JP6804993B2 - Power supply device and lighting device equipped with this power supply device - Google Patents

Power supply device and lighting device equipped with this power supply device Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、電源装置及びこの電源装置を備えた照明装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a power supply device and a lighting device including the power supply device.

外部から供給された電圧を昇圧した後に降圧して所望の電力を得る電源装置は知られている。昇圧は、力率改善のためであり、電源装置では、力率改善回路が用いられる。降圧は、定電流制御のために電圧を調整するものであり、電源装置では、降圧チョッパ回路が用いられる。 There is known a power supply device that obtains a desired power by stepping up a voltage supplied from the outside and then stepping down the voltage. The boosting is for improving the power factor, and a power factor improving circuit is used in the power supply device. The step-down is to adjust the voltage for constant current control, and a step-down chopper circuit is used in the power supply device.

降圧チョッパ回路は、チョッピングのためのスイッチング素子として、電界効果トランジスタ(FET:field-effect transistor)を使用するのが一般的である。電界効果トランジスタは、制御端子であるゲートと出力端子であるソースとの間の電位差により、入力端子であるドレインとソースとの間の導通をオンまたはオフする。 The step-down chopper circuit generally uses a field-effect transistor (FET) as a switching element for chopping. The field effect transistor turns on or off the conduction between the drain and the source, which are the input terminals, by the potential difference between the gate, which is the control terminal, and the source, which is the output terminal.

この電界効果トランジスタをスイッチング素子として用いた降圧チョッパ回路では、スイッチング素子の駆動電源を供給する方法としてブートストラップ方式が広く適用されている。降圧チョッパ回路の場合、スイッチング素子がオフであるときに回生電流を生じさせるために、スイッチング素子のソース端子とグランドとの間にダイオードが接続される。ダイオードは、ソース端子からグランドに流れる電流を阻止する向きに接続される。このため、降圧チョッパ回路が動作していない状態では、スイッチング素子のソース端子は電位が不定となっている。スイッチング素子を起動させるためには、ソース端子の電位を基準とした一定値以上の電圧を制御端子に供給する必要がある。しかし、ソース端子の電位が不定であるとブートストラップ回路よりスイッチング素子の駆動電源が十分確保出来ず、起動が不安定となり、降圧チョッパ回路が安定に始動しない懸念がある。 In a step-down chopper circuit using this field effect transistor as a switching element, a bootstrap method is widely applied as a method of supplying a drive power source for the switching element. In the case of a step-down chopper circuit, a diode is connected between the source terminal of the switching element and ground in order to generate a regenerative current when the switching element is off. The diode is connected in a direction that blocks the current flowing from the source terminal to the ground. Therefore, when the step-down chopper circuit is not operating, the potential of the source terminal of the switching element is indefinite. In order to activate the switching element, it is necessary to supply a voltage equal to or higher than a certain value based on the potential of the source terminal to the control terminal. However, if the potential of the source terminal is indefinite, the drive power supply for the switching element cannot be sufficiently secured from the bootstrap circuit, the start-up becomes unstable, and there is a concern that the step-down chopper circuit does not start stably.

そこで従来、起動時にスイッチング素子のソース端子をグランドと短絡してソース端子の電位をグランド電位とすることで、スイッチング素子を安定に起動させる技術がある。 Therefore, conventionally, there is a technique for stably starting a switching element by short-circuiting the source terminal of the switching element with the ground at the time of starting and setting the potential of the source terminal as the ground potential.

一方、この種の電源装置において、降圧チョッパ回路で変換されて負荷へと出力される直流電圧の過電圧を検出すると、スイッチング素子のスイッチングを停止させて過電圧を抑える技術は知られている。例えば電源装置に装着されていた負荷が取り外されたとき、出力電圧が上昇して過電圧になることがある。このような場合、上述した保護機能が働くので、過電圧により回路が破壊されるのを防ぐことができる。 On the other hand, in this type of power supply device, when an overvoltage of a DC voltage converted by a step-down chopper circuit and output to a load is detected, switching of a switching element is stopped to suppress the overvoltage. For example, when the load attached to the power supply device is removed, the output voltage may rise and become overvoltage. In such a case, since the above-mentioned protection function works, it is possible to prevent the circuit from being destroyed by the overvoltage.

特許第3775240号公報Japanese Patent No. 3775240

しかしながら、スイッチング素子のスイッチングが停止しても出力電圧はすぐには低下しない。出力電圧は、出力用コンデンサの減衰特性にしたがって緩やかに低下する。このため、出力電圧が低下しきれないうちに負荷が再度装着されると、負荷に突入電流が流れる。例えば負荷が発光ダイオードを用いた発光負荷であった場合、上記の突入電流により発光ダイオードが故障するおそれがある。このような不具合に対処するためにはさらなる回路部品の追加が必要となり、電源装置の小型化、低コスト化に支障を来す。 However, the output voltage does not drop immediately even if the switching of the switching element is stopped. The output voltage gradually decreases according to the attenuation characteristics of the output capacitor. Therefore, if the load is reattached before the output voltage is completely reduced, an inrush current flows through the load. For example, if the load is a light emitting load using a light emitting diode, the light emitting diode may fail due to the above inrush current. In order to deal with such a problem, it is necessary to add more circuit parts, which hinders the miniaturization and cost reduction of the power supply device.

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、小型化、低コスト化に支障を来すことなく、降圧チョッパ回路の安定な始動と過電圧に対する保護機能とを実現でき、信頼性の高い電源装置及びこの電源装置を備えた照明装置を提供することにある。 The problem to be solved by the embodiment of the present invention is a highly reliable power supply device capable of realizing stable starting of a step-down chopper circuit and a protection function against overvoltage without hindering miniaturization and cost reduction. And to provide a lighting device equipped with this power supply.

一実施形態において、電源装置は、降圧チョッパ回路と、短絡回路と、制御回路と、監視回路とを含む。降圧チョッパ回路は、スイッチング素子の出力端子とグランドとの間にインダクタとコンデンサとの直列回路を接続し、前記コンデンサの両端を負荷への給電端子として、前記スイッチング素子のスイッチングにより入力電圧を前記負荷に応じた出力電圧に変換し、前記給電端子に接続された前記負荷へと供給する。短絡回路は、前記コンデンサと並列に接続され、動作時に前記インダクタと前記コンデンサとの接続点の電位を前記グランドの電位に引き込む。制御回路は、前記スイッチング素子のスイッチング制御を開始する前に前記短絡回路を動作させ、前記スイッチング素子の前記スイッチングが停止した後に、前記短絡回路を駆動させて、前記接続点の電位を前記グランドの電位に引き込む。監視回路は、前記出力電圧を監視し、前記出力電圧の異常を検知すると前記短絡回路を動作させる。保護回路は、前記監視回路で異常が検知されると前記スイッチング素子のスイッチングを停止させる。 In one embodiment, the power supply includes a step-down chopper circuit, a short circuit, a control circuit, and a monitoring circuit. In the step-down chopper circuit, a series circuit of an inductor and a capacitor is connected between the output terminal of the switching element and the ground, and the input voltage is applied to the load by switching the switching element with both ends of the capacitor as feed terminals to the load. It is converted into an output voltage according to the above and supplied to the load connected to the power feeding terminal. The short-circuit circuit is connected in parallel with the capacitor, and draws the potential of the connection point between the inductor and the capacitor into the potential of the ground during operation. The control circuit operates the short-circuit circuit before starting the switching control of the switching element, and after the switching of the switching element is stopped, drives the short-circuit circuit to set the potential of the connection point to the ground. Pull into the potential . The monitoring circuit monitors the output voltage, and operates the short-circuit circuit when an abnormality in the output voltage is detected. The protection circuit stops the switching of the switching element when an abnormality is detected in the monitoring circuit.

一実施形態において、照明装置は、上記の電源装置と、この電源装置の前記給電端子に接続されて点灯制御される発光負荷とを備える。 In one embodiment, the lighting device includes the above power supply device and a light emitting load connected to the power supply terminal of the power supply device and controlled to be lit.

一実施形態によれば、小型化、低コスト化に支障を来すことなく、降圧チョッパ回路の安定な始動と過電圧に対する保護機能とを実現でき、信頼性の高い電源装置を提供することができる。 According to one embodiment, it is possible to realize a stable start of the step-down chopper circuit and a protection function against overvoltage without hindering miniaturization and cost reduction, and it is possible to provide a highly reliable power supply device. ..

一実施形態によれば、電源装置の小型化、低コスト化に支障を来すことなく、電源装置が有する降圧チョッパ回路の安定な始動と過電圧に対する保護機能とを実現でき、信頼性の高い照明装置を提供することができる。 According to one embodiment, it is possible to realize a stable start of the step-down chopper circuit of the power supply device and a protection function against overvoltage without hindering the miniaturization and cost reduction of the power supply device, and the lighting is highly reliable. Equipment can be provided.

本実施形態に係る電源装置を備えた照明装置の概略的な電気回路構成図。The schematic electric circuit block diagram of the lighting apparatus provided with the power supply device which concerns on this embodiment. 図1における制御回路の要部構成を示すブロック図。The block diagram which shows the main part structure of the control circuit in FIG. 図1における制御回路の電源オン時における動作シーケンスを示す流れ図。The flow chart which shows the operation sequence at the time of power-on of the control circuit in FIG. 図1における制御回路の異常検出時における動作シーケンスを示す流れ図。The flow chart which shows the operation sequence at the time of abnormality detection of the control circuit in FIG.

以下、実施形態について、図面を用いて説明する。
図1は、本実施形態に係る電源装置2を備えた照明装置100の電気回路構成図である。なお図1は、概略の回路構成を示しており、実際の回路構成で備える各種の要素の一部の図示を省略している。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an electric circuit configuration diagram of a lighting device 100 including a power supply device 2 according to the present embodiment. Note that FIG. 1 shows a schematic circuit configuration, and some of the various elements provided in the actual circuit configuration are not shown.

照明装置100は、光源ユニット1及び電源装置2を備える。光源ユニット1は、電源装置2によって点灯制御される発光負荷であり、電源装置2に対して着脱自在である。電源装置2は、照明装置100の本体に固定的に備えられている。 The lighting device 100 includes a light source unit 1 and a power supply device 2. The light source unit 1 is a light emitting load whose lighting is controlled by the power supply device 2, and is detachable from the power supply device 2. The power supply device 2 is fixedly provided in the main body of the lighting device 100.

光源ユニット1は、複数の発光ダイオード(LED:light emitting diode)D11と抵抗器R11とを備える。複数の発光ダイオードD11は直列に接続されている。また図示しないが、光源ユニット1は、発光ダイオードD11と並列に抵抗素子も接続されている。抵抗器R11は、発光ダイオードD11の直列回路における電流出力端に接続されている。光源ユニット1は、発光ダイオードD11の直列回路における電流入力端及び電流出力端と、抵抗器R11の発光ダイオードD11に接続されていない端部とにそれぞれ、電源装置2へと着脱自在に装着するための端子T11,T12,T13を設けている。 The light source unit 1 includes a plurality of light emitting diodes (LEDs) D11 and a resistor R11. A plurality of light emitting diodes D11 are connected in series. Although not shown, the light source unit 1 is also connected to a resistance element in parallel with the light emitting diode D11. The resistor R11 is connected to the current output end of the series circuit of the light emitting diode D11. The light source unit 1 is detachably attached to the power supply device 2 at the current input end and the current output end in the series circuit of the light emitting diode D11 and at the end not connected to the light emitting diode D11 of the resistor R11, respectively. Terminals T11, T12, and T13 are provided.

なお、発光ダイオードD11の数は任意である。光源ユニット1は、発光ダイオードD11を1つだけ設けたものであってもよい。また、図1に示す様な発光ダイオードD11の直列回路を、複数並列に接続したものであってもよい。なお光源ユニット1は、発光ダイオードD11に代えて例えば有機EL(electroluminescence)等の別の種類の発光デバイスを光源として設けていてもよい。 The number of light emitting diodes D11 is arbitrary. The light source unit 1 may be provided with only one light emitting diode D11. Further, a plurality of series circuits of the light emitting diode D11 as shown in FIG. 1 may be connected in parallel. The light source unit 1 may be provided with another type of light emitting device such as an organic EL (electroluminescence) as a light source instead of the light emitting diode D11.

電源装置2は、商用電源等の外部電源200からの電力供給を受けて、負荷として接続される光源ユニット1の発光ダイオードD11を発光させるための直流電力を生成する。そして電源装置2は、生成した直流電力を給電端子T31,T32,T33に装着された光源ユニット1に供給して点灯を制御する。 The power supply device 2 receives power from an external power source 200 such as a commercial power source, and generates DC power for causing the light emitting diode D11 of the light source unit 1 connected as a load to emit light. Then, the power supply device 2 supplies the generated DC power to the light source unit 1 mounted on the power supply terminals T31, T32, and T33 to control the lighting.

電源装置2は、整流回路10、力率改善回路20、降圧チョッパ回路30、制御回路40及び装着検出回路50を含む。また電源装置2は、コンデンサC1,C2,C3,C4,C5、抵抗器R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R101,R102及びダイオードD1の各種回路素子を備える。 The power supply device 2 includes a rectifier circuit 10, a power factor improving circuit 20, a step-down chopper circuit 30, a control circuit 40, and a mounting detection circuit 50. Further, the power supply device 2 includes various circuit elements of capacitors C1, C2, C3, C4, C5, resistors R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R101, R102 and a diode D1.

整流回路10の一対の入力端は、2つの被給電端子T21,T22にそれぞれ接続されている。この2つの被給電端子T21,T22には、商用電源等の外部電源200に接続された2本の電源線がそれぞれ結線される。この結線により、整流回路10の一対の入力端に外部電源200から交流電力が供給される。整流回路10は、交流電力を整流して直流電力を出力する。整流回路10が一対の出力端の間に出力する直流電力は、コンデンサC1により平滑化された上で力率改善回路20へと供給される。コンデンサC1は、一端を整流回路10の出力端の1つに接続し、他端を主回路の基準電位であるグランドに接続している。なお、コンデンサC1の容量は数μF程度である為、この両端電圧は、正弦波を全波整流した脈流電圧となっている。 The pair of input ends of the rectifier circuit 10 are connected to the two power supply terminals T21 and T22, respectively. Two power supply lines connected to an external power source 200 such as a commercial power source are connected to the two power supply terminals T21 and T22, respectively. Through this connection, AC power is supplied from the external power supply 200 to the pair of input ends of the rectifier circuit 10. The rectifier circuit 10 rectifies AC power and outputs DC power. The DC power output by the rectifier circuit 10 between the pair of output ends is smoothed by the capacitor C1 and then supplied to the power factor improving circuit 20. One end of the capacitor C1 is connected to one of the output ends of the rectifier circuit 10, and the other end is connected to the ground which is the reference potential of the main circuit. Since the capacitance of the capacitor C1 is about several μF, the voltage across this is a pulsating voltage obtained by full-wave rectifying a sine wave.

力率改善回路20は、コンデンサC1により平滑化された直流電力を力率改善のために昇圧する。力率改善回路20は、PFC(power factor correction)回路とも称される。力率改善回路20は、トランスTr21、スイッチング素子Q21、電解コンデンサC21、ダイオードD21及び抵抗器R21,22を含む。 The power factor improving circuit 20 boosts the DC power smoothed by the capacitor C1 in order to improve the power factor. The power factor improvement circuit 20 is also referred to as a PFC (power factor correction) circuit. The power factor improving circuit 20 includes a transformer Tr21, a switching element Q21, an electrolytic capacitor C21, a diode D21, and resistors R21 and 22.

トランスTr21は、一次側のコイルL21及び二次側のコイルL22を備える。トランスTr21は、一次側のコイルL21の入力端をコンデンサC1の一端に接続し、出力端をダイオードD21のアノードに接続している。トランスTr21は、二次側のコイルL22の入力端をグランドに接続し、出力端を抵抗器R22の一端に接続している。抵抗器R22は、一端をコイルL22の出力端に接続し、他端を制御回路40のZCD端子に接続している。 The transformer Tr21 includes a coil L21 on the primary side and a coil L22 on the secondary side. In the transformer Tr21, the input end of the coil L21 on the primary side is connected to one end of the capacitor C1, and the output end is connected to the anode of the diode D21. In the transformer Tr21, the input end of the coil L22 on the secondary side is connected to the ground, and the output end is connected to one end of the resistor R22. One end of the resistor R22 is connected to the output end of the coil L22, and the other end is connected to the ZCD terminal of the control circuit 40.

スイッチング素子Q21は、Nチャンネルの電界効果トランジスタ(FET)である。スイッチング素子Q21は、ドレイン端子をコイルL21の出力端とダイオードD21のアノードとの接続点に接続し、ソース端子を、抵抗器R21の一端と制御回路40のCS端子とに接続し、ゲート端子を制御回路40のGD端子に接続している。抵抗器R21は、一端をスイッチング素子Q21のソース端子に接続し、他端をグランドに接続している。ダイオードD21は、アノードをコイルL21の他端とスイッチング素子Q21のドレイン端子との接続点に接続し、カソードを電解コンデンサC21の一端に接続している。電解コンデンサC21は、一端をダイオードD21のカソードに接続し、他端をグランドEに接続している。電解コンデンサC21の両端子は、力率改善回路20の出力端子となる。 The switching element Q21 is an N-channel field effect transistor (FET). In the switching element Q21, the drain terminal is connected to the connection point between the output end of the coil L21 and the anode of the diode D21, the source terminal is connected to one end of the resistor R21 and the CS terminal of the control circuit 40, and the gate terminal is connected. It is connected to the GD terminal of the control circuit 40. One end of the resistor R21 is connected to the source terminal of the switching element Q21, and the other end is connected to the ground. In the diode D21, the anode is connected to the connection point between the other end of the coil L21 and the drain terminal of the switching element Q21, and the cathode is connected to one end of the electrolytic capacitor C21. One end of the electrolytic capacitor C21 is connected to the cathode of the diode D21, and the other end is connected to the ground E. Both terminals of the electrolytic capacitor C21 serve as output terminals of the power factor improving circuit 20.

かかる接続により、スイッチング素子Q21のドレイン端子とソース端子との間に、ダイオードD21と電解コンデンサC21との直列回路が形成される。一方、スイッチング素子Q21は、ゲート端子に印加されるゲート信号がオンすると導通し、コンデンサC1、コイルL21及び抵抗器R21を含む閉回路を形成する。またスイッチング素子Q21は、ゲート端子に印加されるゲート信号がオフすると開放し、上記閉回路を遮断する。その結果、電解コンデンサC21は、スイッチング素子Q21が遮断状態にあるときコンデンサC1にチャージされた電圧によって充電され、導通状態にあるとき放電する。かくして力率改善回路20は、整流回路10で整流された直流電圧をスイッチング素子Q21のスイッチング動作により昇圧し、所定の直流電圧を得て、降圧チョッパ回路30に出力する。 By such a connection, a series circuit of the diode D21 and the electrolytic capacitor C21 is formed between the drain terminal and the source terminal of the switching element Q21. On the other hand, the switching element Q21 conducts when the gate signal applied to the gate terminal is turned on, and forms a closed circuit including the capacitor C1, the coil L21, and the resistor R21. Further, the switching element Q21 is opened when the gate signal applied to the gate terminal is turned off, and the closed circuit is cut off. As a result, the electrolytic capacitor C21 is charged by the voltage charged in the capacitor C1 when the switching element Q21 is in the cutoff state, and is discharged when it is in the conductive state. Thus, the power factor improving circuit 20 boosts the DC voltage rectified by the rectifying circuit 10 by the switching operation of the switching element Q21, obtains a predetermined DC voltage, and outputs the DC voltage to the step-down chopper circuit 30.

降圧チョッパ回路30は、スイッチング素子Q31と、電力蓄積用のインダクタL31と、出力用のコンデンサC31と、回生用のダイオードD31と、抵抗器R31,R32とを含む。スイッチング素子Q31は、Nチャンネルの電界効果トランジスタ(FET)である。スイッチング素子Q31は、ドレイン端子を力率改善回路20の一方の出力端子である電解コンデンサC21の一端に接続し、ソース端子をインダクタL31の入力端とダイオードD31のカソードとの接続点に接続し、ゲート端子を制御回路40のHO端子に接続している。インダクタL31は、入力端をスイッチング素子Q31のソース端子に接続し、出力端をコンデンサC31の一端に接続している。コンデンサC31は、一端をインダクタL31の出力端に接続し、他端を抵抗器R31の一端に接続している。抵抗器R31は、一端をコンデンサC31の他端に接続し、他端をダイオードD31のアノードに接続している。ダイオードD31は、カソードをスイッチング素子Q31のソース端子とインダクタとの接続点に接続し、アノードをグランドに接続している。 The step-down chopper circuit 30 includes a switching element Q31, an inductor L31 for storing power, a capacitor C31 for output, a diode D31 for regeneration, and resistors R31 and R32. The switching element Q31 is an N-channel field effect transistor (FET). The switching element Q31 connects the drain terminal to one end of the electrolytic capacitor C21 which is one output terminal of the power factor improving circuit 20, and connects the source terminal to the connection point between the input end of the inductor L31 and the cathode of the diode D31. The gate terminal is connected to the HO terminal of the control circuit 40. The inductor L31 has an input end connected to the source terminal of the switching element Q31 and an output end connected to one end of the capacitor C31. One end of the capacitor C31 is connected to the output end of the inductor L31, and the other end is connected to one end of the resistor R31. One end of the resistor R31 is connected to the other end of the capacitor C31, and the other end is connected to the anode of the diode D31. In the diode D31, the cathode is connected to the connection point between the source terminal of the switching element Q31 and the inductor, and the anode is connected to the ground.

降圧チョッパ回路30は、コンデンサC31の両端を電源装置2の給電端子T31,T32及びT33に接続している。具体的には、降圧チョッパ回路30は、コンデンサC31のインダクタL31の出力端と接続されている側を給電端子T31に接続し、コンデンサC31の抵抗器R31と接続されている側を給電端子T33に接続している。また、コンデンサC31の抵抗器R31と接続されている側を、抵抗器R32を介して給電端子T32に接続している。 The step-down chopper circuit 30 connects both ends of the capacitor C31 to the power supply terminals T31, T32 and T33 of the power supply device 2. Specifically, in the step-down chopper circuit 30, the side connected to the output end of the inductor L31 of the capacitor C31 is connected to the feeding terminal T31, and the side connected to the resistor R31 of the capacitor C31 is connected to the feeding terminal T33. You are connected. Further, the side of the capacitor C31 connected to the resistor R31 is connected to the power supply terminal T32 via the resistor R32.

因みに、負荷としての光源ユニット1が電源装置2に接続される場合、給電端子T31には光源ユニット1の端子T11が接続され、給電端子T32には光源ユニット1の端子T12が接続され、給電端子T33には光源ユニット1の端子T13が接続される。端子T11は、光源ユニット1の電流入力端子である。端子T12は、光源ユニット1の電流出力端子である。 Incidentally, when the light source unit 1 as a load is connected to the power supply device 2, the terminal T11 of the light source unit 1 is connected to the power supply terminal T31, and the terminal T12 of the light source unit 1 is connected to the power supply terminal T32. The terminal T13 of the light source unit 1 is connected to T33. The terminal T11 is a current input terminal of the light source unit 1. The terminal T12 is a current output terminal of the light source unit 1.

かかる接続により、スイッチング素子Q31は、ゲート端子に印加されるゲート信号がオンすると導通し、力率改善回路20の出力電流をインダクタL31へと導く。スイッチング素子Q31は、ゲート端子に印加されるゲート信号がオフすると開放し、力率改善回路20の出力電流を遮断する。インダクタL31は、スイッチング素子Q31がオンして直流電圧が印加されているときその直流電力を蓄え、スイッチング素子Q31がオフして直流電圧が印加されなくなったならば、蓄えた直流電力を放出する。インダクタL31から放出された直流電力は、コンデンサC31で平滑され、給電端子T31,T32,T33に接続された負荷、例えば光源ユニット1へと供給される。 Through such a connection, the switching element Q31 conducts when the gate signal applied to the gate terminal is turned on, and guides the output current of the power factor improving circuit 20 to the inductor L31. The switching element Q31 is opened when the gate signal applied to the gate terminal is turned off, and cuts off the output current of the power factor improving circuit 20. The inductor L31 stores the DC power when the switching element Q31 is turned on and a DC voltage is applied, and releases the stored DC power when the switching element Q31 is turned off and the DC voltage is no longer applied. The DC power discharged from the inductor L31 is smoothed by the capacitor C31 and supplied to a load connected to the feeding terminals T31, T32, and T33, for example, the light source unit 1.

装着検出回路50は、ダイオードD51と、抵抗器R51,R52,R53及びR54とを含む。装着検出回路50は、抵抗器R54の一端を制御回路40のVC2端子に接続し、他端をダイオードD51のアノードに接続し、ダイオードD51のカソードを電源装置2の給電端子T31に接続している。また装着検出回路50は、抵抗器R51と抵抗器R52とで直列抵抗回路R51−R52を形成し、この直列抵抗回路R51−R52の一端をダイオードD51のアノードに接続し、他端をグランドに接続している。したがって、直列抵抗回路R51−R52は、降圧チョッパ回路30のコンデンサC31と並列に接続されている。 The mounting detection circuit 50 includes a diode D51 and resistors R51, R52, R53 and R54. In the mounting detection circuit 50, one end of the resistor R54 is connected to the VC2 terminal of the control circuit 40, the other end is connected to the anode of the diode D51, and the cathode of the diode D51 is connected to the power supply terminal T31 of the power supply device 2. .. Further, in the mounting detection circuit 50, a series resistance circuit R51-R52 is formed by the resistor R51 and the resistor R52, one end of the series resistance circuit R51-R52 is connected to the anode of the diode D51, and the other end is connected to the ground. doing. Therefore, the series resistance circuits R51-R52 are connected in parallel with the capacitor C31 of the step-down chopper circuit 30.

装着検出回路50は、直列抵抗回路R51−R52の中点に抵抗器R53の一端を接続し、この抵抗器R53の他端を制御回路40のLamp端子に接続している。ここに装着検出回路50は、直列抵抗回路R51−R52の抵抗比で分圧された電圧の変化により、電源装置2の給電端子T31,T32,T33に負荷が接続されたか否かを制御回路40で判定することを可能とするための回路である。 The mounting detection circuit 50 connects one end of the resistor R53 to the midpoint of the series resistance circuits R51-R52, and connects the other end of the resistor R53 to the Lamp terminal of the control circuit 40. Here, the mounting detection circuit 50 determines whether or not a load is connected to the power supply terminals T31, T32, and T33 of the power supply device 2 due to a change in the voltage divided by the resistance ratio of the series resistance circuits R51-R52. It is a circuit for making it possible to judge by.

制御回路40は、アナログのIC(Integrated Circuit:集積回路)で構成される。制御回路40は、外部と接続するための外部端子としてMULT端子、GD端子、ZCD端子、CS端子、Vcc端子、VS端子、HO端子、VB端子、VFB端子、VDC端子、OCP端子、VC2端子、LGND端子、Vref端子、OP+端子、OP−端子、ABN端子、Lamp端子、DISin端子及びDIS端子を有する。なお、制御回路40が有する外部端子が上記の各端子に限定されないのは言うまでもない。 The control circuit 40 is composed of an analog IC (Integrated Circuit). The control circuit 40 has a MULT terminal, a GD terminal, a ZCD terminal, a CS terminal, a Vcc terminal, a VS terminal, a HO terminal, a VB terminal, a VFB terminal, a VDC terminal, an OCP terminal, and a VC2 terminal as external terminals for connecting to the outside. It has an LGND terminal, a Vref terminal, an OP + terminal, an OP- terminal, an ABN terminal, a Lamp terminal, a DISin terminal, and a DIS terminal. Needless to say, the external terminals of the control circuit 40 are not limited to the above terminals.

MULT端子は、抵抗器R1と抵抗器R2とで形成される直列抵抗回路R1−R2の中点に接続される。直列抵抗回路R1−R2は、コンデンサC1の両端子間に接続される。この接続によりMULT端子の電位は、コンデンサC1の出力電圧を直列抵抗回路R1−R2の抵抗比で分圧した電圧に依存する。制御回路40は、MULT端子の電位から力率改善回路20への入力電圧を検出する。 The MULT terminal is connected to the midpoint of the series resistance circuits R1-R2 formed by the resistor R1 and the resistor R2. The series resistance circuits R1-R2 are connected between both terminals of the capacitor C1. Due to this connection, the potential of the MULT terminal depends on the voltage obtained by dividing the output voltage of the capacitor C1 by the resistance ratio of the series resistance circuits R1-R2. The control circuit 40 detects the input voltage to the power factor improving circuit 20 from the potential of the MULT terminal.

GD端子は、スイッチング素子Q21のゲート端子に接続される。制御回路40は、スイッチング素子Q21のゲート信号を生成する。そして制御回路40は、GD端子からスイッチング素子Q21のゲート端子にゲートオンまたはゲートオフのゲート信号を出力する。 The GD terminal is connected to the gate terminal of the switching element Q21. The control circuit 40 generates a gate signal of the switching element Q21. Then, the control circuit 40 outputs a gate-on or gate-off gate signal from the GD terminal to the gate terminal of the switching element Q21.

ZCD端子は、抵抗器R22を介してコイルL22の出力端に接続される。コイルL22は、ZCD端子にコイルL21に流れる電流変化量に対応した電位を供給する。制御回路40は、ZCD端子の電位からトランスTr21の一次側のコイルL21を流れる電流がゼロとなるタイミングを検出し、スイッチング素子Q21をオンするためのトリガ信号を生成する。 The ZCD terminal is connected to the output end of the coil L22 via the resistor R22. The coil L22 supplies the ZCD terminal with a potential corresponding to the amount of change in the current flowing through the coil L21. The control circuit 40 detects the timing at which the current flowing through the coil L21 on the primary side of the transformer Tr21 becomes zero from the potential of the ZCD terminal, and generates a trigger signal for turning on the switching element Q21.

CS端子は、スイッチング素子Q21のソース端子に接続される。CS端子の電位は、スイッチング素子Q21のドレイン−ソース間を流れる電流に依存する。制御回路40は、CS端子の電位からスイッチング素子Q21を流れる電流、いわゆるスイッチング電流を検出する。 The CS terminal is connected to the source terminal of the switching element Q21. The potential of the CS terminal depends on the current flowing between the drain and the source of the switching element Q21. The control circuit 40 detects the current flowing through the switching element Q21, the so-called switching current, from the potential of the CS terminal.

Vcc端子は、ダイオードD1のアノードに接続される。ダイオードD1のカソードは、VB端子に接続されるとともに、ブートストラップ用のコンデンサC2の一端に接続される。コンデンサC2の他端は、VS端子に接続されるとともに、スイッチング素子Q31のソース端子に接続される。制御回路40は、Vcc端子に所定の回路動作電圧Vccを印加する。この回路動作電圧Vccの電位がスイッチング素子Q31のソース端子の電位よりも高いとき、コンデンサC2が充電される。制御回路40は、VB端子からコンデンサC2の一端側(ダイオードD1のカソードに接続されている側)の電位を検出し、VS端子からコンデンサC2の他端側(スイッチング素子Q31のソース端子に接続されている側)の電位を検出する。 The Vcc terminal is connected to the anode of the diode D1. The cathode of the diode D1 is connected to the VB terminal and one end of the bootstrap capacitor C2. The other end of the capacitor C2 is connected to the VS terminal and also to the source terminal of the switching element Q31. The control circuit 40 applies a predetermined circuit operating voltage Vcc to the Vcc terminal. When the potential of this circuit operating voltage Vcc is higher than the potential of the source terminal of the switching element Q31, the capacitor C2 is charged. The control circuit 40 detects the potential on one end side of the capacitor C2 (the side connected to the cathode of the diode D1) from the VB terminal, and is connected from the VS terminal to the other end side of the capacitor C2 (the source terminal of the switching element Q31). Detects the potential of the side).

HO端子は、スイッチング素子Q31のゲート端子に接続される。制御回路40は、コンデンサC2の両端の電位差に基づいてスイッチング素子Q31のゲート信号を生成する。そして制御回路40は、HO端子からスイッチング素子Q31のゲート端子にゲートオンまたはゲートオフのゲート信号を出力する。 The HO terminal is connected to the gate terminal of the switching element Q31. The control circuit 40 generates a gate signal of the switching element Q31 based on the potential difference between both ends of the capacitor C2. Then, the control circuit 40 outputs a gate-on or gate-off gate signal from the HO terminal to the gate terminal of the switching element Q31.

VFB端子は、抵抗器R3と抵抗器R4とで形成される直列抵抗回路R3−R4の中点に接続される。直列抵抗回路R3−R4は、コンデンサC21の両端子間に接続される。この接続により、VFB端子の電位は、コンデンサC21の出力電圧を直列抵抗回路R3−R4の抵抗比で分圧した電圧に依存する。制御回路40は、VFB端子から、力率改善回路20から降圧チョッパ回路30へと出力される直流電圧の一定時間当たりの変化量を検出する。 The VFB terminal is connected to the midpoint of the series resistance circuit R3-R4 formed by the resistor R3 and the resistor R4. The series resistance circuit R3-R4 is connected between both terminals of the capacitor C21. Due to this connection, the potential of the VFB terminal depends on the voltage obtained by dividing the output voltage of the capacitor C21 by the resistance ratio of the series resistance circuits R3-R4. The control circuit 40 detects the amount of change in the DC voltage output from the power factor improving circuit 20 to the step-down chopper circuit 30 from the VFB terminal per fixed time.

VDC端子は、力率改善回路20におけるダイオードD21のカソードと降圧チョッパ回路30におけるスイッチング素子Q31のドレイン端子との接続点に接続される。この接続により、VDC端子には、力率改善回路20から出力される高電圧が印加される。制御回路40は、VDC端子に印加される高電圧から回路動作電圧Vcc等をドロッバ方式で生成する。 The VDC terminal is connected to the connection point between the cathode of the diode D21 in the power factor improving circuit 20 and the drain terminal of the switching element Q31 in the step-down chopper circuit 30. By this connection, a high voltage output from the power factor improving circuit 20 is applied to the VDC terminal. The control circuit 40 generates a circuit operating voltage Vcc or the like from a high voltage applied to the VDC terminal by a drover method.

OCP端子は、抵抗器R5を介して、降圧チョッパ回路30のコンデンサC31と抵抗器R31との接続点に接続される。OCP端子の電位は、抵抗器R31を流れる電流に依存する。抵抗器R31を流れる電流は、降圧チョッパ回路30を流れる電流である。制御回路40は、OCP端子の電位から降圧チョッパ回路30を流れる電流を検出する。 The OCP terminal is connected to the connection point between the capacitor C31 of the step-down chopper circuit 30 and the resistor R31 via the resistor R5. The potential of the OCP terminal depends on the current flowing through the resistor R31. The current flowing through the resistor R31 is the current flowing through the step-down chopper circuit 30. The control circuit 40 detects the current flowing through the step-down chopper circuit 30 from the potential of the OCP terminal.

VC2端子は、コンデンサC3を介してグランドに接続される。またVC2端子は、抵抗器R54及びダイオードD51を介して電源装置2の給電端子T31に接続される。この接続により、電源装置2の給電端子T31と給電端子T33との間にVC2端子の電位、すなわちコンデンサC3の充電電圧相当の電位が分圧された電圧が印加される。 The VC2 terminal is connected to the ground via the capacitor C3. Further, the VC2 terminal is connected to the power supply terminal T31 of the power supply device 2 via the resistor R54 and the diode D51. By this connection, a voltage obtained by dividing the potential of the VC2 terminal, that is, the potential corresponding to the charging voltage of the capacitor C3, is applied between the power supply terminal T31 and the power supply terminal T33 of the power supply device 2.

LGND端子は、グランドに接続される。
Vref端子は、抵抗器R101と抵抗器R102とで形成される直列抵抗回路R101−R102とコンデンサC4との並列回路を介してグランドに接続される。OP+端子は、直列抵抗回路R101−R102の中点に接続される。またOP+端子は、コンデンサC5を介してグランドにも接続される。これらの接続により、OP+端子の電位は、抵抗器R101と抵抗器R102の抵抗分圧によって定まる基準電圧の電位となる。
The LGND terminal is connected to the ground.
The Vref terminal is connected to the ground via a parallel circuit of the series resistance circuit R101-R102 formed by the resistor R101 and the resistor R102 and the capacitor C4. The OP + terminal is connected to the midpoint of the series resistance circuits R101-R102. The OP + terminal is also connected to the ground via the capacitor C5. With these connections, the potential of the OP + terminal becomes the potential of the reference voltage determined by the resistance voltage division of the resistors R101 and R102.

OP−端子は、抵抗器R9を介して電源装置2の給電端子T32に接続される。OP−端子の電位は、抵抗器R11、R31、R32の合成抵抗を流れる電流に依存する。抵抗器R11、R31、R32の合成抵抗を流れる電流は、給電端子T31を流れる電流、すなわち負荷である光源ユニット1が電源装置2に装着された際に光源ユニット1のダイオードD11を流れる電流である。制御回路40は、OP−端子の電位から光源ユニット1のダイオードD11を流れる電流、いわゆる負荷電流を検出する。 The OP-terminal is connected to the power supply terminal T32 of the power supply device 2 via the resistor R9. The potential of the OP-terminal depends on the current flowing through the combined resistance of the resistors R11, R31, and R32. The current flowing through the combined resistance of the resistors R11, R31, and R32 is the current flowing through the feeding terminal T31, that is, the current flowing through the diode D11 of the light source unit 1 when the light source unit 1 which is a load is attached to the power supply device 2. .. The control circuit 40 detects the current flowing through the diode D11 of the light source unit 1, the so-called load current, from the potential of the OP-terminal.

ABN端子は、抵抗器R7と抵抗器R8とで形成される直列抵抗回路R7−R8の中点に接続される。直列抵抗回路R7−R8は、降圧チョッパ回路30のインダクタL31とコンデンサC31との接続点とグランドとの間に接続される。すなわち直列抵抗回路R7−R8は、コンデンサC31に対して並列に接続される。この接続により、ABN端子の電位は、降圧チョッパ回路30から負荷へと供給される直流電圧を直列抵抗回路R7−R8の抵抗比で分圧した電位に依存する。制御回路40は、ABN端子の電位により、降圧チョッパ回路30から光源ユニット1へと供給される電圧を検出する。 The ABN terminal is connected to the midpoint of the series resistance circuit R7-R8 formed by the resistor R7 and the resistor R8. The series resistance circuit R7-R8 is connected between the connection point between the inductor L31 of the step-down chopper circuit 30 and the capacitor C31 and the ground. That is, the series resistance circuits R7-R8 are connected in parallel with the capacitor C31. With this connection, the potential of the ABN terminal depends on the potential obtained by dividing the DC voltage supplied from the step-down chopper circuit 30 to the load by the resistance ratio of the series resistance circuits R7-R8. The control circuit 40 detects the voltage supplied from the step-down chopper circuit 30 to the light source unit 1 based on the potential of the ABN terminal.

Lamp端子は、抵抗器R53を介して直列抵抗回路R51−R52の中点に接続される。直列抵抗回路R51−R52は、電源装置2の給電端子T31と給電端子T33との間に、逆流防止用のダイオードD51を介して接続されている。この接続により、Lamp端子の電位は、電源装置2の給電端子T31と給電端子T33との間の電位差相当の電圧を直列抵抗回路R51−R52の抵抗比で分圧した電圧に依存する。抵抗素子を含む負荷が給電端子T31と給電端子T33との間に接続されると、負荷に電流が流れて給電端子T31と給電端子T33との間の電圧が降下する。負荷が接続されていないと電圧の降下はない。制御回路40は、Lamp端子の電位から、給電端子T31と給電出力端子T33との間の電圧降下を検出する。 The Lamp terminal is connected to the midpoint of the series resistance circuits R51-R52 via the resistor R53. The series resistance circuit R51-R52 is connected between the power supply terminal T31 and the power supply terminal T33 of the power supply device 2 via a diode D51 for preventing backflow. Due to this connection, the potential of the Lamp terminal depends on the voltage obtained by dividing the voltage corresponding to the potential difference between the power supply terminal T31 and the power supply terminal T33 of the power supply device 2 by the resistance ratio of the series resistance circuits R51-R52. When a load including a resistance element is connected between the power supply terminal T31 and the power supply terminal T33, a current flows through the load and the voltage between the power supply terminal T31 and the power supply terminal T33 drops. There is no voltage drop if no load is connected. The control circuit 40 detects a voltage drop between the power supply terminal T31 and the power supply output terminal T33 from the potential of the Lamp terminal.

DISin端子は、オープンである。DISin端子には、例えば半導体素子を制御回路40の外部に接続する場合に用いられる。 The DISin terminal is open. The DISin terminal is used, for example, when a semiconductor element is connected to the outside of the control circuit 40.

DIS端子は、抵抗器R6を介して降圧チョッパ回路30のインダクタL31とコンデンサC31との接続点に接続される。制御回路40のDIS端子-GND間にはスイッチが内蔵されており、制御回路40は、スイッチをオン・オフ制御する。DIS端子-GND間のスイッチがオンすると、抵抗器R6を介してコンデンサC31の電圧が放電され、インダクタL31とコンデンサC31との接続点電位は略GND電位まで低下する。
抵抗器R6は省略可能であるが、コンデンサC31の放電電流を抑制し、DIS端子-GND間に内蔵されるスイッチへのストレスを緩和するために接続している。なお、GNDは制御回路40の基準電位であり、LGND端子を介して主回路の基準電位であるグランドに接続される。
The DIS terminal is connected to the connection point between the inductor L31 and the capacitor C31 of the step-down chopper circuit 30 via the resistor R6. A switch is built in between the DIS terminal of the control circuit 40 and the GND, and the control circuit 40 controls the switch on and off. When the switch between the DIS terminal and the GND is turned on, the voltage of the capacitor C31 is discharged via the resistor R6, and the connection point potential between the inductor L31 and the capacitor C31 drops to approximately the GND potential.
Although the resistor R6 can be omitted, it is connected to suppress the discharge current of the capacitor C31 and to relieve the stress on the switch built in between the DIS terminal and the GND. The GND is the reference potential of the control circuit 40, and is connected to the ground which is the reference potential of the main circuit via the LGND terminal.

図2は、制御回路40の要部構成を示すブロック図である。
制御回路40は、PFC制御回路41、点灯制御回路42、保護回路43、電源回路44、オペアンプ45、監視回路46、判定回路47及び起動回路48を含む。制御回路40は、各回路41〜48をアナログ回路で構成する。なお制御回路40は、各回路41〜48の少なくとも一部をデジタル回路で構成し、各回路41〜48で行われる処理の少なくとも一部を、コンピュータを用いたソフトウェア処理により実現してもよい。
FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the control circuit 40.
The control circuit 40 includes a PFC control circuit 41, a lighting control circuit 42, a protection circuit 43, a power supply circuit 44, an operational amplifier 45, a monitoring circuit 46, a determination circuit 47, and a start circuit 48. In the control circuit 40, each circuit 41 to 48 is composed of an analog circuit. The control circuit 40 may include at least a part of each of the circuits 41 to 48 as a digital circuit, and at least a part of the processing performed by each of the circuits 41 to 48 may be realized by software processing using a computer.

PFC制御回路41は、MULT端子、ZCD端子、CS端子及びVFB端子のそれぞれの電位に基づき、スイッチング素子Q21をオン/オフするためのゲート信号を生成する。そしてPFC制御回路41は、GD端子からゲート信号をスイッチング素子Q21のゲート端子に出力してスイッチング素子Q21をオン/オフさせることにより、力率改善回路20の動作を制御する。なお、PFC制御回路41による力率改善回路20の制御及びその制御による力率改善回路20の動作については周知であるので、ここでの説明は省略する。 The PFC control circuit 41 generates a gate signal for turning on / off the switching element Q21 based on the potentials of the MULT terminal, the ZCD terminal, the CS terminal, and the VFB terminal. Then, the PFC control circuit 41 controls the operation of the power factor improving circuit 20 by outputting a gate signal from the GD terminal to the gate terminal of the switching element Q21 to turn on / off the switching element Q21. Since the control of the power factor improving circuit 20 by the PFC control circuit 41 and the operation of the power factor improving circuit 20 by the control are well known, the description thereof is omitted here.

点灯制御回路42は、VS端子及びVB端子のそれぞれの電位に基づき、スイッチング素子Q31をオン/オフするためのゲート信号を生成する。また点灯制御回路42は、オペアンプ45から出力される電圧信号により、ゲート信号の周波数及びデューティ比を決定する。そして点灯制御回路42は、HO端子からゲート信号をスイッチング素子Q31のゲート端子に出力してスイッチング素子Q31をオン/オフさせることにより、降圧チョッパ回路30の動作を制御する。なお、点灯制御回路42による降圧チョッパ回路30の制御及びその制御による降圧チョッパ回路30の動作については周知であるので、ここでの説明は省略する。 The lighting control circuit 42 generates a gate signal for turning on / off the switching element Q31 based on the potentials of the VS terminal and the VB terminal, respectively. Further, the lighting control circuit 42 determines the frequency and duty ratio of the gate signal based on the voltage signal output from the operational amplifier 45. Then, the lighting control circuit 42 controls the operation of the step-down chopper circuit 30 by outputting a gate signal from the HO terminal to the gate terminal of the switching element Q31 to turn on / off the switching element Q31. Since the control of the step-down chopper circuit 30 by the lighting control circuit 42 and the operation of the step-down chopper circuit 30 by the control are well known, the description thereof is omitted here.

保護回路43は、通常はVDC端子を電源回路44に接続している。また保護回路43は、OCP端子の電位から降圧チョッパ回路30を流れる電流を監視している。そして、過電流等の電流異常を検出すると、保護回路43は、PFC制御回路41及び点灯制御回路42の動作を停止させ、VDC端子と電源回路44との接続を遮断する。またPFC制御回路41及び点灯制御回路42の動作を停止させる。また保護回路43は、監視回路46から異常信号を受信可能である。そして異常信号を受信した場合も、保護回路43は、PFC制御回路41及び点灯制御回路42の動作を停止させ、VDC端子と電源回路44との接続を遮断する。 The protection circuit 43 usually connects the VDC terminal to the power supply circuit 44. Further, the protection circuit 43 monitors the current flowing through the step-down chopper circuit 30 from the potential of the OCP terminal. Then, when a current abnormality such as an overcurrent is detected, the protection circuit 43 stops the operation of the PFC control circuit 41 and the lighting control circuit 42, and cuts off the connection between the VDC terminal and the power supply circuit 44. Further, the operation of the PFC control circuit 41 and the lighting control circuit 42 is stopped. Further, the protection circuit 43 can receive an abnormal signal from the monitoring circuit 46. Then, even when an abnormal signal is received, the protection circuit 43 stops the operation of the PFC control circuit 41 and the lighting control circuit 42, and cuts off the connection between the VDC terminal and the power supply circuit 44.

電源回路44は、制御回路40の始動に先立ちVDC端子を介して取り込んだ高電圧の全波整流電圧からドロッバ方式にて回路動作電圧Vcc等を生成する。そして電源回路44は、Vcc端子に回路動作電圧Vccを印加する。また電源回路44は、回路動作電圧Vccを含むドロッバ電圧を他の回路に適宜印加する。 The power supply circuit 44 generates a circuit operating voltage Vcc or the like from a high-voltage full-wave rectified voltage taken in via a VDC terminal prior to starting the control circuit 40 by a drover method. Then, the power supply circuit 44 applies the circuit operating voltage Vcc to the Vcc terminal. Further, the power supply circuit 44 appropriately applies a drover voltage including a circuit operating voltage Vcc to another circuit.

オペアンプ45は、正極端子(+)をOP+端子に接続し、負極端子(−)をOP−端子に接続し、出力端子を点灯制御回路42と監視回路46とに接続する。オペアンプ45は、OP−端子の電位とOP+端子の電位との差分に応じた大きさの電圧信号を点灯制御回路42と監視回路46とに出力する。前述したように点灯制御回路42は、オペアンプ45からの電圧信号に応じてスイッチング素子Q31のスイッチング周波数とデューティ比とを調整する。この調整は、OP−端子の電位に相当する負荷電流が、OP+端子の電位に相当する目標電流と一致するように、降圧チョッパ回路30の出力電流をフィードバック制御するものである。ここにオペアンプ45は、エラーアンプとして機能する。また、発光ダイオードには定電圧特性があるため出力電流を制御することによって、出力電圧が増減される。 The operational amplifier 45 connects the positive electrode terminal (+) to the OP + terminal, the negative electrode terminal (−) to the OP− terminal, and the output terminal to the lighting control circuit 42 and the monitoring circuit 46. The operational amplifier 45 outputs a voltage signal having a magnitude corresponding to the difference between the potential of the OP- terminal and the potential of the OP + terminal to the lighting control circuit 42 and the monitoring circuit 46. As described above, the lighting control circuit 42 adjusts the switching frequency and duty ratio of the switching element Q31 according to the voltage signal from the operational amplifier 45. In this adjustment, the output current of the step-down chopper circuit 30 is feedback-controlled so that the load current corresponding to the potential of the OP-terminal matches the target current corresponding to the potential of the OP + terminal. Here, the operational amplifier 45 functions as an error amplifier. Further, since the light emitting diode has a constant voltage characteristic, the output voltage is increased or decreased by controlling the output current.

監視回路46は、オペアンプ45から出力される電圧信号から、負荷電流が正常であるか否かを監視する。また監視回路46は、ABN端子の電位から、降圧チョッパ回路30の出力電圧が正常であるか否かを監視する。そして負荷電流又は出力電圧の異常を検知すると、監視回路46は、異常信号を保護回路43と起動回路48とに出力する。 The monitoring circuit 46 monitors whether or not the load current is normal from the voltage signal output from the operational amplifier 45. Further, the monitoring circuit 46 monitors whether or not the output voltage of the step-down chopper circuit 30 is normal from the potential of the ABN terminal. When an abnormality in the load current or output voltage is detected, the monitoring circuit 46 outputs an abnormality signal to the protection circuit 43 and the start circuit 48.

判定回路47は、Lamp端子の電位、すなわち直列抵抗回路R51−R52の中点電位を監視する。電源装置2に負荷が装着されていないときは、VC2端子から印加される電圧と、抵抗器R7、R8、R51、R52、R54及びダイオードD51のVFで決まる電圧とがLamp端子に印加される。電源装置2に負荷が装着されているときは、直列抵抗回路R7―R8と並列に、負荷である光源ユニット1の発光ダイオードD11に並列に接続された抵抗器が接続されるため、Lamp端子には、負荷が装着されていないときよりも低い電圧が印加される。この電圧差を検出し、判定回路47は、電源装置2に負荷が装着されたと判定する。そして電源装置2に負荷が装着されたと判定すると、判定回路47は、起動回路48に起動信号を出力する。 The determination circuit 47 monitors the potential of the Lamp terminal, that is, the midpoint potential of the series resistance circuits R51-R52. When no load is attached to the power supply device 2, the voltage applied from the VC2 terminal and the voltage determined by the VF of the resistors R7, R8, R51, R52, R54 and the diode D51 are applied to the Lamp terminal. When a load is mounted on the power supply device 2, a resistor connected in parallel with the light emitting diode D11 of the light source unit 1 which is the load is connected in parallel with the series resistance circuits R7 to R8, so that the resistor is connected to the Lamp terminal. Is applied with a lower voltage than when no load is attached. Detecting this voltage difference, the determination circuit 47 determines that the power supply device 2 is loaded. Then, when it is determined that the power supply device 2 is loaded with a load, the determination circuit 47 outputs a start signal to the start circuit 48.

起動回路48は、スイッチング素子Q48を備える。スイッチング素子Q48は、Nチャンネルの電界効果トランジスタ(FET)である。スイッチング素子Q48は、ドレイン端子をDIS端子に接続し、ソース端子をGNDに接続している。またスイッチング素子Q48は、ゲート端子を判定回路47から出力される起動信号の出力端と、監視回路46から出力される異常信号の出力端とにそれぞれ接続している。スイッチング素子Q48は、ゲート端子に起動信号または異常信号が入力されると導通し、DIS端子の電位をグランド電位に引き落とす。ここに、スイッチング素子Q48は、インダクタL31とコンデンサC31との接続点の電位をグランドの電位に引き込む短絡回路を構成する。 The start circuit 48 includes a switching element Q48. The switching element Q48 is an N-channel field effect transistor (FET). In the switching element Q48, the drain terminal is connected to the DIS terminal and the source terminal is connected to the GND. Further, the switching element Q48 connects the gate terminal to the output end of the start signal output from the determination circuit 47 and the output end of the abnormal signal output from the monitoring circuit 46, respectively. When a start signal or an abnormal signal is input to the gate terminal, the switching element Q48 conducts conduction and drops the potential of the DIS terminal to the ground potential. Here, the switching element Q48 constitutes a short-circuit circuit that draws the potential of the connection point between the inductor L31 and the capacitor C31 into the ground potential.

また判定回路47が、電源装置2に負荷が装着されたと判定すると、PFC制御回路41、点灯制御回路42、保護回路43及び監視回路46に始動信号を出力する。この始動信号によりPFC制御回路41、点灯制御回路42、保護回路43及び監視回路46は、リセットされる。 When the determination circuit 47 determines that the power supply device 2 is loaded, a start signal is output to the PFC control circuit 41, the lighting control circuit 42, the protection circuit 43, and the monitoring circuit 46. The start signal resets the PFC control circuit 41, the lighting control circuit 42, the protection circuit 43, and the monitoring circuit 46.

また起動回路48は、スイッチング素子Q48のゲート端子と制御回路40のDISin端子とを短絡している。この短絡により、DISin端子からはスイッチング素子Q48のゲート端子に供給される信号、すなわち起動信号又は異常信号が出力される。したがって、DISin端子に例えばNチャンネルの電界効果トランジスタ(FET)のベース端子が接続されていた場合、この電界効果トランジスタは、スイッチング素子Q48と同様に動作することとなる。 Further, the start circuit 48 short-circuits the gate terminal of the switching element Q48 and the DISin terminal of the control circuit 40. Due to this short circuit, the DISin terminal outputs a signal supplied to the gate terminal of the switching element Q48, that is, an activation signal or an abnormality signal. Therefore, when, for example, the base terminal of an N-channel field effect transistor (FET) is connected to the DISin terminal, the field effect transistor operates in the same manner as the switching element Q48.

なお、PFC制御回路41、点灯制御回路42、保護回路43及び監視回路46には、電源回路44から回路動作電圧が印加されるが、判定回路47及び起動回路48には印加されない。判定回路47及び起動回路48は、電源ラインをVC2端子に接続しており、このVC2端子に生じる電圧を回路動作電圧としている。したがって、判定回路47及び起動回路48は、電源回路44がVDC端子を介して取り込んだ高電圧の全波整流電圧から回路動作電圧Vcc等を生成する前でも動作可能である。 The circuit operating voltage is applied from the power supply circuit 44 to the PFC control circuit 41, the lighting control circuit 42, the protection circuit 43, and the monitoring circuit 46, but is not applied to the determination circuit 47 and the start-up circuit 48. In the determination circuit 47 and the start circuit 48, the power supply line is connected to the VC2 terminal, and the voltage generated at the VC2 terminal is used as the circuit operating voltage. Therefore, the determination circuit 47 and the start circuit 48 can operate even before the circuit operating voltage Vcc or the like is generated from the high voltage full-wave rectified voltage taken in by the power supply circuit 44 via the VDC terminal.

次に、制御回路40の主要な動作シーケンスについて、図3及び図4を用いて説明する。
図3は、電源オン時の制御回路40の動作シーケンスを示す流れ図である。図示しない電源スイッチの投入により外部電源200が投入されると、制御回路40は、図3の流れ図に示す手順の動作を開始する。
Next, the main operation sequence of the control circuit 40 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
FIG. 3 is a flow chart showing an operation sequence of the control circuit 40 when the power is turned on. When the external power supply 200 is turned on by turning on the power switch (not shown), the control circuit 40 starts the operation of the procedure shown in the flow chart of FIG.

先ず制御回路40は、ステップST1として電源装置2に光源ユニット1が装着されているか否かを確認する。すなわち外部電源200の投入により制御回路40のVC2端子に生じた電圧が抵抗器R54を介して電源装置2の給電端子T31と給電端子T33との間に印加されるので、制御回路40では、判定回路47がLamp端子の電位を監視する。電源装置2の給電端子T31,T32,T33に光源ユニット1の端子T11,T12.T13が装着されると、発光ダイオードD11と並列に接続された図示しない抵抗素子に電流が流れ、給電端子T31と給電端子T33との間の電圧が降下する。この電圧降下により、給電端子T31と給電端子T33との間に接続されている直列抵抗回路R51−R52の中点の電位が変動する。Lamp端子の電位は、直列抵抗回路R51−R52の中点電位に依存する。したがって、判定回路47がLamp端子の電位を監視することで、制御回路40は、電源装置2に光源ユニット1が装着されているか否かを確認できる。 First, the control circuit 40 confirms whether or not the light source unit 1 is mounted on the power supply device 2 as step ST1. That is, since the voltage generated at the VC2 terminal of the control circuit 40 by turning on the external power supply 200 is applied between the power supply terminal T31 and the power supply terminal T33 of the power supply device 2 via the resistor R54, the control circuit 40 determines. The circuit 47 monitors the potential of the Lamp terminal. The power supply terminals T31, T32, and T33 of the power supply device 2 are connected to the terminals T11, T12 of the light source unit 1. When T13 is mounted, a current flows through a resistance element (not shown) connected in parallel with the light emitting diode D11, and the voltage between the power supply terminal T31 and the power supply terminal T33 drops. Due to this voltage drop, the potential at the midpoint of the series resistance circuits R51-R52 connected between the power supply terminal T31 and the power supply terminal T33 fluctuates. The potential of the Lamp terminal depends on the midpoint potential of the series resistance circuits R51-R52. Therefore, by monitoring the potential of the Lamp terminal by the determination circuit 47, the control circuit 40 can confirm whether or not the light source unit 1 is mounted on the power supply device 2.

なお、給電端子T31と給電端子T33との間に抵抗器を介して印加される電圧、すなわち制御回路40のVC2端子に生じる電圧は、発光ダイオードD11の順方向電圧以下とする。そうすることにより、電源装置2に光源ユニット1を装着しただけで発光ダイオードD11が点灯してしまう不具合を防止できる。 The voltage applied between the feeding terminal T31 and the feeding terminal T33 via the resistor, that is, the voltage generated at the VC2 terminal of the control circuit 40 is set to be equal to or lower than the forward voltage of the light emitting diode D11. By doing so, it is possible to prevent a problem that the light emitting diode D11 lights up just by attaching the light source unit 1 to the power supply device 2.

電源装置2に光源ユニット1が装着されていない場合(ステップST1でNO)、制御回路40は、ステップST1の監視動作を継続する。
電源装置2に光源ユニット1が装着されている場合、あるいは装着されたことが確認された場合(ステップST1でYES)、制御回路40は、ステップST2として起動回路48をオンする。すなわち制御回路40では、判定回路47が光源ユニット1の装着有りを確認すると、この判定回路47が起動回路48に起動信号を出力する。この起動信号により、起動回路48ではスイッチング素子Q48が導通する。したがって、判定回路47が起動回路48に起動信号を出力することで、制御回路40は、起動回路48をオンできる。
When the light source unit 1 is not mounted on the power supply device 2 (NO in step ST1), the control circuit 40 continues the monitoring operation in step ST1.
When the light source unit 1 is attached to the power supply device 2 or when it is confirmed that the light source unit 1 is attached (YES in step ST1), the control circuit 40 turns on the start circuit 48 as step ST2. That is, in the control circuit 40, when the determination circuit 47 confirms that the light source unit 1 is attached, the determination circuit 47 outputs a start signal to the start circuit 48. By this start signal, the switching element Q48 is conducted in the start circuit 48. Therefore, when the determination circuit 47 outputs the start signal to the start circuit 48, the control circuit 40 can turn on the start circuit 48.

起動回路48のスイッチング素子Q48が導通すると、制御回路40のDIS端子の電位がグランド電位となる。DIS端子の電位がグランド電位になると、降圧チョッパ回路30のインダクタL31とコンデンサC31との接続点の電位がグランド電位まで引き込まれる。その結果、スイッチング素子Q31のソース端子がグランドに短絡されたことと同等となる。 When the switching element Q48 of the start circuit 48 becomes conductive, the potential of the DIS terminal of the control circuit 40 becomes the ground potential. When the potential of the DIS terminal reaches the ground potential, the potential at the connection point between the inductor L31 of the step-down chopper circuit 30 and the capacitor C31 is drawn to the ground potential. As a result, it is equivalent to short-circuiting the source terminal of the switching element Q31 to the ground.

そこで制御回路40は、ステップST3として力率改善回路20のスイッチング素子Q21のスイッチング動作を開始させ、続いてステップST4として降圧チョッパ回路30のスイッチング素子Q31のスイッチングを開始させる。すなわち制御回路40では、判定回路47が電源装置2に負荷が装着されたと判定すると、起動回路48からPFC制御回路41、点灯制御回路42、保護回路43及び監視回路46に始動信号が出力される。この始動信号により、PFC制御回路41は、スイッチング素子Q21に対するゲート信号を生成し、生成したゲート信号をGD端子から力率改善回路20のスイッチング素子Q21に出力する。かくしてスイッチング素子Q21は、スイッチング動作を開始する。したがって、PFC制御回路41が制御動作を開始することで、制御回路40は、スイッチング素子Q21のスイッチング動作を開始させることができる。 Therefore, the control circuit 40 starts the switching operation of the switching element Q21 of the power factor improving circuit 20 in step ST3, and then starts the switching of the switching element Q31 of the step-down chopper circuit 30 in step ST4. That is, in the control circuit 40, when the determination circuit 47 determines that the power supply device 2 is loaded, a start signal is output from the start circuit 48 to the PFC control circuit 41, the lighting control circuit 42, the protection circuit 43, and the monitoring circuit 46. .. With this start signal, the PFC control circuit 41 generates a gate signal for the switching element Q21, and outputs the generated gate signal from the GD terminal to the switching element Q21 of the power factor improving circuit 20. Thus, the switching element Q21 starts the switching operation. Therefore, when the PFC control circuit 41 starts the control operation, the control circuit 40 can start the switching operation of the switching element Q21.

同様に、始動信号により点灯制御回路42は、スイッチング素子Q31に対するゲート信号を生成し、生成したゲート信号をHO端子から降圧チョッパ回路30のスイッチング素子Q31に出力する。かくしてスイッチング素子Q31は、スイッチング動作を開始する。したがって、点灯制御回路42が制御動作を開始することで、制御回路40は、スイッチング素子Q31のスイッチング動作を開始させることができる。 Similarly, the lighting control circuit 42 generates a gate signal for the switching element Q31 by the start signal, and outputs the generated gate signal from the HO terminal to the switching element Q31 of the step-down chopper circuit 30. Thus, the switching element Q31 starts the switching operation. Therefore, when the lighting control circuit 42 starts the control operation, the control circuit 40 can start the switching operation of the switching element Q31.

ここで、制御回路40が起動回路48をオンする前は、スイッチング素子Q31のソース電位が不定である。しかし、点灯制御回路42が動作を開始するステップST4の時点では、ステップST2において起動回路48がオンしてスイッチング素子Q31のソース電位がグランド電位まで引き落とされているので、ブートストラップ回路で駆動電源を十分確保できる。よって、点灯制御回路42の制御によりスイッチング素子Q31を安定に起動させることができる。すなわち降圧チョッパ回路30を安定に始動することができる。なお、起動回路48のスイッチング素子Q48は、降圧チョッパ回路30が始動する直前に開放動作する。 Here, before the control circuit 40 turns on the start circuit 48, the source potential of the switching element Q31 is indefinite. However, at the time of step ST4 when the lighting control circuit 42 starts operation, the start circuit 48 is turned on in step ST2 and the source potential of the switching element Q31 is lowered to the ground potential, so that the drive power supply is supplied by the bootstrap circuit. You can secure enough. Therefore, the switching element Q31 can be stably started by controlling the lighting control circuit 42. That is, the step-down chopper circuit 30 can be started stably. The switching element Q48 of the start circuit 48 opens immediately before the step-down chopper circuit 30 starts.

その後、制御回路40は、ステップST5として定電流制御を行う。すなわち制御回路40では、OP−端子に入力される負荷電流がOP+端子に入力される目標の定電流となるように、オペアンプ45の電圧信号に応じて点灯制御回路42がスイッチング素子Q31のスイッチング周波数とデューティ比とを調整する。この調整を繰り返すことにより、負荷電流が目標の定電流に近づく。したがって、オペアンプ45をエラーアンプとしてフィードバック制御を行うことにより、制御回路40は、定電流制御を行うことができる。 After that, the control circuit 40 performs constant current control as step ST5. That is, in the control circuit 40, the lighting control circuit 42 sets the switching frequency of the switching element Q31 according to the voltage signal of the operational amplifier 45 so that the load current input to the OP- terminal becomes the target constant current input to the OP + terminal. And the duty ratio. By repeating this adjustment, the load current approaches the target constant current. Therefore, the control circuit 40 can perform constant current control by performing feedback control using the operational amplifier 45 as an error amplifier.

次に、定電流制御が行われている中で、制御回路40が異常を検出したときの動作シーケンスについて、図4の流れ図を用いて説明する。
先ず、定電流制御が行われている中で、制御回路40は、ステップST11として異常の有無を判定する。すなわち起動回路48からの起動信号により起動した監視回路46は、オペアンプ45から出力される電圧信号から負荷電流が正常であるか否かを監視する。そして、例えば負荷電流が予め設定された上限の閾値または下限の閾値を超えると、監視回路46は異常有と判定する。したがって、監視回路46が負荷電流を監視することで、制御回路40は、異常の有無を判定できる。異常無しの場合(ステップST11でNO)、制御回路40は、異常有無の判定を継続する。
Next, the operation sequence when the control circuit 40 detects an abnormality while the constant current control is being performed will be described with reference to the flow chart of FIG.
First, while the constant current control is being performed, the control circuit 40 determines the presence or absence of an abnormality in step ST11. That is, the monitoring circuit 46 activated by the activation signal from the activation circuit 48 monitors whether or not the load current is normal from the voltage signal output from the operational amplifier 45. Then, for example, when the load current exceeds the preset upper limit threshold value or the lower limit threshold value, the monitoring circuit 46 determines that there is an abnormality. Therefore, the control circuit 40 can determine the presence or absence of an abnormality by monitoring the load current by the monitoring circuit 46. If there is no abnormality (NO in step ST11), the control circuit 40 continues to determine whether or not there is an abnormality.

異常有の場合(ステップST11でYES)、制御回路40は、ステップST12として保護回路43を動作させる。すなわち制御回路40では、監視回路46が異常有と判定すると、この監視回路46が保護回路43にも異常信号を出力する。異常信号を受信すると、保護回路43は、VDC端子と電源回路44との接続を遮断する。また保護回路43は、PFC制御回路41及び点灯制御回路42の動作を停止させる。すなわち、スイッチング素子Q21及びQ31のスイッチングを停止させる。したがって、監視回路46が保護回路43に異常信号を出力することで、制御回路40は、保護回路43を動作させることができる。 If there is an abnormality (YES in step ST11), the control circuit 40 operates the protection circuit 43 as step ST12. That is, in the control circuit 40, when the monitoring circuit 46 determines that there is an abnormality, the monitoring circuit 46 also outputs an abnormality signal to the protection circuit 43. Upon receiving the abnormal signal, the protection circuit 43 cuts off the connection between the VDC terminal and the power supply circuit 44. Further, the protection circuit 43 stops the operation of the PFC control circuit 41 and the lighting control circuit 42. That is, the switching of the switching elements Q21 and Q31 is stopped. Therefore, when the monitoring circuit 46 outputs an abnormal signal to the protection circuit 43, the control circuit 40 can operate the protection circuit 43.

制御回路40は、ステップST13として起動回路48をオンする。すなわち制御回路40では、監視回路46が異常有と判定すると、この監視回路46が起動回路48にも異常信号を出力する。この異常信号により、点灯制御回路42の動作停止後、すなわちスイッチング素子Q31のスイッチング停止後、起動回路48のスイッチング素子Q48が導通する。したがって、監視回路46が起動回路48に異常信号を出力することで、制御回路40は、起動回路48をオン、すなわち短絡回路(スイッチング素子Q48)を動作させることができる。なお、起動回路48がスイッチング素子Q48を導通させる時点で、VDC端子と電源回路44との接続を遮断しており、VCC供給が無くなっているため、監視回路46は動作を停止している。ただし、図示していないが、起動回路48には監視回路46の信号を保持する機能があるので、監視回路46が動作を停止していても起動回路48はスイッチング素子Q48をオン・オフ制御できる。 The control circuit 40 turns on the start circuit 48 as step ST13. That is, in the control circuit 40, when the monitoring circuit 46 determines that there is an abnormality, the monitoring circuit 46 also outputs an abnormality signal to the activation circuit 48. Due to this abnormal signal, the switching element Q48 of the start circuit 48 becomes conductive after the operation of the lighting control circuit 42 is stopped, that is, after the switching of the switching element Q31 is stopped. Therefore, when the monitoring circuit 46 outputs an abnormal signal to the start circuit 48, the control circuit 40 can turn on the start circuit 48, that is, operate the short circuit (switching element Q48). At the time when the start circuit 48 conducts the switching element Q48, the connection between the VDC terminal and the power supply circuit 44 is cut off, and the VCS supply is cut off, so that the monitoring circuit 46 has stopped operating. However, although not shown, since the starting circuit 48 has a function of holding the signal of the monitoring circuit 46, the starting circuit 48 can control the switching element Q48 on / off even if the monitoring circuit 46 is stopped. ..

さて、起動回路48のスイッチング素子Q48が導通すると、前述したように制御回路40のDIS端子の電位がグランド電位となり、降圧チョッパ回路30のインダクタL31とコンデンサC31との接続点の電位がグランド電位まで引き込まれる。 When the switching element Q48 of the start circuit 48 conducts, the potential of the DIS terminal of the control circuit 40 becomes the ground potential as described above, and the potential of the connection point between the inductor L31 and the capacitor C31 of the step-down chopper circuit 30 reaches the ground potential. Be drawn in.

例えば定電流制御が行われているときに光源ユニット1が電源装置2から取り外されると、電源装置2の出力端子がオープンとなり、保護回路43が点灯制御回路42の動作を停止させるまで、出力電圧が上昇し、それに伴いコンデンサC31の電圧も上昇する。そしてこの電圧は、コンデンサC31の電荷が抜けきるまでの間、減衰特性に従い時間をかけて低下する。ここで、電圧が下がっているときに光源ユニット1が再度装着されると、光源ユニット1側に突入電流が流れて発光ダイオードD11が故障するおそれがある。 For example, if the light source unit 1 is removed from the power supply device 2 while constant current control is being performed, the output voltage of the power supply device 2 is opened until the protection circuit 43 stops the operation of the lighting control circuit 42. As the voltage rises, the voltage of the capacitor C31 also rises accordingly. Then, this voltage decreases over time according to the attenuation characteristics until the electric charge of the capacitor C31 is completely removed. Here, if the light source unit 1 is reattached while the voltage is low, an inrush current may flow to the light source unit 1 side and the light emitting diode D11 may fail.

本実施形態では、監視回路46が異常有と判定すると、起動回路48の作用により、降圧チョッパ回路30のインダクタL31とコンデンサC31との接続点をグランドに短絡する。このため、コンデンサC31にチャージされていた電荷は瞬間的にゼロとなるので、光源ユニット1が再度装着されても光源ユニット1側に突入電流が流れることはない。したがって、光源ユニット1の発光ダイオードD11が突入電流によって故障するおそれはない。 In the present embodiment, when the monitoring circuit 46 determines that there is an abnormality, the connection point between the inductor L31 and the capacitor C31 of the step-down chopper circuit 30 is short-circuited to the ground by the action of the start circuit 48. Therefore, since the electric charge charged in the capacitor C31 becomes zero momentarily, the inrush current does not flow to the light source unit 1 side even if the light source unit 1 is reattached. Therefore, there is no possibility that the light emitting diode D11 of the light source unit 1 will fail due to the inrush current.

ところで、起動回路48に含まれるスイッチング素子Q48は、監視回路46からの異常信号により導通した場合、コンデンサC31にチャージされている電荷を引き抜くため、コンデンサC31がフル充電されているときの電荷を引き抜くのに耐えられる能力(耐電流特性)を持った素子が必要となる。逆を言えば、コンデンサC31の容量に合わせてスイッチング素子Q48の能力を決定し、起動回路48に組み込むことで、高能力(高価格)のスイッチング素子を使用する無駄を省くことができる。 By the way, when the switching element Q48 included in the start-up circuit 48 conducts by an abnormal signal from the monitoring circuit 46, it draws out the electric charge charged in the capacitor C31, so that it draws out the electric charge when the capacitor C31 is fully charged. An element that has the ability to withstand the above (current resistance characteristics) is required. Conversely, by determining the capacity of the switching element Q48 according to the capacitance of the capacitor C31 and incorporating it into the start circuit 48, it is possible to eliminate the waste of using a high-capacity (high-priced) switching element.

その一方で、給電対象である光源ユニット1の性能等によっては、コンデンサC31の容量を現状よりも大きくしなければならない場合がある。例えば発光ダイオードを流れる電流の平滑度を現状よりも高めてフラットな波形とする光源ユニット1を制御対象とした場合、コンデンサC31の容量を大きくする必要がある。そして、コンデンサC31の容量を大きくした場合には、スイッチング素子Q48も耐電流特性が大きい高能力のものに変更する必要がある。しかし、スイッチング素子Q48はIC化された制御回路40に組み込まれているため、変更するとなると制御回路40そのものを作り直さなければならなくなる。 On the other hand, depending on the performance of the light source unit 1 to be fed, the capacity of the capacitor C31 may have to be larger than the current state. For example, when the light source unit 1 having a flat waveform by increasing the smoothness of the current flowing through the light emitting diode is targeted for control, it is necessary to increase the capacitance of the capacitor C31. When the capacitance of the capacitor C31 is increased, it is necessary to change the switching element Q48 to a high-capacity one having a large withstand current characteristic. However, since the switching element Q48 is incorporated in the control circuit 40 which is made into an IC, if it is changed, the control circuit 40 itself must be remade.

この点に関して本実施形態の電源装置2は、スイッチング素子Q48のゲート端子と制御回路40の外部端子であるDISin端子とを短絡している。したがって、制御回路40に対してコンデンサC31の容量に適合した能力のスイッチング素子を外付けし、このスイッチング素子のゲート端子をDISin端子と接続する。また、このスイッチング素子のドレイン端子をDIS端子に接続し、ソース端子をグランドに接続する。こうすることにより、現状の制御回路40を変更することなく、能力の高いスイッチング素子を短絡用のスイッチング素子として使用することができる。 In this regard, the power supply device 2 of the present embodiment short-circuits the gate terminal of the switching element Q48 and the DISin terminal which is an external terminal of the control circuit 40. Therefore, a switching element having a capacity suitable for the capacitance of the capacitor C31 is externally attached to the control circuit 40, and the gate terminal of this switching element is connected to the DISin terminal. Further, the drain terminal of this switching element is connected to the DIS terminal, and the source terminal is connected to the ground. By doing so, a switching element having high capacity can be used as a switching element for short circuit without changing the current control circuit 40.

以上詳述したように、一実施形態の電源装置2は、降圧チョッパ回路30と、短絡回路(スイッチング素子Q48)と、制御回路40と、監視回路46とを含んでいる。そして短絡回路は、降圧チョッパ回路30のコンデンサC31と並列に接続され、動作時に降圧チョッパ回路30のインダクタL31とコンデンサC31との接続点の電位をグランドの電位に引き込むように構成している。一方、制御回路40は、降圧チョッパ回路30のスイッチング素子Q31のスイッチング制御を開始する前に、短絡回路を動作させるように構成している。また監視回路46は、降圧チョッパ回路30から光源ユニット1(負荷)へと供給される出力電圧をABN端子の電位から監視し、過電圧等の出力電圧の異常を検知すると、上記短絡回路を動作させるように構成している。 As described in detail above, the power supply device 2 of one embodiment includes a step-down chopper circuit 30, a short-circuit circuit (switching element Q48), a control circuit 40, and a monitoring circuit 46. The short-circuit circuit is connected in parallel with the capacitor C31 of the step-down chopper circuit 30 and is configured to draw the potential of the connection point between the inductor L31 of the step-down chopper circuit 30 and the capacitor C31 into the ground potential during operation. On the other hand, the control circuit 40 is configured to operate the short-circuit circuit before starting the switching control of the switching element Q31 of the step-down chopper circuit 30. Further, the monitoring circuit 46 monitors the output voltage supplied from the step-down chopper circuit 30 to the light source unit 1 (load) from the potential of the ABN terminal, and operates the short-circuit circuit when an abnormality in the output voltage such as an overvoltage is detected. It is configured as follows.

したがって、電源装置2によれば、スイッチング素子Q31のスイッチング制御を開始する前に降圧チョッパ回路30のインダクタL31とコンデンサC31との接続点の電位がグランドの電位に引き込まれるので、降圧チョッパ回路30を安定に始動することができる。また、光源ユニット11へと出力される電圧が過電圧になる等の異常が生じた場合においても、降圧チョッパ回路30のインダクタL31とコンデンサC31との接続点の電位がグランドの電位に引き込まれる。したがって、コンデンサ31が直ぐに放電されて残容量が小さくなるので、例えば一旦取り外された光源ユニット1を再度装着しても、その光源ユニット1に突入電流が流れ込む危険性はない。
このように、電源装置2によれば、降圧チョッパ回路30の安定な始動と過電圧に対する保護機能とを、1つの短絡回路を兼用して実現することができる。したがって、回路構成部品を節約できるので、小型化、低コスト化に支障を来すことなく、信頼性の高い電源装置2を提供することができる。
その上、電源装置2は、短絡回路をスイッチング素子Q48で構成している。したがって、制御回路40の判定回路47及び監視回路46は、スイッチング素子Q48を導通させるためのゲート信号を出力するだけで短絡回路を動作できるので、この点からも回路構成部品の節約を図ることができる。
Therefore, according to the power supply device 2, the potential at the connection point between the inductor L31 and the capacitor C31 of the step-down chopper circuit 30 is drawn into the ground potential before the switching control of the switching element Q31 is started, so that the step-down chopper circuit 30 is used. It can be started stably. Further, even when an abnormality such as an overvoltage of the voltage output to the light source unit 11 occurs, the potential of the connection point between the inductor L31 and the capacitor C31 of the step-down chopper circuit 30 is drawn into the ground potential. Therefore, since the capacitor 31 is immediately discharged and the remaining capacity is reduced, there is no danger that an inrush current will flow into the light source unit 1 even if the light source unit 1 once removed is reattached.
As described above, according to the power supply device 2, stable starting of the step-down chopper circuit 30 and a protection function against overvoltage can be realized by using one short-circuit circuit in combination. Therefore, since circuit components can be saved, it is possible to provide a highly reliable power supply device 2 without hindering miniaturization and cost reduction.
Moreover, in the power supply device 2, the short circuit is composed of the switching element Q48. Therefore, the determination circuit 47 and the monitoring circuit 46 of the control circuit 40 can operate the short-circuit circuit only by outputting the gate signal for conducting the switching element Q48, so that the circuit components can be saved from this point as well. it can.

また、電源装置2は、監視回路46で異常が検知されると、力率改善回路20及び降圧チョッパ回路30の各スイッチング素子Q21,Q31のスイッチングを停止させる保護回路43を備えている。したがって、出力電圧の異常が検知されると、力率改善回路20及び降圧チョッパ回路30で行われていた電力変換作用が停止されるので、電源装置2の安全性をさらに高めることができる。 Further, the power supply device 2 includes a protection circuit 43 that stops switching of the switching elements Q21 and Q31 of the power factor improving circuit 20 and the step-down chopper circuit 30 when an abnormality is detected in the monitoring circuit 46. Therefore, when an abnormality in the output voltage is detected, the power conversion action performed in the power factor improving circuit 20 and the step-down chopper circuit 30 is stopped, so that the safety of the power supply device 2 can be further enhanced.

また電源装置2において、制御回路40は、集積回路によって構成され、該集積回路は、短絡回路のスイッチング素子Q48を導通させるための信号を出力するための外部端子、すなわちDISin端子を備えている。したがって、電源装置2によれば、例えば降圧チョッパ回路30のコンデンサC31の容量を大きくしなければならない設計変更があっても、コンデンサC31の容量に適したスイッチング素子をスイッチング素子Q48と同等の機能を有するように制御回路40に外付けすることができる。その結果、設計変更に伴うコストの節約、設計期間の短縮などの優れた効果を奏することができる。 Further, in the power supply device 2, the control circuit 40 is composed of an integrated circuit, and the integrated circuit includes an external terminal for outputting a signal for conducting the switching element Q48 of the short-circuit circuit, that is, a DISin terminal. Therefore, according to the power supply device 2, for example, even if there is a design change in which the capacitance of the capacitor C31 of the step-down chopper circuit 30 must be increased, a switching element suitable for the capacitance of the capacitor C31 has the same function as the switching element Q48. It can be externally attached to the control circuit 40 so as to have it. As a result, excellent effects such as cost saving due to design change and shortening of design period can be achieved.

一方、上述した電源装置2の給電端子T31,T32,T33に光源ユニット1を接続してなる照明装置100は、電源装置2の小型化、低コスト化に支障を来すことなく、過電圧に対する保護機能を発揮しつつ、電源装置2の降圧チョッパ回路30を安定に始動することができる。したがって、照明装置100の信頼性を高めることができる。 On the other hand, the lighting device 100 formed by connecting the light source unit 1 to the power supply terminals T31, T32, and T33 of the power supply device 2 described above does not hinder the miniaturization and cost reduction of the power supply device 2 and protects against overvoltage. The step-down chopper circuit 30 of the power supply device 2 can be started stably while exhibiting the function. Therefore, the reliability of the lighting device 100 can be improved.

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof.

例えば前記実施形態では、短絡回路としてのスイッチング素子Q48を電界効果トランジスタで構成したが、電界効果トランジスタ以外のスイッチング素子を適用してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the switching element Q48 as a short-circuit circuit is composed of a field-effect transistor, but a switching element other than the field-effect transistor may be applied.

また前記実施形態では、短絡回路を含む起動回路48を制御回路40内に設けたが、この短絡回路を含む起動回路48を制御回路40の外部に設けてもよい。あるいは、短絡回路を制御回路40の外部に設け、短絡回路以外の起動回路48を制御回路40の内部に設けてもよい。 Further, in the above embodiment, the start circuit 48 including the short circuit is provided in the control circuit 40, but the start circuit 48 including the short circuit may be provided outside the control circuit 40. Alternatively, a short-circuit circuit may be provided outside the control circuit 40, and a start-up circuit 48 other than the short-circuit circuit may be provided inside the control circuit 40.

また前記実施形態では、負荷を光源ユニット1としたが、光源ユニット1以外の負荷に直流電力を供給する電源装置2であってもよい。
また、前記実施形態では、電源装置2に対して負荷(光源ユニット1)を着脱自在としたが、電源装置2に負荷が固定的に装着されていてもよい。この場合、図1の装着検出回路50は省略可能である。そして省略した場合、判定回路47の代わりに、制御回路40が、スイッチング素子Q31のスイッチング制御を開始する前に短絡回路を動作させることとなる。
Further, in the above embodiment, the load is the light source unit 1, but the power supply device 2 may be used to supply DC power to a load other than the light source unit 1.
Further, in the above embodiment, the load (light source unit 1) is detachable from the power supply device 2, but the load may be fixedly attached to the power supply device 2. In this case, the mounting detection circuit 50 of FIG. 1 can be omitted. If omitted, the control circuit 40, instead of the determination circuit 47, operates the short-circuit circuit before starting the switching control of the switching element Q31.

この他、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合わせてもよい。 In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In addition, components from different embodiments may be combined.

1…光源ユニット、2…電源装置、10…整流回路、20…力率改善回路、30…降圧チョッパ回路、40…制御回路、41…PFC制御回路、42…点灯制御回路、43…保護回路、44…電源回路、45…オペアンプ、46…監視回路、47…判定回路、48…起動回路、50…装着検出回路。 1 ... light source unit, 2 ... power supply, 10 ... rectifier circuit, 20 ... power factor improvement circuit, 30 ... step-down chopper circuit, 40 ... control circuit, 41 ... PFC control circuit, 42 ... lighting control circuit, 43 ... protection circuit, 44 ... power supply circuit, 45 ... operational amplifier, 46 ... monitoring circuit, 47 ... judgment circuit, 48 ... start circuit, 50 ... mounting detection circuit.

Claims (4)

スイッチング素子の出力端子とグランドとの間にインダクタとコンデンサとの直列回路を接続し、前記コンデンサの両端を負荷への給電端子として、前記スイッチング素子のスイッチングにより入力電圧を前記負荷に応じた出力電圧に変換し、前記給電端子に接続された前記負荷へと供給する降圧チョッパ回路と;
前記コンデンサと並列に接続され、動作時に前記インダクタと前記コンデンサとの接続点の電位を前記グランドの電位に引き込む短絡回路と;
前記スイッチング素子のスイッチング制御を開始する前に前記短絡回路を動作させる制御回路と;
前記出力電圧を監視し、前記出力電圧の異常を検知すると前記短絡回路を動作させる監視回路と;
前記監視回路で異常が検知されると前記スイッチング素子のスイッチングを停止させる保護回路;を具備し、
前記スイッチング素子の前記スイッチングが停止した後に、前記短絡回路を駆動させて、前記接続点の電位を前記グランドの電位に引き込むことを特徴とする、電源装置。
A series circuit of an inductor and a capacitor is connected between the output terminal of the switching element and the ground, and both ends of the capacitor are used as power supply terminals for the load, and the input voltage is set according to the load by switching the switching element. With a step-down chopper circuit that converts to and supplies to the load connected to the power supply terminal;
A short-circuit circuit that is connected in parallel with the capacitor and draws the potential of the connection point between the inductor and the capacitor into the potential of the ground during operation;
With a control circuit that operates the short-circuit circuit before starting switching control of the switching element;
With a monitoring circuit that monitors the output voltage and operates the short-circuit circuit when an abnormality in the output voltage is detected;
A protection circuit that stops switching of the switching element when an abnormality is detected in the monitoring circuit;
A power supply device, characterized in that, after the switching of the switching element is stopped, the short-circuit circuit is driven to draw the potential of the connection point to the potential of the ground .
前記短絡回路は、導通時に前記インダクタと前記コンデンサとの接続点を前記グランドに接続するスイッチング素子、を含み;
前記制御回路及び前記監視回路は、前記短絡回路のスイッチング素子を導通させるための信号を前記短絡回路に出力することで前記短絡回路を動作させる;
請求項記載の電源装置。
The short circuit includes a switching element that connects the connection point between the inductor and the capacitor to the ground when conducting;
The control circuit and the monitoring circuit operate the short-circuit circuit by outputting a signal for conducting the switching element of the short-circuit circuit to the short-circuit circuit;
The power supply device according to claim 1 .
前記制御回路は、集積回路によって構成され;
前記集積回路は、前記短絡回路のスイッチング素子を導通させるための信号を出力するための外部端子を備える;
請求項記載の電源装置。
The control circuit is composed of integrated circuits;
The integrated circuit includes an external terminal for outputting a signal for conducting the switching element of the short-circuit circuit;
The power supply device according to claim 2 .
請求項1乃至請求項のうちいずれか1項に記載の電源装置と;
この電源装置の給電端子に接続されて点灯制御される発光負荷と;
を具備する照明装置。
With the power supply device according to any one of claims 1 to 3 .
With a light emitting load that is connected to the power supply terminal of this power supply and controlled to light up;
Lighting device equipped with.
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