JP7165552B2

JP7165552B2 - Ｌｅｄ電源装置

Info

Publication number: JP7165552B2
Application number: JP2018186739A
Authority: JP
Inventors: 稔松本; 賢仁司城
Original assignee: Eye Lighting Systems Corp
Current assignee: Eye Lighting Systems Corp
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2022-11-04
Anticipated expiration: 2038-10-01
Also published as: JP2020058128A

Description

本発明は、ＬＥＤ素子への電力供給に利用するフライバック方式のＬＥＤ電源装置における高電力化および効率改善の技術に関する。

近年、各企業ではＬＥＤ素子に関する研究開発が積極的に取り組まれており、光学性能の向上や高寿命化などを背景として従来の光源からＬＥＤランプへの置き換えが急速に進んでいる。特に昨今ではＬＥＤランプの電源として、回路効率を上げるためにスイッチング方式による定電流型のＬＥＤ電源装置が採用されており、その中でも部品点数が少なく、且つ高効率化を実現できるフライバック方式のスイッチング電源が多く採用されるようになってきている。

フライバック方式のスイッチング電源装置では、スイッチング回路に含まれるスイッチング素子のオンオフ動作により電力を調整してＬＥＤランプへ電源供給を行っているが、このスイッチング素子をオフした時に逆起電力による高電圧が発生する。この高電圧により装置内部の回路に含まれる半導体素子等が破損してしまう恐れがあるため、各構成部品の選定においてはある程度の耐圧を考慮しなければならない。すなわち、ＬＥＤランプの点灯にフライバック方式のスイッチング電源を利用する場合には、逆起電力に対応するため電源装置における定格出力のスペック以上の耐圧を有する構成部品を選定しなければならない問題があった。

また、昨今では各分野へのＬＥＤランプの普及に伴い、該ＬＥＤランプの高電力化（高ワット化）も急速に進んでいる。この高電力化に対応したＬＥＤ電源装置（フライバック方式のスイッチング電源装置）を開発するには、上述のとおり、より一層高耐圧の構成部品を選定する必要がある。

そこで、例えば特許文献１ではフライバック方式のスイッチング電源装置において一次側に抵抗器とコンデンサとダイオードを含むスナバー回路を設け、該スナバー回路によってスイッチ遮断時に発生する逆起電力を消費することで構成部品の耐圧等に関する問題に対応している。

特許第６１５５５８６号公報

しかしながら、ＬＥＤ電源装置にスナバー回路を設けることで構成部品の耐圧等に関する問題は解決できるが、スナバー回路に含まれる抵抗器により消費する電力損失の影響でＬＥＤ電源装置そのものの回路効率が悪くなってしまい、特にＬＥＤ電源装置を高電力化しようとすると抵抗器で消費する電力損失がさらに増加してしまい、より一層回路効率が悪くなってしまう。

一方で、スナバー回路による電力消費を抑えるとＬＥＤ電源装置には高耐圧部品を選定しなければならず、このような高耐圧部品は入手困難であるとともに、コストアップおよびＬＥＤ電源装置の大型化にもつながる恐れがある。場合によっては、逆起電力により構成部品の劣化が早くなり、寿命が短くなる恐れもある。

本発明は上記従来技術の課題に鑑みて行われたものであって、その目的は、フライバック方式のＬＥＤ電源装置において大電力化に伴うスナバー回路での電力損失を抑制し、従来よりも回路効率の良い大電力化に対応したＬＥＤ電源装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明にかかるＬＥＤ電源装置は、
平滑コンデンサを有する整流回路と、該整流回路よりも出力側に位置し前記平滑コンデンサと接続されたスイッチング回路と、該スイッチング回路よりも出力側に位置するフライバックトランスと、該フライバックトランスの二次側に位置する出力コンデンサと、を含み、外部電源からの交流電力を直流電力に変換してＬＥＤランプへ電力を供給するＬＥＤ電源装置であって、
前記スイッチング回路は、
前記平滑コンデンサのハイサイド側と前記フライバックトランスのハイサイド側との間に設けられるハイサイドスイッチと、
前記平滑コンデンサのローサイド側と前記フライバックトランスのローサイド側との間に設けられるローサイドスイッチと、
前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチをオンオフ動作させる制御回路と、
前記フライバックトランスによる逆起電力が進む方向を定める第１回生ダイオードおよび第２回生ダイオードと、を有し、
前記第１回生ダイオードは、カソード側が前記平滑コンデンサのハイサイド側に接続されるとともにアノード側が前記フライバックトランスのローサイド側に接続され、
前記第２回生ダイオードは、カソード側が前記フライバックトランスのハイサイド側に接続されるとともにアノード側が前記平滑コンデンサのローサイド側と接続され、
前記制御回路は、前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチを同時にオンオフ動作することで前記フライバックトランスによる逆起電力を回生電力として前記平滑コンデンサに供給させて、
さらに前記スイッチング回路は、
当該ＬＥＤ電源装置の起動時に前記制御回路へ電力を供給する起動回路と、
前記起動回路の出力側と前記フライバックトランスのハイサイド側との間に設けられる充電コンデンサと、
前記第２回生ダイオードに対して並列接続されて、当該ＬＥＤ電源装置の起動時に前記制御回路からの信号でオンする起動スイッチと、を備え、
前記充電コンデンサは、前記起動スイッチのオンによって充電されて、前記ハイサイドスイッチをオンオフ制御するための電力を確保するとともに、前記起動スイッチがオフした後に、前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチのオンオフ動作により充電されるものであることを特徴とする。

また、本発明にかかるＬＥＤ電源装置は、
前記制御回路は、前記起動スイッチがオフしてから５ｍｓないし５０ｍｓ後に前記ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチをオンするディレイタイマーを有することを特徴とする。

本発明によれば、ＬＥＤ電源装置にハイサイドスイッチとローサイドスイッチを設けるとともに所定位置に第１回生ダイオードおよび第２回生ダイオードを接続することで、フライバックトランスによる逆起電力を回生電力として平滑コンデンサに供給できるので、スナバー回路を必要とせず、且つ、従来よりも回路効率の良いＬＥＤ電源装置を提供できる効果を奏する。
また、起動回路の出力側とフライバックトランスのハイサイド側との間に充電コンデンサを設け、第２回生ダイオードに対して起動スイッチを並列接続する。起動スイッチが制御回路からの信号によって起動時にオンすることで、充電コンデンサが充電されて、起動時におけるハイサイドスイッチをオンオフ制御するための電力を確保することができる。また、ＬＥＤ電源装置の起動時にのみ起動スイッチをオンにする、つまり、起動時にのみ起動用の回路を有効にさせることで、起動後のハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチのオンオフ動作に影響を及ぼすことはない。

本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ電源装置の概略構成図を示す。一般的なフライバック方式のＬＥＤ電源装置の概略構成図を示す。本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ電源装置の概略構成図を示す。本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ電源装置と同構成であってスナバー回路を備えたＬＥＤ電源装置の概略図を示す。

以下、本発明のＬＥＤ電源装置について図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を超えない限り何ら以下の例に限定されるものではない。なお、本明細書におけるＬＥＤ電源装置とは、ＬＥＤランプへ安定した電力供給を行うためのスイッチング電源装置のことである。
＜第１実施形態＞

図１に本発明の実施形態に係るＬＥＤ電源装置の概略構成図を示す。同図に示すＬＥＤ電源装置１０は、商用電源１２からの交流電圧を整流する整流回路１４と、該整流回路１４によって整流された電圧を高速スイッチング動作（オンオフ動作）によって高周波の矩形波電圧を生成するためのスイッチング回路１６と、高周波の矩形波電圧の波高値（電圧値または電流値）を適正値にするフライバックトランスＴと、ダイオードＤ３を介して前記適正値に調整された矩形波電圧を直流電圧に変換しＬＥＤランプ１８へ直流電力を供給する出力コンデンサＣ２と、を備えている。

整流回路１４は、ダイオード・ブリッジＤＢと平滑コンデンサＣ１を含んで構成されている。商用電源１２により交流の商用電圧（ＡＣ１００ＶやＡＣ２００Ｖなど）を整流回路１４に印加すると、商用電圧はダイオード・ブリッジＤＢに到達する。ダイオード・ブリッジＤＢは、ダイオード素子を含んで構成されているが、同じ機能を果たせれば他の半導体素子や他のどのような素子で構成しても良い。ダイオード・ブリッジＤＢによって全波整流された電圧（脈流電圧とも呼ぶ）は、平滑コンデンサＣ１によって大まかな直流電圧に平滑される。そして、平滑された電圧はスイッチング回路１６へと到達する。

スイッチング回路１６は、ハイサイド側にはハイサイドスイッチＳ１が設けれ、ローサイド側にローサイドスイッチＳ２が設けられており、該ハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２は制御回路２０によってオンオフ動作される。なお、図１では本発明の特徴を分かりやすく説明するために制御回路２０への電源供給、およびＳ１、Ｓ２を高速スイッチング動作させるための駆動回路は図示を省略している。

本実施形態におけるハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２には例えばＦＥＴやトランジスタ等を利用することができるが、オンオフ動作出来れば他の半導体素子でも構わない。そして、制御回路２０からの指令に応じてハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２のオンオフ動作により、高周波の矩形波電圧がフライバックトランスＴの一次側へ到達する。

その後、スイッチング回路１６のオンオフ動作によってフライバックトランスＴの二次側へと進んだ高周波の矩形波電圧は、ダイオードＤ３を介して出力コンデンサＣ２へと到達する。高周波の矩形波電圧は、ダイオードＤ３および出力コンデンサＣ２によってきれいな直流電力へと平滑され、該直流電圧はＬＥＤランプ１８へと供給される。

ここで、フライバック方式のＬＥＤ電源装置の動作について簡単に説明する。図２には一般的なフライバック方式のＬＥＤ電源装置の概略構成図を示す。図１と同じ構成部品については、同じ記号（および符号）で示している。図２に示すとおりＬＥＤ電源装置１０が備えるスイッチング回路１６は、ローサイドスイッチＳ２、制御回路２０、およびスナバー回路２２を含んで構成されている。

スイッチング回路１６が備えるローサイドスイッチＳ２のオン時には、平滑コンデンサＣ１のハイサイド側から、フライバックトランスＴの一次側（一次巻線）、ローサイドスイッチＳ２、平滑コンデンサＣ１のローサイド側までの導通ループが形成され、該平滑コンデンサＣ１に蓄積された電力が印加されることによりフライバックトランスＴの一次側に磁界エネルギーが蓄積される。

一方、ローサイドスイッチＳ２のオフ時には上記の導通ループが切れて、フライバックトランスＴの二次側（二次巻線）から磁界エネルギーが放出する。この磁界エネルギーの放出に伴う電流が、ダイオードＤ３、出力コンデンサＣ２の順に流れ、フライバックトランスＴの二次側に戻る。このような動作によってフライバックトランスＴの二次側に所望の出力電流（および出力電流に対応した出力電圧）が発生する。

また、図２ではフライバックトランスＴの一次側と並列に、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ３とダイオードＤ４を有するスナバー回路２２が接続されている。このスナバー回路２２はフライバックトランスＴの一次側で発生する逆起電力を吸収するために接続されている。すなわち、図２におけるＬＥＤ電源装置１０では、フライバックトランスＴの一次側で発生する逆起電力がスナバー回路２２（主に抵抗器Ｒ１）によって電力消費されて例えばローサイドスイッチＳ２などの他の構成部品が保護されている。

そして、上述のとおりＬＥＤ電源装置１０を高電力化しようとすると、図２に示すような構成ではスナバー回路２２で消費する電力損失が通常よりも増加してしまい、ＬＥＤ電源装置１０の回路効率が著しく低下してしまう。

そこで、本実施形態ではＬＥＤ電源装置１０が備えるスイッチング回路１６の回路構成を工夫することで、スナバー回路２２を必要とせず、且つ、回路効率の良いＬＥＤ電源装置１０を実現している。以下、本発明の特徴的なスイッチング回路１６の構成について詳しく説明する。

図１に示すようにスイッチング回路１６は、ハイサイドスイッチＳ１とローサイドスイッチＳ２と、該ハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２をオンオフ動作させる制御回路２０と、第１回生ダイオードＤ１および第２回生ダイオードＤ２と、で構成されている。

また、第１回生ダイオードＤ１はカソード側が前記平滑コンデンサＣ１のハイサイド側に接続されるとともにアノード側がフライバックトランスＴのローサイド側に接続されており、第２回生ダイオードＤ２はカソード側が前記フライバックトランスＴのハイサイド側に接続されるとともにアノード側が前記平滑コンデンサＣ１のローサイド側と接続されている。この第１回生ダイオードＤ１および第２回生ダイオードＤ２は、フライバックトランスＴによる逆起電力が進む方向を定めるために設けられている。

まず、制御回路２０からの制御信号によってハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２が同時にオンする。この時、平滑コンデンサＣ１のハイサイド側から平滑された電流（平滑電流と呼ぶ）がハイサイドスイッチＳ１を介してフライバックトランスＴの一次側のハイサイド側に流れる。そして平滑電流は、フライバックトランスＴの一次側のローサイド側からローサイドスイッチＳ２をとおり、平滑コンデンサＣ１のローサイド側へと戻る。すなわち、ハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２がオンした状態では、上記説明のとおりフライバックトランスの一次巻線に磁界エネルギーが蓄積される。

次に、制御回路２０からの制御信号によってハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２が同時にオフする。この時、フライバックトランスＴに蓄積された磁界エネルギーによる逆起電力がフライバックトランスＴの一次側のローサイド側から第１回生ダイオードＤ１をとおり、平滑コンデンサＣ１のハイサイド側（＋側）に入る。そして逆起電力による電流は、平滑コンデンサＣ１のローサイド側（－側）から第２回生ダイオードＤ２をとおりフライバックトランスＴの一次側のハイサイド側へと戻る。

すなわち、ハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２がオフした状態では、フライバックトランスＴによる逆起電力を回生電力として平滑コンデンサＣ１へ戻すことが出来る。具体的には本実施形態に係るＬＥＤ電源装置１０においては、フライバックトランスＴで発生する逆起電力を平滑コンデンサＣ１へ戻すことで、その後にＬＥＤランプ１８に供給される電力の一部として、すなわち逆起電力を回生電力として利用できるのである。

このように、本実施形態ではＬＥＤ電源装置１０が備えるスイッチング回路１６にハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２を設けるとともに、所定位置に第１ダイオードＤ１および第２ダイオードＤ２を接続することで、フライバックトランスＴにより生じる逆起電力を回生電力として平滑コンデンサＣ１に供給することができる。その結果、図２のようなスナバー回路２２を必要とせず、且つ、従来よりも回路効率の良いＬＥＤ電源装置１０を提供することが出来る。
＜第２実施形態＞

次に本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ電源装置について図面を用いて説明する。図１に示したＬＥＤ電源装置１０（第１実施形態）と共通する構成については符号に１００を足して示している。

図３に本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ電源装置の概略構成図を示す。同図に示すＬＥＤ電源装置１１０は、基本的には第１実施形態のＬＥＤ電源装置１０と同じ構成であるが、スイッチング回路１１６にはさらに当該ＬＥＤ電源装置１１０を起動させるための起動回路、制御回路１２０等の電源として利用される補助電源回路１２４、制御回路１２０からの信号によりハイサイドスイッチＳ１を高速スイッチング動作させるための駆動回路１と、同じく制御回路１２０からの信号によりローサイドスイッチＳ２を高速スイッチング動作させるための駆動回路２と、制御回路１２０が位置するローサイド側からの信号をハイサイド側へと伝達するためのレベルシフト回路、および第２回生ダイオードＤ２と並列に起動スイッチＳ３が設けられている。

整流回路１１４は、ダイオード・ブリッジＤＢと平滑コンデンサＣ１を含んで構成されている。商用電源１１２により交流の商用電圧（ＡＣ１００ＶやＡＣ２００Ｖなど）を印加すると、商用電圧はダイオード・ブリッジＤＢに到達する。ダイオード・ブリッジＤＢによって全波整流された電圧（脈流電圧とも呼ぶ）は、平滑コンデンサＣ１によって大まかな直流電圧に平滑される。そして、平滑された電圧はスイッチング回路１１６へと到達する。

ここで、ＬＥＤ電源装置１１０の起動時においては、整流回路１１４からの電力がスイッチング回路１１６に到達してもハイサイド側では駆動回路１の電源が確保されておらず、すぐにはハイサイドスイッチＳ１をオンオフ動作することが出来ない。

そこで本実施形態ではダイオードＤ５、コンデンサＣ４、フライバックトランスＴの三次側（三次巻線）で構成された補助電源回路１２４および起動回路により制御回路１２０を起動させ、該制御回路１２０からの動作指令によって起動スイッチＳ３をオンにする。この動作により整流回路１１４（平滑コンデンサＣ１）からの電力は、起動回路をとおりダイオードＤ６を介して充電コンデンサＣ５を充電し、ハイサイド側の駆動回路１の電源を確保できるとともにレベルシフト回路を介してハイサイドスイッチＳ１をオンすることができる。そして制御回路１２０は、充電コンデンサＣ５の充電が完了した後に起動スイッチＳ３をオフにする。これは、起動後において充電コンデンサＣ５は逆起電力により、充電され続けるからである。

すなわち、起動後において充電コンデンサＣ５は、逆起電力の発生時に第２回生ダイオードＤ２のカソード側が、コンデンサＣ４のローサイド側と同電位になることを利用して、補助電源回路１２４のＣ４（＋側）からダイオードＤ６へ電流が流れ、該コンデンサＣ５を充電し、第２回生ダイオードＤ２をとおりＣ４（－側）へと電流が流れる。第２回生ダイオードＤ２で流れる方向が逆方向であるが、これは順方向に流れている逆起電力による電流が多少減少することで実現するものである。

このように、本実施形態では第２回生ダイオードＤ２と並列に起動スイッチＳ３を設けることで、ＬＥＤ電源装置１１０の起動時にのみ起動用の回路を有効にさせることができ、その結果、その後のオンオフ動作に影響を及ぼすことはなく、安定した電力供給が可能となる。

さらに本実施形態では制御回路１２０にディレイタイマーを設け、前記起動スイッチＳ３をオフさせてから５ｍｓないし５０ｍｓ後に前記ハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２を同時にオンするようにしても良い。また、本実施形態においてディレイタイマーの設定時間は５ｓｍないし３０ｍｓとすることが好ましく、特に好ましくは設定時間を１０ｍｓないし２０ｍｓとすることが好適である。

例えば起動スイッチＳ３としてＦＥＴやトランジスタ等を利用した場合には、起動スイッチＳ３が完全にオフするまでには所定の遅延時間が生じる可能性が高い。すなわち、制御回路１２０にディレイタイマーを設ける構成とすることで起動スイッチＳ３がオフするまでに要する遅延時間の影響を受けずに、安定した電力供給が可能となる。

そしてＬＥＤ電源装置１１０の起動後は、第１実施形態と同様に制御回路１２０によってハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２が同時にオンオフ動作することで、フライバックトランスＴ、ダイオードＤ３、出力コンデンサＣ２を介してＬＥＤランプ１１８を点灯させる。

また制御回路１２０は、ＬＥＤランプ１１８に流れる電流により、フライバックトランスＴの二次側に位置する抵抗器Ｒ２に発生した検出電圧をフィードバック回路により帰還している。これにより所定の電流でＬＥＤランプ１１８が点灯できるようにハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２を同時にオンオフ動作させて周期（およびオン幅）を調整し、二次側の出力コンデンサＣ２に直流電力を充電する。そして、出力コンデンサＣ２に充電された直流電力はＬＥＤランプ１１８へと供給され、該ＬＥＤランプ１１８は所定の明るさで点灯することとなる。

本実施形態におけるＬＥＤ電源装置１１０は、上述した第１実施形態のＬＥＤ電源装置１０と同様に、フライバックトランスＴによる逆起電力を回生電力として利用することができる。ここでは、起動後の安定した状態における回生動作について説明する。図３に示すようにスイッチング回路１１６は、ハイサイドスイッチＳ１と、ローサイドスイッチＳ２と、起動スイッチＳ３と、駆動回路１と、駆動回路２と、レベルシフト回路と、起動回路と、補助電源回路１２４と、を備えている。

まず、制御回路１２０から駆動回路１（レベルシフト回路）および駆動回路２へオン信号が送られる。その後、ハイサイドスイッチＳ１はレベルシフト回路を介して駆動回路１からの信号によりオンするとともに、ローサイドスイッチＳ２は駆動回路２からの信号によりハイサイドスイッチＳ１と同時にオンする。ハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２が同時にオンすると、平滑コンデンサＣ１のハイサイド側から電流がハイサイドスイッチＳ１を介してフライバックトランスＴの一次側のハイサイド側に入る。

そして電流は、フライバックトランスＴの一次側のローサイド側からローサイドスイッチＳ２をとおり、平滑コンデンサＣ１のローサイド側へと戻る。すなわち、ハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２がオンの状態では、上述のとおりフライバックトランスの一次側（一次巻線）に磁界エネルギーが蓄積される。

次に、制御回路１２０から駆動回路１および駆動回路２へオフ信号が送られる。その後、ハイサイドスイッチＳ１はレベルシフト回路を介して駆動回路１からの信号によりオフするとともに、ローサイドスイッチＳ２は駆動回路２からの信号によりハイサイドスイッチＳ１と同時にオフする。

ハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２が同時にオフすると、フライバックトランスＴに蓄積された磁界エネルギーによる逆起電力がフライバックトランスＴの一次側のローサイド側から第１回生ダイオードＤ１をとおり、平滑コンデンサＣ１のハイサイド側（＋側）に入る。そして電流は、平滑コンデンサＣ１のローサイド側（－側）から第２回生ダイオードＤ２をとおりフライバックトランスＴの一次巻線のハイサイド側へと戻る。

すなわち、ハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２がオフの状態では、フライバックトランスＴによる逆起電力を回生電力として平滑コンデンサＣ１へ戻すことが出来る。具体的には本実施形態に係るＬＥＤ電源装置１１０においては、フライバックトランスＴで発生する逆起電力をＬＥＤランプ１１８に供給される電力の一部として（回生電力として）利用することができる。

そして、図４には本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ電源装置と同構成であってスナバー回路を備えたＬＥＤ電源装置の概略図を示す。図３に示す本発明の第２本実施形態では、起動時の安定制御を実現しながらフライバックトランスＴによる逆起電力を回生電力として利用することが可能なので、図４に示すように逆起電力を消費するためのスナバー回路１２２を必要とせず、且つ従来よりも回路効率の良いＬＥＤ電源装置１１０を実現することができる。

以上のように本発明に係る第２実施形態におけるＬＥＤ電源装置１１０では、第２回生ダイオードＤ２と並列に起動スイッチＳ３を備えるとともに制御回路１２０にディレイタイマーを設けることで、ＬＥＤ電源装置１１０の起動時にのみ起動用の回路を有効にさせることができ、且つ、起動スイッチＳ３が完全にオフしてからハイサイドスイッチＳ１およびローサイドスイッチＳ２を同時にオン状態できるので、起動後においてオンオフ動作に影響を及ぼすことなく、回生電力を利用した回路効率の良い安定した電力供給が実現できる。

また、本実施形態では主にＬＥＤ電源装置について説明したが、例えばスイッチング電源装置を利用して点灯させる他の照明ランプにおいても回生電力を利用して本発明と同様の効果を発揮することが出来る。

１０１１０ＬＥＤ電源装置
１２１１２商用電源
１４１１４整流回路
１６１１６スイッチング回路
１８１１８ＬＥＤランプ
２０１２０制御回路
２２１２２スナバー回路
１２４補助電源回路
ＤＢダイオード・ブリッジ
Ｔフライバックトランス
Ｃ１平滑コンデンサ
Ｃ２出力コンデンサ
Ｃ３、Ｃ４コンデンサ
Ｃ５充電コンデンサ
Ｓ１ハイサイドスイッチ
Ｓ２ローサイドスイッチ
Ｓ３起動スイッチ
Ｄ１第１回生ダイオード
Ｄ２第２回生ダイオード
Ｄ３～Ｄ５ダイオード
Ｒ１、Ｒ２抵抗器

Claims

平滑コンデンサを有する整流回路と、該整流回路よりも出力側に位置し前記平滑コンデンサと接続されたスイッチング回路と、該スイッチング回路よりも出力側に位置するフライバックトランスと、該フライバックトランスの二次側に位置する出力コンデンサと、を含み、外部電源からの交流電力を直流電力に変換してＬＥＤランプへ電力を供給するＬＥＤ電源装置であって、
前記スイッチング回路は、
前記平滑コンデンサのハイサイド側と前記フライバックトランスのハイサイド側との間に設けられるハイサイドスイッチと、
前記平滑コンデンサのローサイド側と前記フライバックトランスのローサイド側との間に設けられるローサイドスイッチと、
前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチをオンオフ動作させる制御回路と、
前記フライバックトランスによる逆起電力が進む方向を定める第１回生ダイオードおよび第２回生ダイオードと、を有し、
前記第１回生ダイオードは、カソード側が前記平滑コンデンサのハイサイド側に接続されるとともにアノード側が前記フライバックトランスのローサイド側に接続され、
前記第２回生ダイオードは、カソード側が前記フライバックトランスのハイサイド側に接続されるとともにアノード側が前記平滑コンデンサのローサイド側と接続され、
前記制御回路は、前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチを同時にオンオフ動作することで前記フライバックトランスによる逆起電力を回生電力として前記平滑コンデンサに供給させて、
さらに前記スイッチング回路は、
当該ＬＥＤ電源装置の起動時に前記制御回路へ電力を供給する起動回路と、
前記起動回路の出力側と前記フライバックトランスのハイサイド側との間に設けられる充電コンデンサと、
前記第２回生ダイオードに対して並列接続されて、当該ＬＥＤ電源装置の起動時に前記制御回路からの信号でオンする起動スイッチと、を備え、
前記充電コンデンサは、前記起動スイッチのオンによって充電されて、前記ハイサイドスイッチをオンオフ制御するための電力を確保するとともに、前記起動スイッチがオフした後に、前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチのオンオフ動作により充電されるものであることを特徴とするＬＥＤ電源装置。
請求項１に記載のＬＥＤ電源装置であって、
前記制御回路は、前記起動スイッチをオフさせてから５ｍｓないし５０ｍｓ後に前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチをオンするディレイタイマーを有することを特徴とするＬＥＤ電源装置。