JP7247558B2 - Lighting devices, luminaires and power supplies - Google Patents

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Description

本発明は、点灯装置、照明器具および電源装置に関する。 The present invention relates to a lighting device, a lighting fixture, and a power supply device.

特許文献1には、直流電源と、昇圧チョッパ回路とを備える電源装置が開示されている。昇圧チョッパ回路は、エネルギーを蓄積するインダクタを有し、直流電源の電圧を昇圧する。この電源装置は、直流電源とインダクタとの間に接続された限流要素と、限流要素に並列に接続されたスイッチング素子を備える。スイッチング素子は、昇圧チョッパ回路のインダクタのエネルギーを用いてオンする。電源投入後の突入電流は限流要素で抑制される。昇圧チョッパ回路が動作を開始するとスイッチング素子がオンされ、限流要素の両端が短絡される。これにより、突入電流が流れ終わった後に限流要素により電力損失が生じないようにしてある。 Patent Literature 1 discloses a power supply device that includes a DC power supply and a boost chopper circuit. The boost chopper circuit has an inductor that stores energy and boosts the voltage of the DC power supply. This power supply device includes a current limiting element connected between a DC power supply and an inductor, and a switching element connected in parallel to the current limiting element. The switching element is turned on using the energy of the inductor of the boost chopper circuit. The inrush current after power-on is suppressed by the current limiting element. When the boost chopper circuit starts operating, the switching element is turned on and both ends of the current limiting element are short-circuited. This prevents power loss due to the current limiting element after the inrush current has finished flowing.

特許第3551451号公報Japanese Patent No. 3551451

照明器具から外部機器へ動作電源を供給することがある。消灯モードにおいて昇圧チョッパ回路が停止している際に外部機器に動作電源を供給する場合、特許文献1の構成では、限流要素の両端が短絡されない。従って、限流要素により電力損失が大きくなるおそれがある。 Operating power may be supplied from a lighting fixture to an external device. When operating power is supplied to an external device while the boost chopper circuit is stopped in the off mode, the configuration of Patent Document 1 does not short-circuit both ends of the current limiting element. Therefore, the current limiting element may increase power loss.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、消費電力を低減できる点灯装置、照明器具および電源装置を得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a lighting device, a lighting fixture, and a power supply device capable of reducing power consumption.

開示に係る点灯装置は、外部電源から電力供給を受け、スイッチング素子のオンオフにより光源を点灯させるスイッチング電源部と、該外部電源から該スイッチング電源部への電力供給線路上に設けられた保護回路と、該保護回路を介して該外部電源から電力供給を受け、制御電源を生成する制御電源回路と、該制御電源の電力を外部装置に供給する外部装置接続部と、該スイッチング電源部を制御する制御部と、を備え、該スイッチング電源部は、該外部電源から電力供給を受けて定電圧を生成する第1スイッチング電源部と、該定電圧から該光源を点灯させる電力を生成する第2スイッチング電源部と、を有し、該保護回路は、該電力供給線路上に設けられた限流素子と、該限流素子と並列に接続され、該第1スイッチング電源部が動作することで導通するバイパス回路と、を有し、該制御部は、該第1スイッチング電源部および該第2スイッチング電源部が停止しているときに該外部装置接続部から該外部装置に供給される電力が予め定められた値を超えると、該第1スイッチング電源部を動作させ、該第2スイッチング電源部を動作させない
A lighting device according to the present disclosure includes a switching power supply that receives power from an external power supply and turns on and off a switching element to turn on a light source, and a protection circuit that is provided on a power supply line from the external power supply to the switching power supply. a control power supply circuit that receives power from the external power supply via the protection circuit and generates a control power supply; an external device connection unit that supplies the power of the control power supply to an external device; and a switching power supply unit. the switching power supply unit includes a first switching power supply unit that receives power from the external power supply and generates a constant voltage; and a second switching power supply unit that generates power for lighting the light source from the constant voltage. a switching power supply unit, wherein the protection circuit is connected in parallel to a current limiting element provided on the power supply line, and is electrically connected by the operation of the first switching power supply unit. and a bypass circuit, wherein the control unit preliminarily sets the power to be supplied from the external device connection unit to the external device when the first switching power supply unit and the second switching power supply unit are stopped. When the predetermined value is exceeded, the first switching power supply section is operated and the second switching power supply section is not operated .

本発明に係る点灯装置では、スイッチング電源部が停止しているときに外部装置に供給される電力が予め定められた値を超えると、スイッチング電源部が動作する。このため、外部装置の消費電力が大きいときにバイパス回路が導通し、限流素子による電力損失を抑制できる。従って、消費電力を低減できる。 In the lighting device according to the present invention, the switching power supply operates when the power supplied to the external device exceeds a predetermined value while the switching power supply is stopped. Therefore, when the power consumption of the external device is large, the bypass circuit becomes conductive, and the power loss due to the current limiting element can be suppressed. Therefore, power consumption can be reduced.

実施の形態1に係る照明器具の回路ブロック図である。1 is a circuit block diagram of a lighting fixture according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態1に係る照明器具の動作を説明する図である。4A and 4B are diagrams for explaining the operation of the lighting fixture according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態2に係る照明器具の回路ブロック図である。FIG. 10 is a circuit block diagram of a lighting fixture according to Embodiment 2; 実施の形態2に係る照明器具の動作を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the lighting fixture according to Embodiment 2;

本発明の実施の形態に係る点灯装置、照明器具および電源装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 A lighting device, a lighting fixture, and a power supply device according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals are given to the same or corresponding components, and repetition of description may be omitted.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る照明器具100の回路ブロック図である。照明器具100は、複数の光源51を有する光源部50と、点灯装置10を備える。光源51は、例えばLED等の発光素子である。光源部50において、複数の光源51は直列に接続されている。これに限らず、複数の光源51は、並列または直並列に接続されても良い。また、光源部50は光源51を1つ以上有すれば良い。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a circuit block diagram of lighting fixture 100 according to Embodiment 1. As shown in FIG. The lighting fixture 100 includes a light source section 50 having a plurality of light sources 51 and a lighting device 10 . The light source 51 is, for example, a light emitting element such as an LED. In the light source section 50, a plurality of light sources 51 are connected in series. Not limited to this, the plurality of light sources 51 may be connected in parallel or in series-parallel. Also, the light source unit 50 may have one or more light sources 51 .

点灯装置10は、外部電源ACから電力を供給され、光源51を点灯させる。外部電源ACは、例えば商用電源等の交流電源である。点灯装置10は、端子部CN1、整流器DB、スイッチング電源部30、制御部IC1、端子部CN2及び端子部CN3を備える。端子部CN1には外部電源ACが接続される。端子部CN2には光源部50が接続される。端子部CN3には制御ユニット60が接続される。 The lighting device 10 is supplied with power from an external power supply AC to light the light source 51 . The external power supply AC is, for example, an AC power supply such as a commercial power supply. The lighting device 10 includes a terminal portion CN1, a rectifier DB, a switching power supply portion 30, a control portion IC1, a terminal portion CN2, and a terminal portion CN3. An external power supply AC is connected to the terminal portion CN1. The light source section 50 is connected to the terminal section CN2. A control unit 60 is connected to the terminal portion CN3.

整流器DBは、端子部CN1に接続され、外部電源ACの交流電力を整流する。スイッチング電源部30は、外部電源ACから整流器DBを介して電力供給を受け、スイッチング素子Q1、Q2のオンオフにより光源51を点灯させる。スイッチング電源部30は、第1スイッチング電源部31と第2スイッチング電源部32を有する。第1スイッチング電源部31は、外部電源ACから電力供給を受けて定電圧を生成する。第2スイッチング電源部32は、第1スイッチング電源部31が生成した定電圧から光源51を点灯させる電力を生成する。 The rectifier DB is connected to the terminal portion CN1 and rectifies the AC power of the external power supply AC. The switching power supply unit 30 receives power supply from an external power supply AC via a rectifier DB, and turns on/off the switching elements Q1 and Q2 to turn on the light source 51 . The switching power supply section 30 has a first switching power supply section 31 and a second switching power supply section 32 . The first switching power supply unit 31 receives power from an external power supply AC and generates a constant voltage. The second switching power supply section 32 generates power for lighting the light source 51 from the constant voltage generated by the first switching power supply section 31 .

第1スイッチング電源部31は、整流器DBで整流された脈流電圧を昇圧し、コンデンサC1に予め定められた直流高電圧を充電する。第1スイッチング電源部31は、例えば昇圧チョッパ回路等の昇圧回路である。第1スイッチング電源部31は整流器DBの出力に接続される。第1スイッチング電源部31はコイルL1を備える。コイルL1の一端は、保護回路20を介して整流器DBの出力の高電位側と電気的に接続される。コイルL1の他端には、スイッチング素子Q1のドレインおよびダイオードD1のアノードが接続される。 The first switching power supply unit 31 boosts the pulsating voltage rectified by the rectifier DB, and charges the capacitor C1 with a predetermined DC high voltage. The first switching power supply unit 31 is, for example, a booster circuit such as a booster chopper circuit. The first switching power supply section 31 is connected to the output of the rectifier DB. The first switching power supply section 31 has a coil L1. One end of the coil L1 is electrically connected via the protection circuit 20 to the high potential side of the output of the rectifier DB. The drain of switching element Q1 and the anode of diode D1 are connected to the other end of coil L1.

スイッチング素子Q1は例えばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。スイッチング素子Q1のソースは、整流器DBの出力の低電位側に接続される。スイッチング素子Q1のゲートはMOSFETドライバー43に接続される。ダイオードD1のカソードは、コンデンサC1の正極に接続される。 The switching element Q1 is, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). The source of switching element Q1 is connected to the low potential side of the output of rectifier DB. The gate of switching element Q1 is connected to MOSFET driver 43 . The cathode of diode D1 is connected to the positive terminal of capacitor C1.

コンデンサC1の負極は、整流器DBの出力の低電位側に接続される。コンデンサC1と並列に、抵抗R2、R3の直列回路が接続される。抵抗R2、R3の接続点は、制御部IC1のP1端子に接続される。制御部IC1は、スイッチング電源部30を制御する。制御部IC1は、例えばマイコンである。 The negative terminal of capacitor C1 is connected to the low potential side of the output of rectifier DB. A series circuit of resistors R2 and R3 is connected in parallel with the capacitor C1. A connection point between the resistors R2 and R3 is connected to the P1 terminal of the control unit IC1. The control unit IC<b>1 controls the switching power supply unit 30 . The control unit IC1 is, for example, a microcomputer.

第1スイッチング電源部31の出力電圧は、コンデンサC1に充電される。コンデンサC1の両端電圧は、抵抗R2、R3で分圧され、制御部IC1に入力される。制御部IC1は、P1端子の電圧が予め定められた目標値と一致するように、Vg1端子からスイッチング素子Q1をオンオフするスイッチング信号を出力する。 The output voltage of the first switching power supply section 31 is charged in the capacitor C1. The voltage across the capacitor C1 is divided by the resistors R2 and R3 and input to the controller IC1. The control unit IC1 outputs a switching signal for turning on/off the switching element Q1 from the Vg1 terminal so that the voltage of the P1 terminal matches a predetermined target value.

ここで、一般にマイコンの出力電圧はMOSFETの駆動電圧よりも小さい。このため、制御部IC1からのスイッチング信号はMOSFETドライバー43に入力される。MOSFETドライバー43はスイッチング信号に応じて、スイッチング素子Q1をオンオフする。これにより、安定なスイッチングを実現できる。 Here, the output voltage of the microcomputer is generally smaller than the driving voltage of the MOSFET. Therefore, the switching signal from the control unit IC1 is input to the MOSFET driver 43. FIG. The MOSFET driver 43 turns on and off the switching element Q1 according to the switching signal. This makes it possible to achieve stable switching.

コンデンサC1には第2スイッチング電源部32が接続される。第2スイッチング電源部32は、例えばバックコンバータ回路等の降圧回路である。第2スイッチング電源部32において、コンデンサC1の正極には、スイッチング素子Q2のドレインが接続される。スイッチング素子Q2は、例えばMOSFETである。スイッチング素子Q2のソースには、ダイオードD2のカソードおよびコイルL2の一端が接続される。スイッチング素子Q2のゲートは、MOSFETドライバー43に接続される。 A second switching power supply unit 32 is connected to the capacitor C1. The second switching power supply unit 32 is, for example, a step-down circuit such as a buck converter circuit. In the second switching power supply section 32, the drain of the switching element Q2 is connected to the positive terminal of the capacitor C1. The switching element Q2 is, for example, a MOSFET. The cathode of diode D2 and one end of coil L2 are connected to the source of switching element Q2. The gate of switching element Q2 is connected to MOSFET driver 43 .

ダイオードD2のアノードには、コンデンサC1の負極および抵抗R4の一端が接続される。コイルL2の他端には、コンデンサC3の正極が接続される。コンデンサC3の負極には抵抗R4の他端が接続される。また、抵抗R4の他端は、制御部IC1のP3端子に入力される。コンデンサC3と並列に、端子部CN2を介して光源部50が接続される。第2スイッチング電源部32の出力電圧は、コンデンサC3で平滑され、光源部50に供給される。 The anode of diode D2 is connected to the negative electrode of capacitor C1 and one end of resistor R4. The other end of the coil L2 is connected to the positive electrode of the capacitor C3. The other end of the resistor R4 is connected to the negative electrode of the capacitor C3. Also, the other end of the resistor R4 is input to the P3 terminal of the control unit IC1. A light source section 50 is connected in parallel with the capacitor C3 via a terminal section CN2. The output voltage of the second switching power supply section 32 is smoothed by the capacitor C3 and supplied to the light source section 50 .

抵抗R4に印加される電圧は、光源部50を流れる電流に対応する。LEDに流れる電流は、抵抗R4にて電圧に変換される。制御部IC1は、抵抗R4に印加される電圧をP3端子から検出する。制御部IC1は、P3端子の電圧が予め定められた目標値と一致するように、Vg2端子からスイッチング素子Q2をオンオフするスイッチング信号を出力する。スイッチング素子Q1と同様に、制御部IC1はMOSFETドライバー43を介して、スイッチング素子Q2をオンオフする。これにより、光源51は定電流制御で点灯する。 The voltage applied to resistor R4 corresponds to the current flowing through light source section 50 . A current flowing through the LED is converted into a voltage by the resistor R4. The control unit IC1 detects the voltage applied to the resistor R4 from the P3 terminal. The control unit IC1 outputs a switching signal for turning on/off the switching element Q2 from the Vg2 terminal so that the voltage of the P3 terminal matches a predetermined target value. Similarly to the switching element Q1, the control unit IC1 turns on/off the switching element Q2 via the MOSFET driver 43. FIG. As a result, the light source 51 is lit under constant current control.

また、コンデンサC1の正極には、制御電源回路41が接続される。制御電源回路41は、保護回路20を介して外部電源ACから電力供給を受け、制御電源V1を生成する。制御電源回路41は、第1スイッチング電源部31の出力電圧から制御電源V1を生成する。コンデンサC1に蓄えられた電荷は、制御電源回路41から制御電源V1に供給される。制御電源V1の電圧は、例えばDC15Vである。 A control power supply circuit 41 is connected to the positive terminal of the capacitor C1. The control power supply circuit 41 receives power from the external power supply AC via the protection circuit 20 and generates the control power supply V1. The control power supply circuit 41 generates the control power supply V1 from the output voltage of the first switching power supply section 31 . The charge accumulated in the capacitor C1 is supplied from the control power supply circuit 41 to the control power supply V1. The voltage of the control power supply V1 is, for example, DC15V.

制御電源回路41の出力とコンデンサC1の負極との間には、コンデンサC2が接続される。制御電源V1の電圧は、コンデンサC2の両端に印加される電圧である。制御電源V1は、MOSFETドライバー43に供給される。つまり、制御電源V1はスイッチング素子Q1、Q2を駆動させる電力を供給する。 A capacitor C2 is connected between the output of the control power supply circuit 41 and the negative electrode of the capacitor C1. The voltage of the control power supply V1 is the voltage applied across the capacitor C2. A control power supply V1 is supplied to the MOSFET driver 43 . That is, the control power supply V1 supplies power for driving the switching elements Q1 and Q2.

また、制御電源V1は、降圧回路部42により降圧され、制御部IC1のVDD端子に入力される。VDD端子に入力される電圧は、例えばDC5Vである。このように、制御部IC1は制御電源V1から電源を供給される。 Further, the control power supply V1 is stepped down by the step-down circuit section 42 and input to the VDD terminal of the control section IC1. The voltage input to the VDD terminal is, for example, DC5V. Thus, the control unit IC1 is supplied with power from the control power source V1.

端子部CN3は、制御電源V1と接続された第1端子と、接地用端子である第2端子を有する。第2端子の電位は回路基準電位に等しい。第1端子と第2端子との間には、制御電源V1と等しい電圧が印加される。端子部CN3には外部装置が接続される。端子部CN3は、制御電源V1の電力を外部装置に供給する外部装置接続部である。本実施の形態では、外部装置は制御ユニット60である。点灯装置10と、制御電源V1からの電力で動作する外部装置は、電源装置70を構成する。 The terminal portion CN3 has a first terminal connected to the control power supply V1 and a second terminal as a grounding terminal. The potential of the second terminal is equal to the circuit reference potential. A voltage equal to the control power supply V1 is applied between the first terminal and the second terminal. An external device is connected to the terminal portion CN3. The terminal portion CN3 is an external device connection portion that supplies the power of the control power source V1 to an external device. In this embodiment, the external device is the control unit 60 . The lighting device 10 and an external device that operates with power from the control power supply V1 constitute a power supply device 70 .

制御ユニット60は、制御電源V1を得て動作する。制御ユニット60は機能拡張ユニットとも呼ばれる。制御ユニット60は、例えば監視カメラまたは各種センサを有する。制御ユニット60は照明器具100による明かりの提供とは異なる機能を備えている。 The control unit 60 operates by receiving the control power supply V1. The control unit 60 is also called a function expansion unit. The control unit 60 has, for example, a surveillance camera or various sensors. The control unit 60 has a different function than providing light by the luminaire 100 .

次に、保護回路20について説明する。保護回路20は、外部電源ACからスイッチング電源部30への電力供給線路11上に設けられる。保護回路20は、整流器DBの高電位側の出力端子と、スイッチング電源部30との間に接続される。 Next, the protection circuit 20 will be explained. The protection circuit 20 is provided on the power supply line 11 from the external power supply AC to the switching power supply section 30 . The protection circuit 20 is connected between the high potential side output terminal of the rectifier DB and the switching power supply section 30 .

保護回路20は電力供給線路11上に設けられた限流素子R10と、限流素子R10と並列に接続されたバイパス回路21とを有する。限流素子R10は抵抗である。限流素子R10の一端は、整流器DBの高電位側の出力端子に接続される。限流素子R10の他端は、コイルL1の一端に接続される。 The protection circuit 20 has a current limiting element R10 provided on the power supply line 11 and a bypass circuit 21 connected in parallel with the current limiting element R10. Current limiting element R10 is a resistor. One end of the current limiting element R10 is connected to the high potential side output terminal of the rectifier DB. The other end of current limiting element R10 is connected to one end of coil L1.

バイパス回路21は、サイリスタQ10を有する。サイリスタQ10のアノードは限流素子R10の一端と接続され、カソードは限流素子R10の他端と接続される。サイリスタQ10のゲートには、抵抗R11の一端と、コンデンサC4の正極が接続される。抵抗R11の他端には、ダイオードD3のカソードが接続される。ダイオードD3のアノードは、コイルL1の中点巻き線に接続される。コンデンサC4の負極は、サイリスタQ10のカソードとコイルL1の一端との間で、電力供給線路11に接続される。コンデンサC4は、サイリスタQ10のゲートとカソード間の電圧を安定化させる。 The bypass circuit 21 has a thyristor Q10. Thyristor Q10 has an anode connected to one end of current limiting element R10 and a cathode connected to the other end of current limiting element R10. One end of the resistor R11 and the positive electrode of the capacitor C4 are connected to the gate of the thyristor Q10. A cathode of a diode D3 is connected to the other end of the resistor R11. The anode of diode D3 is connected to the midpoint winding of coil L1. The negative terminal of capacitor C4 is connected to power supply line 11 between the cathode of thyristor Q10 and one end of coil L1. Capacitor C4 stabilizes the voltage between the gate and cathode of thyristor Q10.

第1スイッチング電源部31のスイッチングが開始すると、コイルL1の両端に電位差が発生する。これにより、ダイオードD3と抵抗R11を介してコンデンサC4が充電される。ダイオードD3は、コンデンサC4からコイルL1の中点巻き線に電流が逆流することを防止している。コンデンサC4で安定化された電圧により、サイリスタQ10がオンする。つまり、サイリスタQ10はスイッチング素子Q1のオンオフにより発生する電力に応じてオンする。従って、バイパス回路21は、第1スイッチング電源部31が動作することで導通する。 When switching of the first switching power supply unit 31 starts, a potential difference is generated across the coil L1. This charges capacitor C4 via diode D3 and resistor R11. Diode D3 prevents current from flowing back from capacitor C4 to the midpoint winding of coil L1. The voltage stabilized by capacitor C4 turns on thyristor Q10. That is, the thyristor Q10 is turned on according to the power generated by turning on/off the switching element Q1. Therefore, the bypass circuit 21 becomes conductive when the first switching power supply section 31 operates.

従って、整流器DBの出力する電流の経路は、第1スイッチング電源部31の動作状態に応じて変わる。第1スイッチング電源部31が動作しているとき、電流はサイリスタQ10のアノードとカソードを経由する。第1スイッチング電源部31が動作していないとき、電流は限流素子R10を経由する。 Therefore, the path of the current output from the rectifier DB changes according to the operating state of the first switching power supply section 31 . When the first switching power supply section 31 is operating, current passes through the anode and cathode of the thyristor Q10. When the first switching power supply section 31 is not operating, current passes through the current limiting element R10.

一般に、電源回路が有する平滑コンデンサに電荷が蓄えられていない低インピーダンス状態では、商用電源から電源回路に大きな電流が流れ込む場合がある。この電流は突入電流と呼ばれる。突入電流によって商用電源をオンオフするためのスイッチなどが故障する恐れがある。例えば1つの商用電源回路網に照明器具が複数台接続される場合には、照明器具に商用電源オン時に発生する突入電流を抑制する機能が設けられる場合がある。 Generally, in a low impedance state in which no charge is stored in a smoothing capacitor of a power supply circuit, a large amount of current may flow from the commercial power supply into the power supply circuit. This current is called inrush current. The inrush current may damage the switches for turning on/off the commercial power supply. For example, when a plurality of lighting fixtures are connected to one commercial power supply circuit network, the lighting fixture may be provided with a function of suppressing an inrush current that occurs when the commercial power supply is turned on.

本実施の形態では、外部電源ACがオンされたとき、第1スイッチング電源部31が動作するまでは限流素子R10を電流が流れる。従って、突入電流を限流素子R10で抑制できる。 In this embodiment, when the external power supply AC is turned on, a current flows through the current limiting element R10 until the first switching power supply section 31 operates. Therefore, the rush current can be suppressed by the current limiting element R10.

ところで、サイリスタQ10がない、または、サイリスタQ10をオンさせない状態では、限流素子R10からスイッチング電源部30および光源部50に電力を供給することになる。このため、限流素子R10による損失が大きくなる。これに対し、本実施の形態では、スイッチング電源部30の動作時には、バイパス回路21を介して電力を供給する。光源部50が点灯しているときは、限流素子R10を迂回して電流を流すことで、回路損失を抑制できる。 By the way, in a state where the thyristor Q10 does not exist or the thyristor Q10 is not turned on, power is supplied from the current limiting element R10 to the switching power supply section 30 and the light source section 50 . Therefore, the loss due to the current limiting element R10 increases. In contrast, in the present embodiment, power is supplied through the bypass circuit 21 when the switching power supply unit 30 is in operation. When the light source unit 50 is lit, the circuit loss can be suppressed by passing the current bypassing the current limiting element R10.

外部電源ACがオンしたときの照明器具100の動作は次の通りである。まず、外部電源AC、整流器DB、限流素子R10、コイルL1、ダイオードD1、コンデンサC1の順で電流が流れ、コンデンサC1に電圧が蓄えられる。このとき、突入電流は限流素子R10で抑制される。次に、コンデンサC1の電圧で、制御電源回路41が動作し、制御電源V1が生成される。これにより、制御部IC1が動作する。次に、制御部IC1が第1スイッチング電源部31を動作させる。次に、スイッチング素子Q1のスイッチングにより、コイルL1の中点巻き線から得られた電圧でサイリスタQ10がオンする。次に、サイリスタQ10を経由して、外部電源ACから第1スイッチング電源部31、第2スイッチング電源部32、光源部50に電力が供給される。 The operation of the luminaire 100 when the external power supply AC is turned on is as follows. First, current flows through the external power supply AC, the rectifier DB, the current limiting element R10, the coil L1, the diode D1, and the capacitor C1 in that order, and a voltage is stored in the capacitor C1. At this time, the rush current is suppressed by the current limiting element R10. Next, the control power supply circuit 41 operates with the voltage of the capacitor C1 to generate the control power supply V1. As a result, the control unit IC1 operates. Next, the control unit IC1 operates the first switching power supply unit 31 . Next, by switching the switching element Q1, the thyristor Q10 is turned on by the voltage obtained from the midpoint winding of the coil L1. Next, power is supplied from the external power supply AC to the first switching power supply section 31, the second switching power supply section 32, and the light source section 50 via the thyristor Q10.

本実施の形態ではコンデンサC1が充電されてから、サイリスタQ10がオンする。従って、コンデンサC1が充電されていない間は、限流素子R10により突入電流を確実に抑制できる。 In this embodiment, the thyristor Q10 is turned on after the capacitor C1 is charged. Therefore, while the capacitor C1 is not charged, the inrush current can be reliably suppressed by the current limiting element R10.

次に光源部50の消灯モード、つまり待機状態について考える。消灯モードは、リモコンなどによる外部からの操作で光源部50を消灯させた状態を示す。外部からの消灯指令は、制御部IC1のP2端子に入力される。制御部IC1は、消灯指令を検出すると、光源部50を消灯するため第2スイッチング電源部32を停止させる。さらに、制御部IC1は、光源51が消灯しているとき、第2スイッチング電源部32に加えて第1スイッチング電源部31を停止させる。これにより、回路損失を低減できる。 Next, consider the light-off mode of the light source unit 50, that is, the standby state. The extinguished mode indicates a state in which the light source section 50 is extinguished by an external operation such as a remote controller. A turn-off command from the outside is input to the P2 terminal of the control unit IC1. When the control unit IC<b>1 detects the extinguishing command, the control unit IC<b>1 stops the second switching power supply unit 32 to extinguish the light source unit 50 . Furthermore, when the light source 51 is turned off, the control unit IC1 stops the first switching power supply unit 31 in addition to the second switching power supply unit 32 . Thereby, circuit loss can be reduced.

消灯時においても、制御部IC1および制御ユニット60を動作させるために、制御電源回路41は動作を継続する。このとき、第1スイッチング電源部31が停止しているため、制御電源回路41は限流素子R10から電流の供給を受ける。 Even when the light is turned off, the control power supply circuit 41 continues to operate in order to operate the control section IC1 and the control unit 60 . At this time, since the first switching power supply section 31 is stopped, the control power supply circuit 41 is supplied with current from the current limiting element R10.

一般に、制御ユニット60により拡張される機能が高いほど、制御ユニット60は高消費電力となる。サイリスタQ10がオフした状態では、制御ユニット60の消費電力が大きくなるほど、限流素子R10から制御電源回路41に流れる電流が大きくなる。従って、限流素子R10による損失が大きくなる。 In general, the more functionality extended by the control unit 60, the more power the control unit 60 consumes. When the thyristor Q10 is turned off, the current flowing from the current limiting element R10 to the control power supply circuit 41 increases as the power consumption of the control unit 60 increases. Therefore, the loss due to the current limiting element R10 increases.

これに対し本実施の形態では、制御部IC1は、スイッチング電源部30が停止しているときに端子部CN3から外部装置に供給される電力が予め定められた値を超えると、スイッチング電源部30を動作させる。これにより、制御ユニット60の消費電力が小さいときは、スイッチング電源部30を停止させて待機電力を抑制でき、制御ユニット60の消費電力が大きいときは限流素子R10による損失を抑制できる。従って、照明器具100の消費電力を低減できる。 On the other hand, in the present embodiment, when the power supplied from the terminal unit CN3 to the external device exceeds a predetermined value while the switching power supply unit 30 is stopped, the control unit IC1 causes the switching power supply unit 30 to to operate. Thus, when the power consumption of the control unit 60 is small, the switching power supply section 30 is stopped to suppress the standby power, and when the power consumption of the control unit 60 is large, the loss due to the current limiting element R10 can be suppressed. Therefore, the power consumption of the lighting fixture 100 can be reduced.

また、制御部IC1は、第1スイッチング電源部31および第2スイッチング電源部32が停止しているときに制御ユニット60の消費電力が予め定められた値を超えると、第1スイッチング電源部31を動作させる。この際、制御部IC1は、第2スイッチング電源部32を動作させない。これにより、消灯状態を維持してサイリスタQ10をオンすることができる。 Further, when the power consumption of the control unit 60 exceeds a predetermined value while the first switching power supply 31 and the second switching power supply 32 are stopped, the control unit IC1 switches off the first switching power supply 31. make it work. At this time, the control unit IC1 does not operate the second switching power supply unit 32 . As a result, the thyristor Q10 can be turned on while maintaining the extinguished state.

次に、制御ユニット60の消費電力の検出方法を説明する。制御ユニット60の消費電力は、コンデンサC1の電圧をモニタすることで検出できる。制御ユニット60の消費電力が大きくなると、限流素子R10を流れる電流が大きくなり、限流素子R10の電圧降下が大きくなる。このため、コンデンサC1の充電電圧が低下する。制御部IC1は、コンデンサC1の充電電圧をP1端子から検出する。制御部IC1は、第1スイッチング電源部31が停止しているときにコンデンサC1の両端に印加される電圧が予め定められた値よりも小さくなると、第1スイッチング電源部31を動作させる。P1端子から検出される電圧は、制御電源回路41への入力電圧でも良い。 Next, a method for detecting the power consumption of the control unit 60 will be described. The power consumption of the control unit 60 can be detected by monitoring the voltage of the capacitor C1. As the power consumption of the control unit 60 increases, the current flowing through the current limiting element R10 increases and the voltage drop across the current limiting element R10 increases. Therefore, the charging voltage of the capacitor C1 is lowered. The control unit IC1 detects the charging voltage of the capacitor C1 from the P1 terminal. The control unit IC1 activates the first switching power supply unit 31 when the voltage applied across the capacitor C1 becomes smaller than a predetermined value while the first switching power supply unit 31 is stopped. The voltage detected from the P1 terminal may be the input voltage to the control power supply circuit 41 .

また、第1スイッチング電源部31が動作していない状態では、コンデンサC1にインプットされる脈流電圧が大きくなる。制御部IC1は脈流電圧の大きさに応じて第1スイッチング電源部31を動作させても良い。 Also, when the first switching power supply unit 31 is not operating, the pulsating current voltage input to the capacitor C1 increases. The control unit IC1 may operate the first switching power supply unit 31 according to the magnitude of the pulsating voltage.

図2は、実施の形態1に係る照明器具100の動作を説明する図である。時刻t1以前では、端子部CN3から電流は流れていない。また、第1スイッチング電源部31は停止状態であり、スイッチング素子Q1はオフ状態を維持している。このとき、コンデンサC1には、外部電源ACを整流した電圧が充電されている。つまり、P1端子電圧は一定値を維持する。 2A and 2B are diagrams for explaining the operation of the lighting fixture 100 according to Embodiment 1. FIG. Before time t1, no current flows from terminal CN3. Also, the first switching power supply unit 31 is in a stopped state, and the switching element Q1 is maintained in an off state. At this time, the voltage obtained by rectifying the external power supply AC is charged in the capacitor C1. That is, the P1 terminal voltage maintains a constant value.

時刻t1において、制御ユニット60が接続される。また、時刻t1において、制御ユニット60が動作を開始したとしても良い。これにより、端子部CN3の出力電流が増加する。また、端子部CN3から電力供給されたため、コンデンサC1の電圧が低下し始める。従って、P1端子電圧が低下する。 At time t1, the control unit 60 is connected. Alternatively, the control unit 60 may start operating at time t1. This increases the output current of the terminal portion CN3. Also, since the power is supplied from the terminal portion CN3, the voltage of the capacitor C1 begins to drop. Therefore, the P1 terminal voltage drops.

時刻t2において、端子部CN3からの出力電流が予め定められた値よりも大きくなる。このとき制御部IC1は、P1端子の電圧が閾値Vth1よりも低下したことを検出する。閾値Vth1は、例えば制御部IC1が有する記憶部に記憶されている。これにより、制御部IC1は、スイッチング素子Q1のスイッチングを開始する。 At time t2, the output current from terminal portion CN3 becomes larger than a predetermined value. At this time, the control unit IC1 detects that the voltage of the P1 terminal has decreased below the threshold Vth1. The threshold value Vth1 is stored, for example, in a storage unit included in the control unit IC1. As a result, the control unit IC1 starts switching the switching element Q1.

時刻t2以降では、スイッチング素子Q1がオンオフしている。第1スイッチング電源部31が動作を開始したため、コンデンサC1の電圧は、一定電圧まで昇圧される。 After time t2, the switching element Q1 is turned on and off. Since the first switching power supply unit 31 has started operating, the voltage of the capacitor C1 is boosted to a constant voltage.

以上の制御により、制御ユニット60により照明器具100の機能拡張と、待機電力の抑制を満足させることができる。従って、低消費電力かつ高い付加価値を有する高機能な照明器具100を得ることができる。 With the above control, the control unit 60 can satisfy the function expansion of the lighting fixture 100 and the suppression of the standby power consumption. Therefore, it is possible to obtain a highly functional lighting fixture 100 with low power consumption and high added value.

また、本実施の形態では消灯モードにおいても制御電源回路41が動作する。このため、消灯モードにおいても制御部IC1および制御ユニット60により適切な制御を実施できる。 Further, in this embodiment, the control power supply circuit 41 operates even in the extinguished mode. Therefore, appropriate control can be performed by the control unit IC1 and the control unit 60 even in the light-out mode.

本実施の形態の変形例として、制御部IC1は消灯時において、限流素子R10による消費電力が、第1スイッチング電源部31が動作することによる消費電力よりも大きくなったら、第1スイッチング電源部31を動作させても良い。これにより、照明器具100の待機電力を効率よく抑制できる。 As a modification of the present embodiment, when the power consumption by the current limiting element R10 becomes larger than the power consumption by the operation of the first switching power supply unit 31 when the light is turned off, the control unit IC1 controls the first switching power supply unit. 31 may be operated. Thereby, the standby power consumption of the lighting device 100 can be efficiently suppressed.

また、本実施の形態のバイパス回路21では、スイッチング素子Q1のオンオフに伴いコイルL1に発生する電力によりサイリスタQ10がオンする。これに限らず、バイパス回路21は、スイッチング電源部30が動作することで導通すれば別の構成でも良い。 Further, in the bypass circuit 21 of the present embodiment, the thyristor Q10 is turned on by the power generated in the coil L1 as the switching element Q1 is turned on and off. The bypass circuit 21 is not limited to this, and may have another configuration as long as the bypass circuit 21 becomes conductive when the switching power supply unit 30 operates.

また、端子部CN3に供給される電源は、実施の形態1の制御電源V1に限らず、点灯装置10において保護回路20を介して外部電源ACから電力供給を受けて生成される電源であれば良い。 Further, the power supplied to the terminal portion CN3 is not limited to the control power source V1 of Embodiment 1, and any power source generated by receiving power from the external power source AC via the protection circuit 20 in the lighting device 10 can be used. good.

これらの変形は以下の実施の形態に係る点灯装置、照明器具および電源装置について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る点灯装置、照明器具および電源装置については実施の形態1との共通点が多いので、実施の形態1との相違点を中心に説明する。 These modifications can be appropriately applied to lighting devices, lighting fixtures, and power supply devices according to the following embodiments. A lighting device, a lighting fixture, and a power supply device according to the following embodiments have many points in common with the first embodiment, so the explanation will focus on the points of difference from the first embodiment.

実施の形態2.
図3は、実施の形態2に係る照明器具200の回路ブロック図である。照明器具200は、点灯装置210を備える。点灯装置210は検出抵抗R20を備える。検出抵抗R20は、一端が端子部CN3の第2端子と制御部IC1のP4端子に接続され、他端がコンデンサC1の負極に接続される。検出抵抗R20には、端子部CN3から制御ユニット60に供給される電流が流れる。
Embodiment 2.
FIG. 3 is a circuit block diagram of lighting fixture 200 according to Embodiment 2. As shown in FIG. The lighting fixture 200 includes a lighting device 210 . The lighting device 210 has a detection resistor R20. The detection resistor R20 has one end connected to the second terminal of the terminal portion CN3 and the P4 terminal of the control portion IC1, and the other end connected to the negative electrode of the capacitor C1. A current supplied to the control unit 60 from the terminal portion CN3 flows through the detection resistor R20.

P4端子は、検出抵抗R20に印加される電圧を検出する検出端子である。制御部IC1は、P4端子から検出抵抗R20に印加される電圧を検出する。制御部IC1は、検出抵抗R20に印加される電圧から、端子部CN3から制御ユニット60へ流れる電流が大きくなったことを検出できる。制御部IC1は、スイッチング電源部30が停止しているときに検出抵抗R20に印加される電圧が予め定められた値よりも大きくなると、スイッチング電源部30を動作させる。従って、実施の形態1と同様に、制御ユニット60の消費電力が小さいときは待機電力を抑制でき、制御ユニット60の消費電力が大きいときは限流素子R10による損失を抑制できる。従って、照明器具200の消費電力を低減できる。 A P4 terminal is a detection terminal that detects the voltage applied to the detection resistor R20. The control unit IC1 detects the voltage applied from the P4 terminal to the detection resistor R20. The control section IC1 can detect that the current flowing from the terminal section CN3 to the control unit 60 has increased from the voltage applied to the detection resistor R20. Control unit IC1 activates switching power supply unit 30 when the voltage applied to detection resistor R20 becomes greater than a predetermined value while switching power supply unit 30 is stopped. Therefore, as in the first embodiment, standby power can be suppressed when the power consumption of the control unit 60 is small, and loss due to the current limiting element R10 can be suppressed when the power consumption of the control unit 60 is large. Therefore, power consumption of the lighting fixture 200 can be reduced.

図4は、実施の形態2に係る照明器具200の動作を説明する図である。時刻t1において、制御ユニット60が動作を開始し、端子部CN3の出力電流が増加する。このため、P4端子を流れる電流が増加し、P4端子の電圧が増加する。時刻t2において、P4端子の電圧が閾値Vth2よりも大きくなる。これに応じて、制御部IC1はスイッチング素子Q1のスイッチングを開始する。従って、サイリスタQ10がオンして限流素子R10による損失が抑制される。 FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of lighting fixture 200 according to the second embodiment. At time t1, the control unit 60 starts operating and the output current of the terminal CN3 increases. As a result, the current flowing through the P4 terminal increases, and the voltage at the P4 terminal increases. At time t2, the voltage of the P4 terminal becomes higher than the threshold Vth2. In response to this, the control unit IC1 starts switching the switching element Q1. Therefore, the thyristor Q10 is turned on and the loss due to the current limiting element R10 is suppressed.

本実施の形態では、制御部IC1が検出するP4端子の電圧は、端子部CN3の出力電流と直接的に連動する。このため、制御ユニット60の消費電力を正確に検出できる。特に本実施の形態では、時刻t2において第1スイッチング電源部31が動作を開始した後も、P4端子の電圧が端子部CN3の出力電流と連動する。このため、第1スイッチング電源部31が動作している状態でも、制御ユニット60の消費電力を検出できる。 In this embodiment, the voltage of the P4 terminal detected by the control unit IC1 is directly linked to the output current of the terminal unit CN3. Therefore, the power consumption of the control unit 60 can be accurately detected. In particular, in the present embodiment, even after the first switching power supply section 31 starts operating at time t2, the voltage of the P4 terminal interlocks with the output current of the terminal section CN3. Therefore, the power consumption of the control unit 60 can be detected even when the first switching power supply section 31 is operating.

制御部IC1は、時刻t2において第1スイッチング電源部31を動作させた後、制御ユニット60の消費電力が予め定められた値を下回った場合、第1スイッチング電源部31を停止させても良い。これにより、制御ユニット60の消費電力が低い状態に戻った場合に、第1スイッチング電源部31が再び停止されて待機電力を抑制できる。 After operating the first switching power supply section 31 at time t2, the control section IC1 may stop the first switching power supply section 31 when the power consumption of the control unit 60 falls below a predetermined value. As a result, when the power consumption of the control unit 60 returns to a low state, the first switching power supply section 31 is stopped again and the standby power can be suppressed.

なお、各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。 Note that the technical features described in each embodiment may be used in combination as appropriate.

100、200 照明器具、10、210 点灯装置、11 電力供給線路、20 保護回路、21 バイパス回路、30 スイッチング電源部、31 第1スイッチング電源部、32 第2スイッチング電源部、41 制御電源回路、42 降圧回路部、43 MOSFETドライバー、50 光源部、51 光源、60 制御ユニット、70 電源装置、CN1、CN2、CN3 端子部、AC 外部電源、DB 整流器、R2、R3、R4、R11、R20 抵抗、R10 限流素子、R20 検出抵抗、C1、C2、C3、C4 コンデンサ、L1、L2 コイル、D1、D2、D3 ダイオード、Q1、Q2 スイッチング素子、Q10 サイリスタ、IC1 制御部 Reference Signs List 100, 200 lighting fixture 10, 210 lighting device 11 power supply line 20 protection circuit 21 bypass circuit 30 switching power supply section 31 first switching power supply section 32 second switching power supply section 41 control power supply circuit 42 Step-down circuit section 43 MOSFET driver 50 light source section 51 light source 60 control unit 70 power supply device CN1, CN2, CN3 terminal section AC external power supply DB rectifier R2, R3, R4, R11, R20 resistor R10 Current limiting element, R20 detection resistor, C1, C2, C3, C4 capacitor, L1, L2 coil, D1, D2, D3 diode, Q1, Q2 switching element, Q10 thyristor, IC1 control unit

Claims (7)

外部電源から電力供給を受け、スイッチング素子のオンオフにより光源を点灯させるスイッチング電源部と、
前記外部電源から前記スイッチング電源部への電力供給線路上に設けられた保護回路と、
前記保護回路を介して前記外部電源から電力供給を受け、制御電源を生成する制御電源回路と、
前記制御電源の電力を外部装置に供給する外部装置接続部と、
前記スイッチング電源部を制御する制御部と、
を備え、
前記スイッチング電源部は、前記外部電源から電力供給を受けて定電圧を生成する第1スイッチング電源部と、前記定電圧から前記光源を点灯させる電力を生成する第2スイッチング電源部と、を有し、
前記保護回路は、前記電力供給線路上に設けられた限流素子と、前記限流素子と並列に接続され、前記第1スイッチング電源部が動作することで導通するバイパス回路と、を有し、
前記制御部は、前記第1スイッチング電源部および前記第2スイッチング電源部が停止しているときに前記外部装置接続部から前記外部装置に供給される電力が予め定められた値を超えると、前記第1スイッチング電源部を動作させ、前記第2スイッチング電源部を動作させないことを特徴とする点灯装置。
a switching power supply that receives power from an external power source and turns on and off the switching element to turn on the light source;
a protection circuit provided on a power supply line from the external power supply to the switching power supply;
a control power supply circuit that receives power from the external power supply via the protection circuit and generates a control power supply;
an external device connection unit that supplies power of the control power source to an external device;
a control unit that controls the switching power supply;
with
The switching power supply unit includes a first switching power supply unit that receives power supply from the external power supply and generates a constant voltage, and a second switching power supply unit that generates power for lighting the light source from the constant voltage. ,
The protection circuit includes a current limiting element provided on the power supply line, and a bypass circuit connected in parallel with the current limiting element and conducting when the first switching power supply unit operates,
When the power supplied from the external device connection unit to the external device exceeds a predetermined value while the first switching power source and the second switching power source are stopped, the control unit controls the A lighting device, wherein a first switching power supply unit is operated and the second switching power supply unit is not operated.
前記制御部は、前記光源が消灯しているとき、前記第1スイッチング電源部および前記第2スイッチング電源部を停止させることを特徴とする請求項1に記載の点灯装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the control section stops the first switching power supply section and the second switching power supply section when the light source is turned off. 前記バイパス回路はサイリスタを有し、
前記サイリスタは前記スイッチング素子のオンオフにより発生する電力に応じてオンすることを特徴とする請求項1または2に記載の点灯装置。
The bypass circuit has a thyristor,
3. The lighting device according to claim 1, wherein the thyristor is turned on according to power generated by turning on and off the switching element.
前記制御部は、前記第1スイッチング電源部および前記第2スイッチング電源部が停止しているときに前記制御電源回路への入力電圧が予め定められた値よりも小さくなると、前記第1スイッチング電源部を動作させ、前記第2スイッチング電源部を動作させないことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の点灯装置。 When the input voltage to the control power supply circuit becomes smaller than a predetermined value while the first switching power supply and the second switching power supply are stopped, the control unit controls the first switching power supply. 4. The lighting device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the second switching power supply unit is operated while the second switching power supply unit is operated . 前記外部装置接続部に接続され、前記外部装置接続部から前記外部装置に供給される電流が流れる検出抵抗を備え、
前記制御部は、前記検出抵抗に印加される電圧を検出する検出端子を有し、
前記制御部は、前記第1スイッチング電源部および前記第2スイッチング電源部が停止しているときに前記検出抵抗に印加される電圧が予め定められた値よりも大きくなると、前記第1スイッチング電源部を動作させ、前記第2スイッチング電源部を動作させないことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の点灯装置。
a detection resistor connected to the external device connection portion and through which a current supplied from the external device connection portion to the external device flows;
The control unit has a detection terminal for detecting a voltage applied to the detection resistor,
When the voltage applied to the detection resistor exceeds a predetermined value while the first switching power supply unit and the second switching power supply unit are stopped, the control unit controls the first switching power supply unit. 4. The lighting device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the second switching power supply unit is operated while the second switching power supply unit is operated .
請求項1から5の何れか1項に記載の点灯装置と、
前記光源と、
を備えることを特徴とする照明器具。
a lighting device according to any one of claims 1 to 5;
the light source;
A lighting fixture comprising:
請求項1から5の何れか1項に記載の点灯装置と、
前記制御電源からの電力で動作する前記外部装置と、
を備えることを特徴とする電源装置。
a lighting device according to any one of claims 1 to 5;
the external device that operates on power from the control power supply;
A power supply device comprising:
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