JP6694078B2 - Lighting device and lighting equipment - Google Patents

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Description

本発明は、光源を点灯する点灯装置及び照明器具に関する。   The present invention relates to a lighting device and a lighting fixture that light a light source.

LED(Light Emitting Diode)を光源とした照明器具には、入力電流の高調波に関する規制が定められており、日本国内においては、日本工業規格によって入力電流の高調波に限度値が定められている。そのため、点灯装置は、入力電流の高調波を抑制し、力率を改善するための力率改善回路であるPFC(Power Factor Correction)回路を有する。   A luminaire using an LED (Light Emitting Diode) as a light source is regulated with respect to harmonics of an input current. In Japan, a limit value is determined for harmonics of an input current by Japanese Industrial Standards. .. Therefore, the lighting device has a PFC (Power Factor Correction) circuit that is a power factor correction circuit for suppressing harmonics of the input current and improving the power factor.

特許文献1には、軽負荷時においてはPFC回路の動作モードを電流不連続モード制御に切り替えることで、軽負荷時のスイッチング周波数上昇を抑制し、オン時間の減少を抑制する方法が示されている。   Patent Document 1 discloses a method of suppressing an increase in switching frequency and suppressing a decrease in on-time during light load by switching the operation mode of the PFC circuit to current discontinuous mode control during light load. There is.

特許第5152501号公報Japanese Patent No. 5152501

特許文献1に示される方法では、高出力時において、電流臨界モード制御によりPFC回路が動作するため、高い高調波抑制効果がある。ところが電流臨界モード制御では、電流不連続モード制御を行う場合に比べてスイッチング周波数が高いため、スイッチング損失が大きいという問題がある。   The method disclosed in Patent Document 1 has a high harmonic suppression effect because the PFC circuit operates by the current critical mode control at the time of high output. However, the current critical mode control has a problem that the switching loss is large because the switching frequency is higher than that in the case of performing the current discontinuous mode control.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、入力電流の高調波を抑制しながらスイッチング損失を低減できる点灯装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a lighting device capable of reducing switching loss while suppressing harmonics of an input current.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る点灯装置は、交流電力を整流する整流回路と、高調波を抑制して力率を改善すると共に整流回路から出力される電力を直流電力に変換して光源に供給する直流変換回路と、直流変換回路を制御する制御部とを備え、直流変換回路は、平滑コンデンサと、平滑コンデンサ及び整流回路の間に配置されるスイッチング素子と、整流回路から出力される電流が流れるコイルとを有し、制御部は、コイルに流れる電流がゼロになった時点から、制御部に設定された遅延時間が経過するまでスイッチング素子をオフ状態にさせて、遅延時間が経過したときにスイッチング素子をオンさせ、制御部は、光源が点灯している状態において、遅延時間の長さを一定にし、制御部は、コイルに流れる電流がゼロになる周期を測定する周期測定部を備え、制御部は、周期測定部で測定された周期に応じて、遅延時間の長さを決定する。 In order to solve the problems described above and achieve the object, a lighting device according to the present invention has a rectifier circuit that rectifies AC power, and a power output from the rectifier circuit that suppresses harmonics to improve the power factor. A DC conversion circuit that converts the DC power into DC power and supplies the DC power to the light source, and a control unit that controls the DC conversion circuit. And a coil through which the current output from the rectifier circuit flows, and the control unit turns off the switching element from the time when the current flowing through the coil becomes zero until the delay time set in the control unit elapses. by the delay to time turn on the switching element when the elapsed, the control unit, in a state where the light source is lit, the constant length of the delay time, the control unit, flows through the coil Comprises a period measuring unit for measuring a period in which the flow is zero, the control unit, depending on the measured period in the cycle measuring unit determines the length of the delay time.

本発明に係る点灯装置は、入力電流の高調波を抑制しながらスイッチング損失を低減できるという効果を奏する。   The lighting device according to the present invention has an effect of reducing switching loss while suppressing harmonics of the input current.

実施の形態1に係る点灯装置及び照明器具の構成図Configuration diagram of a lighting device and a lighting fixture according to the first embodiment 図1に示す電流制御部の構成を示す図The figure which shows the structure of the current control part shown in FIG. 光源に流れる電流とコイルに流れる電流とMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)の制御信号との関係を示すタイミングチャートTiming chart showing the relationship between the current flowing in the light source, the current flowing in the coil, and the control signal of the MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 図1に示すPFC回路を構成するコイルに流れる電流とMOSFETのドレイン電圧とMOSFETのゲート電圧との関係を示すタイミングチャート1 is a timing chart showing the relationship between the current flowing through the coil forming the PFC circuit shown in FIG. 1, the drain voltage of the MOSFET, and the gate voltage of the MOSFET. 遅延時間を設けずに電流臨界モード制御で調光した場合の波形を示す図The figure which shows the waveform at the time of dimming by the current critical mode control without providing a delay time. 遅延時間を設けて調光した場合の波形を示す図Diagram showing the waveform when dimming with a delay time 調光率に応じて変化するMOSFETのオン時間及びスイッチング周波数の特性を示す図The figure which shows the characteristics of the on-time and switching frequency of MOSFET which change according to the dimming ratio. 調光率に応じて遅延時間を変化させた場合のMOSFETのオン時間とスイッチング周波数を示す第1の図The 1st figure which shows the on-time and switching frequency of MOSFET when delay time is changed according to dimming rate 調光率に応じて遅延時間を変化させた場合のMOSFETのオン時間とスイッチング周波数を示す第2の図2nd figure which shows the ON time and switching frequency of MOSFET when delay time is changed according to dimming rate 図9に示す調光率の閾値1を境にして、遅延時間をTdelay1からTdelay2に延長する場合の、遅延時間、MOSFETのオン時間及び光源の調光率の時間変化を示す図FIG. 9 is a diagram showing a change over time in delay time, MOSFET on-time, and light source dimming rate when the delay time is extended from Tdelay1 to Tdelay2 with the dimming rate threshold 1 shown in FIG. 9 as a boundary. 遅延時間を延長する場合における制御部の動作を説明するためのフローチャートFlowchart for explaining the operation of the control unit when extending the delay time 図9に示す調光率の閾値1を境にして、遅延時間をTdelay2からTdelay1に短縮する場合の、遅延時間、MOSFETのオン時間及び光源の調光率の時間変化を示す図The figure which shows the time change of delay time, MOSFET on-time, and the dimming rate of a light source when shortening delay time from Tdelay2 to Tdelay1 on the threshold 1 of the dimming rate shown in FIG. 遅延時間を短縮する場合における制御部の動作を説明するためのフローチャートFlowchart for explaining the operation of the control unit when reducing the delay time 実施の形態2に係る点灯装置及び照明器具の構成図Configuration diagram of a lighting device and a lighting fixture according to a second embodiment 図14に示す直流変換回路を構成する巻線に流れる電流とMOSFETのドレイン電圧とMOSFETのゲート電圧との関係を示すタイミングチャートTiming chart showing the relationship between the current flowing through the windings of the DC conversion circuit shown in FIG. 14, the drain voltage of the MOSFET, and the gate voltage of the MOSFET 実施の形態3に係る点灯装置及び照明器具の構成図Configuration diagram of a lighting device and a lighting fixture according to a third embodiment 光源に流れる電流とコイルに流れる電流とMOSFETの制御信号との関係を示すタイミングチャートTiming chart showing the relationship between the current flowing in the light source, the current flowing in the coil, and the control signal of the MOSFET 調光率に応じて変化するMOSFETのオン時間及びスイッチング周波数の特性を示す図The figure which shows the characteristics of the on-time and switching frequency of MOSFET which change according to the dimming ratio. 光源に出力される電流の大きさが異なる場合における電流制御部の動作を示す第1の図The 1st figure which shows operation | movement of a current control part when the magnitude | size of the electric current output to a light source differs. 光源に出力される電流の大きさが異なる場合における電流制御部の動作を示す第2の図The 2nd figure which shows operation | movement of a current control part when the magnitude | size of the electric current output to a light source differs. 実施の形態4に係る点灯装置及び照明器具の構成図Configuration diagram of a lighting device and a lighting fixture according to a fourth embodiment 実施の形態4において、光源が消灯している状態から光源が点灯を開始するまでの期間に、ゼロ電流検出周期Tzcdを測定するタイミングを示す第1のタイミングチャートIn the fourth embodiment, a first timing chart showing the timing of measuring the zero current detection period Tzcd during the period from the state where the light source is turned off to the time when the light source starts to be turned on. 実施の形態4において、光源が消灯している状態から光源が点灯を開始するまでの期間に、ゼロ電流検出周期Tzcdを測定するタイミングを示す第2のタイミングチャートIn the fourth embodiment, a second timing chart showing the timing of measuring the zero current detection period Tzcd during the period from the state where the light source is turned off to the time when the light source starts to be turned on. 実施の形態4に係る点灯装置の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation | movement of the lighting device which concerns on Embodiment 4.

以下に、本発明の実施の形態に係る点灯装置及び照明器具を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a lighting device and a lighting fixture according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

実施の形態1.
図1は実施の形態1に係る点灯装置及び照明器具の構成図である。照明器具200は、交流電源1に接続され、交流電源1から出力される交流電流を平滑化する入力フィルタ2を介して交流電源1から供給される電力を光源8に入力可能な直流電流に変換して出力する点灯装置100と、点灯装置100から供給される電力により点灯する光源8と、光源8の点灯、消灯又は調光を行うための調光信号を出力する調光器10とを備える。光源8は、複数のLEDを直接に接続したLED群で構成される。LED群の一端は正極側直流母線Pに接続され、LED群の他端は負極側直流母線Nに接続される。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a configuration diagram of a lighting device and a lighting fixture according to the first embodiment. The lighting fixture 200 is connected to the AC power supply 1 and converts the power supplied from the AC power supply 1 through the input filter 2 that smoothes the AC current output from the AC power supply 1 into a DC current that can be input to the light source 8. And a light source 8 that is turned on by the power supplied from the lighting device 100, and a dimmer 10 that outputs a dimming signal for turning on, turning off, or dimming the light source 8. .. The light source 8 is composed of an LED group in which a plurality of LEDs are directly connected. One end of the LED group is connected to the positive side DC bus P, and the other end of the LED group is connected to the negative side DC bus N.

点灯装置100は、入力フィルタ2と、入力フィルタ2に接続される整流回路3と、整流回路3に並列接続されるコンデンサ4と、直流変換回路30と、光源8に流れる電流を検出する電流検出部11と、PFC回路5及び電流制御部7を制御するための制御部9とを備える。   The lighting device 100 includes an input filter 2, a rectifier circuit 3 connected to the input filter 2, a capacitor 4 connected in parallel to the rectifier circuit 3, a DC conversion circuit 30, and a current detection for detecting a current flowing through the light source 8. It includes a unit 11 and a control unit 9 for controlling the PFC circuit 5 and the current control unit 7.

直流変換回路30は、交流電源1から入力される電流の高調波を抑制して力率を改善すると共に、整流回路3から出力される電力を直流電力に変換して光源8に供給する機能を有する。直流変換回路30は、交流電源1から入力される電流の高調波を抑制して力率を改善するためのPFC回路5と、PFC回路5の出力電圧を平滑する平滑コンデンサ6と、光源8に出力する電流の大きさを制御する電流制御部7とを備える。   The DC conversion circuit 30 has a function of suppressing the harmonics of the current input from the AC power supply 1 to improve the power factor and converting the power output from the rectifier circuit 3 into DC power and supplying the DC power to the light source 8. Have. The DC conversion circuit 30 includes a PFC circuit 5 for suppressing the harmonics of the current input from the AC power supply 1 to improve the power factor, a smoothing capacitor 6 for smoothing the output voltage of the PFC circuit 5, and a light source 8. And a current control unit 7 that controls the magnitude of the output current.

交流電源1と整流回路3との間に配置される入力フィルタ2は、コイル21及びコンデンサ22を有し、交流電源1から出力される電流に重畳している高周波ノイズを低減する。コイル21は交流電源1に直列接続される。コイル21の一端は交流電源1の一端に接続され、コイル21の他端はコンデンサ22及び整流回路3に接続される。コンデンサ22の他端は、交流電源1及び整流回路3に接続される。   The input filter 2 arranged between the AC power supply 1 and the rectifier circuit 3 has a coil 21 and a capacitor 22, and reduces high frequency noise superimposed on the current output from the AC power supply 1. The coil 21 is connected to the AC power supply 1 in series. One end of the coil 21 is connected to one end of the AC power supply 1, and the other end of the coil 21 is connected to the capacitor 22 and the rectifier circuit 3. The other end of the capacitor 22 is connected to the AC power supply 1 and the rectifier circuit 3.

整流回路3は、入力フィルタ2とPFC回路5との間に配置され、交流電源1から供給される交流電力を直流電力に変換する。整流回路3は4つのダイオードを組み合わせたダイオードブリッジで構成されている。なお整流回路3の構成はこれに限定されるものではなく、単方向導通素子であるMOSFETを組み合わせて構成したものでもよい。   The rectifier circuit 3 is arranged between the input filter 2 and the PFC circuit 5, and converts the AC power supplied from the AC power supply 1 into DC power. The rectifier circuit 3 is composed of a diode bridge in which four diodes are combined. The configuration of the rectifier circuit 3 is not limited to this, and may be a combination of MOSFETs that are unidirectional conducting elements.

コンデンサ4は整流回路3の出力に並列接続されており、整流回路3の出力電圧を平滑する。コンデンサ4の一端は正極側直流母線Pに接続され、コンデンサ4の他端は負極側直流母線Nに接続される。   The capacitor 4 is connected in parallel to the output of the rectifier circuit 3 and smoothes the output voltage of the rectifier circuit 3. One end of the capacitor 4 is connected to the positive side DC bus P, and the other end of the capacitor 4 is connected to the negative side DC bus N.

PFC回路5は、整流回路3と電流制御部7との間に配置される。PFC回路5は、スイッチング素子であるMOSFET51と、コイル52と、ダイオード53とを有する。PFC回路5は、制御部9によってMOSFET51がオンオフ制御されることにより、整流回路3の出力電圧を昇圧し、昇圧した電圧を平滑コンデンサ6に出力する。またPFC回路5は、後述する制御により、入力電流の高調波を抑制し、力率改善する機能を持つ。実施の形態1では、PFC回路5を昇圧チョッパ回路で構成した例を説明する。なおPFC回路5は、昇圧チョッパ回路の他にも、昇降圧チョッパ回路、フライバック回路、フライフォワード回路、SEPIC(Single Ended Primary Inductor Converter)、Zetaコンバータ又はCukコンバータといった回路で構成してもよい。   The PFC circuit 5 is arranged between the rectifier circuit 3 and the current controller 7. The PFC circuit 5 has a MOSFET 51 that is a switching element, a coil 52, and a diode 53. The PFC circuit 5 boosts the output voltage of the rectifier circuit 3 and outputs the boosted voltage to the smoothing capacitor 6 when the MOSFET 51 is turned on / off by the control unit 9. Further, the PFC circuit 5 has a function of suppressing harmonics of the input current and improving the power factor by the control described later. In the first embodiment, an example in which the PFC circuit 5 is composed of a boost chopper circuit will be described. The PFC circuit 5 may be configured by a circuit such as a step-up / step-down chopper circuit, a flyback circuit, a flyforward circuit, a SEPIC (Single Ended Primary Inductor Converter), a Zeta converter, or a Cuk converter other than the boost chopper circuit.

コイル52は、正極側直流母線Pにおいて、コンデンサ4とMOSFET51との間に配置される。不図示のコアに絶縁性ワイヤを巻くことにより、コイル52には1次巻線52a及び2次巻線52bが形成される。1次巻線52aの一端はコンデンサ4の一端に接続される。1次巻線52aの他端はダイオード53のアノードに接続される。2次巻線52bの一端は制御部9に接続され、2次巻線52bの他端は負極側直流母線Nに接続される。1次巻線52aには、MOSFET51のオンオフ動作に伴い、極性が異なる電圧が印加される。2次巻線52bに発生する電圧は、1次巻線52aの印加電圧と巻数比nとに応じた電圧に等しい。   The coil 52 is arranged between the capacitor 4 and the MOSFET 51 on the positive-side DC bus P. A primary winding 52a and a secondary winding 52b are formed on the coil 52 by winding an insulating wire around a core (not shown). One end of the primary winding 52a is connected to one end of the capacitor 4. The other end of the primary winding 52a is connected to the anode of the diode 53. One end of the secondary winding 52b is connected to the control unit 9, and the other end of the secondary winding 52b is connected to the negative side DC bus N. Voltages having different polarities are applied to the primary winding 52a as the MOSFET 51 is turned on and off. The voltage generated in the secondary winding 52b is equal to the voltage according to the applied voltage of the primary winding 52a and the turn ratio n.

MOSFET51のドレインは、正極側直流母線Pにおいて、1次巻線52aとダイオード53のアノードとに接続される。MOSFET51のソースは、負極側直流母線Nにおいて、コンデンサ4の他端と、2次巻線52bの他端と平滑コンデンサ6の他端とに接続される。MOSFET51のゲートは制御部9に接続される。MOSFET51のゲートには、制御部9から出力される制御信号が入力される。制御信号が入力されることによりMOSFET51のオンオフ制御が行われる。   The drain of the MOSFET 51 is connected to the primary winding 52a and the anode of the diode 53 at the positive-side DC bus P. The source of the MOSFET 51 is connected to the other end of the capacitor 4, the other end of the secondary winding 52b, and the other end of the smoothing capacitor 6 at the negative-side DC bus N. The gate of the MOSFET 51 is connected to the control unit 9. A control signal output from the control unit 9 is input to the gate of the MOSFET 51. On-off control of the MOSFET 51 is performed by inputting the control signal.

ダイオード53は、正極側直流母線Pにおいて、MOSFET51と平滑コンデンサ6との間に配置される。ダイオード53のアノードはコイル52及びMOSFET51に接続され、ダイオード53のカソードは平滑コンデンサ6に接続される。   The diode 53 is arranged between the MOSFET 51 and the smoothing capacitor 6 on the positive-side DC bus P. The anode of the diode 53 is connected to the coil 52 and the MOSFET 51, and the cathode of the diode 53 is connected to the smoothing capacitor 6.

平滑コンデンサ6は、PFC回路5と電流制御部7との間に配置される。平滑コンデンサ6の一端は正極側直流母線Pに接続され、平滑コンデンサ6の他端は負極側直流母線Nに接続される。   The smoothing capacitor 6 is arranged between the PFC circuit 5 and the current controller 7. One end of the smoothing capacitor 6 is connected to the positive electrode side DC bus P, and the other end of the smoothing capacitor 6 is connected to the negative electrode side DC bus N.

電流検出部11は、光源8に流れる電流を検出し、検出された電流値に対応した電流情報を制御部9に出力する。電流検出部11としては、シャント抵抗又はホールセンサを用いて電流を検出する構成を例示できる。   The current detector 11 detects a current flowing through the light source 8 and outputs current information corresponding to the detected current value to the controller 9. The current detection unit 11 may be configured to detect a current using a shunt resistor or a Hall sensor.

制御部9は、目標値出力部91、ゼロ電流検出部92、スイッチング制御部93、電流入力部94及び電圧検出部95を備える。   The control unit 9 includes a target value output unit 91, a zero current detection unit 92, a switching control unit 93, a current input unit 94, and a voltage detection unit 95.

目標値出力部91には調光器10が接続され、目標値出力部91は、調光器10から出力される調光信号の種類に対応した出力電流目標値を決定し、決定した出力電流目標値をスイッチング制御部93に出力する。出力電流目標値は、点灯装置100が光源8に出力する電流目標値を指定する信号である。   The dimmer 10 is connected to the target value output unit 91, and the target value output unit 91 determines the output current target value corresponding to the type of the dimming signal output from the dimmer 10 and determines the determined output current. The target value is output to the switching control unit 93. The output current target value is a signal that specifies the current target value that the lighting device 100 outputs to the light source 8.

電圧検出部95は、平滑コンデンサ6の電圧を検出し、検出した電圧の値に対応した電圧情報をスイッチング制御部93に出力する。電圧検出部95としては分圧回路を例示できる。当該分圧回路は、2つの抵抗を直列接続した直列抵抗体の一端が正極側直流母線Pに接続されると共に、当該直列抵抗体の他端が負極側直流母線Nに接続されることで、平滑コンデンサ6に印加される電圧を分圧する回路である。   The voltage detection unit 95 detects the voltage of the smoothing capacitor 6 and outputs voltage information corresponding to the detected voltage value to the switching control unit 93. A voltage dividing circuit can be exemplified as the voltage detecting unit 95. In the voltage dividing circuit, one end of a series resistor in which two resistors are connected in series is connected to the positive electrode side DC bus P, and the other end of the series resistor is connected to the negative electrode DC bus N, This is a circuit that divides the voltage applied to the smoothing capacitor 6.

スイッチング制御部93は、目標値出力部91から出力された出力電流目標値と、電流入力部94に入力された電流情報とに基づき、電流制御部7を制御するための制御信号を出力する。またスイッチング制御部93は、PFC回路5の出力電圧目標値を予め記憶しており、少なくとも、電圧検出部95から出力された電圧情報と、記憶された出力電圧目標値とに基づき、PFC回路5を制御するための制御信号を出力する。   The switching control unit 93 outputs a control signal for controlling the current control unit 7 based on the output current target value output from the target value output unit 91 and the current information input to the current input unit 94. Further, the switching control unit 93 stores the output voltage target value of the PFC circuit 5 in advance, and based on at least the voltage information output from the voltage detection unit 95 and the stored output voltage target value, the PFC circuit 5. Output a control signal for controlling.

電流制御部7は、スイッチング制御部93から出力された制御信号に基づき、PFC回路5から出力された直流電圧を光源8に入力可能な直流電流に変換する。   The current controller 7 converts the DC voltage output from the PFC circuit 5 into a DC current that can be input to the light source 8 based on the control signal output from the switching controller 93.

図2は図1に示す電流制御部の構成を示す図である。図2に示す電流制御部7は、降圧チョッパ回路で構成されているが、降圧チョッパ回路の他にも、昇降圧チョッパ回路、フライバック回路、フライフォワード回路、SEPIC、Zetaコンバータ又はCukコンバータといった回路で構成されたものでもよい。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the current control unit shown in FIG. The current control unit 7 shown in FIG. 2 is configured by a step-down chopper circuit, but in addition to the step-down chopper circuit, a circuit such as a step-up / step-down chopper circuit, flyback circuit, flyforward circuit, SEPIC, Zeta converter, or Cuk converter. It may be composed of.

電流制御部7は、MOSFET71、コイル72、ダイオード73及びコンデンサ74により構成される。MOSFET71は正極側直流母線Pに配置される。MOSFET71のドレインは、図1に示す平滑コンデンサ6の一端とダイオード53のカソードとに接続される。MOSFET71のソースは、ダイオード73のカソードとコイル72の一端とに接続される。MOSFET71のゲートはスイッチング制御部93に接続される。MOSFET71のゲートには、スイッチング制御部93から出力される制御信号が入力される。当該制御信号はMOSFET71をオンオフ制御するための信号である。   The current controller 7 includes a MOSFET 71, a coil 72, a diode 73 and a capacitor 74. The MOSFET 71 is arranged on the DC bus P on the positive electrode side. The drain of the MOSFET 71 is connected to one end of the smoothing capacitor 6 shown in FIG. 1 and the cathode of the diode 53. The source of the MOSFET 71 is connected to the cathode of the diode 73 and one end of the coil 72. The gate of the MOSFET 71 is connected to the switching control unit 93. The control signal output from the switching control unit 93 is input to the gate of the MOSFET 71. The control signal is a signal for on / off controlling the MOSFET 71.

コイル72の一端は、MOSFET71のソースとダイオード73のカソードとに接続される。コイル72の他端は、コンデンサ74の一端と図1に示す光源8の一端とに接続される。ダイオード73のカソードは、MOSFET71のソースとコイル72の一端とに接続される。ダイオード73のアノードは、図1に示す平滑コンデンサ6の他端とコンデンサ74の他端と図1に示す光源8の他端とに接続される。   One end of the coil 72 is connected to the source of the MOSFET 71 and the cathode of the diode 73. The other end of the coil 72 is connected to one end of the capacitor 74 and one end of the light source 8 shown in FIG. The cathode of the diode 73 is connected to the source of the MOSFET 71 and one end of the coil 72. The anode of the diode 73 is connected to the other end of the smoothing capacitor 6 shown in FIG. 1, the other end of the capacitor 74, and the other end of the light source 8 shown in FIG.

図3は光源に流れる電流とコイルに流れる電流とMOSFETの制御信号との関係を示すタイミングチャートである。図3には上から順に、光源8に流れる電流と、コイル72に流れる電流と、MOSFET71の制御信号とが示される。横軸は時間を表す。   FIG. 3 is a timing chart showing the relationship between the current flowing through the light source, the current flowing through the coil, and the control signal of the MOSFET. In FIG. 3, the current flowing through the light source 8, the current flowing through the coil 72, and the control signal of the MOSFET 71 are shown in order from the top. The horizontal axis represents time.

スイッチング周期Tswは、MOSFET71の制御信号がオフからオンに変化した時点から、再びMOSFET71の制御信号がオフからオンに変化するまでの時間に等しい。スイッチング周期Tswは、予めスイッチング制御部93に設定されている。オン時間Tonは、MOSFET71の制御信号がオフからオンに変化した時点から、オンからオフに変化するまでの時間に等しい。   The switching cycle Tsw is equal to the time from when the control signal of the MOSFET 71 changes from OFF to ON until when the control signal of the MOSFET 71 changes from OFF to ON again. The switching cycle Tsw is preset in the switching control unit 93. The on-time Ton is equal to the time from when the control signal of the MOSFET 71 changes from off to on until it changes from on to off.

MOSFET71の制御信号がオフからオンの状態に変化すると、MOSFET71がオン状態になるため、平滑コンデンサ6、MOSFET71、コイル72及びコンデンサ74に電流が流れる電流経路が形成され、図3に示すようにコイル72に流れる電流が増加する。   When the control signal of the MOSFET 71 changes from the off state to the on state, the MOSFET 71 is turned on, so that a current path through which a current flows is formed in the smoothing capacitor 6, the MOSFET 71, the coil 72, and the capacitor 74, and as shown in FIG. The current flowing through 72 increases.

MOSFET71の制御信号がオンからオフの状態に変化すると、MOSFET71がオフ状態になるため、コイル72、コンデンサ74及びダイオード73に電流が流れる電流経路が形成され、図3に示すコイル72に流れる電流がゼロまで減少する。スイッチング周期Tswが経過した時点で、MOSFET71の制御信号がオフからオンに変化する。これによりMOSFET71が再びオン状態になる。   When the control signal of the MOSFET 71 changes from the on state to the off state, the MOSFET 71 is turned off, so that a current path through which the current flows through the coil 72, the capacitor 74 and the diode 73 is formed, and the current flowing through the coil 72 shown in FIG. Decrease to zero. When the switching cycle Tsw elapses, the control signal of the MOSFET 71 changes from off to on. As a result, the MOSFET 71 is turned on again.

このときコイル72に流れる電流は三角波状の波形になるが、光源8に出力される電流は、コンデンサ74により平滑化され、コイル72に流れる電流の平均値が電流制御部7から出力される。   At this time, the current flowing through the coil 72 has a triangular waveform, but the current output to the light source 8 is smoothed by the capacitor 74, and the average value of the current flowing through the coil 72 is output from the current controller 7.

光源8を調光するために光源8に流れる電流を制御する場合、スイッチング制御部93は、MOSFET71をターンオンするスイッチング周期Tswを一定とし、出力電流の目標値によってオン時間Tonを変化させる。このようにオン時間Tonを調整することにより特定の出力を得る制御方法は、スイッチング周期Tswに対するオン時間Tonの割合をデューティーと呼ぶことから、デューティー制御と呼ばれる。   When controlling the current flowing through the light source 8 for dimming the light source 8, the switching control unit 93 keeps the switching cycle Tsw for turning on the MOSFET 71 constant, and changes the on-time Ton according to the target value of the output current. The control method for obtaining a specific output by adjusting the on-time Ton in this way is called duty control because the ratio of the on-time Ton to the switching cycle Tsw is called duty.

スイッチング素子であるMOSFET51,71は、シリコン系材料で構成される。但し、MOSFET51,71の素材は、シリコン系材料に限定されず、MOSFET51,71は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドといったワイドバンドギャップ半導体で構成してもよい。   The MOSFETs 51 and 71, which are switching elements, are made of a silicon material. However, the materials of the MOSFETs 51 and 71 are not limited to silicon-based materials, and the MOSFETs 51 and 71 may be composed of a wide band gap semiconductor such as silicon carbide, gallium nitride-based material, or diamond.

スイッチング素子にワイドバンドギャップ半導体を用いることで、スイッチング素子の通電損失を低減できる。また、ワイドバンドギャップ半導体で構成されるスイッチング素子は、耐熱性が高い。また、ワイドバンドギャップ半導体で構成されるスイッチング素子は、シリコン系材料で構成されるスイッチング素子に比べて、スイッチングスピードが速く、スイッチング時に発生する損失が小さい。従って、スイッチング周波数すなわち駆動周波数を高周波化することで、スイッチング素子が高速にスイッチングされても、スイッチング素子で発生した熱を放熱するための放熱部品を小型化できる。このため、PFC回路5及び電流制御部7に設けられる放熱部品を小型化でき、又は当該放熱部品を省くことができる。その結果、点灯装置100の小型化及び低コスト化を実現できる。   By using a wide band gap semiconductor for the switching element, the conduction loss of the switching element can be reduced. Further, the switching element composed of a wide band gap semiconductor has high heat resistance. Further, the switching element composed of the wide band gap semiconductor has a faster switching speed and the loss generated at the time of switching is smaller than that of the switching element composed of the silicon material. Therefore, by increasing the switching frequency, that is, the driving frequency, even if the switching element is switched at high speed, it is possible to downsize the heat dissipation component for dissipating the heat generated in the switching element. Therefore, the heat dissipation components provided in the PFC circuit 5 and the current controller 7 can be downsized or the heat dissipation components can be omitted. As a result, downsizing and cost reduction of the lighting device 100 can be realized.

次にPFC回路5の動作を詳細に説明する。   Next, the operation of the PFC circuit 5 will be described in detail.

図4は図1に示すPFC回路を構成するコイルに流れる電流とMOSFETのドレイン電圧とMOSFETのゲート電圧との関係を示すタイミングチャートである。図4には上から順に、点灯装置100に入力される交流電源1の電流と、コイル52に流れる電流と、MOSFET51のドレイン電圧と、MOSFET51のゲート電圧とが示される。横軸は時間を表す。図4では、点灯装置100に入力される交流電源1の電流が「入力電流」として示される。   FIG. 4 is a timing chart showing the relationship between the current flowing through the coil forming the PFC circuit shown in FIG. 1, the drain voltage of the MOSFET, and the gate voltage of the MOSFET. In FIG. 4, the current of the AC power supply 1 input to the lighting device 100, the current flowing through the coil 52, the drain voltage of the MOSFET 51, and the gate voltage of the MOSFET 51 are shown in order from the top. The horizontal axis represents time. In FIG. 4, the current of the AC power supply 1 input to the lighting device 100 is shown as “input current”.

図4では、説明の便宜上、MOSFET51のゲート電圧がオンオフされる周期を、実際よりも長く記載している。MOSFET51のゲート電圧がオンオフされる周期は、MOSFET51のゲート電圧がオフからオンに変化した時点から、再びMOSFET51のゲート電圧がオフからオンに変化するまでの時間に等しい。   In FIG. 4, for convenience of explanation, the cycle in which the gate voltage of the MOSFET 51 is turned on and off is described longer than it actually is. The period in which the gate voltage of the MOSFET 51 is turned on / off is equal to the time from when the gate voltage of the MOSFET 51 changes from off to on until the gate voltage of the MOSFET 51 changes from off to on again.

MOSFET51がオンされたとき、交流電源1、整流回路3、コイル52及びMOSFET51により閉回路が形成され、交流電源1がコイル52を介して短絡される。そのため閉回路に電源電流が流れ、コイル52に流れる電流が増加し、コイル52にエネルギーが蓄積される。   When the MOSFET 51 is turned on, a closed circuit is formed by the AC power supply 1, the rectifier circuit 3, the coil 52 and the MOSFET 51, and the AC power supply 1 is short-circuited via the coil 52. Therefore, the power supply current flows through the closed circuit, the current flowing through the coil 52 increases, and energy is accumulated in the coil 52.

スイッチング制御部93に設定されたオン時間が経過すると、MOSFET51がオフされることにより、コイル52、ダイオード53及び平滑コンデンサ6の閉回路が形成される。この閉回路においてコイル52に蓄積されたエネルギーが放出され、平滑コンデンサ6が充電される。   When the ON time set in the switching control unit 93 elapses, the MOSFET 51 is turned off to form a closed circuit of the coil 52, the diode 53 and the smoothing capacitor 6. In this closed circuit, the energy stored in the coil 52 is released and the smoothing capacitor 6 is charged.

コイル52に流れる電流がゼロになった時点から遅延時間Tdelayが経過するまで、MOSFET51のオフ状態は維持され、遅延時間Tdelayが経過したときにMOSFET51は再びオン状態になる。すなわち、コイル52に流れる電流がゼロになった時点から遅延時間Tdelayが経過した時点まで、MOSFET51の制御信号はオフ状態を維持し、遅延時間Tdelayが経過した時点でMOSFET51の制御信号はオン状態に変化する。   The MOSFET 51 is kept in the off state until the delay time Tdelay elapses from the time when the current flowing through the coil 52 becomes zero, and the MOSFET 51 is turned on again when the delay time Tdelay elapses. That is, the control signal of the MOSFET 51 remains off from the time when the current flowing through the coil 52 becomes zero to the time when the delay time Tdelay elapses, and the control signal of the MOSFET 51 turns on when the delay time Tdelay elapses. Change.

MOSFET51の一連のオンオフ動作により、コイル52に流れる電流は、三角波状の波形となり、その頂点が点線で示すような正弦波の包絡線になる。   Due to a series of on / off operations of the MOSFET 51, the current flowing through the coil 52 has a triangular waveform, and the apex thereof has a sinusoidal envelope as shown by the dotted line.

このとき、交流電源1から入力される電流は、入力フィルタ2により平滑化され、コイル21に流れるコイル電流の平均値が入力され、正弦波状の電流波形となる。   At this time, the current input from the AC power supply 1 is smoothed by the input filter 2 and the average value of the coil current flowing in the coil 21 is input, so that a sinusoidal current waveform is obtained.

制御部9が平滑コンデンサ6の印加電圧を検出して、検出された電圧が目標値に追従するようフィードバック制御されることで、MOSFET51のオン時間が制御される。   The control unit 9 detects the voltage applied to the smoothing capacitor 6 and is feedback-controlled so that the detected voltage follows the target value, whereby the on-time of the MOSFET 51 is controlled.

MOSFET51のオン時間をフィードバック制御する際、オン時間が大きく変化してしまうと、コイル52に流れる電流の頂点の包絡線が正弦波にならず、交流電源1の入力電流を正弦波状にすることができない。そのため制御部9では、フィードバック制御の応答時間が、フィードバック制御のループゲインを交流電源1の1周期の1/2周期以上で1倍(0dB)以下となるように、設定される。言い換えると、フィードバック制御の応答時間は、交流電源1の周波数の2倍以下の周波数で1倍(0dB)以下となるように設定される。   When the on-time of the MOSFET 51 is feedback-controlled, if the on-time greatly changes, the envelope curve of the apex of the current flowing through the coil 52 does not have a sine wave, and the input current of the AC power supply 1 can have a sine wave shape. Can not. Therefore, in the control unit 9, the response time of the feedback control is set so that the loop gain of the feedback control becomes 1 time (0 dB) or less when it is ½ cycle or more of one cycle of the AC power supply 1. In other words, the response time of the feedback control is set to be 1 time (0 dB) or less at a frequency that is 2 times or less the frequency of the AC power supply 1.

具体的に説明すると、電源周波数が50Hzの場合、電源周波数の半周期(半波)の周波数100Hz以下、すなわち周期10msec以上で、フィードバック制御のループゲインを1倍(0dB)以下とすることにより、フィードバック制御は電源周期の1/2より短い周期で応答しないように設定される。これにより電源周期の1/2周期以内においては、MOSFET51のオン時間の変動が抑制され、コイル52に流れる電流の頂点の包絡線が正弦波状の波形となる。   More specifically, when the power supply frequency is 50 Hz, the loop gain of the feedback control is set to 1 time (0 dB) or less by setting the frequency of the half cycle (half wave) of the power supply frequency to 100 Hz or less, that is, the cycle of 10 msec or more. The feedback control is set so as not to respond in a cycle shorter than 1/2 of the power supply cycle. As a result, the variation of the on-time of the MOSFET 51 is suppressed and the envelope of the peak of the current flowing through the coil 52 has a sinusoidal waveform within 1/2 cycle of the power supply cycle.

またフィードバック制御において、オン時間の更新周期を、交流電源1の周期の半分に相当する周期、又は交流電源1の周期の半分に相当する周期よりも長い周期とすることによっても、同様の効果を得ることができる。   Further, in the feedback control, the same effect can be obtained by setting the update period of the on-time to a period corresponding to half the period of the AC power supply 1 or a period longer than the period corresponding to half of the AC power supply 1. Obtainable.

上記の特許文献1に開示される技術では、遅延時間Tdelayを設けない電流臨界モード制御により、MOSFET51がスイッチング制御されるため、コイル52に流れる電流の平均値が完全な正弦波状になり、高い力率改善効果が期待できる。   In the technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, the MOSFET 51 is switching-controlled by the current critical mode control without providing the delay time Tdelay, so that the average value of the current flowing through the coil 52 becomes a perfect sine wave and a high force is obtained. Rate improvement effect can be expected.

これに対して実施の形態1に係る点灯装置100は、遅延時間Tdelayを設け、電流不連続モード制御によりMOSFET51をスイッチング制御することで、電流臨界モード制御する場合に比べて、スイッチング周波数を低くすることができるため、MOSFET51で発生するスイッチング損失を低減できる。   On the other hand, the lighting device 100 according to the first embodiment provides the delay time Tdelay and controls the switching of the MOSFET 51 by the current discontinuous mode control, thereby lowering the switching frequency as compared with the case of the current critical mode control. Therefore, the switching loss generated in the MOSFET 51 can be reduced.

このとき遅延時間Tdelayを長くし過ぎると、コイル52の電流平均値が正弦波でなくなり、力率改善効果が低下して高調波が増加する。そのため遅延時間Tdelayは、高調波の増加が許容できる範囲内に設定する必要がある。高調波の増加が許容できる範囲の一例としては、日本工業規格で定められる電流高調波限度値以内とすることが挙げられる。具体的な遅延時間Tdelayの設け方としては、MOSFET51のドレイン電圧が自由振動している期間において、制御部9は、MOSFET51の電圧振動のボトム付近でMOSFET51をオンさせることで、ドレイン電圧の急峻な変動を抑制し、スイッチングに起因するノイズを抑制できる。電圧振動とは、ドレイン電圧の振動を表し、ボトムとは、ドレイン電圧の振動の谷の部分を表す。また、MOSFET51の電圧振動のボトムの少なくとも2回目以降のボトムにおいて制御部9がMOSFET51をオンすることで、確実に遅延時間を設けることができる。   At this time, if the delay time Tdelay is made too long, the current average value of the coil 52 is not a sine wave, the power factor improving effect is reduced, and harmonics are increased. Therefore, the delay time Tdelay needs to be set within a range in which the increase of harmonics is allowable. An example of the range in which the increase of harmonics is allowable is to be within the current harmonic limit value defined by Japanese Industrial Standards. As a specific method of providing the delay time Tdelay, the control unit 9 turns on the MOSFET 51 near the bottom of the voltage oscillation of the MOSFET 51 during the period when the drain voltage of the MOSFET 51 is freely oscillating, so that the drain voltage is steep. It is possible to suppress fluctuation and suppress noise due to switching. The voltage oscillation represents the oscillation of the drain voltage, and the bottom represents the valley portion of the oscillation of the drain voltage. In addition, the control unit 9 turns on the MOSFET 51 at least at the bottom of the voltage oscillation of the MOSFET 51 at least for the second time and thereafter, so that the delay time can be reliably provided.

光源8を調光する場合、交流電源1の入力電流を小さくするため、スイッチング制御部93は、MOSFET51のオン時間を短くするように制御を行う。   When dimming the light source 8, the switching control unit 93 controls to shorten the ON time of the MOSFET 51 in order to reduce the input current of the AC power supply 1.

図5は遅延時間を設けずに電流臨界モード制御で調光した場合の波形を示す図であり、図6は遅延時間を設けて調光した場合の波形を示す図である。図5及び図6は、光源8を調光する際におけるPFC回路5のスイッチング動作の概要を説明するためのものである。図5及び図6のそれぞれには、図4と同様に、交流電源1の入力電流と、コイル52に流れる電流と、MOSFET51のドレイン電圧と、MOSFET51のゲート電圧とが示される。横軸は時間を表す。   FIG. 5 is a diagram showing a waveform when dimming by current critical mode control without providing a delay time, and FIG. 6 is a diagram showing a waveform when dimming by providing a delay time. 5 and 6 are for explaining the outline of the switching operation of the PFC circuit 5 when the light source 8 is dimmed. Similar to FIG. 4, each of FIG. 5 and FIG. 6 shows the input current of the AC power supply 1, the current flowing through the coil 52, the drain voltage of the MOSFET 51, and the gate voltage of the MOSFET 51. The horizontal axis represents time.

図6に示すように遅延時間Tdelayを設けて調光した場合、図5に示すように電流臨界モード制御で調光した場合に比べて、MOSFET51のスイッチング周波数が低下してスイッチング損失を低減できる。   When the delay time Tdelay is provided as shown in FIG. 6, the switching frequency of the MOSFET 51 is lowered and the switching loss can be reduced, as compared with the case where the dimming is performed by the current critical mode control as shown in FIG.

図7は調光率に応じて変化するMOSFETのオン時間及びスイッチング周波数の特性を示す図である。図7には上から順に、遅延時間Tdelayと、MOSFET51のオン時間と、MOSFET51を制御する制御信号のスイッチング周波数と、光源8の調光率とが示される。   FIG. 7 is a diagram showing the characteristics of the MOSFET on-time and switching frequency that change according to the dimming ratio. In FIG. 7, the delay time Tdelay, the ON time of the MOSFET 51, the switching frequency of the control signal for controlling the MOSFET 51, and the dimming ratio of the light source 8 are shown in order from the top.

点線は、電流臨界モード制御が行われている場合に調光率を変化させたときの、遅延時間Tdelay、MOSFET51のオン時間及びスイッチング周波数を表す。実線は、遅延時間を設定した電流不連続モード制御が行われている場合に調光率を変化させたときの、遅延時間Tdelay、MOSFET51のオン時間及びスイッチング周波数を表す。   The dotted line represents the delay time Tdelay, the ON time of the MOSFET 51, and the switching frequency when the dimming ratio is changed when the current critical mode control is performed. The solid line represents the delay time Tdelay, the ON time of the MOSFET 51, and the switching frequency when the dimming ratio is changed when the current discontinuous mode control in which the delay time is set is being performed.

遅延時間Tdelayを設けて電流不連続モード制御することで、電流臨界モード制御と比較して、調光時におけるスイッチング周波数の上昇を抑制することができ、スイッチング損失を低減できる。また、MOSFET51のオン時間を長くすることができ、より確実にMOSFET51をオンオフ制御できる。   By providing the delay time Tdelay and performing the current discontinuous mode control, it is possible to suppress an increase in the switching frequency during dimming and reduce the switching loss as compared with the current critical mode control. Further, the on time of the MOSFET 51 can be lengthened, and the on / off control of the MOSFET 51 can be performed more reliably.

また遅延時間Tdelayは一定の長さではなく、調光率に応じて変化させることができる。図8は調光率に応じて遅延時間を変化させた場合のMOSFETのオン時間とスイッチング周波数を示す第1の図である。   Further, the delay time Tdelay is not a fixed length and can be changed according to the dimming rate. FIG. 8 is a first diagram showing the on-time and the switching frequency of the MOSFET when the delay time is changed according to the dimming rate.

図8に示すように調光率には閾値が設けられ、制御部9は、調光率が閾値を上回る場合には、遅延時間を一定の第1の遅延時間Tdelay1stとし、調光率が閾値以下である場合には、遅延時間を第2の遅延時間Tdelay2ndとする。第2の遅延時間Tdelay2ndは、第1の遅延時間Tdelay1stよりも長い時間であって、調光率が低下するほど長くなる時間である。   As shown in FIG. 8, a threshold value is provided for the dimming rate, and when the dimming rate exceeds the threshold value, the control unit 9 sets the delay time to a constant first delay time Tdelay1st and sets the dimming rate to the threshold value. In the following cases, the delay time is the second delay time Tdelay2nd. The second delay time Tdelay2nd is longer than the first delay time Tdelay1st and is longer as the dimming rate decreases.

図8に示す閾値、第1の遅延時間Tdelay1st及び第2の遅延時間Tdelay2ndは、予め制御部9に設定されているものとする。第1の遅延時間Tdelay1stは、閾値を上回る調光率が入力されたときに設定され、第2の遅延時間Tdelay2ndは、閾値以下の調光率が入力されたときに設定される。   It is assumed that the threshold value, the first delay time Tdelay1st, and the second delay time Tdelay2nd shown in FIG. 8 are set in the control unit 9 in advance. The first delay time Tdelay1st is set when a dimming rate that exceeds the threshold is input, and the second delay time Tdelay2nd is set when a dimming rate that is less than or equal to the threshold is input.

MOSFET51のオン時間が短くなりすぎると、MOSFET51が正常にオンオフ動作できなくなることがある。MOSFET51が正常にオンオフ動作できなくなるオン時間の長さは例えば0.2usec以下である。そのため制御部9には最小オン時間Ton_minが記憶されており、光源8を調光する際、MOSFET51のオン時間が最小オン時間Ton_minよりも短くならないように調光制御することができる。   If the ON time of the MOSFET 51 becomes too short, the MOSFET 51 may not operate normally on / off. The length of on-time during which the MOSFET 51 cannot normally operate on / off is, for example, 0.2 sec or less. Therefore, the minimum on-time Ton_min is stored in the control unit 9, and when the light source 8 is dimmed, dimming control can be performed so that the on-time of the MOSFET 51 is not shorter than the minimum on-time Ton_min.

図9は調光率に応じて遅延時間を変化させた場合のMOSFETのオン時間とスイッチング周波数を示す第2の図である。図9に示すように調光率に対して複数の閾値1,2,3が設定されている。複数の閾値1,2,3は、閾値3、閾値2及び閾値1の順で高い値となる。また図9に示すように複数の閾値1,2,3に対応する複数の遅延時間Tdelay1,2,3,4が設定されている。複数の閾値1,2,3及び複数の遅延時間Tdelay1,2,3,4は、制御部9に設定されているものとする。   FIG. 9 is a second diagram showing the on-time and the switching frequency of the MOSFET when the delay time is changed according to the dimming rate. As shown in FIG. 9, a plurality of threshold values 1, 2, and 3 are set for the dimming rate. The plurality of thresholds 1, 2, and 3 have higher values in the order of threshold 3, threshold 2, and threshold 1. Further, as shown in FIG. 9, a plurality of delay times Tdelay 1, 2, 3, 4 corresponding to a plurality of thresholds 1, 2, 3 are set. It is assumed that the plurality of thresholds 1, 2, 3 and the plurality of delay times Tdelay 1, 2, 3, 4 are set in the control unit 9.

遅延時間Tdelay4は、閾値3以下の調光率が入力されたときに設定される。遅延時間Tdelay3は、閾値3を上回りかつ閾値2以下の調光率が入力されたときに設定される。遅延時間Tdelay2は、閾値2を上回りかつ閾値1以下の調光率が入力されたときに設定される。遅延時間Tdelay1は、閾値1を上回る調光率が入力されたときに設定される。   The delay time Tdelay4 is set when a dimming ratio equal to or less than the threshold value 3 is input. The delay time Tdelay3 is set when the dimming rate that exceeds the threshold value 3 and is equal to or less than the threshold value 2 is input. The delay time Tdelay2 is set when the dimming ratio that exceeds the threshold 2 and is equal to or less than the threshold 1 is input. The delay time Tdelay1 is set when a dimming ratio exceeding the threshold value 1 is input.

制御部9は、調光率に複数の閾値を設けて、隣接する閾値同士の間の範囲に応じて互いに異なる長さの複数の遅延時間を用いてスイッチング素子を制御する。具体的には、遅延時間Tdelay1を設けて点灯している状態から、光源8の電流が低下する方向に調光されて、調光率が閾値1に達したとき、MOSFET51のオン時間が最小オン時間Ton_minまで短くなると、制御部9は、遅延時間をTdelay1からTdelay2に増加させる。これにより、MOSFET51のオン時間が最小オン時間Ton_minよりも短くなることを防止できる。   The control unit 9 sets a plurality of threshold values for the dimming rate, and controls the switching element using a plurality of delay times having different lengths according to the range between the adjacent threshold values. Specifically, when the delay time Tdelay1 is provided and the light is turned on, when the current of the light source 8 is dimmed and the dimming rate reaches the threshold value 1, the on-time of the MOSFET 51 is minimum. When the time is shortened to Ton_min, the control unit 9 increases the delay time from Tdelay1 to Tdelay2. This can prevent the on-time of the MOSFET 51 from becoming shorter than the minimum on-time Ton_min.

図10は図9に示す調光率の閾値1を境にして、遅延時間をTdelay1からTdelay2に延長する場合の、遅延時間、MOSFETのオン時間及び光源の調光率の時間変化を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing the time variation of the delay time, the on-time of the MOSFET, and the dimming ratio of the light source when the delay time is extended from Tdelay1 to Tdelay2 with the dimming ratio threshold 1 shown in FIG. 9 as a boundary. is there.

遅延時間Tdelayを急激に延長すると、MOSFET51のスイッチング周波数が急変し、PFC回路5の出力が変動し、平滑コンデンサ6が電圧変動する影響により、後段に接続される電流制御部7の出力電流が一定値とならず、光源8を安定して点灯することができない。そこで、遅延時間Tdelayを延長する場合、遅延時間Tdelayの変化量最大値Tstepを設けると共に、遅延時間Tdelayを変化させずに維持する維持時間Tkを設けることによって、遅延時間Tdelayの時間変化を遅くすることができる。この制御を行うことで、MOSFET51のスイッチング周波数が急変することを抑制できる。   When the delay time Tdelay is suddenly extended, the switching frequency of the MOSFET 51 suddenly changes, the output of the PFC circuit 5 fluctuates, and the voltage of the smoothing capacitor 6 fluctuates, so that the output current of the current control unit 7 connected in the subsequent stage is constant. It does not have a value, and the light source 8 cannot be stably turned on. Therefore, when the delay time Tdelay is extended, the change amount maximum value Tstep of the delay time Tdelay is provided, and the maintenance time Tk for maintaining the delay time Tdelay without changing is provided to delay the time change of the delay time Tdelay. be able to. By performing this control, it is possible to suppress a sudden change in the switching frequency of the MOSFET 51.

このとき、遅延時間Tdelayを維持するための維持時間Tkは、MOSFET51のオン時間をフィードバック制御する応答時間よりも長く設定される。これによりMOSFET51のオン時間が一定値になる時間が確保され、PFC回路5の出力を安定させることができる。   At this time, the maintenance time Tk for maintaining the delay time Tdelay is set to be longer than the response time for feedback controlling the ON time of the MOSFET 51. As a result, the time when the on-time of the MOSFET 51 becomes a constant value is secured, and the output of the PFC circuit 5 can be stabilized.

次に図11を用いて、遅延時間をTdelay1からTdelay2に延長する場合の制御に関してより詳細に説明する。図11は遅延時間を延長する場合における制御部の動作を説明するためのフローチャートである。   Next, the control when the delay time is extended from Tdelay1 to Tdelay2 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the control unit when extending the delay time.

制御部9は、遅延時間Tdelay1を設けて光源8が点灯している状態から、光源8の電流を減少させる方向に調光し(S11)、調光率が閾値1より大きい場合(S12,No)、遅延時間を変更しない(S15)。調光率が閾値1以下の場合(S12,Yes)、制御部9は、遅延時間の最終変更後、遅延時間の維持時間Tkが経過していなければ(S13,No)、遅延時間を変更しない(S15)。制御部9は、遅延時間の最終変更後、遅延時間の維持時間Tkが経過している場合(S13,Yes)、遅延時間がTdelay2以上であれば(S14,No)、遅延時間を変更しない(S15)。遅延時間がTdelay2より小さければ(S14,Yes)、遅延時間をTstep延長する(S16)。   When the light source 8 is turned on with the delay time Tdelay 1 provided, the control unit 9 performs dimming in the direction of decreasing the current of the light source 8 (S11), and when the dimming rate is larger than the threshold value 1 (S12, No). ), The delay time is not changed (S15). When the dimming ratio is less than or equal to the threshold value 1 (S12, Yes), the control unit 9 does not change the delay time unless the maintenance time Tk of the delay time has elapsed after the final change of the delay time (S13, No). (S15). When the delay time maintenance time Tk has elapsed after the final change of the delay time (S13, Yes), the control unit 9 does not change the delay time if the delay time is Tdelay2 or more (S14, No) (S14, No). S15). If the delay time is smaller than Tdelay2 (S14, Yes), the delay time is extended by Tstep (S16).

反対に、遅延時間Tdelay2を設けて点灯している状態から光源8の電流を増加する方向に調光し、調光率が閾値1に達した場合、制御部9は、遅延時間をTdelay2からTdelay1に短縮する。   On the contrary, when the delay time Tdelay2 is provided and the light source 8 is dimmed in the direction of increasing the current and the dimming rate reaches the threshold value 1, the control unit 9 changes the delay time from Tdelay2 to Tdelay1. Shorten to.

図12は図9に示す調光率の閾値1を境にして、遅延時間をTdelay2からTdelay1に短縮する場合の、遅延時間、MOSFETのオン時間及び光源の調光率の時間変化を示す図である。遅延時間を急激に短縮すると、MOSFET51のスイッチング周波数が急変し、PFC回路5の出力が変動し、平滑コンデンサ6が電圧変動する影響により、後段に接続される電流制御部7の出力電流が一定値とならず、光源8を安定して点灯することができない。そこで、遅延時間Tdelayを短縮する場合に、遅延時間Tdelayの変化量最大値Tstepを設けると共に、遅延時間Tdelayを変化させずに維持する維持時間Tkを設けることによって、遅延時間Tdelayの時間変化を遅くすることができる。この制御を行うことで、MOSFET51のスイッチング周波数が急変することを抑制できる。   FIG. 12 is a diagram showing the time variation of the delay time, the on-time of the MOSFET, and the dimming ratio of the light source when the delay time is shortened from Tdelay2 to Tdelay1 with the dimming ratio threshold 1 shown in FIG. is there. When the delay time is sharply shortened, the switching frequency of the MOSFET 51 suddenly changes, the output of the PFC circuit 5 fluctuates, and the voltage of the smoothing capacitor 6 fluctuates. Therefore, the light source 8 cannot be stably turned on. Therefore, when the delay time Tdelay is shortened, the change amount maximum value Tstep of the delay time Tdelay is provided, and the maintenance time Tk for maintaining the delay time Tdelay without changing is provided to delay the time change of the delay time Tdelay. can do. By performing this control, it is possible to suppress a sudden change in the switching frequency of the MOSFET 51.

このとき、遅延時間Tdelayを維持する維持時間Tkは、MOSFET51のオン時間をフィードバック制御する応答時間よりも長く設定される。これによりMOSFET51のオン時間が一定値になる時間が確保され、PFC回路5の出力を安定させることができる。   At this time, the sustain time Tk for maintaining the delay time Tdelay is set to be longer than the response time for feedback controlling the on time of the MOSFET 51. As a result, the time when the on-time of the MOSFET 51 becomes a constant value is secured, and the output of the PFC circuit 5 can be stabilized.

次に図13を用いて、遅延時間をTdelay2からTdelay1に短縮する場合の制御に関してより詳細に説明する。図13は遅延時間を短縮する場合における制御部の動作を説明するためのフローチャートである。   Next, the control when the delay time is shortened from Tdelay2 to Tdelay1 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the control unit when reducing the delay time.

制御部9は、遅延時間Tdelay2を設けて点灯している状態から、光源8の電流を増加する方向に調光し(S21)、調光率が閾値1以下の場合(S22,No)は、遅延時間を変更しない(S25)。調光率が閾値1より大きい場合(S22,Yes)、遅延時間の最終変更後、遅延時間の維持時間Tkが経過していなければ(S23,No)、遅延時間を変更しない(S25)。制御部9は、遅延時間の最終変更後、遅延時間の維持時間Tkが経過している場合(S23,Yes)、遅延時間がTdelay1以下であれば(S24,No)、遅延時間を変更しない(S25)。遅延時間がTdelay1より大きければ(S24,Yes)、遅延時間をTstep短縮する(S26)。   The control unit 9 performs dimming in the direction of increasing the current of the light source 8 from the state of lighting with the delay time Tdelay 2 provided (S21), and when the dimming rate is equal to or less than the threshold value 1 (S22, No), The delay time is not changed (S25). When the dimming rate is larger than the threshold value 1 (S22, Yes), if the delay time maintenance time Tk has not elapsed after the final change of the delay time (S23, No), the delay time is not changed (S25). When the delay time maintenance time Tk has elapsed after the final change of the delay time (S23, Yes), the control unit 9 does not change the delay time if the delay time is Tdelay1 or less (S24, No) (S24, No). S25). If the delay time is longer than Tdelay1 (S24, Yes), the delay time is shortened by Tstep (S26).

光源8の調光率を変更し、調光率が閾値2、閾値3となる場合に関しても、閾値1の場合と同様の制御が行われる。   Even when the dimming ratio of the light source 8 is changed and the dimming ratio becomes the threshold 2 and the threshold 3, the same control as that in the case of the threshold 1 is performed.

なお実施の形態1では光源8がLEDで構成されている場合について説明したが、光源8は調光可能なものであればLEDに限定されず、有機EL(Electro Luminescence)でもよい。   In the first embodiment, the case where the light source 8 is composed of the LED has been described, but the light source 8 is not limited to the LED as long as it is dimmable, and may be an organic EL (Electro Luminescence).

実施の形態2.
図14は実施の形態2に係る点灯装置及び照明器具の構成図である。なお実施の形態2では、図1の実施の形態1に示す点灯装置100及び照明器具200と同一の構成を有する部位には、同一の符号を付してその説明を省略する。
Embodiment 2.
FIG. 14 is a configuration diagram of the lighting device and the lighting fixture according to the second embodiment. In the second embodiment, parts having the same configurations as those of the lighting device 100 and the lighting fixture 200 shown in the first embodiment in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

実施の形態2に係る照明器具200Aと、実施の形態1に係る照明器具200との相違点は、照明器具200Aでは、点灯装置100の代わりに点灯装置100Aが用いられていることである。また実施の形態2に係る点灯装置100Aと、実施の形態1に係る点灯装置100との相違点は、点灯装置100Aでは、PFC回路5、平滑コンデンサ6及び電流制御部7の代わりに直流変換回路12が用いられ、さらに制御部9の代わりに制御部9Aが用いられていることである。直流変換回路12は、PFC回路5、平滑コンデンサ6及び電流制御部7の機能を併せ持つ回路である。   The difference between the lighting fixture 200A according to the second embodiment and the lighting fixture 200 according to the first embodiment is that the lighting fixture 100A is used instead of the lighting fixture 100 in the lighting fixture 200A. Further, the difference between the lighting device 100A according to the second embodiment and the lighting device 100 according to the first embodiment is that in the lighting device 100A, instead of the PFC circuit 5, the smoothing capacitor 6, and the current control unit 7, a DC conversion circuit. 12 is used, and the control unit 9A is used instead of the control unit 9. The DC conversion circuit 12 is a circuit that also has the functions of the PFC circuit 5, the smoothing capacitor 6, and the current control unit 7.

実施の形態2では、直流変換回路12をフライバック回路で構成した例を説明する。なお直流変換回路12は、フライバック回路の他にも、フライフォワード回路、降圧チョッパ、昇圧チョッパ、昇降圧チョッパ回路、SEPIC、Zetaコンバータ又はCukコンバータといった回路で構成してもよい。   In the second embodiment, an example in which the DC conversion circuit 12 is composed of a flyback circuit will be described. In addition to the flyback circuit, the DC conversion circuit 12 may be configured by a flyforward circuit, a step-down chopper, a step-up chopper, a step-up / step-down chopper circuit, SEPIC, a Zeta converter, or a Cuk converter.

直流変換回路12は、MOSFET121、トランス122、ダイオード123、平滑コンデンサ124、スナバコンデンサ125、スナバ抵抗126及びスナバダイオード127を備える。   The DC conversion circuit 12 includes a MOSFET 121, a transformer 122, a diode 123, a smoothing capacitor 124, a snubber capacitor 125, a snubber resistor 126, and a snubber diode 127.

MOSFET121は、負極側直流母線Nにおいて、コンデンサ4とトランス122の1次側との間に配置される。MOSFET121のソースはコンデンサ4の一端と整流回路3とに接続される。MOSFET121のドレインは、スナバダイオード127のアノードとトランス122とに接続される。スナバコンデンサ125、スナバ抵抗126及びスナバダイオード127は、コンデンサ4とトランス122の1次側との間に配置される。   MOSFET 121 is arranged between negative electrode side DC bus N and capacitor 4 and the primary side of transformer 122. The source of the MOSFET 121 is connected to one end of the capacitor 4 and the rectifier circuit 3. The drain of the MOSFET 121 is connected to the anode of the snubber diode 127 and the transformer 122. The snubber capacitor 125, the snubber resistor 126, and the snubber diode 127 are arranged between the capacitor 4 and the primary side of the transformer 122.

スナバ抵抗126の一端は、正極側直流母線Pを介してコンデンサ4の他端と、整流回路3と、スナバコンデンサ125の一端と、トランス122とに接続される。スナバ抵抗126の他端は、スナバコンデンサ125の他端とスナバダイオード127の一端とに接続される。スナバコンデンサ125の他端は、スナバ抵抗126の他端とスナバダイオード127の一端とに接続される。ダイオード123及び平滑コンデンサ124は、トランス122の二次側と光源8との間に配置される。ダイオード123のアノードはトランス122に接続され、ダイオード123のカソードは平滑コンデンサ124の一端と光源8の一端とに接続される。平滑コンデンサ124の他端は、トランス122と光源8の他端とに接続される。   One end of the snubber resistor 126 is connected to the other end of the capacitor 4, the rectifier circuit 3, one end of the snubber capacitor 125, and the transformer 122 via the positive-side DC bus P. The other end of the snubber resistor 126 is connected to the other end of the snubber capacitor 125 and one end of the snubber diode 127. The other end of the snubber capacitor 125 is connected to the other end of the snubber resistor 126 and one end of the snubber diode 127. The diode 123 and the smoothing capacitor 124 are arranged between the secondary side of the transformer 122 and the light source 8. The anode of the diode 123 is connected to the transformer 122, and the cathode of the diode 123 is connected to one end of the smoothing capacitor 124 and one end of the light source 8. The other end of the smoothing capacitor 124 is connected to the transformer 122 and the other end of the light source 8.

不図示のコアに絶縁性ワイヤを巻くことにより、トランス122には、1次巻線122a、2次巻線122b及び3次巻線122cが形成される。   By winding an insulating wire around a core (not shown), a primary winding 122a, a secondary winding 122b, and a tertiary winding 122c are formed in the transformer 122.

直流変換回路12は、MOSFET121がオンオフ制御されることにより、整流回路3の出力電圧を変換し、光源8に直流電流を出力する。   The DC conversion circuit 12 converts the output voltage of the rectifier circuit 3 and outputs a DC current to the light source 8 by controlling the MOSFET 121 to be turned on and off.

制御部9Aは、目標値出力部91、ゼロ電流検出部92、スイッチング制御部93A及び電流入力部94を備える。図1に示す制御部9と図14に示す制御部9Aとの相違点は、制御部9Aでは、電圧検出部95が省かれ、スイッチング制御部93の代わりにスイッチング制御部93Aが用いられていることである。   The control unit 9A includes a target value output unit 91, a zero current detection unit 92, a switching control unit 93A, and a current input unit 94. The difference between the control unit 9 shown in FIG. 1 and the control unit 9A shown in FIG. 14 is that in the control unit 9A, the voltage detection unit 95 is omitted and the switching control unit 93A is used instead of the switching control unit 93. That is.

直流変換回路12の動作を詳細に説明する。   The operation of the DC conversion circuit 12 will be described in detail.

図15は図14に示す直流変換回路を構成する巻線に流れる電流とMOSFETのドレイン電圧とMOSFETのゲート電圧との関係を示すタイミングチャートである。図15には、上から順に、点灯装置100Aに入力される交流電源1の電流と、1次巻線122aに流れる電流と、3次巻線122cに流れる電流と、MOSFET121のドレイン電圧と、MOSFET121のゲート電圧とが示される。横軸は時間を表す。図15では、点灯装置100Aに入力される交流電源1の電流が「入力電流」として示される。   FIG. 15 is a timing chart showing the relationship between the current flowing through the windings of the DC conversion circuit shown in FIG. 14, the drain voltage of the MOSFET, and the gate voltage of the MOSFET. In FIG. 15, in order from the top, the current of the AC power supply 1 input to the lighting device 100A, the current flowing through the primary winding 122a, the current flowing through the tertiary winding 122c, the drain voltage of the MOSFET 121, and the MOSFET 121. And the gate voltage of The horizontal axis represents time. In FIG. 15, the current of the AC power supply 1 input to the lighting device 100A is shown as “input current”.

図15では、説明の便宜上、MOSFET121のゲート電圧がオンオフされる周期を、実際よりも長く記載している。MOSFET121のゲート電圧がオンオフされる周期は、MOSFET121のゲート電圧がオフからオンに変化した時点から、再びMOSFET121のゲート電圧がオフからオンに変化するまでの時間に等しい。   In FIG. 15, for convenience of explanation, the cycle in which the gate voltage of the MOSFET 121 is turned on and off is described longer than it actually is. The period in which the gate voltage of the MOSFET 121 is turned on / off is equal to the time from when the gate voltage of the MOSFET 121 changes from off to on, until the gate voltage of the MOSFET 121 changes from off to on again.

MOSFET121がオンされたとき、交流電源1、整流回路3、1次巻線122a及びMOSFET121により閉回路が形成され、交流電源1が1次巻線122aを介して短絡される。そのため閉回路に電源電流が流れ、1次巻線122aに流れる電流が増加し、1次巻線122aにエネルギーが蓄積される。   When the MOSFET 121 is turned on, a closed circuit is formed by the AC power supply 1, the rectifier circuit 3, the primary winding 122a, and the MOSFET 121, and the AC power supply 1 is short-circuited via the primary winding 122a. Therefore, the power supply current flows through the closed circuit, the current flowing through the primary winding 122a increases, and energy is accumulated in the primary winding 122a.

スイッチング制御部93Aに設定されたオン時間が経過すると、MOSFET121がオフされることにより、3次巻線122c、ダイオード123及び平滑コンデンサ124の閉回路が形成される。この閉回路において1次巻線122aに蓄えられたエネルギーが放出され、平滑コンデンサ124が充電される。   When the ON time set in the switching control unit 93A elapses, the MOSFET 121 is turned off to form a closed circuit of the tertiary winding 122c, the diode 123, and the smoothing capacitor 124. In this closed circuit, the energy stored in the primary winding 122a is released and the smoothing capacitor 124 is charged.

3次巻線122cに流れる電流がゼロになった時点から遅延時間Tdelayが経過するまで、MOSFET121のオフ状態は維持され、遅延時間Tdelayが経過したときにMOSFET121は再びオン状態になる。   The MOSFET 121 is kept in the off state until the delay time Tdelay elapses from the time when the current flowing through the tertiary winding 122c becomes zero, and the MOSFET 121 is turned on again when the delay time Tdelay elapses.

MOSFET121の一連のオンオフ動作により、1次巻線122aに流れる電流は、三角波状の波形となり、その頂点が点線で示すような正弦波の包絡線になる。   Due to a series of on / off operations of the MOSFET 121, the current flowing through the primary winding 122a has a triangular waveform, and its apex has a sinusoidal envelope as shown by a dotted line.

このとき、交流電源1から入力される電流は、入力フィルタ2により平滑化され、コイル21に流れるコイル電流の平均値が入力され、正弦波状の電流波形となる。   At this time, the current input from the AC power supply 1 is smoothed by the input filter 2 and the average value of the coil current flowing in the coil 21 is input, so that a sinusoidal current waveform is obtained.

制御部9Aが光源8に流れる電流を検出して、検出された電流が目標値に追従するようフィードバック制御されることで、MOSFET121のオン時間が制御される。   The on-time of the MOSFET 121 is controlled by the control unit 9A detecting the current flowing through the light source 8 and performing feedback control so that the detected current follows the target value.

MOSFET121のオン時間をフィードバック制御する際、オン時間が大きく変化してしまうと、1次巻線122aに流れる電流の頂点の包絡線が正弦波にならず、交流電源1の入力電流を正弦波状にすることができない。そのため制御部9Aでは、フィードバック制御の応答時間が、フィードバック制御のループゲインを交流電源1の1周期の1/2周期以上で1倍(0dB)以下となるように、設定される。言い換えると、フィードバック制御の応答時間は、交流電源1の周波数の2倍以下の周波数で1倍(0dB)以下となるように設定される。   When the on-time of the MOSFET 121 is feedback-controlled, if the on-time greatly changes, the envelope of the apex of the current flowing through the primary winding 122a does not become a sine wave, and the input current of the AC power supply 1 becomes a sine wave. Can not do it. Therefore, in the control unit 9A, the response time of the feedback control is set so that the loop gain of the feedback control is 1 time (0 dB) or less when it is ½ cycle or more of one cycle of the AC power supply 1. In other words, the response time of the feedback control is set to be 1 time (0 dB) or less at a frequency that is 2 times or less the frequency of the AC power supply 1.

具体的に説明すると、電源周波数が50Hzの場合、電源周波数の半周期(半波)の周波数100Hz以下、すなわち周期10msec以上で、定電流フィードバック制御のループゲインを1倍(0dB)以下とすることにより、定電流フィードバック制御は電源周期の1/2より短い周期で応答しないように設定される。これにより電源周期の1/2周期以内においては、MOSFET121のオン時間の変動が抑制され、1次巻線122aに流れる電流の頂点の包絡線が正弦波状の波形となる。   More specifically, when the power supply frequency is 50 Hz, the loop gain of the constant current feedback control should be 1 time (0 dB) or less at a frequency of 100 Hz or less of a half cycle (half wave) of the power supply frequency, that is, a cycle of 10 msec or more. Thus, the constant current feedback control is set so as not to respond in a cycle shorter than 1/2 of the power supply cycle. As a result, the variation of the on-time of the MOSFET 121 is suppressed and the envelope of the peak of the current flowing through the primary winding 122a has a sinusoidal waveform within 1/2 cycle of the power supply cycle.

またフィードバック制御において、オン時間の更新周期を、交流電源1の周期の半分に相当する周期、又は交流電源1の周期の半分に相当する周期よりも長い周期とすることによっても、同様の効果を得ることができる。   Further, in the feedback control, the same effect can be obtained by setting the update period of the on-time to a period corresponding to half the period of the AC power supply 1 or a period longer than the period corresponding to half of the AC power supply 1. Obtainable.

実施の形態2に係る点灯装置100A及び照明器具200Aは、実施の形態1と同様に遅延時間Tdelayを設けて、電流不連続モード制御によりMOSFET121をスイッチング制御することで、電流臨界モード制御する場合に比べて、スイッチング周波数を低くすることができるため、MOSFET121で発生するスイッチング損失を低減できる。   The lighting device 100A and the lighting fixture 200A according to the second embodiment are provided with the delay time Tdelay similarly to the first embodiment, and perform the switching control of the MOSFET 121 by the current discontinuous mode control, thereby performing the current critical mode control. In comparison, since the switching frequency can be lowered, the switching loss generated in MOSFET 121 can be reduced.

なお実施の形態1,2では調光率に応じて遅延時間の長さを変える例を説明したが、遅延時間の長さは、調光率の代わりに直流変換回路30がLEDに出力する出力電流目標値により判定してもよい。またこの場合、直流変換回路の出力の大きさは、LEDの調光率により判定されたものでもよいし、LEDの出力電流目標値により判定されたものでもよいし、有機ELの調光率により判定されたものでもよい。また直流変換回路の出力の大きさは、LEDの出力電流目標値より判定されるものでもよい。また実施の形態1,2に係る制御部は、調光率の代わりに、出力電流目標値に応じて遅延時間の長さを変えるように構成してもよい。   In the first and second embodiments, the example in which the length of the delay time is changed according to the dimming rate has been described, but the length of the delay time is the output that the DC conversion circuit 30 outputs to the LED instead of the dimming rate. The determination may be made based on the current target value. Further, in this case, the magnitude of the output of the DC conversion circuit may be determined based on the dimming rate of the LED, may be determined based on the output current target value of the LED, or may be based on the dimming rate of the organic EL. It may be determined. Further, the magnitude of the output of the DC conversion circuit may be determined from the output current target value of the LED. Further, the control unit according to the first and second embodiments may be configured to change the length of the delay time according to the output current target value instead of the dimming rate.

実施の形態3.
図16は実施の形態3に係る点灯装置及び照明器具の構成図である。なお実施の形態3では、図1の実施の形態1に係る点灯装置100及び照明器具200と同一の構成を有する部位には、同一の符号を付してその説明を省略する。
Embodiment 3.
FIG. 16 is a configuration diagram of the lighting device and the lighting fixture according to the third embodiment. In addition, in the third embodiment, parts having the same configurations as those of the lighting device 100 and the lighting fixture 200 according to the first embodiment of FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

実施の形態3に係る照明器具200Bと、実施の形態1に係る照明器具200との相違点は、照明器具200Bでは、点灯装置100の代わりに点灯装置100Bが用いられていることである。また実施の形態3に係る点灯装置100Bと、実施の形態1に係る点灯装置100との相違点は、点灯装置100Bでは、電流制御部7においてコイル75が用いられ、制御部9の代わりに制御部9Bが用いられていることである。   The difference between the lighting fixture 200B according to Embodiment 3 and the lighting fixture 200 according to Embodiment 1 is that the lighting fixture 100B is used in place of the lighting fixture 100 in the lighting fixture 200B. Further, the difference between the lighting device 100B according to the third embodiment and the lighting device 100 according to the first embodiment is that in the lighting device 100B, the coil 75 is used in the current control unit 7, and the control is performed instead of the control unit 9. That is, the part 9B is used.

図16に示す電流制御部7は、スイッチング制御部93から出力された制御信号に基づき、PFC回路5から出力された直流電圧を、光源8に入力可能な直流電流に変換する。   The current control unit 7 shown in FIG. 16 converts the DC voltage output from the PFC circuit 5 into a DC current that can be input to the light source 8 based on the control signal output from the switching control unit 93.

図16に示す電流制御部7は、降圧チョッパ回路で構成されているが、降圧チョッパ回路の他にも、昇降圧チョッパ回路、フライバック回路、フライフォワード回路、SEPIC、Zetaコンバータ又はCukコンバータといった回路で構成されたものでもよい。   The current control unit 7 shown in FIG. 16 is composed of a step-down chopper circuit, but in addition to the step-down chopper circuit, a circuit such as a step-up / step-down chopper circuit, flyback circuit, flyforward circuit, SEPIC, Zeta converter, or Cuk converter. It may be composed of.

電流制御部7は、MOSFET71、コイル75、ダイオード73及びコンデンサ74により構成される。   The current controller 7 includes a MOSFET 71, a coil 75, a diode 73 and a capacitor 74.

コイル75は、正極側直流母線Pにおいて、コンデンサ74とMOSFET71との間に配置される。不図示のコアに絶縁性ワイヤを巻くことにより、コイル75には1次巻線75a及び2次巻線75bが形成される。   The coil 75 is arranged between the capacitor 74 and the MOSFET 71 on the DC bus P on the positive electrode side. A primary winding 75a and a secondary winding 75b are formed on the coil 75 by winding an insulating wire around a core (not shown).

1次巻線75aの一端はMOSFET71のソースと、ダイオード73のカソードとに接続される。1次巻線75aの他端は、コンデンサ74の一端と、光源8の一端とに接続される。2次巻線75bの一端は、制御部9B内のゼロ電流検出部92に接続される。2次巻線75bの他端は負極側直流母線Nに接続される。1次巻線75aには、MOSFET71のオンオフ動作に伴い、極性が異なる電圧が印加される。2次巻線75bに誘導されて、2次巻線75bの両端に発生する電圧は、1次巻線75aの印加電圧と巻数比nとに応じた電圧に等しい。   One end of the primary winding 75a is connected to the source of the MOSFET 71 and the cathode of the diode 73. The other end of the primary winding 75a is connected to one end of the capacitor 74 and one end of the light source 8. One end of the secondary winding 75b is connected to the zero current detector 92 in the controller 9B. The other end of the secondary winding 75b is connected to the negative side DC bus N. Voltages having different polarities are applied to the primary winding 75a as the MOSFET 71 is turned on and off. The voltage induced on the secondary winding 75b and generated across the secondary winding 75b is equal to the voltage applied to the primary winding 75a and the voltage according to the turn ratio n.

MOSFET71は正極側直流母線Pに配置される。MOSFET71のドレインは、平滑コンデンサ6の一端に接続される。MOSFET71のソースは、ダイオード73のカソードとコイル75の1次巻線75aの一端とに接続される。MOSFET71のゲートは、スイッチング制御部93に接続される。MOSFET71のゲートには、スイッチング制御部93から出力される制御信号が入力される。当該制御信号はMOSFET71をオンオフ制御するための信号である。   The MOSFET 71 is arranged on the DC bus P on the positive electrode side. The drain of the MOSFET 71 is connected to one end of the smoothing capacitor 6. The source of the MOSFET 71 is connected to the cathode of the diode 73 and one end of the primary winding 75 a of the coil 75. The gate of the MOSFET 71 is connected to the switching control unit 93. The control signal output from the switching control unit 93 is input to the gate of the MOSFET 71. The control signal is a signal for on / off controlling the MOSFET 71.

次に電流制御部7の動作を詳細に説明する。   Next, the operation of the current controller 7 will be described in detail.

図17は光源に流れる電流と1次巻線に流れる電流とMOSFETの制御信号との関係を示すタイミングチャートである。図17には上から順に、光源8に流れる電流と、MOSFET71のドレイン−ソース間に印加される電圧と、1次巻線75aに流れる電流と、ゼロ電流検出信号と、MOSFET71の制御信号とが示される。図17では、ドレイン−ソース間に印加される電圧が「ドレイン電圧」と表記される。なお、横軸は時間を表す。   FIG. 17 is a timing chart showing the relationship between the current flowing through the light source, the current flowing through the primary winding, and the control signal of the MOSFET. In FIG. 17, the current flowing through the light source 8, the voltage applied between the drain and the source of the MOSFET 71, the current flowing through the primary winding 75a, the zero current detection signal, and the control signal for the MOSFET 71 are sequentially shown from the top. Shown. In FIG. 17, the voltage applied between the drain and the source is referred to as “drain voltage”. The horizontal axis represents time.

時刻t1でMOSFET71がオンされたとき、平滑コンデンサ6、MOSFET71、1次巻線75a及びコンデンサ74により閉回路が形成され、1次巻線75aに流れる電流が増加し、1次巻線75aと、コンデンサ74にエネルギーが蓄積される。   When the MOSFET 71 is turned on at time t1, a closed circuit is formed by the smoothing capacitor 6, the MOSFET 71, the primary winding 75a and the capacitor 74, and the current flowing through the primary winding 75a increases, and the primary winding 75a, Energy is stored in the capacitor 74.

スイッチング制御部93に設定されたオン時間Tonが経過した時刻t2で、MOSFET71がオフされることにより、1次巻線75a、コンデンサ74及びダイオード73の閉回路が形成される。この閉回路において1次巻線75aに蓄積されたエネルギーが放出され、コンデンサ74が充電される。   At time t2 when the ON time Ton set in the switching control unit 93 has elapsed, the MOSFET 71 is turned off to form a closed circuit of the primary winding 75a, the capacitor 74, and the diode 73. In this closed circuit, the energy stored in the primary winding 75a is released and the capacitor 74 is charged.

1次巻線75aに流れる電流がゼロになった時点である時刻t3から遅延時間Tdelayが経過するまで、MOSFET71のオフ状態は維持される。遅延時間Tdelayが経過した時刻t4に、MOSFET71は再びオン状態になる。すなわち、1次巻線75aに流れる電流がゼロになった時点から遅延時間Tdelayが経過した時点まで、MOSFET71の制御信号はオフ状態を維持する。そして、遅延時間Tdelayが経過した時点で、MOSFET71の制御信号はオン状態に変化する。   The MOSFET 71 is maintained in the OFF state until the delay time Tdelay elapses from the time t3 when the current flowing through the primary winding 75a becomes zero. At time t4 when the delay time Tdelay has elapsed, the MOSFET 71 is turned on again. That is, the control signal of the MOSFET 71 remains off from the time when the current flowing through the primary winding 75a becomes zero to the time when the delay time Tdelay elapses. Then, when the delay time Tdelay has elapsed, the control signal of the MOSFET 71 changes to the ON state.

MOSFET71の一連のオンオフ動作により、1次巻線75aに流れる電流は、三角波状の波形となる。   Due to the series of on / off operations of the MOSFET 71, the current flowing through the primary winding 75a has a triangular waveform.

このとき、電流制御部7から光源8へ出力される電流は、コンデンサ74により平滑化される。従って、1次巻線75aに流れる電流の平均値が光源8に出力される。すなわち、電流制御部7から光源8へ出力される電流は、変動が除去された直流波形となる。   At this time, the current output from the current controller 7 to the light source 8 is smoothed by the capacitor 74. Therefore, the average value of the current flowing through the primary winding 75a is output to the light source 8. That is, the current output from the current control unit 7 to the light source 8 has a DC waveform in which fluctuations are removed.

電流検出部11は光源8に流れる電流を検出し、検出された電流を制御部9Bに送信する。制御部9Bは、電流検出部11で検出された電流が目標値に追従するように、MOSFET71のオン時間Tonをフィードバック制御する。すなわち、制御部9Bは、検出された電流が目標値より小さい場合、MOSFET71のオン時間Tonを長くし、検出された電流が目標値より大きい場合、MOSFET71のオン時間Tonを短くする。   The current detector 11 detects the current flowing through the light source 8 and sends the detected current to the controller 9B. The controller 9B feedback-controls the on-time Ton of the MOSFET 71 so that the current detected by the current detector 11 follows the target value. That is, the control unit 9B lengthens the ON time Ton of the MOSFET 71 when the detected current is smaller than the target value, and shortens the ON time Ton of the MOSFET 71 when the detected current is larger than the target value.

実施の形態1に係る点灯装置100では、電流制御部7のMOSFET71を、固定周波数のデューティ制御とする例を示した。これに対して、MOSFET71を電流臨界モード制御すると、MOSFET71がより高いスイッチング周波数で動作する。そのため、MOSFET71を電流臨界モード制御したときに光源8へ出力される電流が、MOSFET71を固定周波数のデューティ制御したときに光源8へ出力される電流と同等である場合、電流臨界モード制御では、オン時間Tonを短くできる。オン時間Tonは、光源8に出力する電流の大きさによって決まり、全光点灯時に最長となる。また、このとき1次巻線75aに流れる電流のピーク値も最大となる。1次巻線75aに流れる電流の大きさが小さいほど、コイル75を構成する磁性体コアに発生する磁束密度が低く、コアの大きさを小型化できるため、MOSFET71を電流臨界モード制御することにより、コイル75を小型化できる。   In the lighting device 100 according to the first embodiment, an example has been shown in which the MOSFET 71 of the current control unit 7 is duty-controlled at a fixed frequency. On the other hand, when the MOSFET 71 is controlled in the current critical mode, the MOSFET 71 operates at a higher switching frequency. Therefore, if the current output to the light source 8 when the MOSFET 71 is controlled in the current critical mode is equal to the current output to the light source 8 when the MOSFET 71 is duty-controlled at a fixed frequency, the current critical mode control is turned on. The time Ton can be shortened. The on-time Ton is determined by the magnitude of the current output to the light source 8, and becomes the longest when all lights are turned on. Further, at this time, the peak value of the current flowing through the primary winding 75a also becomes maximum. The smaller the magnitude of the current flowing through the primary winding 75a, the lower the magnetic flux density generated in the magnetic core forming the coil 75, and the size of the core can be reduced. Therefore, by controlling the MOSFET 71 in the current critical mode. The coil 75 can be miniaturized.

しかしながら、光源8を調光する場合、交流電源1の入力電流を小さくするため、スイッチング制御部93は、MOSFET71のオン時間Tonを短くするように制御を行う。従って、電流臨界モード制御では、調光時にMOSFET71のオン時間Tonが短くなりすぎ、MOSFET71のオンオフ動作が不安定になり、光源8の出力光にちらつきが発生してしまう可能性がある。出力光のちらつきは光源8の明るさの変動に等しい。   However, when dimming the light source 8, the switching control unit 93 controls the ON time Ton of the MOSFET 71 to be short in order to reduce the input current of the AC power supply 1. Therefore, in the current critical mode control, the ON time Ton of the MOSFET 71 becomes too short at the time of dimming, the ON / OFF operation of the MOSFET 71 becomes unstable, and flicker may occur in the output light of the light source 8. The flicker of the output light is equal to the fluctuation of the brightness of the light source 8.

図18は調光率に応じて変化するMOSFETのオン時間及びスイッチング周波数の特性を示す図である。図18には上から順に、MOSFET71のオン時間と、スイッチング周波数と、光源8の調光率とが示される。   FIG. 18 is a diagram showing the characteristics of the on-time and switching frequency of the MOSFET that change according to the dimming ratio. In FIG. 18, the on time of the MOSFET 71, the switching frequency, and the dimming ratio of the light source 8 are shown in order from the top.

点線は、遅延時間Tdelayを設けずに電流臨界モード制御が行われている場合に調光率を変化させたときの、MOSFET71のオン時間及びスイッチング周波数を表す。実線は、遅延時間Tdelayを設けて電流不連続モード制御が行われている場合に調光率を変化させたときの、MOSFET71のオン時間及びスイッチング周波数を表す。   The dotted line represents the ON time and the switching frequency of the MOSFET 71 when the dimming ratio is changed when the current critical mode control is performed without providing the delay time Tdelay. The solid line represents the ON time and the switching frequency of the MOSFET 71 when the dimming ratio is changed when the delay time Tdelay is provided and the current discontinuous mode control is performed.

遅延時間Tdelayを設けてMOSFET71を電流不連続モード制御することで、電流臨界モード制御と比較して、調光時におけるスイッチング周波数の上昇を抑制することができ、スイッチング損失を低減できる。また、MOSFET71のオン時間を長くすることができ、より確実にMOSFET71をオンオフ制御できる。電流制御部7において、MOSFET71のオン時間が短くなりすぎてしまうと、MOSFET71のオンオフ動作が不安定になり、光源8に出力光のちらつきが発生してしまう可能性があるため、遅延時間Tdelayを設けることで、オン時間を確保し、光源8の出力光にちらつきを生じることなく、調光制御することができる。MOSFET71が正常にオンオフ動作できなくなるオン時間の長さは、例えば0.2usec以下である。そのため制御部9Bには最小オン時間Ton_minが記憶されており、光源8を調光する際、MOSFET71のオン時間が最小オン時間Ton_minよりも短くならないように調光制御することができる。最小オン時間Ton_minは、MOSFET71が正常にオンオフ動作できなくなるオン時間の長さに等しい。   By providing the delay time Tdelay and controlling the MOSFET 71 in the current discontinuous mode control, an increase in the switching frequency during dimming can be suppressed and the switching loss can be reduced as compared with the current critical mode control. Further, the on time of the MOSFET 71 can be lengthened, and the on / off control of the MOSFET 71 can be performed more reliably. In the current control unit 7, if the ON time of the MOSFET 71 becomes too short, the ON / OFF operation of the MOSFET 71 may become unstable, and flicker of output light may occur in the light source 8. Therefore, the delay time Tdelay is set. By providing the light source, the on-time can be secured, and the dimming control can be performed without causing the output light of the light source 8 to flicker. The length of ON time during which the MOSFET 71 cannot normally operate on / off is, for example, 0.2 sec or less. Therefore, the control unit 9B stores the minimum on-time Ton_min, and when dimming the light source 8, the dimming control can be performed so that the on-time of the MOSFET 71 is not shorter than the minimum on-time Ton_min. The minimum on-time Ton_min is equal to the length of on-time during which the MOSFET 71 cannot operate normally on / off.

以上から、遅延時間Tdelayを設けてMOSFET71を電流不連続モード制御すると、電流臨界モード制御の場合と同様に、デューティ制御する場合に比べて、1次巻線75aのピーク電流を小さくできるため、コイル75をより小型化できる。さらに、電流臨界モード制御する場合に比べて、光源8を調光した際のMOSFET71のオン時間減少を抑制できため、調光時に、光源8の出力光にちらつきが発生することを抑制できる。   From the above, when the delay time Tdelay is provided and the MOSFET 71 is controlled in the discontinuous current mode, the peak current of the primary winding 75a can be reduced as compared with the case where the duty control is performed, as in the case of the current critical mode control. The 75 can be made smaller. Further, as compared with the case where the current critical mode control is performed, it is possible to suppress a decrease in the on-time of the MOSFET 71 when the light source 8 is dimmed, and thus it is possible to suppress flickering in the output light of the light source 8 during dimming.

光源8を点灯している期間において、遅延時間Tdelayの長さを変更してしまうと、MOSFET71のスイッチング周波数が変動してしまうことから、光源8に出力される電流が変動し、光源8の出力光にちらつきが発生する。そのため、光源8の点灯開始後は、遅延時間Tdelayの長さを、調光率によらず、一定にすることで、MOSFET71のスイッチング周波数変動が抑制され、光源8の出力光のちらつきが抑制される。   If the length of the delay time Tdelay is changed during the period when the light source 8 is turned on, the switching frequency of the MOSFET 71 changes, so the current output to the light source 8 changes and the output of the light source 8 changes. Flickering in the light. Therefore, after the lighting of the light source 8 is started, by making the length of the delay time Tdelay constant regardless of the dimming rate, the switching frequency fluctuation of the MOSFET 71 is suppressed, and the flicker of the output light of the light source 8 is suppressed. It

図19は光源に出力される電流の大きさが異なる場合における電流制御部の動作を示す第1の図である。図20は光源に出力される電流の大きさが異なる場合における電流制御部の動作を示す第2の図である。図19,20には、上から順に、光源8へ出力される電流と、MOSFET71のドレイン−ソース間に印加される電圧と、1次巻線75aに流れる電流と、ゼロ電流検出信号と、MOSFET71の制御信号とが示される。図19,20では、ドレイン−ソース間に印加される電圧が「ドレイン電圧」と表記される。なお、横軸は時間を表す。   FIG. 19 is a first diagram showing the operation of the current controller when the magnitude of the current output to the light source is different. FIG. 20 is a second diagram showing the operation of the current controller when the magnitude of the current output to the light source is different. 19 and 20, in order from the top, the current output to the light source 8, the voltage applied between the drain and source of the MOSFET 71, the current flowing through the primary winding 75a, the zero current detection signal, and the MOSFET 71. Control signals of In FIGS. 19 and 20, the voltage applied between the drain and the source is referred to as “drain voltage”. The horizontal axis represents time.

光源8を調光することで光源8へ出力される電流を小さくする場合、MOSFET71の制御信号のオン時間を短くするため、全光時のオン時間Ton(a)と、調光時のオン時間Ton(a)とは、全光時のオン時間Ton(a)>調光時のオン時間Ton(b)の関係となる。一方で、遅延時間Tdelayの長さは、調光率によらず、一定であるため、全光時の遅延時間Tdelay(a)と調光時の遅延時間Tdelay(b)とは、全光時の遅延時間Tdelay(a)=調光時の遅延時間Tdelay(b)の関係となる。   When the current output to the light source 8 is reduced by dimming the light source 8, the ON time of the control signal of the MOSFET 71 is shortened. Ton (a) has a relationship of ON time Ton (a) at full light> ON time Ton (b) at dimming. On the other hand, since the length of the delay time Tdelay is constant regardless of the dimming rate, the delay time Tdelay (a) at the time of full light and the delay time Tdelay (b) at the time of dimming are Delay time Tdelay (a) = delay time Tdelay (b) during dimming.

また、光源8を点灯している期間において、遅延時間Tdelayの長さを変更する場合、遅延時間Tdelayを変更するための判定手段が必要になる。そのため、例えば、マイコン又はCPUといった演算素子を用いて、判定手段を実現する場合、複雑な判定処理の命令を記述する必要があり、使用するメモリ容量が増加してしまう。また、アナログ回路を用いて、判定手段を実現する場合、部品点数が増加し、回路構成が複雑化してしまう。そのため、遅延時間Tdelayの長さを、調光率によらず、一定にすることで、マイコン又はCPUといった演算素子のメモリ容量の増加を抑制でき、またアナログ回路を構成する部品点数の増加を抑制できる。   Further, when the length of the delay time Tdelay is changed while the light source 8 is turned on, a determination means for changing the delay time Tdelay is required. Therefore, for example, when the determination means is implemented by using a computing element such as a microcomputer or a CPU, it is necessary to describe a complicated instruction for determination processing, which increases the memory capacity to be used. Further, when the determination means is realized by using an analog circuit, the number of parts increases and the circuit configuration becomes complicated. Therefore, by making the length of the delay time Tdelay constant irrespective of the dimming rate, it is possible to suppress an increase in the memory capacity of a computing element such as a microcomputer or a CPU, and to suppress an increase in the number of parts constituting an analog circuit. it can.

具体的な遅延時間Tdelayの設け方としては、MOSFET71のドレイン電圧が自由振動している期間において、制御部9Bは、MOSFET71の電圧振動のボトム付近でMOSFET71をオンさせる。これにより、ドレイン電圧の急峻な変動が抑制され、スイッチングに起因するノイズが抑制される。また、複数回生じるMOSFET71の電圧振動のボトムの内、少なくとも2回目以降のボトムにおいて、制御部9BがMOSFET71をオンすることで、確実に遅延時間Tdelayを設けることができる。   As a specific method for providing the delay time Tdelay, the control unit 9B turns on the MOSFET 71 near the bottom of the voltage oscillation of the MOSFET 71 while the drain voltage of the MOSFET 71 is freely oscillating. As a result, abrupt changes in the drain voltage are suppressed, and noise caused by switching is suppressed. Further, among the bottoms of the voltage oscillation of the MOSFET 71 that occur a plurality of times, the control unit 9B turns on the MOSFET 71 at least at the bottom after the second time, so that the delay time Tdelay can be reliably provided.

以上の実施の形態3に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態1に示す構成と組み合わせることも可能である。   The configuration described in the above third embodiment shows an example of the content of the present invention, and can be combined with another known technique, or can be combined with the configuration described in the first embodiment. Is.

なお実施の形態3では、光源8がLEDで構成されている場合について説明したが、光源8は、調光可能なものであれば、LEDに限定されず、有機ELでもよい。   In the third embodiment, the case where the light source 8 is composed of an LED has been described, but the light source 8 is not limited to the LED and may be an organic EL as long as it is dimmable.

実施の形態4.
図21は実施の形態4に係る点灯装置及び照明器具の構成図である。なお実施の形態4では、図16の実施の形態3に係る点灯装置100B及び照明器具200Bと同一の構成を有する部位には、同一の符号を付してその説明を省略する。
Fourth Embodiment
FIG. 21 is a configuration diagram of the lighting device and the lighting fixture according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, parts having the same configurations as those of lighting device 100B and lighting fixture 200B according to the third embodiment of FIG. 16 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

実施の形態4に係る照明器具200Cと、実施の形態3に係る照明器具200Bとの相違点は、照明器具200Cでは、点灯装置100Bの代わりに点灯装置100Cが用いられていることである。また実施の形態4に係る点灯装置100Cと、実施の形態3に係る点灯装置100Bとの相違点は、点灯装置100Cでは、制御部9Cが周期測定部96を備え、制御部9Cが、ゼロ電流検出周期Tzcdを測定して、遅延時間Tdelayを決定することである。   The difference between the lighting fixture 200C according to the fourth embodiment and the lighting fixture 200B according to the third embodiment is that the lighting fixture 100C is used in place of the lighting fixture 100B in the lighting fixture 200C. Further, the difference between the lighting device 100C according to the fourth embodiment and the lighting device 100B according to the third embodiment is that in the lighting device 100C, the control unit 9C includes a cycle measuring unit 96, and the control unit 9C has a zero current. This is to measure the detection cycle Tzcd and determine the delay time Tdelay.

次に周期測定部96の動作を詳細に説明する。   Next, the operation of the cycle measuring unit 96 will be described in detail.

図22は実施の形態4において、光源が消灯している状態から光源が点灯を開始するまでの期間に、ゼロ電流検出周期Tzcdを測定するタイミングを示す第1のタイミングチャートである。図22には、説明の便宜上、MOSFET71のゲート電圧がオンオフされる周期を、実際よりも長く記載している。図22には上から順に、光源8に印加される電圧と、光源8に流れる電流と、MOSFET71のドレイン−ソース間に印加される電圧と、1次巻線75aに流れる電流と、ゼロ電流検出信号と、MOSFET71の制御信号とが示される。図22では、ドレイン−ソース間に印加される電圧が「ドレイン電圧」と表記される。なお、横軸は時間を表す。   FIG. 22 is a first timing chart showing the timing of measuring the zero current detection period Tzcd in the period from the state where the light source is turned off to the time when the light source starts to be turned on in the fourth embodiment. In FIG. 22, for convenience of explanation, a cycle in which the gate voltage of the MOSFET 71 is turned on and off is described longer than it actually is. In FIG. 22, in order from the top, the voltage applied to the light source 8, the current flowing through the light source 8, the voltage applied between the drain and source of the MOSFET 71, the current flowing through the primary winding 75a, and the zero current detection. Signals and control signals for MOSFET 71 are shown. In FIG. 22, the voltage applied between the drain and the source is described as “drain voltage”. The horizontal axis represents time.

電流制御部7は、時刻t1からMOSFET71のオンオフ制御を開始する。光源8としてLEDが用いられている場合、順電圧閾値Vfth以下では光源8に電流が流れないため、時刻t1〜t3の期間においては、光源8に印加される電圧のみが上昇する。順電圧閾値Vfthは、LEDに印加される電圧の内、LEDに電流が流れ始める電圧、すなわちLEDが点灯を開始する電圧に等しい。   The current control unit 7 starts ON / OFF control of the MOSFET 71 from time t1. When an LED is used as the light source 8, no current flows in the light source 8 at the forward voltage threshold Vfth or less, and therefore only the voltage applied to the light source 8 rises during the period from time t1 to t3. The forward voltage threshold Vfth is equal to the voltage at which a current starts flowing through the LED, that is, the voltage at which the LED starts lighting, among the voltages applied to the LED.

時刻t3において、光源8に印加される電圧が順電圧閾値Vfthを超えると、LEDに電流が流れ始め、LEDが点灯を開始する。LEDの点灯開始後、光源8に流れる電流が増加し、時刻t4において、光源8に流れる電流が目標値に到達すると、光源8に流れる電流の増加が終了し、時刻t4以降に光源8に流れる電流の値が一定になる。   At time t3, when the voltage applied to the light source 8 exceeds the forward voltage threshold Vfth, a current starts flowing through the LED and the LED starts lighting. After the start of lighting of the LED, the current flowing through the light source 8 increases, and when the current flowing through the light source 8 reaches the target value at time t4, the increase in the current flowing through the light source 8 ends, and the current flows through the light source 8 after time t4. The current value becomes constant.

2次巻線75bの両端に発生する電圧の最大値は、1次巻線75a及び2次巻線75bの巻数比nと、光源8に印加される電圧の積とで表すことができる。そのため、時刻t1からt4において、光源8に印加される電圧が上昇する期間においては、2次巻線75bの両端に発生する電圧の最大値も上昇する。周期測定部96は、時刻t2において、MOSFET71がオンしている期間にゼロ電流検出信号の最大値を検出する。そして、周期測定部96は、検出したゼロ電流検出信号の最大値が周期検出閾値Sithに達すると、MOSFET71がオフした後に、ゼロ電流検出周期Tzcdを測定し、測定したゼロ電流検出周期Tzcdに関する情報をスイッチング制御部93Cに送信する。   The maximum value of the voltage generated across the secondary winding 75b can be represented by the product of the turn ratio n of the primary winding 75a and the secondary winding 75b and the voltage applied to the light source 8. Therefore, during the period in which the voltage applied to the light source 8 rises from time t1 to t4, the maximum value of the voltage generated across the secondary winding 75b also rises. At time t2, the cycle measuring unit 96 detects the maximum value of the zero current detection signal while the MOSFET 71 is on. Then, the cycle measuring unit 96 measures the zero current detection cycle Tzcd after the MOSFET 71 is turned off when the maximum value of the detected zero current detection signal reaches the cycle detection threshold value Though, and information on the measured zero current detection cycle Tzcd. To the switching control unit 93C.

スイッチング制御部93Cは、周期測定部96からゼロ電流検出周期Tzcdに関する情報を受信すると、ゼロ電流検出周期Tzcdをもとに遅延時間Tdelayを決定する。遅延時間Tdelayの決定方法については後述する。   When the switching control unit 93C receives the information regarding the zero current detection period Tzcd from the period measurement unit 96, the switching control unit 93C determines the delay time Tdelay based on the zero current detection period Tzcd. A method of determining the delay time Tdelay will be described later.

ゼロ電流検出周期Tzcdは、MOSFET71の寄生容量と、1次巻線75aのインダクタンスと、光源8として用いられるLEDの寄生容量と、点灯装置100Cの配線寄生容量と、点灯装置100Cの配線寄生インダクタンスの大きさに依存して変化する。そのため、周期測定部96がゼロ電流検出周期Tzcdを測定し、スイッチング制御部93Cがゼロ電流検出周期Tzcdをもとに遅延時間Tdelayを決定することで、より正確にMOSFET71のドレイン電圧自由振動のボトムタイミングで、MOSFET71をオンすることができる。   The zero current detection period Tzcd is calculated by comparing the parasitic capacitance of the MOSFET 71, the inductance of the primary winding 75a, the parasitic capacitance of the LED used as the light source 8, the wiring parasitic capacitance of the lighting device 100C, and the wiring parasitic inductance of the lighting device 100C. It changes depending on the size. Therefore, the cycle measuring unit 96 measures the zero current detection period Tzcd, and the switching control unit 93C determines the delay time Tdelay based on the zero current detection period Tzcd, so that the bottom of the drain voltage free oscillation of the MOSFET 71 is more accurately determined. The MOSFET 71 can be turned on at the timing.

これにより、MOSFET71のドレイン電圧の急峻な変動が抑制され、スイッチングに起因するノイズが抑制され、ノイズフィルタ回路を小型化できる。   As a result, a sharp change in the drain voltage of the MOSFET 71 is suppressed, noise caused by switching is suppressed, and the noise filter circuit can be downsized.

遅延時間Tdelayの決定方法としては、遅延時間Tdelayをゼロ電流検出周期Tzcdのn倍の長さにする方法が考えられる。nは1を超える値である。例えば、遅延時間Tdelayをゼロ電流検出周期Tzcdの1.5倍の長さにすることで、MOSFET71のドレイン電圧自由振動のボトムタイミングで、MOSFET71をオンすることができる。   As a method of determining the delay time Tdelay, a method of setting the delay time Tdelay to be n times as long as the zero current detection period Tzcd can be considered. n is a value exceeding 1. For example, by setting the delay time Tdelay to be 1.5 times as long as the zero current detection period Tzcd, the MOSFET 71 can be turned on at the bottom timing of the free oscillation of the drain voltage of the MOSFET 71.

光源8が点灯している時刻t3以降に遅延時間Tdelayを変更してしまうと、光源8に出力する電流が変動し、光源8の出力光にちらつきが発生してしまう。そのため、ゼロ電流検出周期Tzcdが測定される時刻t2は、光源8が点灯を開始する時刻t3以前になるように、周期検出閾値Sithを設ける。   If the delay time Tdelay is changed after the time t3 when the light source 8 is turned on, the current output to the light source 8 fluctuates and the output light of the light source 8 flickers. Therefore, the cycle detection threshold value Sith is provided so that the time t2 when the zero current detection cycle Tzcd is measured is before the time t3 when the light source 8 starts lighting.

ここまでは、周期測定部96がゼロ電流検出周期Tzcdを測定するための時刻を決定するために、ゼロ電流検出信号の最大値を利用する構成例を説明したが、光源8に印加される電圧を検出して、検出された電圧を利用して、ゼロ電流検出周期Tzcdを測定する時刻を決定してもよい。この場合においても、ゼロ電流検出周期Tzcdを測定する時刻t2が、光源8が点灯を開始する時刻t3以前になるように、光源8に印加される電圧閾値を設けることができる。但し、この場合、照明装置100Cには、光源8に印加される電圧を検出するための電圧検出部を設ける必要がある。   Up to this point, the configuration example in which the maximum value of the zero current detection signal is used to determine the time for the period measurement unit 96 to measure the zero current detection period Tzcd has been described, but the voltage applied to the light source 8 is described. May be detected, and the time at which the zero current detection period Tzcd is measured may be determined using the detected voltage. Also in this case, the voltage threshold applied to the light source 8 can be provided so that the time t2 at which the zero current detection period Tzcd is measured is before the time t3 at which the light source 8 starts lighting. However, in this case, the illumination device 100C needs to be provided with a voltage detection unit for detecting the voltage applied to the light source 8.

図23は実施の形態4において、光源が消灯している状態から光源が点灯を開始するまでの期間に、ゼロ電流検出周期Tzcdを測定するタイミングを示す第2のタイミングチャートである。図23には上から順に、光源8に印加される電圧と、光源8に流れる電流と、MOSFET71のドレイン−ソース間に印加される電圧と、1次巻線75aに流れる電流と、ゼロ電流検出信号と、MOSFET71の制御信号とが示される。図23では、ドレイン−ソース間に印加される電圧が「ドレイン電圧」と表記される。なお、横軸は時間を表す。   FIG. 23 is a second timing chart showing the timing of measuring the zero current detection period Tzcd in the period from the state where the light source is turned off to the time when the light source starts to be turned on in the fourth embodiment. In FIG. 23, in order from the top, the voltage applied to the light source 8, the current flowing through the light source 8, the voltage applied between the drain and source of the MOSFET 71, the current flowing through the primary winding 75a, and the zero current detection. Signals and control signals for MOSFET 71 are shown. In FIG. 23, the voltage applied between the drain and the source is referred to as “drain voltage”. The horizontal axis represents time.

電流制御部7は、時刻t1からMOSFET71のオンオフ制御を開始する。光源8としてLEDが用いられている場合、順電圧閾値Vfth以下では光源8に電流が流れないため、時刻t1〜t3の期間においては、光源8に印加される電圧のみが上昇する。   The current control unit 7 starts ON / OFF control of the MOSFET 71 from time t1. When an LED is used as the light source 8, no current flows in the light source 8 at the forward voltage threshold Vfth or less, and therefore only the voltage applied to the light source 8 rises during the period from time t1 to t3.

時刻t3において光源8に印加される電圧が順電圧閾値Vfthを超えると、LEDに電流が流れ始め、LEDが点灯を開始する。点灯開始後、光源8に流れる電流が増加し、時刻t4において光源8に流れる電流が目標値に到達すると、光源8に流れる電流の増加が終了し、時刻t4以降に光源8に流れる電流の値が一定になる。   When the voltage applied to the light source 8 exceeds the forward voltage threshold Vfth at time t3, a current starts flowing through the LED, and the LED starts lighting. After the start of lighting, the current flowing through the light source 8 increases, and when the current flowing through the light source 8 reaches the target value at time t4, the increase in the current flowing through the light source 8 ends, and the value of the current flowing through the light source 8 after time t4. Is constant.

スイッチング制御部93Cは、電流検出部11で検出された電流が目標値に到達したとき、周期測定部96にゼロ電流検出周期測定を開始させる。すなわち、スイッチング制御部93Cは、周期測定部96に対して、ゼロ電流検出周期測定開始の要求を行う。   The switching control section 93C causes the cycle measuring section 96 to start the zero current detection cycle measurement when the current detected by the current detecting section 11 reaches the target value. That is, the switching control unit 93C requests the period measuring unit 96 to start measuring the zero current detection period.

周期測定部96は、スイッチング制御部93Cからゼロ電流検出周期測定開始の要求を受けると、MOSFET71がオフした後、ゼロ電流検出周期Tzcdを測定し、測定したゼロ電流検出周期Tzcdに関する情報をスイッチング制御部93Cに送信する。   When the cycle measuring unit 96 receives a request for starting the measurement of the zero current detection period from the switching control unit 93C, the MOSFET 71 is turned off, then the zero current detection period Tzcd is measured, and the information on the measured zero current detection period Tzcd is controlled by switching. It is transmitted to the section 93C.

スイッチング制御部93Cは、周期測定部96からゼロ電流検出周期Tzcdに関する情報を受信すると、ゼロ電流検出周期Tzcdをもとに遅延時間Tdelayを演算する。遅延時間Tdelayの演算結果は、光源8が消灯し、その後光源8が再び点灯する際に反映される。   Upon receiving the information about the zero current detection period Tzcd from the period measurement unit 96, the switching control unit 93C calculates the delay time Tdelay based on the zero current detection period Tzcd. The calculation result of the delay time Tdelay is reflected when the light source 8 is turned off and then the light source 8 is turned on again.

前述したように、ゼロ電流検出周期Tzcdは、MOSFET71の寄生容量と、1次巻線75aのインダクタンスと、光源8として用いられるLEDの寄生容量と、点灯装置100Cの配線寄生容量と、点灯装置100Cの配線寄生インダクタンスの大きさに依存して変化する。特に、MOSFETの寄生容量はドレイン電圧の大きさに依存する特性を持っている。そのため、光源8が点灯している期間に測定されたゼロ電流検出周期Tzcdをもとに遅延時間Tdelayを決定することで、より正確にMOSFET71のドレイン電圧自由振動のボトムタイミングで、MOSFET71をオンすることができる。   As described above, the zero current detection period Tzcd is determined by the parasitic capacitance of the MOSFET 71, the inductance of the primary winding 75a, the parasitic capacitance of the LED used as the light source 8, the wiring parasitic capacitance of the lighting device 100C, and the lighting device 100C. Changes depending on the size of the wiring parasitic inductance. In particular, the parasitic capacitance of the MOSFET has a characteristic that depends on the magnitude of the drain voltage. Therefore, by determining the delay time Tdelay based on the zero current detection period Tzcd measured while the light source 8 is on, the MOSFET 71 is turned on more accurately at the bottom timing of the drain voltage free oscillation of the MOSFET 71. be able to.

なお、MOSFETの寄生容量は、ドレイン電圧の大きさに依存して変化する。また、ドレイン電圧の振動周期は、MOSFETの寄生容量によって変化する。これらのことから、ドレイン電圧の振動周期は、ドレイン電圧の大きさによって変化すると言える。ゼロ電流検出周期Tzcdが変化した場合に、遅延時間Tdelayを決定する簡易な方法には以下の方法がある。1つ目の方法は、光源8に印加される電圧に対応する遅延時間Tdelayの長さを予め定めておき、点灯動作時に光源8へ印加される電圧を検出し、検出された電圧に対応する遅延時間Tdelayを決定する方法である。すなわち光源8に印加される電圧に応じて遅延時間Tdelayを変化させる方法である。2つ目の方法は、電流制御部7の入力電圧に対応する遅延時間Tdelayの長さを予め定めておき、点灯動作時に電流制御部7へ入力される電圧を検出し、検出された電圧に対応する遅延時間Tdelayを決定する方法である。すなわち、電流制御部7の入力の電圧に応じて遅延時間Tdelayを変化させる方法がある。   The parasitic capacitance of the MOSFET changes depending on the magnitude of the drain voltage. Further, the oscillation cycle of the drain voltage changes depending on the parasitic capacitance of the MOSFET. From these, it can be said that the oscillation cycle of the drain voltage changes depending on the magnitude of the drain voltage. The following method is a simple method for determining the delay time Tdelay when the zero current detection period Tzcd changes. In the first method, the length of the delay time Tdelay corresponding to the voltage applied to the light source 8 is determined in advance, the voltage applied to the light source 8 during the lighting operation is detected, and the detected voltage is applied. This is a method of determining the delay time Tdelay. That is, this is a method of changing the delay time Tdelay according to the voltage applied to the light source 8. In the second method, the length of the delay time Tdelay corresponding to the input voltage of the current control unit 7 is set in advance, the voltage input to the current control unit 7 during the lighting operation is detected, and the detected voltage is set to the detected voltage. This is a method of determining the corresponding delay time Tdelay. That is, there is a method of changing the delay time Tdelay according to the input voltage of the current control unit 7.

これにより、MOSFET71のドレイン電圧の急峻な変動が抑制され、スイッチングに起因するノイズが抑制され、ノイズフィルタ回路を小型化できる。   As a result, a sharp change in the drain voltage of the MOSFET 71 is suppressed, noise caused by switching is suppressed, and the noise filter circuit can be downsized.

遅延時間Tdelayの決定方法としては、遅延時間Tdelayをゼロ電流検出周期Tzcdのn倍の長さにする方法が考えられる。nは1を超える値である。例えば、遅延時間Tdelayをゼロ電流検出周期Tzcdの1.5倍の長さにすることで、MOSFET71のドレイン電圧自由振動のボトムタイミングで、MOSFET71をオンすることができる。   As a method of determining the delay time Tdelay, a method of setting the delay time Tdelay to be n times as long as the zero current detection period Tzcd can be considered. n is a value exceeding 1. For example, by setting the delay time Tdelay to be 1.5 times as long as the zero current detection period Tzcd, the MOSFET 71 can be turned on at the bottom timing of the free oscillation of the drain voltage of the MOSFET 71.

光源8が点灯している時刻t3以降に遅延時間Tdelayを変更してしまうと、光源8に出力する電流が変動し、光源8の出力光にちらつきが発生してしまう。そのため、ゼロ電流検出周期Tzcdから演算した遅延時間Tdelayを、光源8が消灯後に再び点灯する直前に反映することで、光源8の出力光のちらつきを抑制できる。   If the delay time Tdelay is changed after the time t3 when the light source 8 is turned on, the current output to the light source 8 fluctuates and the output light of the light source 8 flickers. Therefore, by reflecting the delay time Tdelay calculated from the zero current detection period Tzcd immediately before the light source 8 is turned on again after being turned off, it is possible to suppress the flicker of the output light of the light source 8.

次に図24のフローチャートを用いて、光源8点灯後に遅延時間Tdelayを演算し、光源8消灯後に遅延時間Tdelayを反映する場合の制御に関してより詳細に説明する。図24は実施の形態4に係る点灯装置の動作を示すフローチャートである。   Next, the control in the case where the delay time Tdelay is calculated after the light source 8 is turned on and the delay time Tdelay is reflected after the light source 8 is turned off will be described in more detail using the flowchart of FIG. FIG. 24 is a flowchart showing the operation of the lighting device according to the fourth embodiment.

光源8が消灯状態のときの制御部9Cは、光源8の点灯命令が入力されるまで、光源8の点灯命令の入力を待機する(S301、S302:No)。   When the light source 8 is in the off state, the control unit 9C waits for the input of the lighting command of the light source 8 until the lighting command of the light source 8 is input (S301, S302: No).

光源8の点灯命令が入力されたとき(S302:Yes)、制御部9Cは、遅延時間Tdelayを更新する(S303)。制御部9Cは、遅延時間Tdelayの更新が完了すると、スイッチング制御部93CがMOSFET71のオンオフ動作を開始することにより、電流制御部7が動作を開始する(S304)。   When the lighting command for the light source 8 is input (S302: Yes), the control unit 9C updates the delay time Tdelay (S303). When the update of the delay time Tdelay is completed, the control unit 9C causes the switching control unit 93C to start the on / off operation of the MOSFET 71, whereby the current control unit 7 starts the operation (S304).

次に、スイッチング制御部93Cは、電流検出部11で検出された電流が目標値に到達したか否かを判定する。光源8に流れる電流が目標値に到達していない場合、すなわち光源8に流れる電流の値が目標値未満である場合(S305:Yes)、S305の処理が繰り返され、周期測定部96は動作しない。つまり、ゼロ電流検出周期Tzcdの測定は実行されない。   Next, the switching control unit 93C determines whether or not the current detected by the current detection unit 11 has reached the target value. When the current flowing through the light source 8 has not reached the target value, that is, when the value of the current flowing through the light source 8 is less than the target value (S305: Yes), the process of S305 is repeated and the cycle measuring unit 96 does not operate. .. That is, the zero current detection period Tzcd is not measured.

光源8に流れる電流が目標値に到達した場合、すなわち光源8に流れる電流の値が目標値を超えた場合(S305:No)、周期測定部96はゼロ電流検出周期Tzcdを測定する(S306)。ゼロ電流検出周期Tzcdに関する情報は、スイッチング制御部93Cに送信される。   When the current flowing through the light source 8 reaches the target value, that is, when the value of the current flowing through the light source 8 exceeds the target value (S305: No), the cycle measuring unit 96 measures the zero current detection cycle Tzcd (S306). .. Information regarding the zero current detection period Tzcd is transmitted to the switching control unit 93C.

ゼロ電流検出周期Tzcdに関する情報を受信したスイッチング制御部93Cは、ゼロ電流検出周期Tzcdをもとに遅延時間Tdelayを演算し、演算した遅延時間Tdelayを保持する(S307)。なお、点灯装置100Cが初めて動作する場合においては、予め定める遅延時間Tdelayを初期値として設定しておく。   The switching control unit 93C that has received the information regarding the zero current detection period Tzcd calculates the delay time Tdelay based on the zero current detection period Tzcd, and holds the calculated delay time Tdelay (S307). In addition, when the lighting device 100C operates for the first time, a predetermined delay time Tdelay is set as an initial value.

光源8の消灯命令が入力されていない場合(S308:No)、点灯装置100Cでは、光源8の点灯状態が継続され(S309)、S308の処理が行われる。光源8の消灯命令が入力された場合(S308:Yes)、点灯装置100Cは光源8を消灯し(S310)、点灯装置100Cは消灯命令の入力を待機する。   When the turn-off command for the light source 8 has not been input (S308: No), the lighting device 100C continues the lighting state of the light source 8 (S309) and performs the process of S308. When the turn-off command for the light source 8 is input (S308: Yes), the lighting device 100C turns off the light source 8 (S310), and the lighting device 100C waits for the input of the turn-off command.

以上の実施の形態4に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態1に示す構成と組み合わせることも可能である。   The configuration described in the above fourth embodiment shows an example of the content of the present invention, and can be combined with another known technique or can be combined with the configuration described in the first embodiment. Is.

なお実施の形態4では、光源8がLEDで構成されている場合について説明したが、光源8は、調光可能なものであれば、LEDに限定されず、有機ELでもよい。   In the fourth embodiment, the case where the light source 8 is composed of an LED has been described, but the light source 8 is not limited to an LED and may be an organic EL as long as it is dimmable.

なお本実施の形態では、電流検出部11で測定された出力電流の値に応じて遅延時間の長さを決定する例を説明したが、電流検出部11の代わりに、直流変換回路30の出力電圧を検出する出力電圧検出部、又は、直流変換回路30の入力電圧を検出する入力電圧検出部を用いてもよい。出力電圧検出部で検出された出力電圧に応じて、遅延時間の長さを決定し、又は入力電圧検出部で検出された入力電圧に応じて、遅延時間の長さを決定しても、同様の効果が得られる。   In the present embodiment, an example in which the length of the delay time is determined according to the value of the output current measured by the current detection unit 11 has been described, but instead of the current detection unit 11, the output of the DC conversion circuit 30 is output. An output voltage detection unit that detects the voltage or an input voltage detection unit that detects the input voltage of the DC conversion circuit 30 may be used. Even if the delay time length is determined according to the output voltage detected by the output voltage detection unit, or the delay time length is determined according to the input voltage detected by the input voltage detection unit, The effect of is obtained.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。   The configurations described in the above embodiments show an example of the content of the present invention, and can be combined with another known technique, and the configurations of the configurations are possible without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change parts.

1 交流電源、2 入力フィルタ、3 整流回路、4,22,74 コンデンサ、5 PFC回路、6,124 平滑コンデンサ、7 電流制御部、8 光源、9,9A,9B,9C 制御部、10 調光器、11 電流検出部、12,30 直流変換回路、21,52,72,75 コイル、51,71,121 MOSFET、52a,75a,122a 1次巻線、52b,75b,122b 2次巻線、53,73,123 ダイオード、91 目標値出力部、92 ゼロ電流検出部、93,93A,93C スイッチング制御部、94 電流入力部、95 電圧検出部、96 周期測定部、100,100A,100B,100C 点灯装置、122 トランス、122c 3次巻線、125 スナバコンデンサ、126 スナバ抵抗、127 スナバダイオード、200,200A,200B,200C 照明器具。   1 AC power supply, 2 input filter, 3 rectifier circuit, 4,22,74 capacitor, 5 PFC circuit, 6,124 smoothing capacitor, 7 current control unit, 8 light source, 9,9A, 9B, 9C control unit, 10 dimming Device, 11 current detection unit, 12, 30 DC conversion circuit, 21, 52, 72, 75 coil, 51, 71, 121 MOSFET, 52a, 75a, 122a primary winding, 52b, 75b, 122b secondary winding, 53, 73, 123 diode, 91 target value output section, 92 zero current detection section, 93, 93A, 93C switching control section, 94 current input section, 95 voltage detection section, 96 cycle measurement section, 100, 100A, 100B, 100C Lighting device, 122 transformer, 122c tertiary winding, 125 snubber capacitor, 126 snubber resistor, 127 snubber Diode, 200, 200A, 200B, 200C Lighting equipment.

Claims (19)

交流電力を整流する整流回路と、
高調波を抑制して力率を改善すると共に前記整流回路から出力される電力を直流電力に変換して光源に供給する直流変換回路と、
直流変換回路を制御する制御部と
を備え、
前記直流変換回路は、平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサ及び前記整流回路の間に配置されるスイッチング素子と、前記整流回路から出力される電流が流れるコイルとを有し、
前記制御部は、前記コイルに流れる電流がゼロになった時点から、前記制御部に設定された遅延時間が経過するまで前記スイッチング素子をオフ状態にさせて、前記遅延時間が経過したときに前記スイッチング素子をオンさせ、
前記制御部は、前記光源が点灯している状態において、前記遅延時間の長さを一定にし、
前記制御部は、前記コイルに流れる電流がゼロになる周期を測定する周期測定部を備え、
前記制御部は、前記周期測定部で測定された前記周期に応じて、前記遅延時間の長さを決定する点灯装置。
A rectifier circuit that rectifies AC power;
A DC conversion circuit that suppresses harmonics to improve the power factor and converts the power output from the rectifier circuit to DC power and supplies the DC power to the light source,
And a control unit for controlling the DC conversion circuit,
The DC conversion circuit includes a smoothing capacitor, a switching element arranged between the smoothing capacitor and the rectifier circuit, and a coil through which a current output from the rectifier circuit flows.
The control unit keeps the switching element in the off state until the delay time set in the control unit elapses from the time when the current flowing through the coil becomes zero, and when the delay time elapses, Turn on the switching element,
The control unit keeps the length of the delay time constant in a state where the light source is turned on,
The control unit includes a cycle measuring unit that measures a cycle in which a current flowing through the coil becomes zero,
The said control part is a lighting device which determines the length of the said delay time according to the said period measured by the said period measurement part.
交流電力を整流する整流回路と、
高調波を抑制して力率を改善すると共に前記整流回路から出力される電力を直流電力に変換して光源に供給する直流変換回路と、
直流変換回路を制御する制御部と
を備え、
前記直流変換回路は、平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサ及び前記整流回路の間に配置されるスイッチング素子と、前記整流回路から出力される電流が流れるコイルとを有し、
前記制御部は、前記コイルに流れる電流がゼロになった時点から、前記制御部に設定された遅延時間が経過するまで前記スイッチング素子をオフ状態にさせて、前記遅延時間が経過したときに前記スイッチング素子をオンさせ、
前記制御部は、前記光源が点灯している状態において、前記遅延時間の長さを一定にし、
前記制御部は、前記光源が消灯している状態において、前記遅延時間の長さを変化させ、
前記制御部は、前記コイルに流れる電流がゼロになる周期を測定する周期測定部を備え、
前記制御部は、前記周期測定部で測定された前記周期に応じて、前記遅延時間の長さを決定する点灯装置。
A rectifier circuit that rectifies AC power;
A DC conversion circuit that suppresses harmonics to improve the power factor and converts the power output from the rectifier circuit to DC power and supplies the DC power to the light source,
And a control unit for controlling the DC conversion circuit,
The DC conversion circuit includes a smoothing capacitor, a switching element arranged between the smoothing capacitor and the rectifier circuit, and a coil through which a current output from the rectifier circuit flows.
The control unit keeps the switching element in the off state until the delay time set in the control unit elapses from the time when the current flowing through the coil becomes zero, and when the delay time elapses, Turn on the switching element,
The control unit keeps the length of the delay time constant in a state where the light source is turned on,
The control unit changes the length of the delay time in a state where the light source is turned off,
The control unit includes a cycle measuring unit that measures a cycle in which a current flowing through the coil becomes zero,
The said control part is a lighting device which determines the length of the said delay time according to the said period measured by the said period measurement part.
交流電力を整流する整流回路と、
高調波を抑制して力率を改善すると共に前記整流回路から出力される電力を直流電力に変換して光源に供給する直流変換回路と、
直流変換回路を制御する制御部と
を備え、
前記直流変換回路は、平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサ及び前記整流回路の間に配置されるスイッチング素子と、前記整流回路から出力される電流が流れるコイルとを有し、
前記制御部は、前記コイルに流れる電流がゼロになった時点から、前記制御部に設定された遅延時間が経過するまで前記スイッチング素子をオフ状態にさせて、前記遅延時間が経過したときに前記スイッチング素子をオンさせ、
前記制御部は、前記光源が消灯している状態において、前記遅延時間の長さを変化させ、
前記制御部は、前記コイルに流れる電流がゼロになる周期を測定する周期測定部を備え、
前記制御部は、前記周期測定部で測定された前記周期に応じて、前記遅延時間の長さを決定する点灯装置。
A rectifier circuit that rectifies AC power;
A DC conversion circuit that suppresses harmonics to improve the power factor and converts the power output from the rectifier circuit to DC power and supplies the DC power to the light source,
And a control unit for controlling the DC conversion circuit,
The DC conversion circuit includes a smoothing capacitor, a switching element arranged between the smoothing capacitor and the rectifier circuit, and a coil through which a current output from the rectifier circuit flows.
The control unit keeps the switching element in the off state until the delay time set in the control unit elapses from the time when the current flowing through the coil becomes zero, and when the delay time elapses, Turn on the switching element,
The control unit changes the length of the delay time in a state where the light source is turned off,
The control unit includes a cycle measuring unit that measures a cycle in which a current flowing through the coil becomes zero,
The said control part is a lighting device which determines the length of the said delay time according to the said period measured by the said period measurement part.
前記制御部は、前記直流変換回路の出力の大きさに応じて前記遅延時間の長さを変える請求項1からの何れか一項に記載の点灯装置。 The said control part is a lighting device as described in any one of Claim 1 to 3 which changes the length of the said delay time according to the magnitude | size of the output of the said DC conversion circuit. 前記制御部は、前記出力の大きさに複数の閾値を設けて、隣接する閾値同士の間の範囲に応じて互いに異なる長さの複数の前記遅延時間を用いて前記スイッチング素子を制御する請求項に記載の点灯装置。 The control unit provides a plurality of thresholds for the magnitude of the output, and controls the switching element using a plurality of the delay times having different lengths according to a range between adjacent thresholds. The lighting device according to item 4 . 前記制御部は、前記スイッチング素子をオフしている期間において、前記スイッチング素子の電圧振動が2回目以降のボトムとなるタイミングで前記スイッチング素子をオンさせる請求項1からの何れか一項に記載の点灯装置。 Wherein, in a period in which turning off the switching element, according to any one of claims 1 to 5 for turning on said switching element at a timing when voltage oscillation is of the second and subsequent bottom of the switching element Lighting device. 前記制御部は、前記スイッチング素子の最小オン時間を設けて、前記出力の大きさに応じて前記遅延時間の長さを変えることにより、前記最小オン時間以上のオン時間で前記スイッチング素子を動作させる請求項からの何れか一項に記載の点灯装置。 The control section provides a minimum on-time of the switching element, and changes the length of the delay time according to the magnitude of the output, thereby operating the switching element with an on-time of the minimum on-time or more. The lighting device according to any one of claims 4 to 6 . 前記制御部は、予め設定された維持時間において前記遅延時間の変化量最大値を設けて前記遅延時間の長さを変える請求項からの何れか一項に記載の点灯装置。 The lighting device according to any one of claims 4 to 7 , wherein the control unit changes the length of the delay time by providing a maximum variation amount of the delay time in a preset maintenance time. 前記光源はLEDで構成される請求項1からの何れか一項に記載の点灯装置。 It said light source lighting device according to any one of constituted claims 1 to 8 in LED. 前記出力の大きさは、前記LEDの調光率により判定される請求項に記載の点灯装置。 The lighting device according to claim 9 , wherein the magnitude of the output is determined by a dimming rate of the LED. 前記出力の大きさは、前記LEDの出力電流目標値により判定される請求項に記載の点灯装置。 The lighting device according to claim 9 , wherein the magnitude of the output is determined by an output current target value of the LED. 前記光源は有機ELで構成される請求項1からの何れか一項に記載の点灯装置。 It said light source lighting device according to any one of constituted claims 1 to 8 in an organic EL. 前記出力の大きさは、前記有機ELの調光率により判定される請求項1に記載の点灯装置。 The size of the output, the lighting device according to claim 1 2, which is determined by the dimming ratio of the organic EL. 前記制御部は、前記光源が点灯している状態において、前記遅延時間の長さを一定にする請求項に記載の点灯装置。 The lighting device according to claim 3 , wherein the control unit keeps the length of the delay time constant while the light source is turned on. 前記周期測定部は、前記直流変換回路が動作を開始した後、前記光源が点灯する以前に、前記周期を測定し、
前記制御部は、測定された前記周期に応じて、前記遅延時間の長さを変更する請求項からの何れか一項に記載の点灯装置。
The cycle measuring unit measures the cycle after the DC conversion circuit starts operating and before the light source is turned on,
Wherein, in response to said measured period, the lighting device according to any one of claims 1 to 3, changing the length of the delay time.
前記周期測定部は、前記直流変換回路が動作を開始した後、前記光源が点灯した後に、前記周期を測定し、
前記制御部は、測定された前記周期に応じて、前記光源を消灯した後に、前記遅延時間の長さを変更する請求項に記載の点灯装置。
The cycle measuring unit measures the cycle after the light source is turned on after the DC conversion circuit starts operating,
The lighting device according to claim 3 , wherein the control unit changes the length of the delay time after turning off the light source according to the measured cycle.
前記制御部は、前記直流変換回路の出力電圧を検出する出力電圧検出部を備え、前記出力電圧に応じて、前記遅延時間の長さを決定する請求項1に記載の点灯装置。 Wherein the control unit includes an output voltage detection unit for detecting an output voltage of the DC conversion circuit, in response to the output voltage, the lighting device according to claim 1 4 which determines the length of the delay time. 前記制御部は、前記直流変換回路の入力電圧を検出する入力電圧検出部を備え、前記入力電圧に応じて、前記遅延時間の長さを決定する請求項1に記載の点灯装置。 Wherein the control unit comprises an input voltage detection unit for detecting an input voltage of the DC conversion circuit, in response to the input voltage, the lighting device according to claim 1 4 which determines the length of the delay time. 請求項1から1の何れか一項に記載の点灯装置を備えた照明器具。 A lighting fixture comprising the lighting device according to any one of claims 1 to 18 .
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