the FET drive circuit 25 to turn on the FET 11b. Thus, the terminals of the semiconductor laser diode 11a connected in series are short-circuited.

半導体レーザダイオード11aにオープン故障が生じていれば、これにより抵抗Rに電流が流れる。したがって、マイクロコンピュータ21は、電流検出回路23から供給される検出結果(抵抗Rに電流が流れたことを示す検出結果)を受けて、第1光源モジュール11にオープン故障が生じている、と判断できる。そして、この判断結果(第1光源モジュール11にオープン故障が生じていることを示す情報)は、マイクロコンピュータ21によりメモリ26に記憶される。   If an open failure occurs in the semiconductor laser diode 11a, a current flows in the resistor R. Therefore, the microcomputer 21 receives the detection result (detection result indicating that the current flows to the resistor R) supplied from the current detection circuit 23, and determines that the open failure has occurred in the first light source module 11. it can. The determination result (information indicating that an open failure has occurred in the first light source module 11) is stored in the memory 26 by the microcomputer 21.

一方、抵抗Rに電流が流れないままであれば、マイクロコンピュータ21は、電流検出回路23における検出結果(抵抗Rに電流が流れていないことを示す検出結果)を通して、第1光源モジュール11以外にオープン故障が生じている、と判断できる。この場合、マイクロコンピュータ21は、FET駆動回路25を介してFET11bをオフ状態に戻す。   On the other hand, if the current does not flow in the resistor R, the microcomputer 21 detects the current in the current detection circuit 23 (the detection result indicating that the current does not flow in the resistor R). It can be determined that an open failure has occurred. In this case, the microcomputer 21 returns the FET 11b to the OFF state via the FET drive circuit 25.

次に、マイクロコンピュータ21は、FET駆動回路25を介して第2光源モジュール12のFETドライバ12cを駆動し、FET12bをオン状態にする。これにより、直列接続された半導体レーザダイオード12aの両端子間が短絡される。   Next, the microcomputer 21 drives the FET driver 12 c of the second light source module 12 via the FET drive circuit 25 to turn on the FET 12 b. Thus, the terminals of the semiconductor laser diode 12a connected in series are short-circuited.

半導体レーザダイオード12aにオープン故障が生じていれば、これにより抵抗Rに電流が流れる。したがって、マイクロコンピュータ21は、電流検出回路23から供給される検出結果(抵抗Rに電流が流れたことを示す検出結果)を受けて、第2光源モジュール12にオープン故障が生じている、と判断できる。そして、この判断結果(第2光源モジュール12にオープン故障が生じていることを示す情報)は、マイクロコンピュータ21によりメモリ26に記憶される。   If an open failure occurs in the semiconductor laser diode 12a, a current flows in the resistor R. Therefore, the microcomputer 21 receives the detection result (detection result indicating that the current flows to the resistor R) supplied from the current detection circuit 23, and determines that the second light source module 12 has an open failure. it can. Then, the determination result (information indicating that the second light source module 12 has an open failure) is stored in the memory 26 by the microcomputer 21.

FET11b、またはFET12bがオン状態となって光源部10に電流が流れ始めた時点では、トランスTの2次巻線L2からは、2次巻線L2の巻数(n2+n3)に対応した電圧が発生している。なお、この電圧は、直流電源Vinの出力電圧が下げられている分だけ、第1出力電圧V1よりも低い。   When the FET 11b or FET 12b is turned on and current starts to flow to the light source unit 10, a voltage corresponding to the number of turns (n2 + n3) of the secondary winding L2 is generated from the secondary winding L2 of the transformer T ing. This voltage is lower than the first output voltage V1 by the amount by which the output voltage of the DC power supply Vin is lowered.

次に、マイクロコンピュータ21は、スイッチング素子Q3をオン状態に維持したままでも、負荷が減少した負荷回路(例えば、光源部10)に対して安定した出力電圧(適切な電流)での電力供給が可能か否か、を判断する。   Next, the microcomputer 21 supplies power at a stable output voltage (appropriate current) to the load circuit (e.g., the light source unit 10) whose load has decreased even while the switching element Q3 is maintained in the on state. Determine whether it is possible.

マイクロコンピュータ21には、あらかじめ、オープン故障した光源モジュールの数と、スイッチング素子Q3のオン・オフとの対応付けが記憶されている。図示はしないが、例えば光源部10が4つの光源モジュールを備えている場合の、その対応付けの一例を挙げる。マイクロコンピュータ21は、例えば、オープン故障した光源モジュールの数が0または1つのときは、スイッチング素子Q3をオンに維持したままでも安定した出力電圧での電力供給は可能である、と判断し、オープン故障した光源モジュールの数が2つ以上のときは、スイッチング素子Q3をオフにしなければ安定した出力電圧での電力供給は困難である(負荷回路に過電流が流れる可能性がある)、と判断するようにあらかじめ設定されていてもよい。なお、これらの数値や対応付けは単なる一例に過ぎず、本開示は何らこれらの数値や対応付けに限定されない。   The microcomputer 21 previously stores the correspondence between the number of open failure light source modules and the on / off of the switching element Q3. Although not illustrated, an example of the correspondence in the case where the light source unit 10 includes four light source modules, for example, will be described. For example, when the number of open failure light source modules is zero or one, the microcomputer 21 determines that power can be supplied at a stable output voltage while the switching element Q3 is kept on, and is open When the number of failed light source modules is two or more, it is determined that power supply at a stable output voltage is difficult unless the switching element Q3 is turned off (overcurrent may flow in the load circuit). It may be preset in advance. Note that these numerical values and correspondences are merely examples, and the present disclosure is not limited to these numerical values and correspondences at all.

このように、マイクロコンピュータ21は、安定した出力電圧での電力供給は可能である、と判断した場合は、スイッチング素子Q3をオン状態に維持する。また、マイクロコンピュータ21は、安定した出力電圧での電力供給は困難である(負荷回路に過電流が流れる可能性がある)、と判断した場合は、スイッチング素子Q3をオフ状態にする。そして、マイクロコンピュータ21は、スイッチング素子Q3をオフ状態にしたことを示す情報を、メモリ26に記憶する。   As described above, when the microcomputer 21 determines that the power supply with the stable output voltage is possible, the switching element Q3 is maintained in the on state. If the microcomputer 21 determines that power supply at a stable output voltage is difficult (overcurrent may flow in the load circuit), the switching element Q3 is turned off. Then, the microcomputer 21 stores, in the memory 26, information indicating that the switching element Q3 has been turned off.

この後、マイクロコンピュータ21は、一時的に下げていた直流電源Vinの出力電圧を、元の電圧値に戻す。   Thereafter, the microcomputer 21 restores the output voltage of the DC power supply Vin, which has been temporarily lowered, to the original voltage value.

続いて、マイクロコンピュータ21および制御回路22により、スイッチング素子Q1、Q2のオン・オフの切り替え動作が次のように制御されて、トランスTの2次巻線L2に出力電圧が発生する。このとき、スイッチング素子Q3がオン状態であれば、出力電圧は第1出力電圧V1となる。スイッチング素子Q3がオフ状態であれば、出力電圧は以下のようになる。   Subsequently, the on / off switching operation of the switching elements Q1 and Q2 is controlled as follows by the microcomputer 21 and the control circuit 22, and an output voltage is generated in the secondary winding L2 of the transformer T. At this time, if the switching element Q3 is in the on state, the output voltage is the first output voltage V1. If the switching element Q3 is in the off state, the output voltage is as follows.

制御回路22は、スイッチング素子Q1をオン状態にし、スイッチング素子Q2をオフ状態にする。これにより、図6に示すように、直流電源Vinから1次巻線L1に電流が流れ、2次巻線L2の巻線単位L22に電圧が誘起される。この誘起された電圧は、ダイオードD2で整流され、コンデンサC2で平滑される。   The control circuit 22 turns on the switching element Q1 and turns off the switching element Q2. Thereby, as shown in FIG. 6, a current flows from the DC power supply Vin to the primary winding L1, and a voltage is induced in the winding unit L22 of the secondary winding L2. The induced voltage is rectified by the diode D2 and smoothed by the capacitor C2.

この動作により、コンデンサC2の両端子間の電圧は第2出力電圧V2となり、この第2出力電圧V2の電力が光源部10に供給される。このとき、巻線単位(L22+L21)に発生した電圧は、ダイオードD1で整流され、コンデンサC1で平滑される。しかし、スイッチング素子Q3がオフ状態であるので、コンデンサC1に蓄積された電力は光源部10に供給されない。   By this operation, the voltage between both terminals of the capacitor C2 becomes the second output voltage V2, and the power of the second output voltage V2 is supplied to the light source unit 10. At this time, the voltage generated in the winding unit (L22 + L21) is rectified by the diode D1 and smoothed by the capacitor C1. However, since the switching element Q3 is in the off state, the power stored in the capacitor C1 is not supplied to the light source unit 10.

次に、制御回路22は、スイッチング素子Q1をオフ状態にし、スイッチング素子Q2をオン状態にする。これにより、図7に示すように、コンデンサCrから1次巻線L1に、先ほどとは逆方向の電流が流れ、2次巻線L2の巻線単位L23に電圧が誘起される。この誘起された電圧は、ダイオードD3で整流され、コンデンサC2で平滑される。   Next, the control circuit 22 turns off the switching element Q1 and turns on the switching element Q2. As a result, as shown in FIG. 7, a current in the reverse direction flows from the capacitor Cr to the primary winding L1, and a voltage is induced in the winding unit L23 of the secondary winding L2. The induced voltage is rectified by the diode D3 and smoothed by the capacitor C2.

この動作により、コンデンサC2の両端子間の電圧は第2出力電圧V2となり、この第2出力電圧V2の電力が光源部10に供給される。このとき、巻線単位(L23+L24)に発生した電圧は、ダイオードD4で整流され、コンデンサC1で平滑される。しかし、スイッチング素子Q3がオフ状態であるので、コンデンサC1に蓄積された電力は光源部10に供給されない。   By this operation, the voltage between both terminals of the capacitor C2 becomes the second output voltage V2, and the power of the second output voltage V2 is supplied to the light source unit 10. At this time, the voltage generated in the winding unit (L23 + L24) is rectified by the diode D4 and smoothed by the capacitor C1. However, since the switching element Q3 is in the off state, the power stored in the capacitor C1 is not supplied to the light source unit 10.

このように、スイッチング素子Q3がオフ状態の時は、トランスTの2次巻線L2に誘起された電圧のうち、ダイオードD2、D3で整流され、コンデンサC2で平滑された第2出力電圧V2が、スイッチング電源装置28から負荷回路(光源部10)に供給される。この第2出力電圧V2は、2次巻線L2の巻線単位L22、L23の巻数n2に対応した電圧であり、巻線単位L21〜L24の各巻数の比率(n2とn3との比率)に応じて、第1出力電圧V1よりも低い電圧となる。例えば、巻数n2=8、巻数n3=4であれば、第2出力電圧V2は第1出力電圧V1の2/3の電圧となる。   As described above, when the switching element Q3 is in the off state, among the voltages induced in the secondary winding L2 of the transformer T, the second output voltage V2 rectified by the diodes D2 and D3 and smoothed by the capacitor C2 is The switching power supply unit 28 supplies the load circuit (light source unit 10). The second output voltage V2 is a voltage corresponding to the number of turns n2 of the winding units L22 and L23 of the secondary winding L2, and the ratio of the number of turns of the winding units L21 to L24 (ratio of n2 to n3) Accordingly, the voltage is lower than the first output voltage V1. For example, if the number of turns n2 = 8 and the number of turns n3 = 4, the second output voltage V2 is 2/3 the voltage of the first output voltage V1.

このように、スイッチング素子Q3がオフ状態になった後のスイッチング電源装置28の動作は、発生する第2出力電圧V2が第1出力電圧V1よりも低くなる点を除き、上述の第1の動作で説明したスイッチング電源装置28の動作と実質的に同じである。すなわち、マイクロコンピュータ21は、電圧検出回路24で検出された電圧値にもとづく情報(第2出力電圧V2の電圧値を示す情報)を制御回路22に供給し、制御回路22は、マイクロコンピュータ21から供給される情報にもとづいて、第2出力電圧V2が変動しないように、スイッチング素子Q1、Q2のスイッチング周波数fsを制御(フィードバック制御)する。   Thus, the operation of the switching power supply 28 after the switching element Q3 is turned off is the above-described first operation except that the second output voltage V2 generated is lower than the first output voltage V1. The operation is substantially the same as the operation of the switching power supply 28 described above. That is, the microcomputer 21 supplies information based on the voltage value detected by the voltage detection circuit 24 (information indicating the voltage value of the second output voltage V2) to the control circuit 22, and the control circuit 22 receives the information from the microcomputer 21. The switching frequency fs of the switching elements Q1 and Q2 is controlled (feedback control) based on the supplied information so that the second output voltage V2 does not fluctuate.

なお、実施の形態1に示した動作例では、第1出力電圧V1は、正常動作する第1光源モジュール11と第2光源モジュール12とに適切な電流が流れる電圧に設定され、第2出力電圧V2は、第1光源モジュール11単体、または第2光源モジュール12単体に適切な電流が流れる電圧に設定されているものとする。しかし、本開示は何らこの構成に限定されない。第1出力電圧V1、第2出力電圧V2は、光源部10の構成に応じて適切に設定されることが望ましい。また、光源部10の構成に応じて、第3出力電圧V3や第4出力電圧V4等をスイッチング電源装置28が出力する構成であってもよい。   In the operation example shown in the first embodiment, the first output voltage V1 is set to a voltage at which an appropriate current flows in the first light source module 11 and the second light source module 12 operating normally, and the second output voltage It is assumed that V2 is set to a voltage at which an appropriate current flows through the first light source module 11 alone or the second light source module 12 alone. However, the present disclosure is not limited to this configuration. It is desirable that the first output voltage V1 and the second output voltage V2 be appropriately set according to the configuration of the light source unit 10. Further, the switching power supply device 28 may output the third output voltage V3 or the fourth output voltage V4 according to the configuration of the light source unit 10.

なお、マイクロコンピュータ21は、投写型映像表示装置100が起動するときに、メモリ26に記憶された情報を読み出し、その読み出された情報にもとづき各種設定を行う。例えば、上述した例の場合、メモリ26には、マイクロコンピュータ21により、光源部10に関する故障情報(例えば、第2光源モジュール12にオープン故障が生じたことを示す情報)、およびスイッチング電源装置28から出力される電力の電圧に関する情報(例えば、スイッチング素子Q3にオフ状態が設定され、第2出力電圧V2が選択されていることを示す情報)が記憶される。この場合、これらの情報がメモリ26に記憶されて以降は、投写型映像表示装置100が起動される度に、マイクロコンピュータ21は以下のように動作する。すなわち、FET駆動回路25を介して第2光源モジュール12のFETドライバ12cを駆動し、FET12bをオン状態にして、直列接続された半導体レーザダイオード12aの両端子間を短絡する。さらに、スイッチング素子Q3をオフ状態にする。そして、これらの設定を施した後、スイッチング電源装置28を作動させる。   When the projection display apparatus 100 is activated, the microcomputer 21 reads the information stored in the memory 26 and performs various settings based on the read information. For example, in the case of the above-described example, the memory 26 receives failure information (for example, information indicating that an open failure has occurred in the second light source module 12) related to the light source unit 10 from the switching power supply device 28 Information on the voltage of the output power (for example, information indicating that the switching element Q3 is set to the off state and the second output voltage V2 is selected) is stored. In this case, the microcomputer 21 operates as follows each time the projection display apparatus 100 is activated after these pieces of information are stored in the memory 26. That is, the FET driver 12c of the second light source module 12 is driven via the FET drive circuit 25, the FET 12b is turned on, and the terminals of the series connected semiconductor laser diodes 12a are shorted. Further, the switching element Q3 is turned off. After these settings are made, the switching power supply 28 is operated.

[1−3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、スイッチング電源装置は、1次巻線と複数の巻線単位に分割された2次巻線とを備えるトランスと、1次巻線を構成要素に含む共振回路を形成する共振コンデンサと、1次巻線側に設けられた第1スイッチング素子および第2スイッチング素子と、2次巻線に誘起される電圧を巻線単位で取り出すための複数の整流ダイオードと、複数の整流ダイオードから取り出される電圧を切替えて出力する出力電圧切替回路と、負荷回路に流れる電流を検出する電流検出回路と、電流検出回路における検出結果にもとづいて出力電圧切替回路を制御する制御部と、を備える。
[1-3. Effect etc]
As described above, in the present embodiment, the switching power supply device includes a transformer including a primary winding and a secondary winding divided into a plurality of winding units, and a resonance including a primary winding as a component. Resonant capacitor forming a circuit, first switching element and second switching element provided on primary winding side, and a plurality of rectifying diodes for taking out voltage induced in secondary winding in units of winding An output voltage switching circuit that switches and outputs voltages extracted from a plurality of rectifier diodes, a current detection circuit that detects a current flowing through a load circuit, and control that controls the output voltage switching circuit based on detection results in the current detection circuit And a unit.

このスイッチング電源装置は、負荷回路に供給される電圧を検出するように構成された電圧検出回路をさらに備えていてもよい。また、制御部は、電圧検出回路における検出結果にもとづいて第1スイッチング素子および第2スイッチング素子を制御してもよい。   The switching power supply may further include a voltage detection circuit configured to detect a voltage supplied to the load circuit. The control unit may control the first switching element and the second switching element based on the detection result in the voltage detection circuit.

このスイッチング電源装置において、制御部は、電流検出回路における検出結果にもとづいて、1次巻線に供給される電圧を一時的に引き下げてもよい。   In this switching power supply device, the control unit may temporarily lower the voltage supplied to the primary winding based on the detection result in the current detection circuit.

本開示における投写型映像表示装置は、光源部と、光源部に電力を供給するスイッチング電源装置と、を備える。そのスイッチング電源装置は、1次巻線と複数の巻線単位に分割された2次巻線とを備えるトランスと、1次巻線を構成要素に含む共振回路を形成する共振コンデンサと、1次巻線側に設けられた第1スイッチング素子および第2スイッチング素子と、2次巻線に誘起される電圧を巻線単位で取り出すための複数の整流ダイオードと、複数の整流ダイオードから取り出される電圧を切替えて出力する出力電圧切替回路と、光源部に流れる電流を検出する電流検出回路と、電流検出回路における検出結果にもとづいて出力電圧切替回路を制御する制御部と、を備える。   The projection type video display apparatus in this indication is provided with a light source part and a switching power supply which supplies electric power to a light source part. The switching power supply device includes a transformer including a primary winding and a secondary winding divided into a plurality of winding units, a resonant capacitor forming a resonant circuit including the primary winding as a component, and a primary The first switching element and the second switching element provided on the winding side, a plurality of rectifying diodes for taking out the voltage induced in the secondary winding in winding units, and the voltages taken out from the plurality of rectifying diodes An output voltage switching circuit that switches and outputs, a current detection circuit that detects a current flowing to the light source unit, and a control unit that controls the output voltage switching circuit based on a detection result of the current detection circuit.

この光源部は、電気的に直列に接続された複数の半導体光源素子を有する光源モジュールを複数備えてもよい。複数の光源モジュールは、電流検出用の抵抗を間に挟んで電気的に直列に接続されてもよい。電流検出回路は、その抵抗に流れる電流を検出してもよい。   The light source unit may include a plurality of light source modules having a plurality of semiconductor light source elements electrically connected in series. The plurality of light source modules may be electrically connected in series with a current detection resistor interposed therebetween. The current detection circuit may detect the current flowing through the resistor.

また光源モジュールのそれぞれは、直列に接続された複数の半導体光源素子の両端子間を短絡できるように構成された短絡用スイッチング素子を備えていてもよい。そして、制御部は、電流検出回路における検出結果にもとづいて短絡用スイッチング素子のそれぞれを制御してもよい。   Further, each of the light source modules may include a shorting switching element configured to be able to short between both terminals of a plurality of semiconductor light source elements connected in series. Then, the control unit may control each of the shorting switching elements based on the detection result in the current detection circuit.

なお、本実施の形態において、1次巻線L1は1次巻線の一例であり、2次巻線L2は2次巻線の一例である。トランスTはトランスの一例である。コンデンサCrは共振コンデンサの一例であり、励磁インダクタンスLm、漏れインダクタンスLrおよびコンデンサCrで形成される電流共振回路は、共振回路の一例である。スイッチング素子Q1は第1スイッチング素子の一例であり、スイッチング素子Q2は第2スイッチング素子の一例である。スイッチング電源装置28はスイッチング電源装置の一例である。巻線単位L21、L22、L23、L24は、複数の巻線単位の一例である。ダイオードD1、D2、D3、D4は整流ダイオードの一例である。スイッチング素子Q3は出力電圧切替回路の一例である。電流検出回路23は電流検出回路の一例である。マイクロコンピュータ21、制御回路22、および主制御部30、制御部の一例である。電圧検出回路24は電圧検出回路の一例である。光源部10は、光源部の一例であり、負荷回路の一例である。投写型映像表示装置100は投写型映像表示装置の一例である。半導体レーザダイオード11a、11bは半導体光源素子の一例である。第1光源モジュール11、第2光源モジュール12は、光源モジュールの一例である。抵抗Rは電流検出用の抵抗の一例である。FET11b、FET12bは、短絡用スイッチング素子の一例である。   In the present embodiment, primary winding L1 is an example of a primary winding, and secondary winding L2 is an example of a secondary winding. The transformer T is an example of a transformer. The capacitor Cr is an example of a resonance capacitor, and a current resonance circuit formed by the excitation inductance Lm, the leakage inductance Lr, and the capacitor Cr is an example of a resonance circuit. The switching element Q1 is an example of a first switching element, and the switching element Q2 is an example of a second switching element. The switching power supply 28 is an example of a switching power supply. The winding units L21, L22, L23, and L24 are an example of a plurality of winding units. The diodes D1, D2, D3 and D4 are examples of rectifying diodes. The switching element Q3 is an example of an output voltage switching circuit. The current detection circuit 23 is an example of a current detection circuit. The microcomputer 21, the control circuit 22, and the main control unit 30 are an example of a control unit. The voltage detection circuit 24 is an example of a voltage detection circuit. The light source unit 10 is an example of a light source unit and an example of a load circuit. The projection type video display apparatus 100 is an example of a projection type video display apparatus. The semiconductor laser diodes 11a and 11b are examples of semiconductor light source elements. The first light source module 11 and the second light source module 12 are examples of light source modules. The resistor R is an example of a resistor for current detection. The FET 11 b and the FET 12 b are examples of the shorting switching element.

一般的に、LLC方式のスイッチング電源装置は、PWM制御方式のスイッチング電源装置と比較すると、出力電圧の制御幅が狭い。そのため、LLC方式のスイッチング電源装置は、負荷変動が相対的に大きい負荷回路への電力供給源には不向きである。例えば、故障が発生した場合に、故障箇所を短絡するように負荷回路が構成されている場合、負荷回路における負荷は相対的に大きく変動する可能性がある。したがって、そのような負荷回路への電力供給源にLLC方式のスイッチング電源装置は不向きである。   Generally, in the LLC switching power supply, the control range of the output voltage is narrower than that of the PWM control switching power supply. Therefore, the LLC switching power supply apparatus is not suitable for a power supply source to a load circuit having a relatively large load fluctuation. For example, if the load circuit is configured to short the fault location in the event of a failure, the load in the load circuit may fluctuate relatively significantly. Therefore, the LLC switching power supply is not suitable for supplying power to such load circuits.

例えば、本実施の形態に示した投写型映像表示装置100は、負荷回路の一例である光源部に備えられた光源モジュールにオープン故障が発生すると、電流検出回路における検出結果にもとづいて故障箇所を特定し、故障箇所を短絡するように短絡用スイッチング素子を制御する。そのため、オープン故障した箇所を避ける電流路を確保して正常な光源モジュールの発光を維持できるが、一方で、負荷回路における負荷は相対的に大きく変動する可能性がある。   For example, when an open failure occurs in the light source module provided in the light source unit, which is an example of the load circuit, the projection display apparatus 100 described in the present embodiment determines the failure location based on the detection result in the current detection circuit. Identify and control the shorting switching element so as to short the fault. Therefore, a current path avoiding an open failure can be secured to maintain the light emission of a normal light source module, but the load in the load circuit may fluctuate relatively relatively.

しかし、本開示のスイッチング電源装置は、実施の形態1に一実施例を示したように、光源部に備えられた複数の光源モジュールの1つまたは複数がオープン故障により短絡される等して負荷回路に相対的に大きな負荷変動が生じた場合には、出力電圧切替回路の一例であるスイッチング素子Q3をオン状態からオフ状態に切り替えて出力電圧を変更するように構成されている。これにより、トランスTの2次巻線から出力される電圧を、スイッチング素子Q3がオン状態のときの出力電圧である第1出力電圧V1よりも低い第2出力電圧V2にすることができる。したがって、本開示のスイッチング電源装置は、LLC方式のスイッチング電源装置であるが、負荷回路に大きな負荷変動が生じた場合でも、所定の出力電圧に制御して安定した電力供給が可能である。   However, as the switching power supply device of the present disclosure shows one example in the first embodiment, one or more of the plurality of light source modules provided in the light source section are shorted due to an open failure, etc. When a relatively large load fluctuation occurs in the circuit, the switching element Q3, which is an example of the output voltage switching circuit, is switched from the on state to the off state to change the output voltage. Thus, the voltage output from the secondary winding of the transformer T can be set to the second output voltage V2 lower than the first output voltage V1 which is the output voltage when the switching element Q3 is in the on state. Therefore, although the switching power supply of the present disclosure is an LLC switching power supply, stable power supply is possible by controlling the output voltage to a predetermined value even when a large load fluctuation occurs in the load circuit.

(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態1で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
(Other embodiments)
As described above, Embodiment 1 has been described as an example of the technology disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, and the like have been made. Further, each component described in the first embodiment can be combined to make a new embodiment.

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。   Therefore, other embodiments will be exemplified below.

実施の形態1では、光源部10が、第1光源モジュール11と第2光源モジュール12の2つの光源モジュールを備える構成を説明した。しかし、本開示は何らこの構成に限定されない。光源部は、投写型映像表示装置において必要とされる光量を発生できるように、適切な数の光源モジュールを備えることが望ましい。例えば、光源部は、3つ以上の光源モジュールを備えていてもよい。なお、光源部が3つ以上の光源モジュールを備えていたとしても、電流検出用の抵抗Rは1つでよい。そのときの抵抗Rの配置位置および電流検出回路は適切に設定されることが望ましい。   In the first embodiment, the configuration in which the light source unit 10 includes the two light source modules of the first light source module 11 and the second light source module 12 has been described. However, the present disclosure is not limited to this configuration. It is desirable that the light source unit includes an appropriate number of light source modules so as to generate the light amount required in the projection type video display device. For example, the light source unit may include three or more light source modules. Even if the light source unit includes three or more light source modules, the number of resistors R for current detection may be one. It is desirable that the arrangement position of the resistor R and the current detection circuit at that time be appropriately set.

実施の形態1では、トランスTの2次巻線L2が、4つの巻線単位L21、L22、L23、L24に分割されて構成される例を説明した。しかし、本開示は何らこの構成に限定されない。トランスTの2次巻線L2は、光源部が備える光源モジュールの数等に応じて、適切な数の巻線単位を備えることが望ましい。例えば、トランスTの2次巻線L2は、6つ以上の巻線単位に分割されていてもよい。また、2次巻線L2が6つ以上の巻線単位に分割される場合は、巻線単位の数に合わせて、電圧整流用のダイオードや電圧平滑用のコンデンサ等が適切に追加されることが望ましい。また、電圧出力端の数に合わせて適切に出力電圧切替回路が構成されることが望ましい。   In the first embodiment, an example in which the secondary winding L2 of the transformer T is divided into four winding units L21, L22, L23, and L24 has been described. However, the present disclosure is not limited to this configuration. The secondary winding L2 of the transformer T preferably includes an appropriate number of winding units according to the number of light source modules included in the light source unit. For example, the secondary winding L2 of the transformer T may be divided into six or more winding units. When the secondary winding L2 is divided into six or more winding units, a diode for voltage rectification, a capacitor for voltage smoothing, etc. should be appropriately added according to the number of winding units. Is desirable. Further, it is desirable that the output voltage switching circuit be appropriately configured according to the number of voltage output terminals.

実施の形態1では説明しなかったが、FET11bがオン状態かつFET12bがオフ状態のときに抵抗Rに電流が流れず、FET11bがオフ状態かつFET12bがオン状態のときにも抵抗Rに電流が流れなければ、マイクロコンピュータ21は、第1光源モジュール11と第2光源モジュール12の双方にオープン故障が生じている、と判断できる。その場合、マイクロコンピュータ21は、例えば、第1光源モジュール11と第2光源モジュール12の双方にオープン故障が生じていることを示すエラーメッセージを表示部(図示せず)に表示してもよい。また、このエラーメッセージは、投写型映像表示装置に備えられたLED等の点灯や点滅等で代替されてもよい。   Although not described in the first embodiment, no current flows through the resistor R when the FET 11b is in the on state and the FET 12b is in the off state, and current also flows through the resistor R when the FET 11b is in the off state and the FET 12b is in the on state. If not, the microcomputer 21 can determine that an open failure has occurred in both the first light source module 11 and the second light source module 12. In that case, the microcomputer 21 may display, for example, an error message indicating that an open failure has occurred in both the first light source module 11 and the second light source module 12 on the display unit (not shown). Further, this error message may be replaced by lighting or blinking of an LED or the like provided in the projection type video display.

実施の形態1では、半導体レーザダイオードのいずれかにオープン故障が生じたときに、直流電源Vinの出力電圧を一時的に下げるとしたが、本開示は何らこの動作に限定されない。例えば、マイクロコンピュータ21は、オープン故障を確認した時点で、スイッチング素子Q3をオンからオフにしてもよい。この動作によっても、負荷回路に過電流が流れるのを防止できる。   In the first embodiment, when an open failure occurs in any of the semiconductor laser diodes, the output voltage of the DC power supply Vin is temporarily lowered, but the present disclosure is not limited to this operation. For example, the microcomputer 21 may switch the switching element Q3 from on to off when the open failure is confirmed. This operation can also prevent an overcurrent from flowing in the load circuit.

実施の形態1では、マイクロコンピュータ21と制御回路22と主制御部30とを別体とする構成例を示したが、これらの複数または全部が1つの制御部として一体化されていてもよい。あるいは、電圧検出回路24の出力が、制御回路22に直接入力されるように構成されていてもよい。あるいは、マイクロコンピュータ21が直流電源Vinの出力電圧を直接制御するように構成されていてもよい。   In the first embodiment, a configuration example in which the microcomputer 21, the control circuit 22, and the main control unit 30 are separated is shown, but a plurality or all of these may be integrated as one control unit. Alternatively, the output of the voltage detection circuit 24 may be configured to be directly input to the control circuit 22. Alternatively, the microcomputer 21 may be configured to directly control the output voltage of the DC power supply Vin.

本開示は、LLC方式のスイッチング電源装置、およびそのスイッチング電源装置を備えた投写型映像表示装置に適用可能である。   The present disclosure is applicable to a switching power supply device of LLC type and a projection type video display device provided with the switching power supply device.

10 光源部
11 第1光源モジュール
11a,12a 半導体レーザダイオード
11b,12b FET
11c,12c FETドライバ
12 第2光源モジュール
20 光源駆動部
21 マイクロコンピュータ
22 制御回路
23 電流検出回路
24 電圧検出回路
25 FET駆動回路
26 メモリ
28 スイッチング電源装置
30 主制御部
40 映像生成部
50 導光光学系
60 投写光学系
100 投写型映像表示装置
Vin 直流電源
Q1,Q2,Q3 スイッチング素子
T トランス
L1 1次巻線
L2 2次巻線
L21、L22、L23、L24 巻線単位
Lr 漏れインダクタンス
Lm 励磁インダクタンス
C1,C2,Cr,Cq コンデンサ
D1,D2,D3,D4 ダイオード
R 抵抗
10 light source unit 11 first light source module 11a, 12a semiconductor laser diode 11b, 12b FET
11c, 12c FET driver 12 second light source module 20 light source drive unit 21 microcomputer 22 control circuit 23 current detection circuit 24 voltage detection circuit 25 FET drive circuit 26 memory 28 switching power supply device 30 main control unit 40 image generation unit 50 light guide optical System 60 Projection optical system 100 Projection type display device Vin DC power supply Q1, Q2, Q3 Switching element T Transformer L1 Primary winding L2 Secondary winding L21, L22, L23, L24 Winding unit Lr Leakage inductance Lm Excitation inductance C1 , C2, Cr, Cq Capacitors D1, D2, D3, D4 Diode R resistance

Claims (8)

1次巻線と、複数の巻線単位に分割された2次巻線とを備えるトランスと、
前記1次巻線を構成要素に含む共振回路を形成する共振コンデンサと、
前記1次巻線側に設けられた第1スイッチング素子および第2スイッチング素子と、
前記2次巻線に誘起される電圧を前記巻線単位で取り出すための複数の整流ダイオードと、
前記複数の整流ダイオードから取り出される電圧を切替えて出力する出力電圧切替回路と、
負荷回路に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路における検出結果にもとづいて前記出力電圧切替回路を制御する制御部と、
を備えるスイッチング電源装置。
A transformer comprising a primary winding and a secondary winding divided into a plurality of winding units;
A resonant capacitor forming a resonant circuit including the primary winding as a component;
A first switching element and a second switching element provided on the primary winding side;
A plurality of rectifying diodes for extracting the voltage induced in the secondary winding in units of the winding;
An output voltage switching circuit that switches and outputs voltages extracted from the plurality of rectifier diodes;
A current detection circuit that detects the current flowing in the load circuit;
A control unit that controls the output voltage switching circuit based on a detection result of the current detection circuit;
A switching power supply comprising:
前記負荷回路に供給される電圧を検出するように構成された電圧検出回路をさらに備え、
前記制御部は、
前記電圧検出回路における検出結果にもとづいて前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子を制御する、
請求項1に記載のスイッチング電源装置。
Further comprising a voltage detection circuit configured to detect a voltage supplied to the load circuit,
The control unit
Controlling the first switching element and the second switching element based on the detection result of the voltage detection circuit;
The switching power supply device according to claim 1.
前記制御部は、
前記電流検出回路における検出結果にもとづいて、前記1次巻線に供給される電圧を一時的に引き下げる、
請求項1に記載のスイッチング電源装置。
The control unit
Temporarily reducing the voltage supplied to the primary winding based on the detection result in the current detection circuit;
The switching power supply device according to claim 1.
光源部と、
前記光源部に電力を供給するスイッチング電源装置と、
を備えた投写型映像表示装置であって、
前記スイッチング電源装置は、
1次巻線と、複数の巻線単位に分割された2次巻線とを備えるトランスと、
前記1次巻線を構成要素に含む共振回路を形成する共振コンデンサと、
前記1次巻線側に設けられた第1スイッチング素子および第2スイッチング素子と、
前記2次巻線に誘起される電圧を前記巻線単位で取り出すための複数の整流ダイオードと、
前記複数の整流ダイオードから取り出される電圧を切替えて出力する出力電圧切替回路と、
前記光源部に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路における検出結果にもとづいて前記出力電圧切替回路を制御する制御部と、
を備える投写型映像表示装置。
A light source unit,
A switching power supply for supplying power to the light source unit;
A projection type image display device provided with
The switching power supply device
A transformer comprising a primary winding and a secondary winding divided into a plurality of winding units;
A resonant capacitor forming a resonant circuit including the primary winding as a component;
A first switching element and a second switching element provided on the primary winding side;
A plurality of rectifying diodes for extracting the voltage induced in the secondary winding in units of the winding;
An output voltage switching circuit that switches and outputs voltages extracted from the plurality of rectifier diodes;
A current detection circuit that detects a current flowing through the light source unit;
A control unit that controls the output voltage switching circuit based on a detection result of the current detection circuit;
Projection type video display device provided with
前記光源部は、
電気的に直列に接続された複数の半導体光源素子を有する光源モジュールを複数備え、
前記複数の光源モジュールは、電流検出用の抵抗を間に挟んで電気的に直列に接続され、
前記電流検出回路は、前記抵抗に流れる電流を検出する、
請求項4に記載の投写型映像表示装置。
The light source unit is
A plurality of light source modules having a plurality of semiconductor light source elements electrically connected in series;
The plurality of light source modules are electrically connected in series with a current detection resistor interposed therebetween;
The current detection circuit detects a current flowing through the resistor.
The projection type video display apparatus of Claim 4.
前記光源モジュールのそれぞれは、
直列に接続された前記複数の半導体光源素子の両端子間を短絡できるように構成された短絡用スイッチング素子を備え、
前記制御部は、前記電流検出回路における検出結果にもとづいて前記短絡用スイッチング素子のそれぞれを制御するように構成された、
請求項5に記載の投写型映像表示装置。
Each of the light source modules is
A shorting switching element configured to be able to short between both terminals of the plurality of semiconductor light source elements connected in series;
The control unit is configured to control each of the shorting switching elements based on a detection result in the current detection circuit.
The projection type video display apparatus of Claim 5.
前記光源モジュールのそれぞれは、
直列に接続された前記複数の半導体光源素子の両端子間を短絡できるように構成された短絡用スイッチング素子を備え、
前記制御部は、前記電流検出回路における検出結果にもとづいて前記短絡用スイッチング素子のそれぞれを制御するように構成された、
請求項5に記載の投写型映像表示装置。
Each of the light source modules is
A shorting switching element configured to be able to short between both terminals of the plurality of semiconductor light source elements connected in series;
The control unit is configured to control each of the shorting switching elements based on a detection result in the current detection circuit.
The projection type video display apparatus of Claim 5.
前記制御部は、
前記電流検出回路における検出結果にもとづいて、前記1次巻線に供給される電圧を一時的に引き下げる、
請求項4に記載の投写型映像表示装置。
The control unit
Temporarily reducing the voltage supplied to the primary winding based on the detection result in the current detection circuit;
The projection type video display apparatus of Claim 4.
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