JP6619238B2 - Auxiliary power supply circuit and switching power supply device including the same - Google Patents

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Description

本発明は、発光ダイオード(以下「LED(Light Emitting Diode」という)などの発光器を点灯制御するための点灯装置、その他のスイッチング電源装置に関する。特に、スイッチング電源装置の制御回路を動作させるための制御用電圧を供給する補助電源回路の改良に関する。   The present invention relates to a lighting device for controlling lighting of a light emitting device such as a light emitting diode (hereinafter referred to as “LED (Light Emitting Diode)”), and other switching power supply devices, and more particularly to operating a control circuit of the switching power supply device. The present invention relates to an improvement of an auxiliary power supply circuit that supplies a control voltage.

近年LED素子の性能が高くなってきており、LED素子を用いた照明器具は、寿命が長いなどの理由により従来からの光源に代えて採用される状況にある。今後LED素子の性能がますます向上してゆけば、さらに汎用の照明器具分野でLED素子を用いた照明器具が採用されると考えられる。
LED素子を多数使用した照明器具では、従来のHIDランプを使用した照明器具に比べてランプの形状による構造の制約がなく、自由なランプ形状の照明器具が実現する。また、LED素子一個当たりの光出力は小さいが、多数のLED素子を直並列に組み合わせた照明器具であれば、光出力は大きくなる。これらの理由で、従来のHIDランプがLEDを用いた照明器具に置き換えられるようになっている。
In recent years, the performance of LED elements has increased, and lighting fixtures using LED elements are being used in place of conventional light sources because of their long life. If the performance of LED elements is further improved in the future, it is considered that lighting fixtures using LED elements will be adopted in the field of general-purpose lighting fixtures.
In a lighting fixture using a large number of LED elements, there is no structural limitation due to the shape of the lamp as compared with a lighting fixture using a conventional HID lamp, and a lighting fixture having a free lamp shape is realized. Moreover, although the light output per LED element is small, if it is a lighting fixture which combined many LED elements in series-parallel, light output will become large. For these reasons, conventional HID lamps are replaced by lighting fixtures using LEDs.

実開平6−7197号公報Japanese Utility Model Publication No. 6-7197

従来のHIDランプと異なり、LED素子を用いた照明器具の分野には世界規模の統一された基準がなく、多数の独立した業者が各々、複数のLED素子を直並列に組み合わせて様々な照明器具を製造している。複数のLED素子からなる発光器に印加すべき電圧や電流は、まちまちであるため、照明器具ごとに点灯装置を開発する必要がある。つまり、コイルやトランス等に汎用品を使用できず、新たな点灯装置を開発するごとに力率改善回路のチョークコイルやフライバックトランス等を設計しなおす必要がある。
加えて、LED点灯装置内で使用する制御用電力を点灯用電力から取り出す場合が多い。一般的には、部品点数を低減できるという観点から、力率改善回路(PFC)のチョークコイルやフライバックトランス等に巻き線を追加して、この巻き線から制御用電力を取り出す方法が採用される。しかし、上述のように、コイルやトランス等に汎用品を使用できないことから、制御用電力のための巻き線も含めて、一から点灯装置を設計しなおさなければならず、納期が遅くなる等の問題点があった。
Unlike conventional HID lamps, there is no global standard in the field of lighting fixtures using LED elements, and a number of independent vendors can combine various LED elements in series and parallel to provide various lighting fixtures. Is manufacturing. Since the voltage and current to be applied to the light emitting device composed of a plurality of LED elements vary, it is necessary to develop a lighting device for each lighting fixture. In other words, general-purpose products cannot be used for coils, transformers, etc., and it is necessary to redesign the choke coil, flyback transformer, etc. of the power factor correction circuit each time a new lighting device is developed.
In addition, the control power used in the LED lighting device is often taken out from the lighting power. In general, from the viewpoint of reducing the number of parts, a method is adopted in which a winding is added to a choke coil or flyback transformer of a power factor correction circuit (PFC) and control power is extracted from this winding. The However, as described above, since general-purpose products cannot be used for coils, transformers, etc., the lighting device must be redesigned from the beginning, including the winding for control power, and the delivery time is delayed. There was a problem.

特許文献1の点灯装置には、制御用電力を点灯用電力から取り出す補助電源回路として、従来の巻き線を使用しないトランスレス型の補助電源回路が開示されている。しかしながら、特許文献1の補助電源回路では、調光動作で光量を深く絞り込んだ場合に、制御用電圧が低下しすぎて、制御回路の動作が停止したり不安定状態に陥ったりする等の問題点があった。   The lighting device of Patent Document 1 discloses a transformerless auxiliary power supply circuit that does not use a conventional winding as an auxiliary power supply circuit that extracts control power from the lighting power. However, in the auxiliary power supply circuit of Patent Document 1, when the light amount is narrowed down by the dimming operation, the control voltage is too low, and the operation of the control circuit stops or becomes unstable. There was a point.

本発明は上述の課題に鑑みなされたものであり、点灯装置などのスイッチング電源装置において、電源トランスを用いずに制御用電力を供給でき、しかも、負荷側への出力を絞り込んだ場合であっても制御用電力を安定して供給できる補助電源回路、および、これを備えたスイッチング電源装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a switching power supply device such as a lighting device, control power can be supplied without using a power transformer, and the output to the load side is narrowed down. Another object of the present invention is to provide an auxiliary power supply circuit capable of stably supplying control power, and a switching power supply device including the auxiliary power supply circuit.

発明者は、直流電圧を高周波電圧に変換するハーフ・ブリッジ回路を備えたスイッチング電源装置において、ハーフ・ブリッジ回路の高電位側出力端に限流用インダクタを介して第一絶縁コンデンサを接続し、ハーフ・ブリッジ回路の低電位側出力端に第二絶縁コンデンサを接続し、これら一対の絶縁コンデンサに生じる高周波電流を負荷側に出力するようにした。そして、限流用インダクタと第一絶縁コンデンサの接続点(点c)に、高周波電流のバイパスコンデンサを接続して、限流用インダクタの出力電圧を降圧し、さらに、降圧された電圧を整流する整流回路を設けた。この整流電圧による直流電源を制御回路の電源として使用することにした。このようなバイパスコンデンサ(高周波電流のバイパス回路)および整流回路からなる補助電源回路を、上記のハーフ・ブリッジ回路を備えたスイッチング電源装置に採用することにより、本発明の課題解決に至った。さらに、バイパスコンデンサを2つのコンデンサの直列回路で構成し、このバイパスコンデンサの動作のオンオフ機能を追加することにより、補助電源回路の出力電圧を調整できることを見出した。   The inventor connects a first insulation capacitor to a high-potential side output terminal of a half-bridge circuit via a current-limiting inductor in a switching power supply device including a half-bridge circuit that converts a DC voltage into a high-frequency voltage. -A second insulation capacitor is connected to the low potential side output terminal of the bridge circuit, and the high frequency current generated in the pair of insulation capacitors is output to the load side. A rectifier circuit that connects a high-frequency current bypass capacitor to a connection point (point c) between the current-limiting inductor and the first insulation capacitor, steps down the output voltage of the current-limiting inductor, and further rectifies the stepped-down voltage. Was established. A DC power supply based on this rectified voltage was used as a power supply for the control circuit. By employing such an auxiliary power supply circuit including a bypass capacitor (a high-frequency current bypass circuit) and a rectifier circuit in a switching power supply device having the above-described half-bridge circuit, the problem of the present invention has been solved. Furthermore, it has been found that the output voltage of the auxiliary power supply circuit can be adjusted by configuring the bypass capacitor with a series circuit of two capacitors and adding an on / off function of the operation of the bypass capacitor.

すなわち、本発明に係る補助電源回路は、
高電位側の第一スイッチおよび該第一スイッチと直列に接続されたグラウンド側の第二スイッチを有するハーフ・ブリッジ回路、該ハーフ・ブリッジ回路の高電位側出力端に接続された限流用インダクタ、該限流用インダクタに直列に接続された第一絶縁コンデンサ、および、該ハーフ・ブリッジ回路のグラウンド側出力端に接続された第二絶縁コンデンサからなるスイッチング電源装置用の補助電源回路であって、
該補助電源回路は、
前記限流用インダクタおよび前記第一絶縁コンデンサの接続点と、前記ハーフ・ブリッジ回路のグラウンド側出力端と、を結ぶ高周波電流のバイパスコンデンサと、
前記バイパスコンデンサによって降圧された電圧を整流する整流回路と、を有し、
前記整流回路による整流化電圧を制御用電圧として出力することを特徴とする。
That is, the auxiliary power circuit according to the present invention is
A half bridge circuit having a first switch on the high potential side and a second switch on the ground side connected in series with the first switch, an inductor for current limiting connected to the high potential side output terminal of the half bridge circuit, An auxiliary power supply circuit for a switching power supply comprising a first insulation capacitor connected in series to the current limiting inductor, and a second insulation capacitor connected to the ground side output terminal of the half bridge circuit,
The auxiliary power circuit is
A high-frequency current bypass capacitor connecting a connection point between the current-limiting inductor and the first insulation capacitor and a ground-side output terminal of the half-bridge circuit;
A rectifier circuit that rectifies the voltage stepped down by the bypass capacitor,
The voltage rectified by the rectifier circuit is output as a control voltage.

この発明の作用効果について説明する。まず、スイッチング電源装置の動作について、ハーフ・ブリッジ回路の高電位側出力端に限流用インダクタおよび第一絶縁コンデンサが直列に接続されているため、第一スイッチのオン状態では限流用インダクタおよび第一絶縁コンデンサの接続点(図1の点c)が「プラス電位」で保持される。続いて、第二スイッチがオン(第一スイッチはオフ)すると、負荷を含めて限流用インダクタと2つの絶縁コンデンサからなる閉ループが形成されるので、第一絶縁コンデンサに貯えられた電荷が限流用インダクタを通って第二絶縁コンデンサへと流れる。このように、第二スイッチがオンしても、接続点が「プラス電位」である期間が生じる。この接続点の電位は、第二スイッチのオン期間において、一度、マイナス電位まで低下するが、再度、「プラス電位」まで上昇する。そして、プラス電位の状態で、第一スイッチがオンする。
本発明の補助電源回路は、このようなスイッチング電源装置の動作を利用したものであり、高周波電流のバイパスコンデンサを接続する接続点(点c)には、「プラス電位」が比較的長く保持されるとともに、限流用インダクタおよび絶縁コンデンサからなる回路構成から制御用電力を取り出しているので、補助電源回路が制御用電圧を取得・供給する過程での回路損失が発生しない。従って、制御用電力を安定的に取り出すことができる。
The effect of this invention is demonstrated. First, regarding the operation of the switching power supply device, the current limiting inductor and the first insulation capacitor are connected in series to the high potential side output terminal of the half bridge circuit. The connection point of the insulating capacitor (point c in FIG. 1) is held at “plus potential”. Subsequently, when the second switch is turned on (the first switch is turned off), a closed loop including a current limiting inductor and two insulating capacitors is formed including the load, so that the charge stored in the first insulating capacitor is used for current limiting. It flows through the inductor to the second insulating capacitor. In this way, even when the second switch is turned on, a period in which the connection point is “plus potential” occurs. The potential at this connection point once decreases to a minus potential during the ON period of the second switch, but rises again to a “plus potential”. Then, the first switch is turned on in the positive potential state.
The auxiliary power supply circuit of the present invention utilizes such an operation of the switching power supply device, and the “plus potential” is kept relatively long at the connection point (point c) connecting the bypass capacitor of the high-frequency current. In addition, since the control power is extracted from the circuit configuration including the current-limiting inductor and the insulating capacitor, no circuit loss occurs in the process in which the auxiliary power supply circuit acquires and supplies the control voltage. Therefore, the control power can be stably taken out.

ここで、本発明の補助電源回路における前記バイパスコンデンサは、高電位側の第一バイパスコンデンサおよびグラウンド側の第二バイパスコンデンサの直列回路で構成され、前記整流回路は、前記第一および第二バイパスコンデンサの接続点での分圧電圧を整流するように設けられていることを特徴とする。または、前記バイパスコンデンサは、高電位側の降圧コンデンサおよび高電位側からグラウンド側への電流を阻止するダイオードの直列回路で構成され、前記整流回路は、前記降圧コンデンサおよび前記ダイオードの接続点での分圧電圧を整流するように設けられていることを特徴とする。
Here, the bypass capacitor in the auxiliary power supply circuit of the present invention is configured by a series circuit of a first bypass capacitor on the high potential side and a second bypass capacitor on the ground side, and the rectifier circuit includes the first and second bypass capacitors. It is provided to rectify the divided voltage at the connection point of the capacitor . Alternatively, the bypass capacitor is configured by a series circuit of a step-down capacitor on the high potential side and a diode that blocks current from the high potential side to the ground side, and the rectifier circuit is connected at a connection point of the step-down capacitor and the diode. It is provided to rectify the divided voltage.

また、前記バイパスコンデンサには、前記第二バイパスコンデンサの接続を開閉する第三スイッチが直列に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、第三スイッチ素子を開閉させることで、バイパスコンデンサによる分圧電圧が変化するので、これに伴って補助電源回路の出力電圧を調整することができる。
The bypass capacitor is preferably connected in series with a third switch that opens and closes the connection of the second bypass capacitor.
According to this configuration, since the divided voltage by the bypass capacitor is changed by opening and closing the third switch element, the output voltage of the auxiliary power supply circuit can be adjusted accordingly.

一方、本発明に係るスイッチング電源装置は、
高電位側の第一スイッチおよび該第一スイッチと直列に接続されたグラウンド側の第二スイッチを有するハーフ・ブリッジ回路と、
該ハーフ・ブリッジ回路の高電位側出力端に接続された限流用インダクタと、
該限流用インダクタに直列に接続された第一絶縁コンデンサと、
該ハーフ・ブリッジ回路のグラウンド側出力端に接続された第二絶縁コンデンサと、
前記補助電源回路と、を備えることを特徴とする。
On the other hand, the switching power supply device according to the present invention is
A half bridge circuit having a first switch on the high potential side and a second switch on the ground side connected in series with the first switch;
A current-limiting inductor connected to the high-potential side output terminal of the half-bridge circuit;
A first insulation capacitor connected in series to the current limiting inductor;
A second insulation capacitor connected to the ground-side output terminal of the half-bridge circuit;
And an auxiliary power circuit.

本発明によれば、スイッチング電源装置の限流用インダクタおよび第1絶縁コンデンサの接続点に高周波電流のバイパスコンデンサを接続して、この接続点から制御用電力を取り出すようにしたので、電源トランスを用いない補助電源回路を構成できる。しかも、インダクタとコンデンサを用いた回路構成から制御用電力を取り出すようにしたので、補助電源回路が制御用電圧を取得・供給する過程での回路損失は存在しない。また、限流用インダクタと絶縁コンデンサの協働により、両者の接続点での「プラス電位」が比較的長く保持される。
以上のことにより、スイッチング電源装置の出力を変化させて負荷側への出力を絞り込んだ場合であっても、制御回路などへの供給電圧が低下し過ぎることがなく、制御回路が停止したり不安定になったりすることを回避することができる。
According to the present invention, the bypass current capacitor is connected to the connection point between the current-limiting inductor and the first insulation capacitor of the switching power supply device, and the control power is taken out from this connection point. An auxiliary power circuit that is not present can be configured. In addition, since the control power is extracted from the circuit configuration using the inductor and the capacitor, there is no circuit loss in the process in which the auxiliary power supply circuit acquires and supplies the control voltage. In addition, the “plus potential” at the connection point between the current-limiting inductor and the insulating capacitor is maintained for a relatively long time.
As described above, even when the output of the switching power supply device is changed and the output to the load side is narrowed down, the supply voltage to the control circuit or the like does not decrease excessively, and the control circuit is stopped or It can avoid becoming stable.

本発明の第一実施形態のLED点灯装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the LED lighting device of 1st embodiment of this invention. 図1のa点での電圧波形を示した図である。It is the figure which showed the voltage waveform in the point a of FIG. 図1のb点およびc点での各電圧波形を同じ時間軸で示した図である。FIG. 2 is a diagram showing voltage waveforms at points b and c in FIG. 1 on the same time axis. 図3にて点灯装置出力を深く絞った際の各電圧波形を示した図である。It is the figure which showed each voltage waveform at the time of narrowing down a lighting device output in FIG. 図1のスイッチQ1の動作に応じたg点の電圧変化を説明するための図。The figure for demonstrating the voltage change of the g point according to operation | movement of switch Q1 of FIG. 本発明の第二実施形態のスイッチング電源装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the switching power supply device of 2nd embodiment of this invention.

本発明の第一実施形態に係るLED点灯装置の回路構成および回路動作について図面を参照して説明する。
第一実施形態
図1のLED点灯装置は、ハーフ・ブリッジ方式であり、図中の1は入力の交流電源AC、2は交流電源1からの交流電圧を直流の脈流電圧に変換する全波整流器DB1、3は起動回路、4は脈流電圧を昇圧して直流電圧を生成する力率改善回路PFC、5は制御回路、6はハーフ・ブリッジ回路、7は高周波数帯の全波整流器DB2、8はLED発光器または照明器具、9は制御回路用の補助電源回路である。
The circuit configuration and circuit operation of the LED lighting device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment The LED lighting device of FIG. 1 is a half-bridge type, in which 1 is an input AC power supply AC, 2 is a full wave that converts an AC voltage from the AC power supply 1 into a DC pulsating voltage. Rectifiers DB1, 3 are start-up circuits, 4 is a power factor correction circuit PFC that boosts the pulsating voltage to generate a DC voltage, 5 is a control circuit, 6 is a half-bridge circuit, and 7 is a full-frequency rectifier DB2 in a high frequency band. , 8 is an LED light emitter or lighting fixture, and 9 is an auxiliary power circuit for the control circuit.

また、図1中のC1は、商用周波数帯の全波整流器2が生成した電流の高調波成分(リプル)を平滑する平滑コンデンサである。平滑コンデンサC1の両端子間には、抵抗R1とダイオードD1と起動回路3からなる直列回路が接続されている。起動回路3は、平滑コンデンサC1の端子間電圧の分圧電圧を電源として、力率改善回路4およびハーフ・ブリッジ用の制御回路5への起動信号を生成する。
C2は、力率改善回路4によって昇圧された直流電圧によって充電される平滑コンデンサ(電解コンデンサ)であり、後段のハーフ・ブリッジ回路6へ直流電力を供給する。この平滑コンデンサC2の陰極端子は、点灯装置内の基準電位を有するグラウンド配線に接続されている。
Further, C1 in FIG. 1 is a smoothing capacitor that smoothes the harmonic component (ripple) of the current generated by the full-wave rectifier 2 in the commercial frequency band. A series circuit including a resistor R1, a diode D1, and a starting circuit 3 is connected between both terminals of the smoothing capacitor C1. The startup circuit 3 generates a startup signal to the power factor correction circuit 4 and the half-bridge control circuit 5 by using the divided voltage of the inter-terminal voltage of the smoothing capacitor C1 as a power source.
C2 is a smoothing capacitor (electrolytic capacitor) that is charged by the DC voltage boosted by the power factor correction circuit 4, and supplies DC power to the half-bridge circuit 6 at the subsequent stage. The cathode terminal of the smoothing capacitor C2 is connected to a ground wiring having a reference potential in the lighting device.

ハーフ・ブリッジ回路6は、FETで構成される二つのスイッチQ2,Q3の直列回路であり、平滑コンデンサC2の両端に接続されている。スイッチQ2が高電位側であり、スイッチQ3がグラウンド側である。二つのスイッチQ2,Q3は、制御回路5からのドライブ信号に従って各々オンオフする。二つのスイッチQ2,Q3が高い周波数fで交互にオンオフを繰り返すことにより、これらの接続点bから周波数fの矩形波電圧(高周波電圧)が発生する。   The half bridge circuit 6 is a series circuit of two switches Q2 and Q3 formed of FETs, and is connected to both ends of the smoothing capacitor C2. The switch Q2 is on the high potential side, and the switch Q3 is on the ground side. The two switches Q2 and Q3 are turned on / off according to the drive signal from the control circuit 5, respectively. When the two switches Q2 and Q3 are alternately turned on and off at a high frequency f, a rectangular wave voltage (high frequency voltage) having a frequency f is generated from the connection point b.

接続点bは、ハーフ・ブリッジ回路6の高電位側の出力端を形成し、またスイッチQ3のFETのソース側の接続点eは、ハーフ・ブリッジ回路6のグラウンド側の出力端を形成する。接続点bには、小インピーダンスの限流用インダクタL1と、小容量の第一絶縁コンデンサC3とで構成されたLC直列回路が接続されている。コンデンサC3の他端は、ダイオード・ブリッジからなる高周波数帯の全波整流器7の一方の入力端に繋がっている。接続点eには、小容量の第二絶縁コンデンサC4が接続され、コンデンサC4の他端は、高周波数帯の全波整流器7の他方の入力端に繋がっている。   The connection point b forms an output terminal on the high potential side of the half bridge circuit 6, and the connection point e on the source side of the FET of the switch Q3 forms an output terminal on the ground side of the half bridge circuit 6. An LC series circuit composed of a small impedance current-limiting inductor L1 and a small-capacity first insulating capacitor C3 is connected to the connection point b. The other end of the capacitor C3 is connected to one input end of a high-frequency full-wave rectifier 7 composed of a diode bridge. A small-capacitance second insulating capacitor C4 is connected to the connection point e, and the other end of the capacitor C4 is connected to the other input end of the full-frequency rectifier 7 in the high frequency band.

第一及び第二絶縁コンデンサC3,C4は、外部の交流電源に対して少なくとも0.1MΩ以上、好ましくは0.2MΩ以上、より好ましくは0.4MΩ以上の絶縁抵抗を有する小容量コンデンサであることが好ましい。具体的には、絶縁コンデンサC3,C4の静電容量は、発光器においてLED素子と放熱器間の絶縁が破壊され、人が放熱器に接触した場合に、人を通じて大地に流れる交流電流の最大値が、人体に影響のない電流値である1mA以下となるようなpFオーダである。例えば、絶縁コンデンサC3,C4の個々の容量を7000pF以下に定めた場合、交流電流60Hz、200Vにおいて、絶縁コンデンサの容量性リアクタンス1/(ωC)を約0.2MΩ以上にすることができる。
よって、これら小容量の絶縁コンデンサC4,C5にはpFオーダの容量の同じセラミック・コンデンサを使用するとよい。
The first and second insulation capacitors C3 and C4 are small-capacitance capacitors having an insulation resistance of at least 0.1 MΩ or more, preferably 0.2 MΩ or more, more preferably 0.4 MΩ or more with respect to an external AC power supply. Is preferred. Specifically, the capacitance of the insulating capacitors C3 and C4 is the maximum of the alternating current that flows to the ground through a person when the insulation between the LED element and the radiator is broken in the light emitter and the person contacts the radiator. The pF order is such that the value is 1 mA or less, which is a current value that does not affect the human body. For example, when the individual capacities of the insulating capacitors C3 and C4 are set to 7000 pF or less, the capacitive reactance 1 / (ωC) of the insulating capacitor can be about 0.2 MΩ or more at an alternating current of 60 Hz and 200 V.
Therefore, ceramic capacitors having the same pF order capacitance may be used for the small-capacity insulating capacitors C4 and C5.

また、インダクタL1および第一絶縁コンデンサC3からなるLC直列接続回路のインピーダンスが容量性になるようにコンデンサC3の静電容量およびインダクタL1のインダクタンスが設定されている。具体的には、インダクタL1のインピーダンス絶対値は、コンデンサC3のインピーダンス絶対値の0.5倍以下、好ましくは0.1倍以下、より好ましくは0.05倍以下に設定するとよい。
本実施形態では、インダクタL1とコンデンサC3の接続点cを流れる電流をisで表し、インダクタL1からコンデンサC3への電流isの向きを正とする。
Further, the capacitance of the capacitor C3 and the inductance of the inductor L1 are set so that the impedance of the LC series connection circuit including the inductor L1 and the first insulating capacitor C3 is capacitive. Specifically, the absolute impedance value of the inductor L1 may be set to 0.5 times or less, preferably 0.1 times or less, more preferably 0.05 times or less than the impedance absolute value of the capacitor C3.
In the present embodiment, the current flowing through the connection point c between the inductor L1 and the capacitor C3 is represented by is, and the direction of the current is from the inductor L1 to the capacitor C3 is positive.

高周波数帯の全波整流器7は、4つの整流素子D2〜D5からなり、接続点cを流れる電流isを直流化する。この直流化電流は、LED発光器8に並列に接続された平滑コンデンサC5を充電する。平滑コンデンサC5は、直流化電流の高周波成分(リプル)を平滑し、LED発光器8への負荷電流を調光率に応じた値にする。なお、高周波数帯の全波整流器7は、高周波の周波数fに対して逆回復時間が十分短い高速型ダイオードなどで構成される。   The full-frequency rectifier 7 in the high frequency band includes four rectifying elements D2 to D5, and converts the current is flowing through the connection point c into a direct current. This DC current charges the smoothing capacitor C5 connected in parallel to the LED light emitter 8. The smoothing capacitor C5 smoothes the high frequency component (ripple) of the direct current, and sets the load current to the LED light emitter 8 to a value corresponding to the dimming rate. The high-frequency band full-wave rectifier 7 is composed of a high-speed diode having a sufficiently short reverse recovery time with respect to the high-frequency f.

本実施形態のLED点灯装置の点灯動作を説明する。
入力の交流電圧は全波整流器2により整流され、図2に示すような脈流になる。
次に、脈流電圧は、力率改善回路4によって昇圧され、例えば400V付近の直流電圧となって平滑コンデンサC2を充電する。平滑コンデンサC2の端子間電圧は、制御回路5からの指令で駆動するハーフ・ブリッジ回路6によって、高周波の矩形波(方形波)電圧となる。図3の上側の波形は、接続点bに生じる矩形波電圧の波形である。インダクタL1は、矩形波電圧にともなうパルス電流を限流するので、接続点cの最大電流が制限される。その結果、接続点cの電圧波形は、図3の下側に示すように、プラス電位とマイナス電位とが交互に生じる高周波の電圧波形となる。この高周波の電圧波形は、絶縁コンデンサC3,C4によって降圧され、高周波数帯の全波整流器7で再度直流となり、平滑コンデンサC5で平滑された後、LED発光器8を点灯させる。
The lighting operation of the LED lighting device of this embodiment will be described.
The input AC voltage is rectified by the full-wave rectifier 2 and becomes a pulsating flow as shown in FIG.
Next, the pulsating voltage is boosted by the power factor correction circuit 4 and becomes a DC voltage near 400 V, for example, to charge the smoothing capacitor C2. The inter-terminal voltage of the smoothing capacitor C2 becomes a high-frequency rectangular wave (square wave) voltage by the half-bridge circuit 6 driven by a command from the control circuit 5. The upper waveform in FIG. 3 is a waveform of a rectangular wave voltage generated at the connection point b. Since the inductor L1 limits the pulse current accompanying the rectangular wave voltage, the maximum current at the connection point c is limited. As a result, the voltage waveform at the connection point c is a high-frequency voltage waveform in which a positive potential and a negative potential are alternately generated, as shown on the lower side of FIG. This high-frequency voltage waveform is stepped down by the insulating capacitors C3 and C4, becomes DC again by the full-frequency rectifier 7 in the high frequency band, is smoothed by the smoothing capacitor C5, and then the LED light emitter 8 is turned on.

詳細な動作は次のようになる。ハーフ・ブリッジ回路6で、スイッチQ2がオン、スイッチQ3がオフの状態になると、接続点bに矩形波電圧が印加され、インダクタL1に向けてパルス電流が流れる。正方向のパルス電流は、インダクタL1により制限を受けつつ、平滑コンデンサC2に蓄えられた電荷をC2→Q2→L1→C3→D2→C5→D5→C4→C2の順に流して、平滑コンデンサC5を充電し、光源LAを点灯する直流電流になる。この期間に絶縁コンデンサC3、C4は充電される。   Detailed operation is as follows. When the switch Q2 is turned on and the switch Q3 is turned off in the half bridge circuit 6, a rectangular wave voltage is applied to the connection point b, and a pulse current flows toward the inductor L1. While the forward pulse current is limited by the inductor L1, the charge stored in the smoothing capacitor C2 flows in the order of C2-> Q2-> L1-> C3-> D2-> C5-> D5-> C4-> C2 and flows through the smoothing capacitor C5. It becomes a direct current that charges and turns on the light source LA. During this period, the insulating capacitors C3 and C4 are charged.

次に、スイッチQ2がオフ、スイッチQ3がオンの状態になると、接続点bの電圧は、グラウンドレベルの電圧になる。すると、絶縁コンデンサC3、C4に蓄えられた電荷が、インダクタL1により制限を受けつつ、負方向のパルス電流になって、接続点bに流れ込む。負方向のパルス電流は、C3→L1→Q3→C4→D3→C5→D4→C3と流れて、この期間も平滑コンデンサC5を充電し、光源LAを点灯する直流電流になる。   Next, when the switch Q2 is turned off and the switch Q3 is turned on, the voltage at the connection point b becomes a ground level voltage. Then, the electric charge stored in the insulating capacitors C3 and C4 becomes a pulse current in the negative direction while being limited by the inductor L1, and flows into the connection point b. The pulse current in the negative direction flows in the order of C3-> L1-> Q3-> C4-> D3-> C5-> D4-> C3, and during this period, the smoothing capacitor C5 is charged and becomes a direct current that turns on the light source LA.

<補助電源回路の構成>
次に、力率改善回路4および制御回路5へ制御用電力を供給する補助電源回路9について説明する。補助電源回路9は、高電位側の接続点cとグラウンド側の接続点fとの間に設けられ、高電位側の接続点cから制御用電力を取り出して所定の制御用電圧を生成する。具体的には、バイパスコンデンサC6,C7およびスイッチQ1の直列回路、ダイオードD6および電解コンデンサC8の直列回路、および、ダイオードD7からなる。
バイパスコンデンサC6,C7およびスイッチQ1の直列回路は、入力点である接続点cの電圧を分圧するためのものであり、Q1オン時に、コンデンサC6,C7の接続点gに分圧された電位を生じさせる。コンデンサC6単独、もしくは、コンデンサC6,C7の直列回路は、高周波電流のバイパスコンデンサとして機能する。
<Configuration of auxiliary power circuit>
Next, the auxiliary power supply circuit 9 for supplying control power to the power factor correction circuit 4 and the control circuit 5 will be described. The auxiliary power supply circuit 9 is provided between the high-potential side connection point c and the ground-side connection point f, and generates a predetermined control voltage by taking out control power from the high-potential side connection point c. Specifically, it includes a series circuit of bypass capacitors C6 and C7 and a switch Q1, a series circuit of a diode D6 and an electrolytic capacitor C8, and a diode D7.
The series circuit of the bypass capacitors C6 and C7 and the switch Q1 is used to divide the voltage at the connection point c which is an input point. When Q1 is ON, the potential divided at the connection point g of the capacitors C6 and C7 is divided. Cause it to occur. The capacitor C6 alone or the series circuit of the capacitors C6 and C7 functions as a high-frequency current bypass capacitor.

ダイオードD6および電解コンデンサC8の直列回路は、コンデンサC6,C7の接続点gとグラウンドレベル(接続点f)とを結んでおり、接続点gの電圧によって電解コンデンサC8に制御用電力を蓄える。ここでダイオードD6は、電解コンデンサC8の放電を防止するために、接続点g側からの電流のみを流す向きで接続されている。
ダイオードD7も、コンデンサC6,C7の接続点gとグラウンドレベル(接続点f)とを結び、グラウンド側からの電流のみを接続点gに向けて流す向きで接続されている。その目的は、スイッチQ1がオフ状態であっても、バイパスコンデンサC6が放電できるようにすることである。
ダイオードD6および電解コンデンサC8の接続点dは、力率改善回路4および制御回路5の電源端子に接続され、制御用電力として電解コンデンサC8に充電された直流電力を供給するようになっている。
なお、スイッチQ1は、FETなどで構成され、ハーフ・ブリッジ用の制御回路5から駆動電圧がゲートに印加されることでオンする。
The series circuit of the diode D6 and the electrolytic capacitor C8 connects the connection point g of the capacitors C6 and C7 and the ground level (connection point f), and stores control power in the electrolytic capacitor C8 by the voltage at the connection point g. Here, the diode D6 is connected in such a direction that only the current from the connection point g side flows in order to prevent the electrolytic capacitor C8 from discharging.
The diode D7 is also connected in such a direction as to connect the connection point g of the capacitors C6 and C7 and the ground level (connection point f) and to allow only the current from the ground side to flow toward the connection point g. The purpose is to allow the bypass capacitor C6 to discharge even when the switch Q1 is in the OFF state.
The connection point d between the diode D6 and the electrolytic capacitor C8 is connected to the power supply terminals of the power factor correction circuit 4 and the control circuit 5, and supplies DC power charged in the electrolytic capacitor C8 as control power.
The switch Q1 is composed of an FET or the like, and is turned on when a drive voltage is applied to the gate from the half-bridge control circuit 5.

このように構成された補助電源回路9は、次のように動作する。
まず、スイッチQ1がオフの場合について説明する。
接続点cの電圧(電位)がコンデンサC6で降圧される。接続点cの電圧波形は図3の下側に示したように、ハーフ・ブリッジ回路6の動作に伴ってプラス電位の期間とマイナス電位の期間が交互に生じる。従って、補助電源回路9内の電荷の流れは、接続点cの電圧波形の影響を受けて変化する。接続点gの電位が電解コンデンサC8の正極よりも高い場合は、電流がダイオードD6を通過して電解コンデンサC8を充電する。
The auxiliary power supply circuit 9 configured as described above operates as follows.
First, a case where the switch Q1 is off will be described.
The voltage (potential) at the connection point c is stepped down by the capacitor C6. As shown in the lower side of FIG. 3, the voltage waveform at the connection point c alternately has a positive potential period and a negative potential period as the half bridge circuit 6 operates. Accordingly, the flow of charges in the auxiliary power supply circuit 9 changes under the influence of the voltage waveform at the connection point c. When the potential at the connection point g is higher than the positive electrode of the electrolytic capacitor C8, the current passes through the diode D6 and charges the electrolytic capacitor C8.

補助電源回路9内の電荷の流れを詳しく説明する。
矩形波電圧が高電位の期間(スイッチQ2のオン期間:期間I)は、接続点cがプラス電位で保持される。Q2のオンによって、インダクタL1の正方向(右向き)の電流が徐々に増して、絶縁コンデンサC3,C4の充電が進む。絶縁コンデンサC3,C4が一杯になったところでインダクタL1の電流は停止し、続けて、絶縁コンデンサC3,C4の放電が始まって、インダクタL1に負方向(左向き)の電流が流れ始める。こうして、Q2のオン期間では接続点cの電圧波形が山形(常にプラス電位)となる。従って、補助電源回路9では、バイパスコンデンサC6で降圧された電圧によって、電解コンデンサC8の充電が進む。補助電源回路9での電流は、接続点c→C6→D6→C8→接続点fへと流れる。
The flow of charges in the auxiliary power supply circuit 9 will be described in detail.
During a period in which the rectangular wave voltage is at a high potential (switch Q2 on period: period I), the connection point c is held at a positive potential. When Q2 is turned on, the current in the positive direction (rightward) of inductor L1 gradually increases, and charging of insulating capacitors C3 and C4 proceeds. When the insulating capacitors C3 and C4 become full, the current of the inductor L1 stops, and then the discharging of the insulating capacitors C3 and C4 starts, and a negative (leftward) current starts to flow through the inductor L1. Thus, during the on period of Q2, the voltage waveform at the connection point c has a mountain shape (always a positive potential). Therefore, in the auxiliary power circuit 9, charging of the electrolytic capacitor C8 proceeds by the voltage stepped down by the bypass capacitor C6. The current in the auxiliary power circuit 9 flows from the connection point c → C6 → D6 → C8 → connection point f.

一方、矩形波電圧が低電位の期間(スイッチQ3のオン期間:期間II)では、まず、スイッチQ3オン時の接続点cはプラス電位を示す。Q3オンによって、C3→L1→Q3→C4→D3→C5→D4→C3の閉ループが形成されるので、絶縁コンデンサC3の電荷の放電(インダクタL1の負方向の電流)が進む。接続点cの電位は、マイナス電位まで低下して、インダクタL1の電流は停止する。続けて、インダクタL1の磁場に貯えられたエネルギーの放出によって、再びインダクタL1に正方向の電流が流れ出して、接続点cがプラス電位まで上昇する。このようにスイッチQ3のオン期間での接続点cの電圧波形はマイナス電位の期間を含んだ谷形となる。   On the other hand, during a period in which the rectangular wave voltage is at a low potential (switch Q3 on period: period II), first, the connection point c when the switch Q3 is on exhibits a positive potential. When Q3 is turned on, a closed loop of C3.fwdarw.L1, Q3.fwdarw.C4.fwdarw.D3.fwdarw.C5.fwdarw.D4.fwdarw.C3 is formed, so that the discharge of the charge of the insulating capacitor C3 (the current in the negative direction of the inductor L1) proceeds. The potential at the connection point c drops to a negative potential, and the current in the inductor L1 stops. Subsequently, due to the release of the energy stored in the magnetic field of the inductor L1, a positive current flows again to the inductor L1, and the connection point c rises to a positive potential. As described above, the voltage waveform at the connection point c in the ON period of the switch Q3 has a valley shape including the period of the negative potential.

そうするとスイッチQ3のオン期間での補助電源回路9の動作は、接続点cがプラス電位のときは、バイパスコンデンサC6で降圧された電圧によって電解コンデンサC8の充電が進む。電流は、接続点c→C6→D6→C8→接続点fへと流れる。逆に、接続点cがマイナス電位のときは、電解コンデンサC8の充電は行われず、ダイオードD7を流れる電流によって、バイパスコンデンサC6の放電が進む。電流は、接続点f→D7→C6→接続点cへと流れる。   Then, the operation of the auxiliary power supply circuit 9 during the ON period of the switch Q3 is such that the charging of the electrolytic capacitor C8 proceeds with the voltage stepped down by the bypass capacitor C6 when the connection point c is a positive potential. The current flows from connection point c → C6 → D6 → C8 → connection point f. Conversely, when the connection point c is a negative potential, the electrolytic capacitor C8 is not charged, and the discharge of the bypass capacitor C6 proceeds by the current flowing through the diode D7. The current flows from the connection point f → D7 → C6 → connection point c.

ここで、調光制御によってハーフ・ブリッジ回路6のオンデューティを小さくした場合の波形を図4に示す。スイッチQ2のオン期間は短縮されるが、Q2オン中は、接続点cの電圧波形が山形(常にプラス電位)となり、また、Q3オフ中は、接続点cの電圧波形が谷形(マイナス電位の期間を含む)となる。つまり、調光率に関わらず、接続点cの電圧波形はプラス電位の期間とマイナス電位の期間が交互に生じる。   Here, FIG. 4 shows waveforms when the on-duty of the half-bridge circuit 6 is reduced by dimming control. Although the ON period of the switch Q2 is shortened, the voltage waveform at the connection point c has a mountain shape (always a positive potential) while Q2 is ON, and the voltage waveform at the connection point c has a valley shape (a negative potential) while Q3 is OFF. Including the period. That is, regardless of the dimming rate, the voltage waveform at the connection point c alternates between a positive potential period and a negative potential period.

商用交流電源の投入直後においては、起動回路3から力率改善回路4および制御回路5へ、その動作に必要な電力が数秒間程度供給される。起動回路3からの供給は、補助電源回路の電解コンデンサC8に充電された直流電圧が規定値を超えると停止して、その後は、補助電源回路9から制御用の直流電圧が供給される。   Immediately after the commercial AC power is turned on, the power required for the operation is supplied from the start-up circuit 3 to the power factor correction circuit 4 and the control circuit 5 for several seconds. The supply from the starting circuit 3 is stopped when the DC voltage charged in the electrolytic capacitor C8 of the auxiliary power circuit exceeds a specified value, and thereafter, the control DC voltage is supplied from the auxiliary power circuit 9.

<スイッチQ1の機能>
次に、補助電源回路9のスイッチQ1をオンした場合について説明する。Q1オンでは、バイパスコンデンサC6,C7によって接続点cの電圧は分圧されて、接続点gの電圧はQ1オフ時よりも低くなる。従って、スイッチQ1のゲート電圧を制御回路5からの指令で図5のようにオンオフさせることにより、分圧電圧を図5の下側に示すように切り換えることができ、補助電源回路9の出力電圧(制御用電圧)を調整することができる。
<Function of switch Q1>
Next, a case where the switch Q1 of the auxiliary power circuit 9 is turned on will be described. When Q1 is on, the voltage at the connection point c is divided by the bypass capacitors C6 and C7, and the voltage at the connection point g is lower than when Q1 is off. Therefore, by turning on and off the gate voltage of the switch Q1 as shown in FIG. 5 according to a command from the control circuit 5, the divided voltage can be switched as shown in the lower side of FIG. (Control voltage) can be adjusted.

スイッチQ1がオンの場合の補助電源回路9の回路動作を説明する。
まず、スイッチQ2のオン期間では接続点cの電圧波形が山形(常にプラス電位)となる。補助電源回路9では、バイパスコンデンサC6、C7で分圧された電圧によって、電解コンデンサC8の充電が進む。つまり、補助電源回路9での電流は、接続点c→C6→C7→Q1→接続点fへの流れと、接続点c→C6→D6→C8→接続点fへの流れとの2通りの流れになる。
The circuit operation of the auxiliary power supply circuit 9 when the switch Q1 is on will be described.
First, during the ON period of the switch Q2, the voltage waveform at the connection point c has a mountain shape (always a positive potential). In the auxiliary power circuit 9, charging of the electrolytic capacitor C8 proceeds by the voltage divided by the bypass capacitors C6 and C7. That is, the current in the auxiliary power supply circuit 9 has two types of flows: a flow from the connection point c → C6 → C7 → Q1 → connection point f and a flow from the connection point c → C6 → D6 → C8 → connection point f. Become a flow.

一方、スイッチQ3のオン期間では、C3→L1→Q3→C4→DB2→C5→DB2→C3の閉ループが形成され、接続点cの電圧波形はマイナス電位の期間を含んだ谷形となる。補助電源回路9では、接続点cがプラス電位のときに、コンデンサC6、C7で分圧された電圧によって、電解コンデンサC8の充電が進む。逆に、接続点cがマイナス電位のときは、電解コンデンサC8の充電は行われず、補助電源回路9での電流は、接続点f→D7→C6→接続点cへの流れと、接続点f→Q1→C7→C6→接続点cへの流れとの2通りの流れになる。これによって、コンデンサC6、C7に蓄えられた電荷が放出される。   On the other hand, in the ON period of the switch Q3, a closed loop of C3-> L1-> Q3-> C4-> DB2-> C5-> DB2-> C3 is formed, and the voltage waveform at the connection point c has a valley shape including a negative potential period. In the auxiliary power supply circuit 9, when the connection point c is a positive potential, charging of the electrolytic capacitor C8 proceeds by the voltage divided by the capacitors C6 and C7. Conversely, when the connection point c is a negative potential, the electrolytic capacitor C8 is not charged, and the current in the auxiliary power supply circuit 9 flows from the connection point f → D7 → C6 → connection point c and the connection point f. → Q1 → C7 → C6 → Flow to connection point c. Thereby, the electric charge stored in the capacitors C6 and C7 is released.

<本実施形態の効果>
本実施形態のLED点灯装置によれば、限流用インダクタL1と第1絶縁コンデンサC3の接続点cに、高周波電流のバイパスコンデンサとして分配コンデンサC6を接続して、この接続点cから制御用電力を取り出すようにしたので、補助電源回路9が制御用電圧を取得・供給する過程での回路損失は生じない。また、限流用インダクタL1と絶縁コンデンサC3,C4の協働により、両者の接続点cでの「プラス電位」が比較的長く保持される。従って、LED発光器の光量を深く絞り込んだ場合であっても、制御回路などへの供給電圧が低下し過ぎることがなく、力率改善回路4や制御回路5が停止したり不安定になったりすることを回避することができる。
<Effect of this embodiment>
According to the LED lighting device of the present embodiment, the distribution capacitor C6 is connected as a high-frequency current bypass capacitor to the connection point c between the current limiting inductor L1 and the first insulation capacitor C3, and the control power is supplied from the connection point c. Since the auxiliary power supply circuit 9 obtains and supplies the control voltage, no circuit loss occurs. Further, by cooperation of the current limiting inductor L1 and the insulating capacitors C3 and C4, the “plus potential” at the connection point c between them is maintained for a relatively long time. Therefore, even when the light intensity of the LED light emitter is narrowed down, the power supply voltage to the control circuit or the like does not decrease excessively, and the power factor correction circuit 4 or the control circuit 5 stops or becomes unstable. Can be avoided.

本実施形態では、さらに、スイッチQ1を設けたので、接続点gの電圧を図5の下側に示すように切り換えることができ、補助電源回路9の出力電圧を調整することもできる。特に、スイッチQ1のオンオフを短い周期で繰り返すことにより、電解コンデンサC8の正極端子電圧を、オン時の電圧とオフ時の電圧との中間の電圧値にすることができる。つまり、制御回路5がスイッチQ1のオンデューティを変化させることにより、制御用電圧をオン時の電圧とオフ時の電圧との間で任意に調整することもできる。   In this embodiment, since the switch Q1 is further provided, the voltage at the connection point g can be switched as shown in the lower side of FIG. 5, and the output voltage of the auxiliary power supply circuit 9 can be adjusted. In particular, by repeating on / off of the switch Q1 in a short cycle, the positive terminal voltage of the electrolytic capacitor C8 can be set to an intermediate voltage value between the on-time voltage and the off-time voltage. That is, the control circuit 5 can arbitrarily adjust the control voltage between the on-time voltage and the off-time voltage by changing the on-duty of the switch Q1.

第二実施形態
図6を用いて本発明の第二実施形態に係るスイッチング電源装置について説明する。図6の電源装置において、第一実施形態に共通する部分には、同じ符号を付して説明を省略する。この電源装置は、直流電源11を用いてハーフ・ブリッジ回路6で高周波電圧を生成し、一対の絶縁コンデンサC3,C4を介して負荷に電力を供給する。
この電源装置においても、制御回路用の補助電源回路19を備え、安定した制御用電圧を供給できるようになっている。すなわち、補助電源回路19は、高電位側の接続点cとグラウンド側の接続点fとの間に接続された降圧コンデンサC6およびダイオードD7の直列回路と、ダイオードD6および電解コンデンサC8の直列回路とからなる。ここで、降圧コンデンサC6は、高周波電流のバイパスコンデンサとして機能する。また、ダイオードD6および電解コンデンサC8の直列回路は、コンデンサC6とダイオードD7の接続点gとグラウンドレベル(接続点f)とを結んでおり、接続点gの電圧によって電解コンデンサC8に制御用電力を蓄える。つまり、図6の補助電源回路19は、第一実施形態の補助電源回路9においてスイッチQ1がオンである状態と同等の回路構成になっている。
Second Embodiment A switching power supply device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the power supply device of FIG. 6, portions common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. This power supply device generates a high-frequency voltage in the half-bridge circuit 6 using a DC power supply 11 and supplies power to a load via a pair of insulating capacitors C3 and C4.
This power supply device also includes an auxiliary power supply circuit 19 for the control circuit, and can supply a stable control voltage. That is, the auxiliary power supply circuit 19 includes a series circuit of a step-down capacitor C6 and a diode D7 connected between a connection point c on the high potential side and a connection point f on the ground side, and a series circuit of a diode D6 and an electrolytic capacitor C8. Consists of. Here, the step-down capacitor C6 functions as a high-frequency current bypass capacitor. The series circuit of the diode D6 and the electrolytic capacitor C8 connects the connection point g between the capacitor C6 and the diode D7 and the ground level (connection point f), and the control power is supplied to the electrolytic capacitor C8 by the voltage at the connection point g. store. That is, the auxiliary power supply circuit 19 of FIG. 6 has a circuit configuration equivalent to a state in which the switch Q1 is on in the auxiliary power supply circuit 9 of the first embodiment.

なお、以上の各実施形態において、高周波電圧発生回路としてハーフ・ブリッジ回路6の場合を示したが、フル・ブリッジ回路の場合にも本発明を適用できる。また、各実施形態では、限流用インダクタL1を第1絶縁コンデンサC3と直列に接続した例を示したが、この構成に加えて、別の限流用インダクタを第2絶縁コンデンサC4にも直列に接続してもよい。あるいは、インダクタL1の代わりに同様のインダクタを第2絶縁コンデンサC4にのみ直列に接続したものでも構わない。   In each of the above embodiments, the case of the half-bridge circuit 6 is shown as the high-frequency voltage generation circuit, but the present invention can also be applied to the case of a full-bridge circuit. In each embodiment, the current limiting inductor L1 is connected in series with the first insulating capacitor C3. In addition to this configuration, another current limiting inductor is also connected in series with the second insulating capacitor C4. May be. Alternatively, instead of the inductor L1, a similar inductor may be connected in series only to the second insulating capacitor C4.

1:交流電源
2:商用周波数帯の全波整流器
3:起動回路(スタート回路)
4:力率改善回路
5:制御回路
6:ハーフ・ブリッジ回路
7:高周波数帯の全波整流器
8:LED発光器(またはLED照明器具)
9:制御用補助電源回路
1: AC power supply 2: Commercial waveband full wave rectifier 3: Start-up circuit (start circuit)
4: Power factor correction circuit 5: Control circuit 6: Half bridge circuit 7: Full-wave rectifier in high frequency band 8: LED light emitter (or LED lighting fixture)
9: Auxiliary power supply circuit for control

Claims (4)

高電位側の第一スイッチおよび該第一スイッチと直列に接続されたグラウンド側の第二スイッチを有するハーフ・ブリッジ回路、該ハーフ・ブリッジ回路の高電位側出力端に接続された限流用インダクタ、該限流用インダクタに直列に接続された第一絶縁コンデンサ、および、該ハーフ・ブリッジ回路のグラウンド側出力端に接続された第二絶縁コンデンサからなるスイッチング電源装置用の補助電源回路において、
前記限流用インダクタおよび前記第一絶縁コンデンサの接続点と、前記ハーフ・ブリッジ回路のグラウンド側出力端と、を結ぶ高周波電流のバイパスコンデンサと、
前記バイパスコンデンサによって降圧された電圧を整流する整流回路と、を有し、
前記バイパスコンデンサは、高電位側の第一バイパスコンデンサおよびグラウンド側の第二バイパスコンデンサの直列回路で構成され、
前記整流回路は、前記第一および第二バイパスコンデンサの接続点での分圧電圧を整流するように設けられ、
前記整流回路による整流化電圧を制御用電圧として出力することを特徴とする補助電源回路。
A half bridge circuit having a first switch on the high potential side and a second switch on the ground side connected in series with the first switch, an inductor for current limiting connected to the high potential side output terminal of the half bridge circuit, In an auxiliary power supply circuit for a switching power supply comprising a first insulation capacitor connected in series to the current limiting inductor, and a second insulation capacitor connected to the ground side output terminal of the half bridge circuit,
A high-frequency current bypass capacitor connecting a connection point between the current-limiting inductor and the first insulation capacitor and a ground-side output terminal of the half-bridge circuit;
A rectifier circuit that rectifies the voltage stepped down by the bypass capacitor,
The bypass capacitor is composed of a series circuit of a first bypass capacitor on the high potential side and a second bypass capacitor on the ground side,
The rectifier circuit is provided to rectify a divided voltage at a connection point of the first and second bypass capacitors,
An auxiliary power supply circuit that outputs a voltage rectified by the rectifier circuit as a control voltage.
高電位側の第一スイッチおよび該第一スイッチと直列に接続されたグラウンド側の第二スイッチを有するハーフ・ブリッジ回路、該ハーフ・ブリッジ回路の高電位側出力端に接続された限流用インダクタ、該限流用インダクタに直列に接続された第一絶縁コンデンサ、および、該ハーフ・ブリッジ回路のグラウンド側出力端に接続された第二絶縁コンデンサからなるスイッチング電源装置用の補助電源回路において、
前記限流用インダクタおよび前記第一絶縁コンデンサの接続点と、前記ハーフ・ブリッジ回路のグラウンド側出力端と、を結ぶ高周波電流のバイパスコンデンサと、
前記バイパスコンデンサによって降圧された電圧を整流する整流回路と、を有し、
前記バイパスコンデンサは、高電位側の降圧コンデンサおよび高電位側からグラウンド側への電流を阻止するダイオードの直列回路で構成され、
前記整流回路は、前記降圧コンデンサおよび前記ダイオードの接続点での分圧電圧を整流するように設けられ、
前記整流回路による整流化電圧を制御用電圧として出力することを特徴とする補助電源回路。
A half bridge circuit having a first switch on the high potential side and a second switch on the ground side connected in series with the first switch, an inductor for current limiting connected to the high potential side output terminal of the half bridge circuit, In an auxiliary power supply circuit for a switching power supply comprising a first insulation capacitor connected in series to the current limiting inductor, and a second insulation capacitor connected to the ground side output terminal of the half bridge circuit,
A high-frequency current bypass capacitor connecting a connection point between the current-limiting inductor and the first insulation capacitor and a ground-side output terminal of the half-bridge circuit;
A rectifier circuit that rectifies the voltage stepped down by the bypass capacitor,
The bypass capacitor is composed of a series circuit of a step-down capacitor on the high potential side and a diode that blocks current from the high potential side to the ground side,
The rectifier circuit is provided to rectify a divided voltage at a connection point of the step-down capacitor and the diode,
An auxiliary power supply circuit that outputs a voltage rectified by the rectifier circuit as a control voltage.
請求項記載の補助電源回路において、
前記バイパスコンデンサには、前記第二バイパスコンデンサの接続を開閉する第三スイッチが直列に接続されていることを特徴とする補助電源回路。
The auxiliary power circuit according to claim 1 ,
3. The auxiliary power supply circuit according to claim 1, wherein a third switch for opening and closing the connection of the second bypass capacitor is connected in series to the bypass capacitor.
高電位側の第一スイッチおよび該第一スイッチと直列に接続されたグラウンド側の第二スイッチを有するハーフ・ブリッジ回路と、
該ハーフ・ブリッジ回路の高電位側出力端に接続された限流用インダクタと、
該限流用インダクタに直列に接続された第一絶縁コンデンサと、
該ハーフ・ブリッジ回路のグラウンド側出力端に接続された第二絶縁コンデンサと、
前記請求項1から3のいずれかに記載の補助電源回路と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
A half bridge circuit having a first switch on the high potential side and a second switch on the ground side connected in series with the first switch;
A current-limiting inductor connected to the high-potential side output terminal of the half-bridge circuit;
A first insulation capacitor connected in series to the current limiting inductor;
A second insulation capacitor connected to the ground-side output terminal of the half-bridge circuit;
The auxiliary power supply circuit according to any one of claims 1 to 3,
A switching power supply device comprising:
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