JP7449722B2

JP7449722B2 - Offline lighting equipment

Info

Publication number: JP7449722B2
Application number: JP2020035888A
Authority: JP
Inventors: 洋山下
Original assignee: 大光電機株式会社
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2024-03-14
Anticipated expiration: 2040-03-03
Also published as: JP2021141665A

Description

この発明は、商用電源から直流出力を得るためのスイッチング電源を備え、スイッチング電源により得られた直流で光源を点灯させるオフライン用照明器具に関する。 The present invention relates to an off-line lighting fixture that includes a switching power supply for obtaining DC output from a commercial power supply and lights up a light source using the DC obtained from the switching power supply.

上記のようなオフライン用照明器具として、鋼板等の金属製支持板に照明を点灯させるためのスイッチング電源等回路が搭載された片面プリント配線基板が取り付けられている構成のものが提供されている。尚、片面プリント配線基板（以下、基板と称することもある）は、紙フェノール等の材質で低価格である為使用されることが多いものの、片側にしか印刷パターンを配線できない為、形状が大きくなる若しくはノイズ対策が限定的になる等の課題がある。 Off-line lighting devices such as those described above are provided in which a single-sided printed wiring board on which a circuit such as a switching power supply for lighting the lighting is mounted is attached to a metal support plate such as a steel plate. Single-sided printed wiring boards (hereinafter sometimes referred to as boards) are often used because they are made of materials such as paper phenol and are inexpensive, but since the printed pattern can only be wired on one side, they are large in size. There are problems such as noise reduction or noise countermeasures being limited.

その片面プリント配線基板に搭載されたスッチング電源回路には、半導体製のスイッチング素子からスイッチング周波数（数１０ｋＨｚ～数１００ｋＨｚ）に同期したＲ／Ｎ成分ノイズが発生する。このノイズが照明器具外部へ流出するのを抑える為、入力にフィルタが接続されるものとなされ、このフィルタが片面プリント配線基板にスイッチング電源回路とともに搭載されるのが一般的である。 In the switching power supply circuit mounted on the single-sided printed wiring board, R/N component noise synchronized with the switching frequency (several 10 kHz to several 100 kHz) is generated from the semiconductor switching element. In order to suppress this noise from flowing outside the lighting equipment, a filter is connected to the input, and this filter is generally mounted on a single-sided printed wiring board together with a switching power supply circuit.

フィルタは、コンデンサとインダクタで構成されており、特にインダクタは高価であるためノイズ対策は高価になっていた。又、オフライン用スッチング電源は、商用電源を投入した時に発生する突入電流を制限する為、サーミスタ・抵抗等の突入防止用素子をフィルタとは別に基板に搭載されていることが多い。コスト低減の為、突入防止をインダクタの抵抗分で補い突入防止をまかなうことは行われている。しかし、逆の突入防止用素子でインダクタ分を補うことは行われていない。これは、上記突入防止用素子のインダクタンスが寄生の為、約数μＨと非常に小さく、フィルタとしての能力が小さい為、電気用品安全法等のＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）規格を満足させることができなかったからである。実現させるにはノイズ発生そのものを低減させる必要があった。 Filters are composed of capacitors and inductors, and inductors are particularly expensive, making noise countermeasures expensive. In addition, offline switching power supplies often have inrush prevention elements such as thermistors and resistors mounted on the board separately from the filter in order to limit the inrush current that occurs when the commercial power is turned on. In order to reduce costs, inrush prevention is supplemented by the resistance of an inductor. However, the amount of inductance is not compensated for by a reverse inrush prevention element. This is because the inductance of the above-mentioned inrush prevention element is parasitic, so it is very small, about several μH, and its ability as a filter is small, so it cannot satisfy EMI (Electro Magnetic Interference) standards such as the Electrical Appliance and Material Safety Act. That's because there wasn't. To achieve this, it was necessary to reduce noise generation itself.

ノイズ発生そのものを低減させるため、従来、スイッチングモードの選択でハイサイドスイッチングや不連続モードの採用が提案されている(例えば特許文献１～４)。ハイサイドスイッチングとは、交流電源の脈流を平滑する平滑回路若しくは力率改善回路（ＰＦＣ回路）の出力の正電位側にスイッチング素子が接続されたものである。不連続モードとはスイッチング素子の電流が零から立ち上がるものである。 In order to reduce noise generation itself, it has been proposed to employ high-side switching or discontinuous mode in selecting a switching mode (for example, Patent Documents 1 to 4). High-side switching means that a switching element is connected to the positive potential side of the output of a smoothing circuit or a power factor correction circuit (PFC circuit) that smoothes the pulsating current of an AC power source. The discontinuous mode is one in which the current in the switching element rises from zero.

特開２０１２－６４４３０号公報JP2012-64430A 特開２０１４－３５９４３号公報JP2014-35943A 特開２０１５－１１９５０９号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-119509 特開２０１８－５７０９３号公報JP 2018-57093 Publication

ノイズ低減のためには、上述したハイサイドスイッチング、不連続モードの採用が望ましいことは確かである。 In order to reduce noise, it is certainly desirable to employ the above-mentioned high-side switching and discontinuous mode.

しかし、ハイサイドスイッチング、不連続モードの採用のみでは、ノイズの低減効果は十分ではなく、このため、フィルタにおけるインダクタを小型化あるいは省略化を図り、ひいてはフィルタのコスト低減を図ることはできなかった。 However, the adoption of high-side switching and discontinuous mode alone was not sufficient to reduce noise, and as a result, it was not possible to reduce the size or omit the inductor in the filter, thereby reducing the cost of the filter. .

この発明は、このような背景に鑑みてなされたものであって、片面プリント配線基板に搭載されたスッチング電源回路のスイッチング素子からのノイズの発生抑止効果を高めたオフライン用照明器具の提供を目的とする。 The present invention was made in view of the above background, and aims to provide an off-line lighting fixture that has an enhanced effect of suppressing noise generation from a switching element of a switching power supply circuit mounted on a single-sided printed wiring board. shall be.

上記目的は、以下の手段によって達成される。
（１）金属製支持板と、一面に印刷配線パターンが形成され、他面に光源を点灯させるためのスイッチング電源回路が搭載され、前記印刷配線パターンを金属製支持板側にして前記金属製支持板に平行状態に取り付けられた片面プリント配線基板と、を備え、前記スイッチング電源回路は半導体からなるスイッチング素子を備えるとともに、前記スイッチング素子は、交流電源の脈流を平滑化する平滑回路若しくは力率改善回路の出力の正電位側に接続され、前記スイッチング素子のスイッチング動作は不連続モードであり、かつ前記スイッチング素子のソース側ないしはエミッタ側の印刷配線パターンと、ソース側ないしエミッタ側の周辺回路の印刷配線パターンの合計面積が、１００ｍｍ²以下に設定されていることを特徴とするオフライン用照明器具。
（２）前記交流電源側に雑音防止用コンデンサを備え、前記雑音防止用コンデンサの後段に、雑音防止用インダクタに代えて突入防止用素子が接続されていることを特徴とする前項１に記載のオフライン用照明器具。
（３）前記突入防止用素子が抵抗であることを特徴とする前項２に記載のオフライン用照明器具。
（４）前記金属製支持板と前記片面プリント配線基板の印刷配線パターンとの距離が４～８ｍｍであることを特徴とする前項１ないし前項３のいずれかに記載のオフライン用照明器具。
（５）前記周辺回路の印刷配線パターンは、前記スイッチング素子のソースないしはエミッタの電位に対して３０Ｖ以下の電位にある印刷配線パターンである前項１ないし前項４のいずれかに記載のオフライン用照明器具。
（６）前記周辺回路は、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部である前項５に記載のオフライン用照明器具。
（７）前記制御部には、当該制御部への電力供給部、電流検出部、電圧検出部、前記スイッチング素子の駆動部、フィードバック部が含まれる前項６に記載のオフライン用照明器具。 The above object is achieved by the following means.
(1) A metal support plate, a printed wiring pattern formed on one side, and a switching power supply circuit for lighting a light source on the other side, with the printed wiring pattern facing the metal support plate and the metal support a single-sided printed wiring board attached in parallel to a board, the switching power supply circuit includes a switching element made of a semiconductor, and the switching element is a smoothing circuit for smoothing pulsating current of an AC power supply or a power factor It is connected to the positive potential side of the output of the improved circuit, the switching operation of the switching element is in a discontinuous mode, and the printed wiring pattern on the source side or emitter side of the switching element and the peripheral circuit on the source side or emitter side are An off-line lighting fixture characterized in that the total area of the printed wiring pattern is set to 100 mm ² or less.
(2) A noise prevention capacitor is provided on the AC power supply side, and an inrush prevention element is connected to the rear stage of the noise prevention capacitor in place of the noise prevention inductor. Offline lighting equipment.
(3) The off-line lighting fixture according to item 2, wherein the intrusion prevention element is a resistor.
(4) The off-line lighting device according to any one of items 1 to 3 above, wherein the distance between the metal support plate and the printed wiring pattern of the single-sided printed wiring board is 4 to 8 mm.
(5) The off-line lighting device according to any one of the preceding clauses 1 to 4, wherein the printed wiring pattern of the peripheral circuit is a printed wiring pattern at a potential of 30 V or less with respect to the potential of the source or emitter of the switching element. .
(6) The off-line lighting fixture according to item 5, wherein the peripheral circuit is a control section that controls a switching operation of the switching element.
(7) The off-line lighting fixture according to item 6, wherein the control section includes a power supply section to the control section, a current detection section, a voltage detection section, a driving section for the switching element, and a feedback section.

前項（１）に記載の発明によれば、一面に印刷配線パターンが形成され、他面に光源を点灯させるためのスイッチング電源回路が搭載され、印刷配線パターンを金属製支持板側にして金属製支持板に平行状態に取り付けられた片面プリント配線基板と、を備え、スイッチング電源回路の半導体からなるスイッチング素子は、交流電源の脈流を平滑化する平滑回路若しくは力率改善回路の出力の正電位側に接続され、またスイッチング素子のスイッチング動作は不連続モードであるから、このようなハイサイドスイッチング、不連続モードの採用により、スイッチング素子からのノイズの発生を抑制することができる。加えてこの発明では、スイッチング素子のソース側ないしはエミッタ側の印刷配線パターンと、ソース側ないしエミッタ側の周辺回路の印刷配線パターンの合計面積が、１００ｍｍ²以下に設定されているから、スイッチング素子からのノイズ発生抑止効果を更に高めることができる。この結果、ノイズが照明器具外部へ流出するのを抑える為、入力に従来接続されていたフィルタの高価なインダクタを小型化ないし省略することができ、コスト低減にも資することができる。 According to the invention described in the preceding item (1), a printed wiring pattern is formed on one side, a switching power supply circuit for lighting a light source is mounted on the other side, and the printed wiring pattern is placed on the metal support plate side. a single-sided printed wiring board attached in parallel to a support plate, and the switching element made of a semiconductor of the switching power supply circuit has a positive potential of the output of a smoothing circuit or a power factor correction circuit that smoothes pulsating current of the AC power supply. Since the switching operation of the switching element is in a discontinuous mode, noise generation from the switching element can be suppressed by adopting such high-side switching and discontinuous mode. In addition, in this invention, the total area of the printed wiring pattern on the source side or emitter side of the switching element and the printed wiring pattern of the peripheral circuit on the source side or emitter side is set to 100 mm ² or less. The effect of suppressing noise generation can be further enhanced. As a result, in order to suppress noise from flowing out of the lighting equipment, the expensive inductor of the filter conventionally connected to the input can be downsized or omitted, which also contributes to cost reduction.

前項（２）に記載の発明によれば、交流電源側に雑音防止用コンデンサを備え、雑音防止用コンデンサの後段に、雑音防止用インダクタに代えて突入防止用素子が接続されているから、高価なインダクタを省略しながら、商用電源を投入した時に発生する突入電流を制限することができる。 According to the invention described in the preceding paragraph (2), a noise prevention capacitor is provided on the AC power supply side, and an inrush prevention element is connected to the rear stage of the noise prevention capacitor instead of the noise prevention inductor, which is expensive. This makes it possible to limit the inrush current that occurs when commercial power is turned on, while eliminating the need for an inductor.

前項（３）に記載の発明によれば、安価な抵抗によって商用電源を投入した時に発生する突入電流を制限することができるうえ、少ないながらもインダクタンスの成分を期待できる。 According to the invention described in the above item (3), it is possible to limit the rush current that occurs when the commercial power is turned on by using an inexpensive resistor, and it is also possible to expect an inductance component, although it is small.

前項（４）に記載の発明によれば、金属製支持板と片面プリント配線基板の印刷配線パターンとの距離が４～８ｍｍであるから、金属製支持板と片面プリント配線基板の間に絶縁物を挟む必要がなく、しかも全体的な大きさをコンパクトにまとめることができ、照明装置の全体の大きさが大きくなって商品価値が低下するのを防止することができる。 According to the invention described in the preceding item (4), since the distance between the metal support plate and the printed wiring pattern of the single-sided printed wiring board is 4 to 8 mm, an insulator is not provided between the metal support plate and the single-sided printed wiring board. There is no need to sandwich the lighting device, and the overall size can be made compact, and it is possible to prevent the overall size of the lighting device from increasing and reducing its commercial value.

前項（５）に記載の発明によれば、スイッチング素子のソース側ないしはエミッタ側の印刷配線パターンと、スイッチング素子のソースないしはエミッタの電位に対して３０Ｖ以下の電位にある印刷配線パターンを含めた印刷配線パターンの面積が、１００ｍｍ²以下の場合に、ノイズ抑止効果を良好に発揮させることができる。 According to the invention described in the preceding item (5), printing including a printed wiring pattern on the source side or emitter side of the switching element and a printed wiring pattern at a potential of 30 V or less with respect to the potential of the source or emitter of the switching element. When the area of the wiring pattern is 100 mm ² or less, a good noise suppression effect can be exhibited.

前項（６）に記載の発明によれば、スイッチング素子のソース側ないしはエミッタ側の印刷配線パターンと、スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部の印刷配線パターンを含めた印刷配線パターンの合計面積が１００ｍｍ²以下の場合に、ノイズ抑止効果を良好に発揮させることができる。 According to the invention described in the preceding item (6), the total area of the printed wiring pattern including the printed wiring pattern on the source side or emitter side of the switching element and the printed wiring pattern of the control section that controls the switching operation of the switching element is When it is 100 mm ² or less, the noise suppressing effect can be exhibited well.

前項（７）に記載の発明によれば、スイッチング素子のソース側ないしはエミッタ側の印刷配線パターンと、制御部への電力供給部、電流検出部、電圧検出部、スイッチング素子の駆動部、フィードバック部の印刷配線パターンの合計面積が１００ｍｍ²以下の場合に、ノイズ抑止効果を良好に発揮させることができる。 According to the invention described in the preceding item (7), the printed wiring pattern on the source side or emitter side of the switching element, the power supply section to the control section, the current detection section, the voltage detection section, the switching element drive section, and the feedback section When the total area of the printed wiring patterns is 100 mm ² or less, a good noise suppression effect can be exhibited.

この発明の一実施形態に係るオフライン照明装置の概略構成を示すもので、オフライン照明装置を横から見た断面図である。1 is a cross-sectional view of the offline lighting device viewed from the side, showing a schematic configuration of an offline lighting device according to an embodiment of the present invention. オフライン照明装置を上から見た断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the offline lighting device viewed from above. オフライン照明装置の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of an offline lighting device. スイッチング電源回路の概略構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a switching power supply circuit. FIG. （ａ）は、スイッチング素子２４１を不連続モードで動作させたときの電流波形図、（ｂ）は連続モードで動作させたときの電流波形図である。(a) is a current waveform diagram when the switching element 241 is operated in discontinuous mode, and (b) is a current waveform diagram when it is operated in continuous mode. オフライン照明装置の従来の回路図である。1 is a conventional circuit diagram of an offline lighting device; FIG.

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

図１はこの発明の一実施形態に係るオフライン照明装置１の概略構成を示すもので、オフライン照明装置１を横から見た断面図である。この照明装置１は、一面(図１の例では上面)が開口した箱型の筐体１１を備え、この筐体１１内に片面プリント配線基板１２が収容されている。 FIG. 1 shows a schematic configuration of an offline lighting device 1 according to an embodiment of the present invention, and is a sectional view of the offline lighting device 1 viewed from the side. This lighting device 1 includes a box-shaped casing 11 with one side (the top surface in the example of FIG. 1) open, and a single-sided printed wiring board 12 is housed within the casing 11.

筐体１１は鋼板等の金属製であり、筐体１１の開口部と反対側(図１では下側)の部分を支持板１１ａとして、この支持板１１ａに、片面プリント配線基板１２が支持板１１ａと所定の隙間を隔てて平行状態となるようにスペーサ１５を介して固定されている。 The housing 11 is made of metal such as a steel plate, and the part of the housing 11 opposite to the opening (lower side in FIG. 1) is a support plate 11a, and the single-sided printed wiring board 12 is attached to the support plate 11a. It is fixed via a spacer 15 so as to be parallel to 11a with a predetermined gap therebetween.

片面プリント配線基板１２は支持板１１ａ側と反対側、換言すれば筐体１１の開口部側の面に電子部品１３が実装されるとともに、支持板１１ａ側の面に各電子部品１３を接続するための印刷配線パターン１４が形成されている。 The single-sided printed wiring board 12 has electronic components 13 mounted on the side opposite to the support plate 11a side, in other words, on the side on the opening side of the housing 11, and connects each electronic component 13 to the side on the support plate 11a side. A printed wiring pattern 14 is formed for this purpose.

筐体１１の側面の一部には、入口接続部１７が形成され、この入口接続部１７に、商用電源２からの入出力線が電源スイッチ３を介して接続されており、さらに入口接続部１７と片面プリント配線基板１２上の回路とは電線１６ａを介して接続されており、これによって商用電源２から片面プリント配線基板１２上の回路に電力を供給できるようになっている。 An inlet connection part 17 is formed in a part of the side surface of the casing 11, and an input/output line from a commercial power supply 2 is connected to this inlet connection part 17 via a power switch 3. 17 and the circuit on the single-sided printed wiring board 12 are connected via an electric wire 16a, so that power can be supplied from the commercial power source 2 to the circuit on the single-sided printed wiring board 12.

また、筐体１１の上面開口部にはＬＥＤ等の光源１８が配設されており、片面プリント配線基板１２上の回路と光源１８とが電線１６ｂで接続されている。 Further, a light source 18 such as an LED is disposed in the upper opening of the housing 11, and the circuit on the single-sided printed wiring board 12 and the light source 18 are connected with an electric wire 16b.

図２は、オフライン照明装置１を上から見た断面図である。図２に示すように、片面プリント配線基板１２には、フィルタ回路２１、突入防止素子２２、整流平滑部２３、スイッチング電源回路２４を構成する各電子部品１３が、前述したように、片面プリント配線基板１２の支持板１１ａとは反対側の面に搭載されている。フィルタ回路２１、突入防止素子２２、整流平滑部２３、スイッチング電源回路２４について、図３を参照して以下に説明する。 FIG. 2 is a sectional view of the offline lighting device 1 viewed from above. As shown in FIG. 2, the electronic components 13 constituting the filter circuit 21, the inrush prevention element 22, the rectifying smoothing section 23, and the switching power supply circuit 24 are mounted on the single-sided printed wiring board 12, as described above. It is mounted on the surface of the substrate 12 opposite to the support plate 11a. The filter circuit 21, the inrush prevention element 22, the rectifying and smoothing section 23, and the switching power supply circuit 24 will be described below with reference to FIG.

図３は、オフライン照明装置１の回路図である。オフライン照明装置１は商用電源２と並列に接続されたフィルタ回路２１として雑音防止用コンデンサ２１ａを備え、突入防止素子２２は、雑音防止用コンデンサ２１ａの一方の出力に直列に接続されている。突入防止素子２２は、商用電源２を投入した時に発生する突入電流を制限するための素子であり、限定はされないがこの実施形態では抵抗により構成されている。また、整流平滑部２３は、突入防止素子２２の出力側に接続され、スイッチング電源回路２４は整流平滑部２３の出力側に接続されている。 FIG. 3 is a circuit diagram of the offline lighting device 1. The offline lighting device 1 includes a noise prevention capacitor 21a as a filter circuit 21 connected in parallel with the commercial power source 2, and the rush prevention element 22 is connected in series to one output of the noise prevention capacitor 21a. The inrush prevention element 22 is an element for limiting the inrush current that occurs when the commercial power supply 2 is turned on, and is constituted by a resistor in this embodiment, although it is not limited thereto. Further, the rectifying and smoothing section 23 is connected to the output side of the inrush prevention element 22 , and the switching power supply circuit 24 is connected to the output side of the rectifying and smoothing section 23 .

整流平滑部２３は、商用電源２の交流電力を直流に整流平滑する公知の回路であり、例えば、整流回路としてのダイオードブリッジと、ダイオードブリッジで直流に変換されたときの脈流を平滑化する平滑コンデンサによって構成されている。 The rectifying and smoothing unit 23 is a known circuit that rectifies and smoothes the AC power of the commercial power supply 2 into DC, and, for example, uses a diode bridge as a rectifier circuit and smoothes ripples when converted to DC by the diode bridge. Consists of a smoothing capacitor.

スイッチング電源回路２４は、平滑化された直流をスイッチングして電圧の降下した定電圧電源を作成するものであり、平滑化された直流をスイッチングするための半導体からなるスイッチング素子を備えている。スイッチング素子の一例としては、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やトランジスタ等を挙げることができる。スイッチング電源回路２４により作成された定電流電源等により、負荷である光源１８が駆動される。 The switching power supply circuit 24 switches the smoothed direct current to create a constant voltage power supply with a reduced voltage, and includes a switching element made of a semiconductor for switching the smoothed direct current. Examples of switching elements include FETs (field effect transistors) and transistors. The light source 18, which is a load, is driven by a constant current power supply or the like created by the switching power supply circuit 24.

図４は、スイッチング電源回路２４の概略構成を示す回路図である。スイッチング電源回路２４はスイッチング素子２４１を備え、このスイッチング素子２４１のドレイン端子ないしコレクタ端子２４１ａは、整流平滑部２３の正電位側に接続され、スイッチング素子２４１のソースないしエミッタ端子２４１ｂは、アノードを整流平滑部２３の負電位側に接続されたダイオード２４２のカソードに接続されている。つまり、スイッチング素子２４１はハイサイドスイッチングとなっている。 FIG. 4 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the switching power supply circuit 24. As shown in FIG. The switching power supply circuit 24 includes a switching element 241, a drain terminal or collector terminal 241a of the switching element 241 is connected to the positive potential side of the rectifying and smoothing section 23, and a source or emitter terminal 241b of the switching element 241 rectifies the anode. It is connected to the cathode of a diode 242 connected to the negative potential side of the smoothing section 23. In other words, the switching element 241 is high-side switching.

また、スイッチング素子２４１のソースないしエミッタ端子２４１ｂにはインダクタ２４３の一端が接続され、インダクタ２４３の他端と整流平滑部２３の負電位側の間にはコンデンサ２４４が接続されている。これらのインダクタ２４３及びコンデンサ２４４は、スイッチング素子２４１のスイッチング動作により得られた電力を平滑化して、安定した出力を得るための部品である。そして、コンデンサ２４４に充電される電荷が、負荷である光源１８に供給される。 Further, one end of an inductor 243 is connected to the source or emitter terminal 241b of the switching element 241, and a capacitor 244 is connected between the other end of the inductor 243 and the negative potential side of the rectifying and smoothing section 23. These inductor 243 and capacitor 244 are components for smoothing the power obtained by the switching operation of the switching element 241 to obtain a stable output. The charge charged in the capacitor 244 is then supplied to the light source 18, which is a load.

スイッチング素子２４１のスイッチング動作は、制御部２４５によって制御される。制御部２４５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他の回路部品を備え、コンデンサ２４４の両端電圧が所定の電圧となるようにスイッチング素子２４１のスイッチング動作を制御する。 The switching operation of the switching element 241 is controlled by the control section 245. The control unit 245 includes a CPU, ROM, RAM, and other circuit components, and controls the switching operation of the switching element 241 so that the voltage across the capacitor 244 becomes a predetermined voltage.

この実施形態では、スイッチング素子２４１は不連続モードで動作する。連続モードは、図５（ａ）に示すように、スイッチング素子２４１を流れる電流が０から開始されるのではなく、急峻に立ち上がるモードである。不連続モードは、図５（ｂ）に示すように、スイッチング素子２４１を流れる電流が０から徐々に増大していくモードである。スイッチング素子２４１を不連続モードで動作させる制御は周知であるので、詳細な説明は省略する。 In this embodiment, switching element 241 operates in a discontinuous mode. The continuous mode is a mode in which the current flowing through the switching element 241 does not start from 0 but rises steeply, as shown in FIG. 5(a). The discontinuous mode is a mode in which the current flowing through the switching element 241 gradually increases from 0, as shown in FIG. 5(b). Since the control for operating the switching element 241 in discontinuous mode is well known, detailed explanation will be omitted.

このようにこの実施形態では、スイッチング素子２４１は整流平滑部２３の出力の正電位側に接続されており、また不連続モードで動作するから、従来から知られているとおり、スイッチング素子のスイッチング動作に同期したＲ／Ｎ成分ノイズの発生を抑止することができる。 As described above, in this embodiment, the switching element 241 is connected to the positive potential side of the output of the rectifying and smoothing section 23, and operates in a discontinuous mode, so that the switching operation of the switching element is controlled as conventionally known. It is possible to suppress the occurrence of R/N component noise synchronized with the .

この実施形態では、ノイズ発生の抑止のためのさらなる対策が採られている。具体的には、図４に示すように、片面プリント配線基板１２の支持板１１ａ側の面に形成された印刷配線パーン１４のうち、図４にハッチングで示したような、スイッチング素子２４１のソースないしエミッタ端子２４１ｂ側の印刷配線パターン２５と、ソースないしエミッタ端子２４１ｂ側に存在する周辺回路の印刷配線パターン２６の合計面積が、１００ｍｍ²以下に設定されている。このような印刷配線パターンの面積を１００ｍｍ²以下とすることで、スイッチング素子２４１が整流平滑部２３の出力の正電位側に接続されていること、不連続モードで動作することとの相乗効果で、スイッチング素子２４１のスイッチング動作に同期したＲ／Ｎ成分ノイズの発生をさらに抑止することができる。 In this embodiment, additional measures are taken to suppress noise generation. Specifically, as shown in FIG. 4, among the printed wiring traces 14 formed on the side of the support plate 11a of the single-sided printed wiring board 12, the sources of the switching elements 241 as shown by hatching in FIG. The total area of the printed wiring pattern 25 on the emitter terminal 241b side and the peripheral circuit printed wiring pattern 26 on the source or emitter terminal 241b side is set to 100 mm ² or less. By setting the area of such a printed wiring pattern to 100 mm ² or less, a synergistic effect with the fact that the switching element 241 is connected to the positive potential side of the output of the rectifying and smoothing section 23 and that it operates in a discontinuous mode can be achieved. , generation of R/N component noise synchronized with the switching operation of the switching element 241 can be further suppressed.

ここで、ソースないしエミッタ端子２４１ｂ側の周辺回路の印刷配線パターン２６とは、スイッチング素子２４１のソースないしエミッタ端子２４１ｂの電位に対して３０Ｖ以下の電位にある印刷配線パターンをいう。この実施形態では、ソースないしエミッタ端子２４１ｂ側に存在している例えば制御部２４５の印刷配線パターンである。制御部２４５には、限定はされないが、制御部２４５への電力供給部、電流検出部、電圧検出部、スイッチング素子の駆動部、フィードバック部が含まれ、これらの一部を構成するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭの配線も含まれる。 Here, the printed wiring pattern 26 of the peripheral circuit on the side of the source or emitter terminal 241b refers to a printed wiring pattern whose potential is 30 V or less with respect to the potential of the source or emitter terminal 241b of the switching element 241. In this embodiment, it is, for example, a printed wiring pattern of the control section 245, which is present on the source or emitter terminal 241b side. The control unit 245 includes, but is not limited to, a power supply unit for the control unit 245, a current detection unit, a voltage detection unit, a switching element drive unit, and a feedback unit, and includes a CPU and a ROM that constitute part of these units. , RAM wiring is also included.

通常、スイッチング素子２４１のソースないしエミッタ端子２４１ｂ側に存在する周辺回路の印刷配線パータンはパターン幅等を太くして寄生インダクタンスを低減させることで誤動作防止したリノイズ低減させたりする。又、放熱も考慮して太くする場所である。しかし、スイッチング素子２４１のソースないしエミッタ端子２４１ｂ側の印刷配線パターン２５と、ソースないしエミッタ端子２４１ｂ側の周辺回路の印刷配線パターン２６の合計面積が１００ｍｍ²を超えると、スイッチング素子２４１のスイッチング動作に同期したＲ／Ｎ成分ノイズが増大する。 Normally, the printed wiring pattern of the peripheral circuit existing on the source or emitter terminal 241b side of the switching element 241 is made thicker to reduce parasitic inductance, thereby preventing malfunctions and reducing noise. Also, this is a place where the thickness should be made in consideration of heat dissipation. However, if the total area of the printed wiring pattern 25 on the side of the source or emitter terminal 241b of the switching element 241 and the printed wiring pattern 26 of the peripheral circuit on the side of the source or emitter terminal 241b exceeds 100 mm ² , the switching operation of the switching element 241 will be affected. Synchronized R/N component noise increases.

ちなみに、片面プリント配線基板１２の印刷配線パターン１４と鋼板からなる支持板１１ａとの距離を６ｍｍとし、図３に示したように、フィルタ回路２１を雑音防止用インダクタがなく雑音防止用コンデンサ２１ａのみの回路とし、突入防止素子２２として抵抗を用い、スイッチング素子２４１をハイサイドスイッチング及び不連続モードで動作させるとともに、スイッチング素子２４１のソースないしエミッタ端子２４１ｂ側の印刷配線パターン２５と、ソースないしエミッタ端子２４１ｂ側の周辺回路の印刷配線パターン２６の合計面積のみを、５０ｍｍ²、７５ｍｍ²、１００ｍｍ²、１５０ｍｍ²と変化させたときの商用電源２側に流出するノイズのレベルを調べた。その結果、ノイズレベルは印刷配線パターンの合計面積の順に、４８．７ｄＢ、４９．４ｄＢ、５１．０ｄＢ、５３．４ｄＢであり、印刷配線パターンの合計面積が小さいほど流出ノイズが低下し、印刷配線パターンの合計面積が１００ｍｍ²以下の場合に、許容ノイズレベル５１ｄＢを満たしていた。 By the way, the distance between the printed wiring pattern 14 of the single-sided printed wiring board 12 and the support plate 11a made of a steel plate is 6 mm, and as shown in FIG. The circuit uses a resistor as the inrush prevention element 22, operates the switching element 241 in high side switching and discontinuous mode, and connects the printed wiring pattern 25 on the source or emitter terminal 241b side of the switching element 241 to the source or emitter terminal. The level of noise leaking to the commercial power supply 2 side was investigated when only the total area of the printed wiring pattern 26 of the peripheral circuit 241b side was changed to 50 mm ² , 75 mm ² , 100 mm ² , and 150 mm ² . As a result, the noise levels were 48.7 dB, 49.4 dB, 51.0 dB, and 53.4 dB in order of the total area of the printed wiring pattern, and the smaller the total area of the printed wiring pattern, the lower the outflow noise. The allowable noise level of 51 dB was satisfied when the total area of the pattern was 100 mm ² or less.

これは、片面プリント配線基板１２の下方に金属製支持板１１ａがある構造の為、支持板１１ａへのコモンモードノイズが他の発生源ノイズに比べて影響が大きいことを物語っている。また、片面プリント配線基板１２における印刷配線パターン１４が支持板１１ａ側であり、支持板１１ａと平行しているのも影響が大きいものと考えられる。許容値が５１ｄＢ(電気用品安全法の５６ｄＢの規格値に対し一般的な５ｄＢマージンをとったもの )に対し、当該面積が１００ｍｍ²以下であれば５１ｄＢ以下となり、フィルタ回路２１のインダクタを除去し、突入防止素子２２のみで達成出来る。つまり、スイッチング素子２４１が整流平滑部２３の出力の正電位側に接続されていること、不連続モードで動作することのみでは、図６に示すように、フィルタ回路３０として雑音防止用コンデンサ３０ａと、雑音防止用コンデンサ３０ａの出力側の正負ラインに接続された各インダクタ３０ｂ、３０ｃが必要であるが、スイッチング素子２４１のソースないしエミッタ端子２４１ｂ側の印刷配線パターン２５と、ソースないしエミッタ端子２４１ｂ側の周辺回路の印刷配線パターン２６の合計面積を１００ｍｍ²以下とすることで、インダクタ３０ｂ、３０ｃを除去することができる。 This shows that because of the structure in which the metal support plate 11a is located below the single-sided printed wiring board 12, the common mode noise on the support plate 11a has a greater influence than noise from other sources. It is also considered that the fact that the printed wiring pattern 14 on the single-sided printed wiring board 12 is on the support plate 11a side and is parallel to the support plate 11a has a large influence. The allowable value is 51 dB (general 5 dB margin is taken from the standard value of 56 dB under the Electrical Appliance and Material Safety Law), but if the area is 100 mm ² or less, it will be 51 dB or less, and the inductor of the filter circuit 21 will be removed. However, this can be achieved using only the intrusion prevention element 22. In other words, simply by connecting the switching element 241 to the positive potential side of the output of the rectifying and smoothing section 23 and operating in the discontinuous mode, as shown in FIG. , inductors 30b and 30c connected to the positive and negative lines on the output side of the noise prevention capacitor 30a are required, but the printed wiring pattern 25 on the source or emitter terminal 241b side of the switching element 241 and the source or emitter terminal 241b side are required. By setting the total area of the printed wiring pattern 26 of the peripheral circuit to 100 mm ² or less, the inductors 30b and 30c can be removed.

構造上、片面プリント配線基板１２の印刷配線パターン１４は支持板１１ａ側になるのが一般的である。それはオフライン用スイッチング電源回路２４の部品は高耐圧が要求され大きくなるので、絶縁性が要求される支持板１１ａ側に部品を配置しないのが効率的であるからである。片面プリント配線基板１２の印刷配線パターン１４から支持板１１ａまでの距離は、部品の基板下リード長及び絶縁距離を考慮すると４～８ｍｍが望ましい。４ｍｍより短くすると間に絶縁物を挟む必要があり、高価となる。８ｍｍより長くすると全体的な大きさが大きくなり商品価値が低下する。 Structurally, the printed wiring pattern 14 of the single-sided printed wiring board 12 is generally on the support plate 11a side. This is because the components of the off-line switching power supply circuit 24 are required to have a high withstand voltage and are large in size, so it is efficient to not arrange the components on the support plate 11a side, which requires insulation. The distance from the printed wiring pattern 14 of the single-sided printed wiring board 12 to the support plate 11a is preferably 4 to 8 mm in consideration of the lead length and insulation distance under the board of the component. If it is shorter than 4 mm, it is necessary to insert an insulator in between, which increases the cost. If it is longer than 8 mm, the overall size will increase and the commercial value will decrease.

尚、突入防止素子２２は、安価で少ないながらもインダクタンスを期待できる抵抗が望ましい。 The inrush prevention element 22 is preferably a resistor that is inexpensive and has a small amount of inductance.

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはない。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、スイッチング素子２４１は、商用電源の脈流を平滑化する整流平滑部（平滑回路)２３の出力の正電位側に接続されている場合を示したが、力率改善回路（ＰＦＣ回路）が用いられる場合は、力率改善回路の出力の正電位側に接続されてもよい。 For example, the switching element 241 is connected to the positive potential side of the output of the rectifying and smoothing section (smoothing circuit) 23 that smoothes the pulsating current of the commercial power supply, but the switching element 241 is connected to the positive potential side of the output of the rectifying and smoothing section (smoothing circuit) 23 that smoothes the ripple current of the commercial power supply. If used, it may be connected to the positive potential side of the output of the power factor correction circuit.

１オフライン照明装置
２商用電源
３電源スイッチ
１１筐体
１２片面プリント配線基板
１３電子部品
１４印刷配線パターン
１５スペーサ
１７入口接続部
１８光源（負荷）
２１フィルタ回路
２２突入防止素子
２３整流平滑部
２４スイッチング電源回路
２５ソースないしエミッタ側の印刷配線パターン
２６周辺回路の印刷配線パターン
２４１スイッチング素子
２４１ｂソースないしエミッタ端子 1 Off-line lighting device 2 Commercial power supply 3 Power switch 11 Housing 12 Single-sided printed wiring board 13 Electronic components 14 Printed wiring pattern 15 Spacer 17 Inlet connection part 18 Light source (load)
21 Filter circuit 22 Inrush prevention element 23 Rectifying and smoothing section 24 Switching power supply circuit 25 Printed wiring pattern on source or emitter side 26 Printed wiring pattern on peripheral circuit 241 Switching element 241b Source or emitter terminal

Claims

a metal support plate;
A printed wiring pattern is formed on one side, a switching power supply circuit for lighting a light source is mounted on the other side, and the printed wiring pattern is attached to the metal support plate in parallel with the metal support plate. printed wiring board,
Equipped with
The switching power supply circuit includes a switching element made of a semiconductor, and the switching element is connected to the positive potential side of the output of a smoothing circuit or a power factor correction circuit that smoothes pulsating current of the AC power supply,
The switching operation of the switching element is in a discontinuous mode, and the total area of the printed wiring pattern on the source side or emitter side of the switching element and the printed wiring pattern of the peripheral circuit on the source side or emitter side is 100 mm ² or less. Off-line lighting equipment characterized by:

2. The off-line device according to claim 1, further comprising a noise prevention capacitor on the side of the AC power source, and an inrush prevention element connected to a subsequent stage of the noise prevention capacitor in place of the noise prevention inductor. lighting equipment.

3. The off-line lighting fixture according to claim 2, wherein the intrusion prevention element is a resistor.

4. The off-line lighting device according to claim 1, wherein the distance between the metal support plate and the printed wiring pattern of the single-sided printed wiring board is 4 to 8 mm.

5. The off-line lighting fixture according to claim 1, wherein the printed wiring pattern of the peripheral circuit is a printed wiring pattern at a potential of 30 V or less with respect to the potential of the source or emitter of the switching element.

The off-line lighting fixture according to claim 5, wherein the peripheral circuit is a control unit that controls switching operation of the switching element.

The off-line lighting fixture according to claim 6, wherein the control section includes a power supply section to the control section, a current detection section, a voltage detection section, a drive section for the switching element, and a feedback section.