JP6713834B2 - Power supply and lighting - Google Patents
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Description
本発明は、照明等に電源を供給する電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device that supplies power to lighting or the like.
フライバックトランス等のトランスを用いたスイッチング電源装置は、照明装置等に多く用いられている。この種の電源装置は、例えば特許文献1に記載されているように、トランスの二次巻線側に接続された負荷(照明器具等)の電圧値や電流値を検出して一次巻線側に設けられた制御装置等にフィードバックして、スイッチング素子を制御することにより一定の電圧(電流)が得られるようにしている。
A switching power supply device using a transformer such as a flyback transformer is often used in lighting devices and the like. This type of power supply device detects a voltage value or a current value of a load (lighting device or the like) connected to a secondary winding side of a transformer and detects the primary winding side as described in
電源装置の出力電流(出力電圧)には、スイッチングに同期したリップルが直流成分に重畳されており、フィードバックするタイミングがリップルの高いタイミングや低いタイミングであると、実際の電流の平均値と検出した電流値との間で誤差が生じ、結果として電源装置の出力電流の精度が低下することがある。 The output current (output voltage) of the power supply unit has ripples synchronized with switching superimposed on the DC component, and if the timing of feedback is high ripple timing or low ripple timing, it was detected as the average value of the actual current. An error may occur with the current value, and as a result, the accuracy of the output current of the power supply device may decrease.
本発明はかかる問題を解決することを目的としている。 The present invention aims to solve such problems.
すなわち、本発明は、出力電流の精度を向上させることができる電源装置を提供することを目的としている。 That is, an object of the present invention is to provide a power supply device that can improve the accuracy of output current.
上記課題を解決するためになされた請求項1に記載された発明は、一次巻線及び二次巻線を含むトランスと、前記一次巻線に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子を制御するスイッチング制御手段と、を備えた電源装置において、前記二次巻線に接続され、当該二次巻線側におけるスイッチング波形に基づいて前記二次巻線側の出力電流値を検出するタイミングを決定する電流検出手段を備え、前記スイッチング制御手段は、前記電流検出手段が検出した前記出力電流値に基づいて前記スイッチング素子を制御する、ことを特徴とする電源装置である。
The invention described in
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、前記電流検出手段は、前記スイッチング波形の1周期当たりのハイレベルまたはローレベルのいずれか一方の期間を検出する期間検出手段を備えて、前記期間検出手段が検出した期間の中央を前記二次巻線側の出力電流値を検出するタイミングとすることを特徴とするものである。 A second aspect of the present invention is the invention according to the first aspect, wherein the current detecting means detects a period of either one of a high level and a low level per cycle of the switching waveform. The present invention is characterized in that a means is provided, and the center of the period detected by the period detecting means is the timing for detecting the output current value on the secondary winding side.
請求項3に記載された発明は、請求項2に記載された発明において、前記電流検出手段は、前記期間検出手段で前記スイッチング波形の1周期当たりのハイレベルまたはローレベルのいずれか一方の期間を検出した次の周期における前記タイミングで前記出力電流値を検出することを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the current detection unit is a period of one of a high level and a low level per cycle of the switching waveform by the period detection unit. It is characterized in that the output current value is detected at the timing in the next cycle after the detection.
請求項4に記載された発明は、請求項2または3に記載された発明において、前記トランスの前記二次巻線には補助巻線を含み、前記電流検出手段は、前記補助巻線に現れる波形に基づいて前記期間を検出することを特徴とするものである。
The invention described in claim 4 is the invention described in
請求項5に記載された発明は、照明部と、請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の電源装置と、を有し、前記照明部へ前記電源装置から電源を供給することを特徴とする照明装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an illumination unit and the power supply device according to any one of the first to fourth aspects, and power is supplied from the power supply device to the illumination unit. It is a characteristic lighting device.
請求項1に記載の発明によれば、二次巻線側のスイッチング波形から出力電流値をスイッチング制御手段にフィードバックする適切なタイミングを算出することができる。したがって、検出した電流値と実際の電流の平均値との差を小さくすることができ、出力電流の精度を向上させることができる。
According to the invention described in
請求項2に記載の発明によれば、出力電流値の平均値を示すときをフィードバックタイミングとすることができる。したがって、リップルの影響を少なくして目標とする電流値との誤差を小さくすることができる。 According to the invention described in claim 2, the feedback timing can be set to indicate the average value of the output current values. Therefore, it is possible to reduce the influence of ripples and reduce the error from the target current value.
請求項3に記載の発明によれば、期間検出手段による期間の検出直後に出力電流値を検出することができる。 According to the third aspect of the present invention, the output current value can be detected immediately after the period detection means detects the period.
請求項4に記載の発明によれば、電流検出手段のために二次巻線側の電圧を降圧する回路等が不要となり、回路をシンプルにして、部品点数等のコストを低減することができる。 According to the invention described in claim 4, a circuit or the like for lowering the voltage on the secondary winding side is not required for the current detecting means, and the circuit can be simplified and the cost such as the number of parts can be reduced. ..
請求項5に記載の発明によれば、照明装置において照明部に供給する電流の精度を向上させることができる。例えば照明部が複数あった場合には、供給する電流のバラつきが少なくすることができる。したがって、照明部の輝度や色調等のバラつきを少なくすることができる。 According to invention of Claim 5, the precision of the electric current supplied to an illuminating part in an illuminating device can be improved. For example, when there are a plurality of illumination units, it is possible to reduce variations in the supplied current. Therefore, it is possible to reduce variations in the brightness and color tone of the illumination unit.
以下、本発明の一実施形態を、図1乃至図5を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかる電源装置の回路図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device according to an embodiment of the present invention.
電源装置1は、図1に示したように、IC2と、FET3と、フォトカプラ4と、CPU6と、オペアンプ7と、抵抗R1、R2、R3、R4、R5、R6と、コンデンサC1、C2、C3と、ダイオードD1、D2、D3、D4と、トランスT1と、と備えている。そして、電源装置1の入力端子として例えば商用電源が接続される入力+端子及び入力−端子と、出力端子として照明器具等の負荷が接続される出力+端子及び出力−端子と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
スイッチング制御手段としてのIC2は、フライバック制御IC(Integrated Circuit)であり、基準電圧出力端子Vref、フィードバック入力端子FB、FETゲートドライブ出力端子GATE、トランスT1の一次側(一次巻線側)とFET3を流れる電流のセンス入力端子SENSE、電源入力端子VIN、グランド端子GNDを備えている。IC2は、後述するCPU6からフォトカプラ4を介してフィードバック入力端子FBへ入力された電流値に基づいてFETゲートドライブ出力端子GATEからFET3のスイッチングを制御する。
The IC2 as a switching control means is a flyback control IC (Integrated Circuit), and has a reference voltage output terminal Vref, a feedback input terminal FB, an FET gate drive output terminal GATE, a primary side (primary winding side) of the transformer T1 and an FET3. It has a sense input terminal SENSE for a current flowing through it, a power supply input terminal VIN, and a ground terminal GND. The IC 2 controls the switching of the
スイッチング素子としてのFET3は、図1ではnチャネル電界効果トランジスタである。FET3は、ドレインがトランスT1の一次側主巻線T11の他端に接続され、ソースがIC1の電流のセンス入力端子SENSE及び抵抗R5の一端に接続され、ゲートがIC2のGATE端子に接続されている。FET3は、IC2のFETゲートドライブ出力端子GATEにより制御されることでスイッチングされ、トランスT1の一次側に流れる電流を制御する。
The
フォトカプラ4は、送信側に発光ダイオード等の発光手段、受信側にフォトトランジスタ等の光受信手段を有する周知の素子である。フォトカプラ4は、トランスT1の一次側と二次側(二次巻線側)とを絶縁した状態で、二次側に設けられているCPU6のアナログ出力端子DACから出力された電流値を一次側に設けられているIC2のフィードバック入力端子FBへ入力するために設けられている。
The photocoupler 4 is a well-known element having a light emitting means such as a light emitting diode on the transmitting side and a light receiving means such as a phototransistor on the receiving side. The photocoupler 4 is a state in which the primary side and the secondary side (secondary winding side) of the transformer T1 are insulated from each other, and the current value output from the analog output terminal DAC of the
電流検出手段、期間検出手段としてのCPU6は、CPU(Central Processing Unit)だけでなく、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えたマイクロコンピュータであり、ROMに記憶された制御部プログラムに沿って動作する。CPU6は、アナログ入力端子ADC、アナログ出力端子DAC、インプットキャプチャ端子IC、デジタル入力端子DI、電源入力端子VIN、グランド端子GNDを備えている。CPU6は、トランスT1の二次側補助巻線T22に現れるスイッチング波形のハイレベル期間を検出して、オペアンプ7により検出されたトランスT1の二次側の出力電流値をアナログ入力端子ADCにより取得するタイミングを決定する。そして、決定したタイミングで当該二次側の出力電流値を取得してIC2に出力する。
The
オペアンプ7は、トランスT1の二次側主巻線T21に流れる電流値(出力電流値)をセンス(取得)する。なお、図1の回路では出力−端子側の配線に接続されているが、出力+端子側の配線に接続してもよい。 The operational amplifier 7 senses (acquires) the current value (output current value) flowing through the secondary side main winding T21 of the transformer T1. Although the circuit of FIG. 1 is connected to the output-terminal side wiring, it may be connected to the output+terminal side wiring.
抵抗R1は、一端が入力+端子及びトランスT1の一次側主巻線T11の一端に接続され、他端がIC2の電源入力端子VIN、ダイオードD2のカソード及びコンデンサC2の一端に接続されている。抵抗R2は、一端がトランスT1の二次側主巻線T21の他端、コンデンサC1の他端及びオペアンプ7の−入力端子に接続され、他端がオペアンプ7の+入力端子及び出力−端子に接続されている。抵抗R3は、一端がIC2の基準電圧出力端子Vrefに接続され、他端がIC2のフィードバック入力端子FB及び抵抗R4の一端に接続されている。抵抗R4は、一端がIC2のフィードバック入力端子FB及び抵抗R3の他端に接続され、他端がフォトカプラ4の受信側に接続されている。 The resistor R1 has one end connected to the input+terminal and one end of the primary side main winding T11 of the transformer T1, and the other end connected to the power input terminal VIN of the IC2, the cathode of the diode D2 and one end of the capacitor C2. The resistor R2 has one end connected to the other end of the secondary main winding T21 of the transformer T1, the other end of the capacitor C1 and the-input terminal of the operational amplifier 7, and the other end to the + input terminal and the output-terminal of the operational amplifier 7. It is connected. The resistor R3 has one end connected to the reference voltage output terminal Vref of the IC2 and the other end connected to the feedback input terminal FB of the IC2 and one end of the resistor R4. The resistor R4 has one end connected to the feedback input terminal FB of the IC2 and the other end of the resistor R3, and the other end connected to the receiving side of the photocoupler 4.
抵抗R5は、一端がIC1の電流のセンス入力端子SENSE及びFET3のソースに接続され、他端がIC1のグランド端子GND、入力−端子、コンデンサC2の他端及びフォトカプラ4の受信側に接続されている。抵抗R6は、一端がフォトカプラ4の送信側に接続され、他端がCPU6のアナログ出力端子DACに接続されている。
The resistor R5 has one end connected to the current sense input terminal SENSE of the IC1 and the source of the FET3, and the other end connected to the ground terminal GND of the IC1, the input-terminal, the other end of the capacitor C2 and the receiving side of the photocoupler 4. ing. The resistor R6 has one end connected to the transmission side of the photocoupler 4 and the other end connected to the analog output terminal DAC of the
コンデンサC1は、一端がダイオードD1のカソード及び出力+端子に接続され、他端がトランスT1の二次側主巻線T21の他端、オペアンプ7の−入力端子及び抵抗R2の一端に接続されている。コンデンサC2は、一端がダイオードD2のカソード、抵抗R1の他端及びIC2の電源入力端子VINに接続され、他端がトランスT1の一次側補助巻線T12の他端、抵抗R5の他端、IC2のグランド端子GND、入力−端子及びフォトカプラ4の受信側に接続されている。コンデンサC3は、一端がダイオードD3のカソード及びCPU6の電源入力端子VINに接続され、他端がトンラスT1の二次側補助巻線T22の他端、フォトカプラ4の送信側及びCPU6のグランド端子GNDに接続されている。
The capacitor C1 has one end connected to the cathode of the diode D1 and the output + terminal, and the other end connected to the other end of the secondary side main winding T21 of the transformer T1, the − input terminal of the operational amplifier 7, and one end of the resistor R2. There is. One end of the capacitor C2 is connected to the cathode of the diode D2, the other end of the resistor R1 and the power input terminal VIN of the IC2, and the other end of the capacitor C2 is the other end of the primary auxiliary winding T12 of the transformer T1, the other end of the resistor R5, IC2 Is connected to the ground terminal GND, the input-terminal, and the receiving side of the photocoupler 4. The capacitor C3 has one end connected to the cathode of the diode D3 and the power supply input terminal VIN of the
ダイオードD1は、アノードがトランスT1の二次側主巻線T21の一端に接続され、カソードがコンデンサC1の一端及び出力+端子と接続されている。ダイオードD2は、アノードが、トランスT1の一次側補助巻線T12の一端に接続され、カソードがコンデンサC2の一端、抵抗R1の他端及びIC1の電源入力端子VINに接続されている。 The diode D1 has an anode connected to one end of the secondary side main winding T21 of the transformer T1, and a cathode connected to one end of the capacitor C1 and an output+terminal. The diode D2 has an anode connected to one end of the primary side auxiliary winding T12 of the transformer T1, and a cathode connected to one end of the capacitor C2, the other end of the resistor R1 and the power input terminal VIN of the IC1.
ダイオードD3は、アノードがトランスT1の二次側補助巻線T22の一端及びダイオードD4のアノードに接続され、カソードがコンデンサC3の一端及びCPU6の電源入力端子VINに接続されている。ダイオードD4は、アノードがトランスT1の二次側補助巻線T22の一端及びダイオードD3のアノードに接続され、カソードがCPU6のインプットキャプチャ端子IC及びデジタル入力端子DIに接続されている。
The diode D3 has an anode connected to one end of the secondary auxiliary winding T22 of the transformer T1 and an anode of the diode D4, and a cathode connected to one end of the capacitor C3 and the power input terminal VIN of the
トランスT1は、一次側、二次側ともに主巻線と補助巻線とを有するフライバックトランスである。即ち、トランスT1は、一次側主巻線T11と一次側補助巻線T12とで一次巻線を構成し、二次側主巻線T21と二次側補助巻線T22とで二次巻線を構成している。 The transformer T1 is a flyback transformer having a main winding and an auxiliary winding on both the primary side and the secondary side. That is, in the transformer T1, the primary side main winding T11 and the primary side auxiliary winding T12 form a primary winding, and the secondary side main winding T21 and the secondary side auxiliary winding T22 form a secondary winding. I am configuring.
一次側主巻線T11は、一端が入力+端子及び抵抗R1の一端に接続され、他端がFET3のドレインに接続されている。一次側補助巻線T12は、一端がダイオードD2のアノードに接続され、他端がコンデンサC2の他端、抵抗R5の他端、IC2のグランド端子GND、入力−端子及びフォトカプラ4の受信側に接続されている。二次側主巻線T21(二次巻線)は、一端がダイオードD1のアノードに接続され、他端がコンデンサC1の他端、抵抗R2の一端及びオペアンプ7の−入力端子に接続されている。二次側補助巻線T22は、一端がダイオードD3のアノード及びダイオードD4のアノードに接続され、他端がコンデンサC3の他端、CPU6のグランド端子GND及びフォトカプラ4の送信側に接続されている。
The primary side main winding T11 has one end connected to the input+terminal and one end of the resistor R1, and the other end connected to the drain of the FET3. The primary side auxiliary winding T12 has one end connected to the anode of the diode D2, and the other end connected to the other end of the capacitor C2, the other end of the resistor R5, the ground terminal GND of IC2, the input-terminal, and the receiving side of the photocoupler 4. It is connected. The secondary side main winding T21 (secondary winding) has one end connected to the anode of the diode D1 and the other end connected to the other end of the capacitor C1, one end of the resistor R2, and the negative input terminal of the operational amplifier 7. .. The secondary side auxiliary winding T22 has one end connected to the anode of the diode D3 and the anode of the diode D4, and the other end connected to the other end of the capacitor C3, the ground terminal GND of the
次に、上述した回路の動作について説明する。IC2によりFET3がオンすると、トランスT1の一次側主巻線T11にスイッチング電流が流れ、電気エネルギーが磁気エネルギーに変換される。この時、ダイオードD1、D3の極性によってトランスT1の二次側には電流が流れず、絶縁トランスT1に磁気エネルギーが蓄積される。その後、FET3がオフになると、FET3のオン期間にトランスT1に蓄積された磁気エネルギーが電気エネルギーに再変換され、トランスT1の二次側から放出されてコンデンサC1、C3を充電する。このようにしてFET3が周期的にオン/オフを繰り返すことによって、トランスT1の二次側には、一次側と絶縁された直流電圧が発生し、コンデンサC1の両端間に発生する直流電圧が負荷に印加され負荷が動作する。
Next, the operation of the circuit described above will be described. When the FET3 is turned on by the IC2, a switching current flows through the primary side main winding T11 of the transformer T1 and electric energy is converted into magnetic energy. At this time, no current flows in the secondary side of the transformer T1 due to the polarities of the diodes D1 and D3, and magnetic energy is stored in the insulating transformer T1. After that, when the FET3 is turned off, the magnetic energy accumulated in the transformer T1 during the ON period of the FET3 is re-converted into electric energy and is discharged from the secondary side of the transformer T1 to charge the capacitors C1 and C3. In this way, the
CPU6は、オペアンプ7が検出したトランスT1の二次側(負荷側)に流れる出力電流値を取得して、その値をフォトカプラ4を介してIC2にフィードバックする。IC2は、フィードバックされた電流値に基づいて、その電流値が予め定めた目標値となるようにFET3のスイッチングを制御する。
The
図2は図1に示した回路におけるトランスT1の二次側のスイッチング波形と電流の変化を示したタイミングチャートである。図2の上段はスイッチング波形であり電圧の変化であり、下段はトランスT1の二次側の出力電流の波形である。 FIG. 2 is a timing chart showing switching waveforms and current changes on the secondary side of the transformer T1 in the circuit shown in FIG. The upper part of FIG. 2 shows the switching waveform and the change in voltage, and the lower part shows the waveform of the output current on the secondary side of the transformer T1.
スイッチング波形が図2に示しように変化すると、トランスT1の二次側の出力電流は、図2下段の実線で示したように直流成分にリップルが重畳したような波形となる。図2下段の破線は出力電流(実線)の平均を示す波形である。図2から明らかなように、この平均電流値をIC2にフィードバックできれば、IC2では平均電流値を目標値に合わせるようにFET3のスイッチング制御が行われ、出力電流値の精度は向上する。 When the switching waveform changes as shown in FIG. 2, the output current on the secondary side of the transformer T1 becomes a waveform in which ripples are superimposed on the DC component as shown by the solid line in the lower part of FIG. The broken line in the lower part of FIG. 2 is a waveform showing the average of the output current (solid line). As is clear from FIG. 2, if this average current value can be fed back to the IC2, the switching control of the FET3 is performed in the IC2 so as to match the average current value with the target value, and the accuracy of the output current value is improved.
しかしながら、CPU6では、IC2がFET3をスイッチング制御するタイミングは分からないため、フィードバックする電流値を取得するタイミングがリップルの高いタイミングや低いタイミングであると、実際の平均値とは異なる値に基づいてIC2で制御が行われてしまうため、出力電流の精度が低下してしまう。
However, since the
そこで、本実施形態では、CPU6で二次側のスイッチ波形を観測し、その波形に基づいて適切なフィードバックのタイミングを決定している。具体的にはトランスT1の二次側補助巻線T22の電圧波形をスイッチング波形としてダイオードD4を介してインプットキャプチャ端子IC及びデジタル入力端子DIで取得する。そして、そのスイッチング波形のうち1周期当たりのハイレベルの期間t1を算出する(図2参照)。期間t1はインプットキャプチャ端子ICが検出するスイッチング波形の立上りと立下りのタイミングから算出してもよいし、デジタル入力端子DIがハイレベルと認識した期間をタイマ等から算出するようにしてもよい。
Therefore, in the present embodiment, the
スイッチング波形のハイレベルの期間t1が算出されると、その期間t1の1/2を算出し、ハイレベルに変化してからt1/2経過後を出力電流値の取得タイミングとする。即ち、検出したハイレベルの期間の中央を前記二次巻線側の出力電流値を検出するタイミングとする。 When the high-level period t1 of the switching waveform is calculated, 1/2 of the period t1 is calculated, and the time t1/2 after the transition to the high level is taken as the output current value acquisition timing. That is, the center of the detected high level period is the timing for detecting the output current value on the secondary winding side.
出力電流に現れるリップルは図2に示したようにスイッチングと同期している。そのため、ハイレベルになってからt1/2経過後は、図2からも明らかなように、実線と破線との交点となるタイミングとなり出力電流値の平均値(リップルの小さいタイミング)となる。したがって、このタイミングで出力電流値を取得してフィードバックすることで、IC2では平均電流値に基づくスイッチング制御が可能となり、出力電流値の精度を向上させることができる。 The ripple appearing in the output current is synchronized with the switching as shown in FIG. Therefore, after t1/2 has passed since the high level, as is apparent from FIG. 2, the timing becomes the intersection of the solid line and the broken line, which is the average value of the output current values (timing with small ripple). Therefore, by obtaining and feeding back the output current value at this timing, the IC2 can perform switching control based on the average current value, and the accuracy of the output current value can be improved.
なお、上述した説明では、ハイレベルに変化してからt1/2経過後としていたが、ローレベルの期間を算出して、ローレベルの期間の1/2を出力電流値の取得タイミングとしてもよい。 In the above description, it is assumed that t1/2 has elapsed after changing to the high level, but a low level period may be calculated and 1/2 of the low level period may be set as the acquisition timing of the output current value. ..
上述したCPU6の動作を図3及び図4のフローチャートにまとめる。図3のフローチャートは上述したt1/2を検出する動作である。図3のフローチャートでは、ステップS11で、CPU6はインプットキャプチャ端子IC及びデジタル入力端子DIでトランスT1の二次側補助巻線T22からスイッチング波形を取得する。次に、ステップS12で、CPU6は取得したスイッチング波形のハイレベル期間t1を算出する。そして、ステップS13で、CPU6はt1/2を算出する。以降これを繰り返す。なお、繰り返しはその都度行わずに所定時間毎(複数サイクルに1回、数秒、数分に1回等)であってもよい。
The operation of the
次に、図4の電流値検出およびフィードバック動作のフローチャートを説明する。図4のフローチャートでは、ステップS21で、CPU6が図3のフローチャートによりt1/2が算出済みであるか否かを判断し、算出済みである場合は、ステップS22で、CPU6はスイッチング波形の立上りを検出したか否かを判断する。次に、ステップS22で立上りを検出した場合は、ステップS23で、CPU6はt1/2経過したか否かを判断し、経過した場合は、ステップS24でオペアンプ7から電流値(出力電流値)を取得し、ステップS25でIC2へ当該電流値をフィードバック(FB)出力する。
Next, a flow chart of the current value detection and feedback operation of FIG. 4 will be described. In the flowchart of FIG. 4, in step S21, the
本実施形態は、図4のフローチャートのように動作するので、例えば図2のスイッチング波形の最初の周期でt1を算出した場合は次の周期から当該t1を用いたタイミングで電流値の取得をする。つまり、t1を算出した次の周期で当該t1に基づくタイミングで電流値を取得する。なお、次の周期でなく更に後の周期で電流値を取得してもよいが、負荷による電流の変動等を考慮すると次の周期で取得するのが好ましい。 Since this embodiment operates as in the flowchart of FIG. 4, when t1 is calculated in the first cycle of the switching waveform in FIG. 2, for example, the current value is acquired from the next cycle at a timing using the t1. .. That is, the current value is acquired at the timing based on the t1 in the cycle next to the time when t1 is calculated. The current value may be acquired in a later cycle instead of the next cycle, but it is preferable to acquire the current value in the next cycle in consideration of a change in current due to a load.
図5に図1に示した電源装置1を備えるLED照明装置100の概略構成図を示す。LED照明装置100は、電源装置1と、商用交流電源10と、LEDモジュール20と、を備えている。
FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of an
商用交流電源10は、電源装置1の入力+端子と入力−端子とに接続され、電源装置に交流電源を供給する。
The commercial
照明部としてのLEDモジュール20は、発光素子としてLED(発光ダイオード)を有する照明器具である。LEDモジュール20は、電源装置1の出力+端子と出力−端子に接続され、電源装置1から電力の供給を受ける負荷として動作する。なお、LEDモジュール20は複数あってもよい。
The
本実施形態によれば、トランスT1の二次側補助巻線T22に接続され、その二次側補助巻線T22におけるスイッチング波形に基づいて二次巻線側の出力電流値を検出するタイミングを決定するCPU6を備え、IC2は、CPU6が検出した出力電流値に基づいてFET3を制御する。このようにすることにより、二次巻線側のスイッチング波形から出力電流値をIC2にフィードバックする適切なタイミングを算出することができる。したがって、検出した電流値と実際の電流の平均値との差を小さくすることができ、出力電流の精度を向上させることができる。また、CPU6は、二次側補助巻線T22に現れるスイッチング波形に基づいてそのハイレベルの期間を検出している。このようにすることにより、CPU6のために二次側で降圧する回路等が不要となり、回路をシンプルにして、部品点数等のコストを低減することができる。
According to this embodiment, the timing for detecting the output current value on the secondary winding side is determined based on the switching waveform of the secondary auxiliary winding T22 that is connected to the secondary auxiliary winding T22 of the transformer T1. The IC 2 controls the
また、CPU6は、スイッチング波形のハイレベルの期間を検出し、その検出した期間の中央、即ちt1/2で二次巻線側の出力電流値を検出している。このようにすることにより、リップルの高い値と低い値との平均をフィードバックタイミングとすることができる。リップルは図2に示したように高い値から低い値或いは低い値から高い値へと直線的に変化するので、リップルにより変動する電流の平均値をフィードバックすることができ、リップルの影響を少なくして目標とする電流値との誤差を小さくすることができる。
Further, the
スイッチング波形は、ハイレベルの期間が変化する場合もあり得るので、ハイレベルの期間を検出して出力電流値の検出タイミングを求めることにより、より確実に出力電流値の平均値を取得タイミングとすることができる。 Since the switching waveform may change during the high level period, the average value of the output current values is more reliably used as the acquisition timing by detecting the high level period and determining the detection timing of the output current value. be able to.
また、スイッチング波形のt1/2を算出した周期の次の周期から、当該t1/2を用いて出力電流値を検出するので、t1/2の算出直後に出力電流値を検出することができる。 Further, since the output current value is detected using t1/2 from the cycle next to the cycle in which t1/2 of the switching waveform is calculated, the output current value can be detected immediately after the calculation of t1/2.
また、商用交流電源10と、LEDモジュール20と、を備えるLED照明装置100に電源装置1を備えるので、LED照明装置100においてLEDモジュール20に供給する電流の精度を向上させることができる。例えばLED照明装置100が複数あった場合には、供給する電流のバラつきが少なくすることができる。したがって、LEDモジュール20の輝度や色調等のバラつきを少なくすることができる。
Further, since the
なお、図1に示した回路では、トランスT1の二次側には補助巻線T22を備え、この補助巻線T22に現れるスイッチング波形に基づいて期間t1を算出していたが、補助巻線T22を備えなくてもよく、その場合は主巻線T21に現れるスイッチング波形に基づいて期間t1を算出すればよい。 In the circuit shown in FIG. 1, the auxiliary winding T22 is provided on the secondary side of the transformer T1, and the period t1 is calculated based on the switching waveform appearing in the auxiliary winding T22. Need not be provided, and in that case, the period t1 may be calculated based on the switching waveform appearing in the main winding T21.
また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の電源装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above embodiment. That is, a person skilled in the art can carry out various modifications according to the conventionally known knowledge without departing from the gist of the present invention. As long as such a modification still has the configuration of the power supply device of the present invention, it is of course included in the scope of the present invention.
1 電源装置
2 IC(スイッチング制御手段)
3 FET(スイッチング素子)
6 CPU(電流検出手段、期間検出手段)
20 LEDモジュール(照明部)
T1 トランス
T11 一次側主巻線(一次巻線)
T21 二次側主巻線(二次巻線)
T22 二次側補助巻線(補助巻線)
1 power supply device 2 IC (switching control means)
3 FET (switching element)
6 CPU (current detection means, period detection means)
20 LED module (illumination part)
T1 transformer T11 primary side main winding (primary winding)
T21 Secondary side main winding (secondary winding)
T22 Secondary side auxiliary winding (auxiliary winding)
Claims (5)
前記二次巻線に接続され、当該二次巻線側におけるスイッチング波形に基づいて前記二次巻線側の出力電流値を検出するタイミングを決定する電流検出手段を備え、
前記スイッチング制御手段は、前記電流検出手段が検出した前記出力電流値に基づいて前記スイッチング素子を制御する、
ことを特徴とする電源装置。 In a power supply device comprising a transformer including a primary winding and a secondary winding, a switching element connected to the primary winding, and a switching control means for controlling the switching element,
A current detection unit that is connected to the secondary winding and determines a timing for detecting an output current value on the secondary winding side based on a switching waveform on the secondary winding side;
The switching control means controls the switching element based on the output current value detected by the current detection means,
A power supply device characterized by the above.
前記電流検出手段は、前記補助巻線に現れる波形に基づいて前記期間を検出することを特徴とする請求項2または3に記載の電源装置。 The secondary winding of the transformer includes an auxiliary winding,
The power supply device according to claim 2 or 3 , wherein the current detection unit detects the period based on a waveform that appears in the auxiliary winding.
前記照明部へ前記電源装置から電源を供給することを特徴とする照明装置。 An illumination unit and the power supply device according to any one of claims 1 to 4,
A lighting device, wherein power is supplied from the power supply device to the lighting unit.
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