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JP2011151913A - Power supply circuit and lighting device - Google Patents

Power supply circuit and lighting device Download PDF

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JP2011151913A
JP2011151913A JP2010010040A JP2010010040A JP2011151913A JP 2011151913 A JP2011151913 A JP 2011151913A JP 2010010040 A JP2010010040 A JP 2010010040A JP 2010010040 A JP2010010040 A JP 2010010040A JP 2011151913 A JP2011151913 A JP 2011151913A
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JP
Japan
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voltage
circuit
coil
current
switching element
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010010040A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takafumi Nonaka
貴文 野中
Takashi Kumagai
隆 熊谷
Yuichiro Ito
雄一郎 伊藤
Koki Iwatsubo
幸喜 岩坪
Koichi Saito
耕一 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Electric Lighting Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Electric Lighting Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp, Mitsubishi Electric Lighting Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a power loss in a power supply circuit. <P>SOLUTION: A choke coil L22 (coil) gains an input voltage via a pair of input terminals. A smoothing capacitor C26 is charged with a coil current passing through the choke coil L22. A switching element Q21 (first switching circuit) is placed between the input terminals and the choke coil L22 and interrupts a voltage applied from the input terminals to the choke coil L22. A rectifying device D23 is placed between the choke coil L22 and the smoothing capacitor C26 and interrupts a current flowing from the choke coil L22 to the smoothing capacitor C26 when the switching element Q21 is in conduction. A switching element Q25 (second switching circuit) is electrically connected in parallel with the rectifying device D23, and interrupts a current charging the smoothing capacitor C26 from the choke coil L22 when the rectifying device D23 is interrupted. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、発光ダイオードなどを有する負荷回路を駆動する電源回路に関する。   The present invention relates to a power supply circuit for driving a load circuit having a light emitting diode or the like.

LEDなどを有する負荷回路は、定電流駆動が必要である。また、ある程度の電力を超える電力を消費する電気製品は、商用電源の電源歪みを抑制するため、高調波規制の対象となる。
このため、前段に力率改善回路、後段に定電流駆動回路を設けた二段構成の電源回路が用いられている。
また、電源回路の電力損失を低減するため、力率改善回路としての機能と、定電流駆動回路としての機能とを兼ね備えた回路を有する一段構成の電源回路も提案されている。
A load circuit having an LED or the like needs constant current driving. In addition, electrical products that consume more than a certain amount of power are subject to harmonic regulation in order to suppress power supply distortion of commercial power supplies.
For this reason, a two-stage power supply circuit is used in which a power factor correction circuit is provided at the front stage and a constant current drive circuit is provided at the rear stage.
In order to reduce the power loss of the power supply circuit, a one-stage power supply circuit having a circuit that has both a function as a power factor correction circuit and a function as a constant current drive circuit has been proposed.

特表2008−537459号公報Special table 2008-537459 gazette

電源回路を一段構成とすることにより、電源回路における電力損失を低減することができるが、地球温暖化を防止し、二酸化炭素排出量を削減し、省エネルギーを図るためには、電源回路における電力損失の更なる低減が求められる。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、一段構成の電源回路において、電力損失を更に削減することを目的とする。
Power loss in the power supply circuit can be reduced by configuring the power supply circuit in one stage, but in order to prevent global warming, reduce carbon dioxide emissions, and save energy, power loss in the power supply circuit Further reduction is required.
The present invention has been made, for example, in order to solve the above-described problems, and an object thereof is to further reduce power loss in a one-stage power supply circuit.

この発明にかかる電源回路は、
入力電圧を入力する一対の入力端子と、
上記一対の入力端子が入力した入力電圧を印加されるコイルと、
上記コイルを流れるコイル電流により充電される平滑コンデンサと、
上記一対の入力端子と上記コイルとの間に介在し、上記一対の入力端子から上記コイルに印加される電圧を遮断する第一スイッチング回路と、
上記コイルと上記平滑コンデンサとの間に介在し、上記第一スイッチング回路が導通状態のとき、上記コイルから上記平滑コンデンサに流れる電流を遮断する整流素子と、
上記整流素子と並列に電気接続し、上記整流素子が遮断状態のとき、上記コイルから上記平滑コンデンサを充電する電流を遮断する第二スイッチング回路と、
上記平滑コンデンサに充電されたコンデンサ電圧を出力する一対の出力端子とを有することを特徴とする。
A power supply circuit according to the present invention includes:
A pair of input terminals for inputting an input voltage;
A coil to which an input voltage input by the pair of input terminals is applied;
A smoothing capacitor charged by a coil current flowing through the coil;
A first switching circuit that is interposed between the pair of input terminals and the coil and blocks a voltage applied to the coil from the pair of input terminals;
A rectifying element that is interposed between the coil and the smoothing capacitor and cuts off a current flowing from the coil to the smoothing capacitor when the first switching circuit is in a conductive state;
A second switching circuit that is electrically connected in parallel with the rectifying element, and that cuts off a current that charges the smoothing capacitor from the coil when the rectifying element is in an interrupted state;
And a pair of output terminals for outputting a capacitor voltage charged in the smoothing capacitor.

この発明にかかる電源回路によれば、整流素子が導通状態のときに流れる電流を第二スイッチング回路に迂回させるので、整流素子における電力損失を減らすことができる。   According to the power supply circuit of the present invention, since the current flowing when the rectifying element is in the conductive state is diverted to the second switching circuit, power loss in the rectifying element can be reduced.

実施の形態1における照明装置800の全体構成の一例を示すシステム構成図。FIG. 2 is a system configuration diagram illustrating an example of an overall configuration of a lighting apparatus 800 according to Embodiment 1. 実施の形態1における照明装置800の回路構成の一例を示す回路構成図。FIG. 3 is a circuit configuration diagram illustrating an example of a circuit configuration of the lighting device 800 in Embodiment 1. 実施の形態1における昇降圧回路120の各部の電圧値・電流値の一例を示す波形図。FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of voltage values / current values of each part of the step-up / down circuit 120 according to the first embodiment. 実施の形態1におけるスイッチング素子Q25として用いるnMOSFETの等価回路の一例を示す図。FIG. 3 shows an example of an equivalent circuit of an nMOSFET used as a switching element Q25 in the first embodiment. 実施の形態1におけるスイッチング素子Q25として用いるnMOSFETのソース−ドレイン間の電圧電流特性の一例を示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a voltage-current characteristic between a source and a drain of an nMOSFET used as a switching element Q25 in the first embodiment. 実施の形態1における制御信号生成回路125の別の例を示す回路構成図。FIG. 6 is a circuit configuration diagram illustrating another example of the control signal generation circuit 125 according to the first embodiment. 図6に示した制御信号生成回路125の各部の電圧値の一例を示す波形図。FIG. 7 is a waveform diagram showing an example of voltage values at various parts of the control signal generation circuit 125 shown in FIG. 6. 実施の形態2における照明装置800の回路構成の一例を示す回路構成図。FIG. 6 is a circuit configuration diagram illustrating an example of a circuit configuration of a lighting device 800 in Embodiment 2.

実施の形態1.
実施の形態1について、図1〜図7を用いて説明する。
Embodiment 1 FIG.
The first embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は、この実施の形態における照明装置800の全体構成の一例を示すシステム構成図である。
照明装置800は、商用電源などの交流電源ACから電力を入力し、入力した電力により光源を点灯する。光源は、例えば発光ダイオード(以下「LED」と呼ぶ。)や有機エレクトロルミネッセンス(以下「有機EL」と呼ぶ。)などの発光素子である。
照明装置800は、電源回路100と、光源回路810とを有する。
電源回路100は、交流電源ACから入力した電力を、光源回路810に供給する電力に変換する。光源回路810(負荷回路)は、電源回路100が変換した電力の供給を受けて、光源を点灯する。電源回路100は、例えば、直流で電流が所望の値である電力を光源回路810に供給する。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example of the overall configuration of an illumination device 800 according to this embodiment.
The lighting device 800 receives power from an AC power source AC such as a commercial power source, and turns on the light source by the input power. The light source is a light emitting element such as a light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) or organic electroluminescence (hereinafter referred to as “organic EL”).
The lighting device 800 includes a power supply circuit 100 and a light source circuit 810.
The power supply circuit 100 converts power input from the AC power supply AC into power supplied to the light source circuit 810. The light source circuit 810 (load circuit) receives the supply of power converted by the power supply circuit 100 and turns on the light source. For example, the power supply circuit 100 supplies the light source circuit 810 with electric power that is direct current and has a desired current value.

電源回路100は、全波整流回路110、昇降圧回路120、電流検出回路150を有する。
全波整流回路110(整流回路)は、交流電源ACから入力した電力を全波整流して、脈流の電圧波形に変換する。
昇降圧回路120は、全波整流回路110が変換した脈流波形の電圧を有する電力を、光源回路810に供給する電力に変換する。昇降圧回路120は、例えばバックブーストコンバータ回路である。
電流検出回路150は、昇降圧回路120から光源回路810に供給される電力の電流値を検出する。
The power supply circuit 100 includes a full-wave rectifier circuit 110, a step-up / step-down circuit 120, and a current detection circuit 150.
The full-wave rectifier circuit 110 (rectifier circuit) performs full-wave rectification on the power input from the AC power supply AC and converts it into a pulsating voltage waveform.
The step-up / step-down circuit 120 converts power having a pulsating waveform voltage converted by the full-wave rectifier circuit 110 into power supplied to the light source circuit 810. The step-up / down circuit 120 is, for example, a buck-boost converter circuit.
The current detection circuit 150 detects a current value of power supplied from the step-up / down circuit 120 to the light source circuit 810.

昇降圧回路120には、2つの役割がある。1つは、力率改善回路としての役割である。もう1つは、定電流駆動回路としての役割である。
力率改善回路とは、電源回路100が入力する電力の力率を1に近づけることを目的とした回路である。昇降圧回路120は、電源回路100が入力する電力の電流波形を、電圧波形に近似した波形にすることにより、電源回路100が入力する電力の力率を1に近づける。
また、昇降圧回路120は、定電流駆動回路として、光源回路810に供給する電力の電流値を所望の値にする。昇降圧回路120は、電流検出回路150が検出した電流値に基づいて、変換する電力の電圧値を調整し、光源回路810に供給する電力の電流値が所望の値になるように調整する。
The buck-boost circuit 120 has two roles. One is a role as a power factor correction circuit. The other is a role as a constant current drive circuit.
The power factor correction circuit is a circuit whose purpose is to bring the power factor of the power input by the power supply circuit 100 close to 1. The step-up / step-down circuit 120 makes the power factor of the power input by the power supply circuit 100 close to 1 by making the current waveform of the power input by the power supply circuit 100 a waveform that approximates the voltage waveform.
Further, the step-up / step-down circuit 120 serves as a constant current driving circuit, and sets the current value of power supplied to the light source circuit 810 to a desired value. The step-up / down circuit 120 adjusts the voltage value of the power to be converted based on the current value detected by the current detection circuit 150 so that the current value of the power supplied to the light source circuit 810 becomes a desired value.

図2は、この実施の形態における照明装置800の回路構成の一例を示す回路構成図である。
光源回路810は、例えば、LEDや有機ELなど複数の光源811を直列に電気接続した回路である。例えば、光源回路810は、順方向降下電圧が3VのLEDを24個直列に電気接続した回路である。この場合、LEDを点灯するためには、光源回路810の両端に72Vの電圧を印加する必要がある。
光源811は、光源回路810を流れる電流により明るさが変化する。光源811を所望の明るさで点灯するためには、光源回路810を流れる電流をその明るさに対応する値にする。光源811の温度特性や周囲温度によって、光源回路810を流れる電流と光源回路810の両端電圧との間の関係が変化する。また、各光源811の順方向降下電圧にはバラツキがある。このため、光源回路810は、定電圧駆動ではなく、定電流駆動により動作させる。
光源回路810は、例えば発光素子ユニットとして、電源回路100に着脱可能に接続する構成であってもよいし、電源回路100に固定された構成であってもよい。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram illustrating an example of a circuit configuration of the illumination device 800 according to this embodiment.
The light source circuit 810 is a circuit in which a plurality of light sources 811 such as LEDs and organic ELs are electrically connected in series. For example, the light source circuit 810 is a circuit in which 24 LEDs having a forward drop voltage of 3V are electrically connected in series. In this case, in order to light the LED, it is necessary to apply a voltage of 72 V across the light source circuit 810.
The brightness of the light source 811 changes depending on the current flowing through the light source circuit 810. In order to light the light source 811 with a desired brightness, the current flowing through the light source circuit 810 is set to a value corresponding to the brightness. The relationship between the current flowing through the light source circuit 810 and the voltage across the light source circuit 810 varies depending on the temperature characteristics of the light source 811 and the ambient temperature. Further, the forward voltage drop of each light source 811 varies. For this reason, the light source circuit 810 is operated not by constant voltage drive but by constant current drive.
The light source circuit 810 may be configured to be detachably connected to the power supply circuit 100, for example, as a light emitting element unit, or may be configured to be fixed to the power supply circuit 100.

電源回路100において、全波整流回路110は、4つの端子を有する。4つの端子のうち2つは、交流側端子である。電源回路100の交流側端子は、交流電源ACに電気接続している。残りの2つの端子は、脈流側端子である。脈流側の2つの端子には、正電圧側と負電圧側との区別がある。電源回路100は、例えばダイオードブリッジDBを有する。ダイオードブリッジDBは、ダイオードなど4つの整流素子をブリッジ接続した回路である。   In the power supply circuit 100, the full-wave rectifier circuit 110 has four terminals. Two of the four terminals are AC side terminals. The AC side terminal of the power supply circuit 100 is electrically connected to the AC power supply AC. The remaining two terminals are pulsating flow side terminals. The two terminals on the pulsating side have a distinction between a positive voltage side and a negative voltage side. The power supply circuit 100 includes, for example, a diode bridge DB. The diode bridge DB is a circuit in which four rectifier elements such as diodes are bridge-connected.

電流検出回路150は、光源回路810を流れる電流を検出する。電流検出回路150は、検出した電流に比例する電圧を生成する。電流検出回路150は、生成した電圧(以下「電流検出電圧」と呼ぶ。)を出力する。電流検出回路150は、例えば電流検出抵抗R51を有する。電流検出抵抗R51は、例えば光源回路810と直列に電気接続する位置に設けられている。これにより、電流検出抵抗R51には、光源回路810を流れる電流と同じ電流が流れる。電流検出抵抗R51の両端には、流れた電流に比例する電圧が発生する。電流検出回路150は、電流検出抵抗R51の両端電圧を、電流検出電圧として出力する。
なお、電流検出回路150は、電流検出抵抗R51に限らず、半導体素子やその他の電子部品を用いて構成した回路であってもよい。
また、電流検出回路150は、光源回路810を流れる電流を直接検出するのではなく、例えばチョークコイルL22から平滑コンデンサC26を充電する電流を検出する構成であってもよい。チョークコイルL22から平滑コンデンサC26を充電する電流は、全波整流回路110が全波整流した電力の電圧の瞬時値やスイッチング素子Q21のオンオフに伴って変動するが、交流電源ACの周期(例えば16ミリ秒〜20ミリ秒)より長い周期で平均することにより、光源回路810を流れる電流と同じ値を得ることができる。
The current detection circuit 150 detects a current flowing through the light source circuit 810. The current detection circuit 150 generates a voltage proportional to the detected current. The current detection circuit 150 outputs the generated voltage (hereinafter referred to as “current detection voltage”). The current detection circuit 150 includes a current detection resistor R51, for example. The current detection resistor R51 is provided at a position where it is electrically connected in series with the light source circuit 810, for example. Thereby, the same current as the current flowing through the light source circuit 810 flows through the current detection resistor R51. A voltage proportional to the flowing current is generated at both ends of the current detection resistor R51. The current detection circuit 150 outputs the voltage across the current detection resistor R51 as a current detection voltage.
The current detection circuit 150 is not limited to the current detection resistor R51, and may be a circuit configured using a semiconductor element and other electronic components.
Further, the current detection circuit 150 may be configured not to directly detect a current flowing through the light source circuit 810 but to detect a current for charging the smoothing capacitor C26 from the choke coil L22, for example. The current for charging the smoothing capacitor C26 from the choke coil L22 varies according to the instantaneous value of the voltage of the full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 110 and the on / off of the switching element Q21. By averaging over a longer period (milliseconds to 20 milliseconds), the same value as the current flowing through the light source circuit 810 can be obtained.

昇降圧回路120は、例えば、高調波電流遮断コンデンサC11、制御IC121、直流直流変換回路122、帰還回路123、2つの分圧抵抗R31,R32、入力電流検出抵抗R33、補助巻線L41を有する。   The step-up / step-down circuit 120 includes, for example, a harmonic current cutoff capacitor C11, a control IC 121, a DC / DC conversion circuit 122, a feedback circuit 123, two voltage dividing resistors R31 and R32, an input current detection resistor R33, and an auxiliary winding L41.

高調波電流遮断コンデンサC11は、ダイオードブリッジDBの脈流側端子の間に電気接続されている。高調波電流遮断コンデンサC11の静電容量は、交流電源ACの周波数(例えば50ヘルツ[Hz]または60Hz。)としては非常に小さく、後述するスイッチング素子Q21のスイッチング周波数(例えば数十〜数百キロヘルツ[kHz])としては非常に大きい静電容量であり、例えば数千ピコファラド[pF]〜1マイクロファラド[μF]である。高調波電流遮断コンデンサC11は、スイッチング素子Q21のスイッチング動作で発生した高周波電流を遮断して、交流電源AC側に漏れるのを防ぐ。   The harmonic current cutoff capacitor C11 is electrically connected between the pulsating current side terminals of the diode bridge DB. The electrostatic capacitance of the harmonic current cutoff capacitor C11 is very small as the frequency of the AC power supply AC (for example, 50 Hz [Hz] or 60 Hz), and the switching frequency of the switching element Q21 described later (for example, several tens to several hundreds of kilohertz). [KHz]) is a very large capacitance, for example, several thousand picofarads [pF] to 1 microfarad [μF]. The harmonic current cut-off capacitor C11 cuts off the high-frequency current generated by the switching operation of the switching element Q21 and prevents leakage to the AC power supply AC side.

制御IC121(制御回路)は、直流直流変換回路122の動作を制御する。
直流直流変換回路122は、制御IC121による制御にしたがって、電圧波形が直流あるいは脈流の電力を、電圧波形が直流の電力に変換する。直流直流変換回路122は、変換する電力の電圧値を、入力した電力の電圧値(またはピーク値)より高い電圧値にすることもできるし、低い電圧値にすることもできる。直流直流変換回路122は、例えばバックブーストコンバータ回路である。直流直流変換回路122は、例えばスイッチング素子Q21、チョークコイルL22、整流素子D23、補助巻線L71、スイッチング素子Q25、平滑コンデンサC26を有する。
The control IC 121 (control circuit) controls the operation of the DC / DC conversion circuit 122.
The direct current direct current conversion circuit 122 converts electric power whose voltage waveform is direct current or pulsating current into electric power whose voltage waveform is direct current in accordance with control by the control IC 121. The DC-DC conversion circuit 122 can set the voltage value of the power to be converted to a voltage value higher than the voltage value (or peak value) of the input power, or can be set to a lower voltage value. The DC / DC conversion circuit 122 is, for example, a buck-boost converter circuit. The DC / DC conversion circuit 122 includes, for example, a switching element Q21, a choke coil L22, a rectifying element D23, an auxiliary winding L71, a switching element Q25, and a smoothing capacitor C26.

スイッチング素子Q21は、制御IC121からの指示にしたがって、高周波でオンオフを繰り返す。スイッチング素子Q21は、3つの端子を有する。3つの端子のうちの1つは、スイッチング素子Q21のオンオフを指示する制御信号を入力するための端子(以下「制御入力端子」と呼ぶ。)である。残りの2つの端子は、制御入力端子が入力した制御信号にしたがって、2つの端子の間が導通あるいは遮断する端子(以下「被制御端子」と呼ぶ。)である。スイッチング素子Q21の2つの被制御端子のうち1つは、ダイオードブリッジDBの脈流側端子の一方に電気接続している。
スイッチング素子Q21は、例えばエンハンスメント型nMOS電界効果トランジスタ(以下「FET」と呼ぶ。)である。すなわち、FETのドレイン端子及びソース端子が被制御端子であり、ゲート端子が制御入力端子である。制御信号は、ゲート端子に印加される電圧により表わされる。制御信号の基準電位は、ソース端子の電位である。nMOSFETは、ドレイン端子の電位がソース端子の電位より高い電位になるように接続する。例えば、ダイオードブリッジDBの脈流側端子のうち負電圧側の端子に電気接続する場合であればnMOSFETのソース端子をダイオードブリッジDBに電気接続する。逆に、ダイオードブリッジDBの脈流側端子のうち正電圧側の端子に電気接続する場合であればnMOSFETのドレイン端子をダイオードブリッジDBに電気接続する。
なお、スイッチング素子Q21は、エンハンスメント型FETに限らずデプレッション型FETであってもよいし、nMOSFETに限らずpMOSFETであってもよい。また、スイッチング素子Q21は、MOSFETに限らずジャンクションFETなどその他のFETであってもよい。また、スイッチング素子Q21は、FETに限らずnpn型もしくはpnp型のバイポーラトランジスタであってよいし、その他の電子部品であってもよい。また、スイッチング素子Q21は、トランジスタなどの電子的スイッチに限らず、リレーやその他の機械的要素を含むスイッチであってもよい。
The switching element Q21 is repeatedly turned on and off at a high frequency in accordance with an instruction from the control IC 121. Switching element Q21 has three terminals. One of the three terminals is a terminal (hereinafter referred to as “control input terminal”) for inputting a control signal instructing on / off of the switching element Q21. The remaining two terminals are terminals (hereinafter referred to as “controlled terminals”) that conduct or block between the two terminals in accordance with a control signal input by the control input terminal. One of the two controlled terminals of the switching element Q21 is electrically connected to one of the pulsating flow side terminals of the diode bridge DB.
The switching element Q21 is, for example, an enhancement type nMOS field effect transistor (hereinafter referred to as “FET”). That is, the drain terminal and the source terminal of the FET are controlled terminals, and the gate terminal is a control input terminal. The control signal is represented by a voltage applied to the gate terminal. The reference potential of the control signal is the potential of the source terminal. The nMOSFETs are connected so that the potential of the drain terminal is higher than the potential of the source terminal. For example, if the pulsating current side terminal of the diode bridge DB is electrically connected to the negative voltage side terminal, the source terminal of the nMOSFET is electrically connected to the diode bridge DB. On the contrary, if the pulsating current side terminal of the diode bridge DB is electrically connected to the positive voltage side terminal, the drain terminal of the nMOSFET is electrically connected to the diode bridge DB.
Note that the switching element Q21 is not limited to an enhancement type FET, but may be a depletion type FET, or is not limited to an nMOSFET, and may be a pMOSFET. Further, the switching element Q21 is not limited to a MOSFET but may be another FET such as a junction FET. Further, the switching element Q21 is not limited to an FET, and may be an npn-type or pnp-type bipolar transistor, or may be another electronic component. The switching element Q21 is not limited to an electronic switch such as a transistor, but may be a switch including a relay and other mechanical elements.

チョークコイルL22は、2つの端子(以下「コイル端子」と呼ぶ。)を有する。2つのコイル端子のうちの1つは、ダイオードブリッジDBの脈流側端子の一つ(スイッチング素子Q21に電気接続していないほう)に電気接続している。また、2つのコイル端子のうちもう1つは、スイッチング素子Q21の被制御端子のうちの1つ(ダイオードブリッジDBに電気接続していないほう)に電気接続している。これにより、ダイオードブリッジDB(の脈流側端子)と、スイッチング素子Q21(の被制御端子)と、チョークコイルL22との3つで閉回路(以下「入力側閉回路」と呼ぶ。)を構成する。
また、チョークコイルL22が巻かれた鉄心には、補助巻線L71及び補助巻線L41が巻きつけられている。チョークコイルL22(以下「主巻線」または「コイル」と呼ぶ場合がある。)、補助巻線L71及び補助巻線L41は、1つのトランスを構成している。
The choke coil L22 has two terminals (hereinafter referred to as “coil terminals”). One of the two coil terminals is electrically connected to one of the pulsating flow side terminals of the diode bridge DB (which is not electrically connected to the switching element Q21). The other one of the two coil terminals is electrically connected to one of the controlled terminals of the switching element Q21 (the one not electrically connected to the diode bridge DB). Thus, a closed circuit (hereinafter referred to as “input-side closed circuit”) is constituted by the diode bridge DB (its pulsating current side terminal), the switching element Q21 (its controlled terminal), and the choke coil L22. To do.
An auxiliary winding L71 and an auxiliary winding L41 are wound around the iron core around which the choke coil L22 is wound. The choke coil L22 (hereinafter also referred to as “main winding” or “coil”), the auxiliary winding L71, and the auxiliary winding L41 constitute one transformer.

平滑コンデンサC26は、2つの端子(以下「コンデンサ端子」と呼ぶ。)を有する。2つのコンデンサ端子のうち1つは、チョークコイルL22のコイル端子のうちの1つに電気接続している。平滑コンデンサC26は、例えば電解コンデンサである。平滑コンデンサC26は、光源回路810に印加する電圧を平滑化するためのコンデンサである。平滑コンデンサC26の静電容量は、例えば数百〜数千マイクロファラド[μF]である。平滑コンデンサC26の静電容量を大きくすることで、より出力電圧が平滑されるので、商用電源の周波数50/60Hzの電圧変動による、出力電圧の変動を小さくすることができる。   Smoothing capacitor C26 has two terminals (hereinafter referred to as “capacitor terminals”). One of the two capacitor terminals is electrically connected to one of the coil terminals of the choke coil L22. The smoothing capacitor C26 is, for example, an electrolytic capacitor. The smoothing capacitor C26 is a capacitor for smoothing the voltage applied to the light source circuit 810. The capacitance of the smoothing capacitor C26 is, for example, several hundred to several thousand microfarads [μF]. Since the output voltage is further smoothed by increasing the capacitance of the smoothing capacitor C26, the fluctuation of the output voltage due to the voltage fluctuation of the commercial power supply frequency 50/60 Hz can be reduced.

整流素子D23は、2つの端子(以下「整流端子」と呼ぶ。)を有する。整流素子D23は、一方向にしか電流が流れない性質を持つ素子である。整流素子D23は、例えばダイオードである。すなわち、ダイオードのアノード端子及びカソード端子が2つの整流端子である。ダイオードは、アノード端子側からカソード端子側へは電流が流れるが、カソード端子側からアノード端子側へは流れない。
2つの整流端子のうちの1つは、チョークコイルL22のコイル端子(平滑コンデンサC26に電気接続していないほう)に電気接続している。2つの整流端子のうちもう1つは、平滑コンデンサC26のコンデンサ端子(チョークコイルL22に電気接続していないほう)に電気接続している。これにより、チョークコイルL22と、整流素子D23と、平滑コンデンサC26との3つで閉回路(以下「出力側閉回路」と呼ぶ。)を構成する。
The rectifying element D23 has two terminals (hereinafter referred to as “rectifying terminals”). The rectifying element D23 is an element having a property that current flows only in one direction. The rectifying element D23 is, for example, a diode. That is, the anode terminal and the cathode terminal of the diode are two rectification terminals. In the diode, current flows from the anode terminal side to the cathode terminal side, but does not flow from the cathode terminal side to the anode terminal side.
One of the two rectifying terminals is electrically connected to the coil terminal of the choke coil L22 (which is not electrically connected to the smoothing capacitor C26). The other of the two rectifying terminals is electrically connected to the capacitor terminal (not electrically connected to the choke coil L22) of the smoothing capacitor C26. Thus, a closed circuit (hereinafter referred to as an “output side closed circuit”) is constituted by the choke coil L22, the rectifying element D23, and the smoothing capacitor C26.

なお、整流素子D23の向きは、スイッチング素子Q21がオンのとき遮断する向きである。また、平滑コンデンサC26の向きは、整流素子D23を流れる電流で充電される向きである。   The direction of the rectifying element D23 is a direction that blocks when the switching element Q21 is on. The direction of the smoothing capacitor C26 is a direction in which the smoothing capacitor C26 is charged with a current flowing through the rectifying element D23.

スイッチング素子Q25は、整流素子D23と並列に電気接続されている。スイッチング素子Q25は、整流素子D23がオンのときに導通し、整流素子D23がオフのときに遮断する。すなわち、スイッチング素子Q25は、整流素子D23と同期して同じようにオンオフする。これにより、整流素子D23を流れる電流を減らし、整流素子D23における電力損失を削減する。スイッチング素子Q25の2つの被制御端子は、整流素子D23の2つの整流端子にそれぞれ電気接続している。なお、スイッチング素子Q25は、整流素子D23がオフのときは必ずオフになる構成であればよい。例えば、スイッチング素子Q25は、整流素子D23がオンになったのち整流素子D23より遅くオンになる構成でもよいし、整流素子D23がオフになる前に整流素子D23より早くオフになる構成でもよい。
スイッチング素子Q25は、例えばエンハンスメント型nMOSFETである。スイッチング素子Q25の被制御端子間には、正電圧が加わる場合も負電圧が加わる場合もある。nMOSFETのソース端子は、整流素子D23のアノード端子に電気接続する。nMOSFETのドレイン端子は、整流素子D23のカソード端子に電気接続する。nMOSFETは、ソース端子の電位がドレイン端子の電位より高い場合、サブスレートのp領域とドレイン端子が接続されたn領域との境界に形成されたダイオードが導通して電流が流れる。また、この電流によりMOSFETが破壊するのを防ぐため、サブスレートのp領域とドレイン端子が接続されたn領域との境界に形成されたダイオードとは別に、ソース端子の電位がドレイン端子の電位より高い場合に導通する保護用のダイオードを内蔵している場合もある。そのため、ソース端子は、電位が高いときに導通させたい側に電気接続し、ドレイン端子は、電位が低いときに導通させたい側に電気接続する。
なお、スイッチング素子Q25は、nMOSFETではなく、pMOSFETであってもよい。また、整流素子D23は、MOSFETが内蔵するダイオードであってもよいし、スイッチング素子Q25とは別部品であってもよい。
The switching element Q25 is electrically connected in parallel with the rectifying element D23. The switching element Q25 conducts when the rectifying element D23 is on, and shuts off when the rectifying element D23 is off. That is, the switching element Q25 is turned on and off in the same manner in synchronization with the rectifying element D23. Thereby, the electric current which flows through the rectifier D23 is reduced, and the power loss in the rectifier D23 is reduced. The two controlled terminals of the switching element Q25 are electrically connected to the two rectifying terminals of the rectifying element D23, respectively. Note that the switching element Q25 may be configured to be always turned off when the rectifying element D23 is turned off. For example, the switching element Q25 may be turned on later than the rectifying element D23 after the rectifying element D23 is turned on, or may be turned off earlier than the rectifying element D23 before the rectifying element D23 is turned off.
The switching element Q25 is, for example, an enhancement type nMOSFET. A positive voltage or a negative voltage may be applied between the controlled terminals of the switching element Q25. The source terminal of the nMOSFET is electrically connected to the anode terminal of the rectifying element D23. The drain terminal of the nMOSFET is electrically connected to the cathode terminal of the rectifying element D23. In the nMOSFET, when the potential of the source terminal is higher than the potential of the drain terminal, a diode formed at the boundary between the p region of the sub slate and the n region to which the drain terminal is connected conducts and current flows. Further, in order to prevent the MOSFET from being destroyed by this current, the potential of the source terminal is higher than the potential of the drain terminal separately from the diode formed at the boundary between the p region of the sub slate and the n region to which the drain terminal is connected. There may be a built-in protective diode that conducts when high. Therefore, the source terminal is electrically connected to the side to be conducted when the potential is high, and the drain terminal is electrically connected to the side to be conducted when the potential is low.
Switching element Q25 may be a pMOSFET instead of an nMOSFET. Further, the rectifying element D23 may be a diode built in the MOSFET, or may be a separate component from the switching element Q25.

補助巻線L71は、チョークコイルL22の両端電圧を検出して、スイッチング素子Q25をオンオフする制御信号を生成する。補助巻線L71が生成する制御信号により、スイッチング素子Q25は、上述したように、整流素子D23と同期してオンオフする。補助巻線L71は、主巻線(チョークコイルL22)の逆極性になるように構成されている。   The auxiliary winding L71 detects the voltage across the choke coil L22 and generates a control signal for turning on and off the switching element Q25. As described above, the switching element Q25 is turned on / off in synchronization with the rectifying element D23 by the control signal generated by the auxiliary winding L71. The auxiliary winding L71 is configured to have a polarity opposite to that of the main winding (choke coil L22).

帰還回路123は、電流検出回路150が生成した電流検出電圧に基づいて、昇降圧回路120が変換する電力の電圧値を上げるべきか下げるべきかを表わす帰還信号を生成する。帰還回路123は、例えば基準電圧源V61、誤差増幅器A62、フォトカプラPCを有する。
基準電圧源V61(基準電源)は、電流検出回路150が生成した電流検出電圧と比較して、光源回路810を流れる電流が所望の電流値より大きいか小さいかを判断する基準となる電圧を生成する。
誤差増幅器A62(エラーアンプ)は、電流検出回路150が生成した電流検出電圧と、基準電圧源V61が生成した基準電圧とを比較して、どちらが大きいかを表わす信号(以下「帰還信号」と呼ぶ。)を生成する。
フォトカプラPCは、電気的に絶縁しつつ、帰還信号を伝達する。制御IC121は、フォトカプラPCが伝達した帰還信号を入力する。
Based on the current detection voltage generated by the current detection circuit 150, the feedback circuit 123 generates a feedback signal indicating whether to increase or decrease the voltage value of the power converted by the step-up / down circuit 120. The feedback circuit 123 includes, for example, a reference voltage source V61, an error amplifier A62, and a photocoupler PC.
The reference voltage source V61 (reference power supply) generates a reference voltage for determining whether the current flowing through the light source circuit 810 is larger or smaller than the current detection voltage generated by the current detection circuit 150. To do.
The error amplifier A62 (error amplifier) compares the current detection voltage generated by the current detection circuit 150 with the reference voltage generated by the reference voltage source V61, and indicates a larger signal (hereinafter referred to as “feedback signal”). .) Is generated.
The photocoupler PC transmits a feedback signal while being electrically insulated. The control IC 121 receives the feedback signal transmitted from the photocoupler PC.

なお、誤差増幅器A62に積分機能を持たせてもよい。積分機能により、商用周波数50/60Hzよりも、長い周期で平均化することで、出力電圧に出力変動があっても、平均的に光源回路810に所望の電流を流すことができる。   Note that the error amplifier A62 may have an integration function. By averaging with a cycle longer than the commercial frequency 50/60 Hz by the integration function, a desired current can be flowed to the light source circuit 810 on average even if the output voltage varies.

2つの分圧抵抗R31,R32は、互いに直列に電気接続し、ダイオードブリッジDBの脈流側端子の間に電気接続している。分圧抵抗R31,R32は、ダイオードブリッジDBが変換して出力した電力の電圧波形を分圧して、制御IC121に入力できる電圧レベルに変換する。制御IC121は、分圧抵抗R32の両端電圧を、昇降圧回路120が入力した電力の電圧瞬時値(波形情報)を表わす信号(以下「入力電圧信号」と呼ぶ。)として入力する。   The two voltage dividing resistors R31 and R32 are electrically connected in series with each other, and are electrically connected between the pulsating flow side terminals of the diode bridge DB. The voltage dividing resistors R31 and R32 divide the voltage waveform of the electric power converted and output by the diode bridge DB, and convert it to a voltage level that can be input to the control IC 121. The control IC 121 inputs the voltage across the voltage dividing resistor R32 as a signal (hereinafter referred to as “input voltage signal”) representing the voltage instantaneous value (waveform information) of the power input by the step-up / step-down circuit 120.

補助巻線L41は、チョークコイルL22の両端電圧を検出して、制御IC121に入力する信号(以下「ゼロ電流検出信号」と呼ぶ。)を生成する。制御IC121は、補助巻線L41が生成したゼロ電流検出信号を入力する。補助巻線L41は、主巻線(チョークコイルL22)の逆極性になるように構成されている。   The auxiliary winding L41 detects the voltage across the choke coil L22 and generates a signal (hereinafter referred to as “zero current detection signal”) that is input to the control IC 121. The control IC 121 receives the zero current detection signal generated by the auxiliary winding L41. The auxiliary winding L41 is configured to have a polarity opposite to that of the main winding (choke coil L22).

入力電流検出抵抗R33は、スイッチング素子Q21に流れる電流を検出して、制御IC121に入力する信号(以下「入力電流検出信号」と呼ぶ。)を生成する。制御IC121は、入力電流検出抵抗R33が生成した入力電流検出信号を入力する。   The input current detection resistor R33 detects a current flowing through the switching element Q21 and generates a signal (hereinafter referred to as “input current detection signal”) input to the control IC 121. The control IC 121 receives the input current detection signal generated by the input current detection resistor R33.

制御IC121は、入力した信号群(帰還信号、入力電圧信号、ゼロ電流検出信号、入力電流検出信号)に基づいて、昇降圧回路120が力率改善回路兼定電流駆動回路として動作するよう、スイッチング素子Q21のオンオフを指示する制御信号を生成する。制御IC121は、例えば力率改善回路(PFC回路)用の制御ICとして市販されているものを使用する。
制御IC121は、直流直流変換回路122に流入する電流の波形(入力電流検出信号の包絡線やスイッチング毎の電流ピーク値を結んだ線)が入力電圧の波形に相似した波形になるよう、スイッチング素子Q21をオンオフするタイミングを調整する。入力電圧の波形に相似した波形とは、高調波成分を除いた波形が入力電圧とほぼ一致するような波形をいう。入力電流の高調波成分は、図示していないコモンモードフィルターや高調波電流遮断コンデンサC11が取り除いて、電源回路100の外には出ていかないので、直流直流変換回路122に流入する電流の波形(入力電流検出信号の包絡線やスイッチング毎の電流ピーク値を結んだ線)を入力電圧の波形に相似した波形にすれば、電源回路100が入力する電力の力率が1に近くなる。
制御IC121は、スイッチング素子Q21をオンにする制御信号を生成する。制御IC121は、2つの分圧抵抗R31,R32から入力した入力電圧信号に基づいて、その瞬間の入力電圧を検出し、入力電流検出抵抗R33が検出した入力電流の値(入力電流検出信号の包絡線やスイッチング毎の電流ピーク値を結んだ線)が入力電圧に比例する値になるよう、スイッチング素子Q21をオンする期間の長さを設定する。制御IC121は、設定した期間が経過したのち、スイッチング素子Q21をオフにする制御信号を生成する。制御IC121は、補助巻線L41から入力したゼロ電流検出信号に基づいて、チョークコイルL22を流れる電流が0になったか否かを判定する。制御IC121は、臨界モードで直流直流変換回路122を動作させる。すなわち、制御IC121は、チョークコイルL22を流れる電流が0になるまでは、スイッチング素子Q21をオンにしない。チョークコイルL22を流れる電流が0になったと判定したのち、制御IC121は、スイッチング素子Q21をオンにする制御信号を生成する。制御IC121は、基本的にこれを繰り返す。
Based on the input signal group (feedback signal, input voltage signal, zero current detection signal, input current detection signal), the control IC 121 switches the switching element so that the step-up / step-down circuit 120 operates as a power factor correction circuit / constant current drive circuit. A control signal for instructing on / off of Q21 is generated. As the control IC 121, for example, a commercially available control IC for a power factor correction circuit (PFC circuit) is used.
The control IC 121 switches the switching element so that the waveform of the current flowing into the DC / DC conversion circuit 122 (the line connecting the envelope of the input current detection signal and the current peak value for each switching) is similar to the waveform of the input voltage. Adjust the timing to turn on and off Q21. A waveform similar to the waveform of the input voltage is a waveform in which the waveform excluding the harmonic component substantially matches the input voltage. The harmonic component of the input current is removed by the common mode filter (not shown) and the harmonic current cutoff capacitor C11 and does not go out of the power supply circuit 100. Therefore, the waveform of the current flowing into the DC / DC conversion circuit 122 ( If the envelope of the input current detection signal and the line connecting the current peak values for each switching are made similar to the waveform of the input voltage, the power factor of the power input by the power supply circuit 100 becomes close to 1.
The control IC 121 generates a control signal that turns on the switching element Q21. The control IC 121 detects the instantaneous input voltage based on the input voltage signals input from the two voltage dividing resistors R31 and R32, and the value of the input current detected by the input current detection resistor R33 (envelope of the input current detection signal) The length of the period during which the switching element Q21 is turned on is set so that the line or the line connecting the current peak values for each switching becomes a value proportional to the input voltage. The control IC 121 generates a control signal for turning off the switching element Q21 after the set period has elapsed. Based on the zero current detection signal input from the auxiliary winding L41, the control IC 121 determines whether or not the current flowing through the choke coil L22 has become zero. The control IC 121 operates the DC / DC conversion circuit 122 in the critical mode. That is, the control IC 121 does not turn on the switching element Q21 until the current flowing through the choke coil L22 becomes zero. After determining that the current flowing through the choke coil L22 has become 0, the control IC 121 generates a control signal for turning on the switching element Q21. The control IC 121 basically repeats this.

また、制御IC121は、帰還回路123から入力した帰還信号に基づいて、光源回路810を流れる電流が所望の電流値になるよう、直流直流変換回路122が変換する電力の電圧値を調整する。
光源回路810を流れる電流は、この変換された電力の電圧値によって決まる。
光源回路810を流れる電流が所望の電流値より多い場合、制御IC121は、直流直流変換回路122に流入する電流の平均値を小さくして、直流直流変換回路122が変換する電力の電圧値を下げる。例えば、制御IC121は、スイッチング素子Q21をオンにしている期間の長さを全体的に短くする。直流直流変換回路122に流入する電流は、スイッチング素子Q21をオンにしている期間の長さに比例して大きくなるので、スイッチング素子Q21をオンにしている期間を短くすれば、直流直流変換回路122に流入する電流が小さくなる。すなわち、制御IC121は、入力電圧の瞬時値と1回のオン期間における最大入力電流との比例関係を維持したまま、比例定数を小さくする。これにより、オンデューティが小さくなり、直流直流変換回路122に流入する電流の平均値が小さくなる。
光源回路810を流れる電流が所望の電流値より少ない場合、制御IC121は、逆に、直流直流変換回路122に流入する電流の平均値を大きくして、直流直流変換回路122が変換する電力の電圧値を上げる。例えば、制御IC121は、スイッチング素子Q21をオンにしている期間の長さを全体的に長くする。
Further, the control IC 121 adjusts the voltage value of the electric power converted by the DC / DC conversion circuit 122 based on the feedback signal input from the feedback circuit 123 so that the current flowing through the light source circuit 810 becomes a desired current value.
The current flowing through the light source circuit 810 is determined by the voltage value of the converted power.
When the current flowing through the light source circuit 810 is larger than the desired current value, the control IC 121 decreases the average value of the current flowing into the DC / DC conversion circuit 122 and decreases the voltage value of the electric power converted by the DC / DC conversion circuit 122. . For example, the control IC 121 reduces the overall length of the period during which the switching element Q21 is turned on. Since the current flowing into the DC / DC conversion circuit 122 increases in proportion to the length of the period during which the switching element Q21 is on, the DC / DC conversion circuit 122 can be reduced by shortening the period during which the switching element Q21 is on. The current flowing into the becomes smaller. That is, the control IC 121 decreases the proportionality constant while maintaining the proportional relationship between the instantaneous value of the input voltage and the maximum input current in one on period. As a result, the on-duty is reduced and the average value of the current flowing into the DC / DC conversion circuit 122 is reduced.
When the current flowing through the light source circuit 810 is less than the desired current value, the control IC 121 conversely increases the average value of the current flowing into the DC / DC conversion circuit 122 and converts the voltage of the power converted by the DC / DC conversion circuit 122. Increase the value. For example, the control IC 121 increases the overall length of the period during which the switching element Q21 is turned on.

図3は、この実施の形態における昇降圧回路120の各部の電圧値・電流値の一例を示す波形図である。
横軸は、時刻を表わす。縦軸は、電圧または電流を表わす。なお、曲線711,712と、曲線721〜735とでは、横軸の縮尺が異なる。曲線721〜735は、曲線711,712よりも短い時間を拡大して表示している。これは、周波数が大きく異なるためである。
FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of the voltage value / current value of each part of the step-up / down circuit 120 in this embodiment.
The horizontal axis represents time. The vertical axis represents voltage or current. Note that the horizontal scales of the curves 711 and 712 and the curves 721 to 735 are different. The curves 721 to 735 are enlarged and displayed for a time shorter than the curves 711 and 712. This is because the frequency is greatly different.

曲線711は、電源回路100が交流電源ACから入力する電力の電圧波形を表わす。電源回路100が交流電源ACから入力する電力の電圧波形は、例えば正弦波である。周波数は、例えば50Hzまたは60Hzである。実効値は、例えば85ボルト[V]〜265Vである。
曲線712は、全波整流回路110が全波整流した電力の電圧波形を表わす。全波整流回路110が全波整流した電力の電圧波形は、脈流である。最小値は、例えば0Vである。最大値は、例えば120V〜375Vである。
A curve 711 represents a voltage waveform of power input from the AC power supply AC by the power supply circuit 100. The voltage waveform of the power input from the power supply circuit 100 from the AC power supply AC is, for example, a sine wave. The frequency is, for example, 50 Hz or 60 Hz. The effective value is, for example, 85 volts [V] to 265V.
A curve 712 represents a voltage waveform of power that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 110. The voltage waveform of the electric power that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 110 is a pulsating current. The minimum value is, for example, 0V. The maximum value is, for example, 120V to 375V.

曲線721a,721bは、チョークコイルL22の両端電圧を表わす。曲線722a,722bは、平滑コンデンサC26の両端電圧を表わす。曲線731a,731bは、スイッチング素子Q21を流れる電流を表わす。曲線732a,732bは、チョークコイルL22を流れる電流を表わす。曲線733a,733bは、整流素子D23及びスイッチング素子Q25を流れる電流の合計値を表わす。曲線734a,734bは、平滑コンデンサC26を充放電する電流を表わす。曲線735a,735bは、光源回路810を流れる電流を表わす。
また、曲線721a〜735aは、全波整流回路110が全波整流した脈流の電圧の瞬時値が比較的高いときを表わす。曲線712b〜735bは、全波整流回路110が全波整流した脈流の電圧の瞬時値が比較的低いときを表わす。
Curves 721a and 721b represent the voltage across the choke coil L22. Curves 722a and 722b represent the voltage across the smoothing capacitor C26. Curves 731a and 731b represent the current flowing through switching element Q21. Curves 732a and 732b represent the current flowing through the choke coil L22. Curves 733a and 733b represent the total value of currents flowing through the rectifying element D23 and the switching element Q25. Curves 734a and 734b represent currents that charge and discharge the smoothing capacitor C26. Curves 735a and 735b represent the current flowing through the light source circuit 810.
Curves 721a to 735a represent when the instantaneous value of the voltage of the pulsating current that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 110 is relatively high. Curves 712b to 735b represent when the instantaneous value of the voltage of the pulsating current that has been full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 110 is relatively low.

時刻t(または時刻t)において、制御IC121は、スイッチング素子Q21をオンにする制御信号を生成する。制御IC121が生成した制御信号にしたがって、スイッチング素子Q21がオンになる。
チョークコイルL22の両端には、全波整流回路110が全波整流した脈流の電圧が印加される。したがって、チョークコイルL22の両端電圧は、全波整流回路110が全波整流した脈流の電圧の瞬時値により異なる。
チョークコイルL22を流れる電流は、0から徐々に増加する。チョークコイルL22を流れる電流の増加割合(微分)は、チョークコイルL22の両端電圧に比例する。したがって、全波整流回路110が全波整流した脈流の電圧の瞬時値が高ければ、チョークコイルL22を流れる電流は速く増加し、低ければゆっくり増加する。
平滑コンデンサC26には、全波整流回路110が全波整流した電圧とは極性が逆の電圧が充電されている。このため、平滑コンデンサC26に充電された電圧が、全波整流回路110が全波整流した電圧の瞬時値より高いか低いかに関わらず、整流素子D23はオフである。したがって、スイッチング素子Q25もオフである。整流素子D23及びスイッチング素子Q25を流れる電流はいずれも0であり、チョークコイルL22を流れる電流は、すべてスイッチング素子Q21を流れる。
これにより、高調波電流遮断コンデンサC11(全波整流回路110)→主巻線(チョークコイルL22)→スイッチング素子Q21のループで、主巻線に電磁エネルギーを充電するようにコイル電流が流れる。
At time t 1 (or time t 5 ), the control IC 121 generates a control signal that turns on the switching element Q21. According to the control signal generated by the control IC 121, the switching element Q21 is turned on.
A pulsating voltage that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 110 is applied to both ends of the choke coil L22. Accordingly, the voltage across the choke coil L22 varies depending on the instantaneous value of the pulsating voltage that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 110.
The current flowing through the choke coil L22 gradually increases from zero. The increasing rate (differentiation) of the current flowing through the choke coil L22 is proportional to the voltage across the choke coil L22. Therefore, if the instantaneous value of the pulsating voltage obtained by full-wave rectification by the full-wave rectifier circuit 110 is high, the current flowing through the choke coil L22 increases rapidly, and if it is low, it increases slowly.
The smoothing capacitor C26 is charged with a voltage having a polarity opposite to that of the full-wave rectified circuit 110. For this reason, regardless of whether the voltage charged in the smoothing capacitor C26 is higher or lower than the instantaneous value of the full-wave rectified voltage by the full-wave rectifier circuit 110, the rectifier element D23 is off. Therefore, the switching element Q25 is also off. The currents flowing through the rectifying element D23 and the switching element Q25 are both 0, and all the current flowing through the choke coil L22 flows through the switching element Q21.
As a result, a coil current flows through the loop of harmonic current cutoff capacitor C11 (full wave rectifier circuit 110) → main winding (choke coil L22) → switching element Q21 so as to charge the main winding with electromagnetic energy.

時刻t(または時刻t)において、チョークコイルL22を流れる電流が、全波整流回路110が全波整流した脈流の電圧の瞬時値に比例する値に到達するので、入力電流検出抵抗R33が検出した入力電流検出信号に基づいて、制御IC121は、スイッチング素子Q21をオフする制御信号を生成する。制御IC121が生成した制御信号にしたがって、スイッチング素子Q21がオフになる。
スイッチング素子Q21がオフになることにより、チョークコイルL22を流れていた電流は行き場を失い、急激に減少しそうになる。チョークコイルL22の両端に逆起電力が発生し、平滑コンデンサC26の両端電圧を上回る。整流素子D23がオンになり、チョークコイルL22を流れていた電流は、そのまま整流素子D23(及びスイッチング素子Q25)を流れる。
整流素子D23(及びスイッチング素子Q25)を流れた電流は、平滑コンデンサC26を充電する向きに流れる。
チョークコイルL22の両端には、平滑コンデンサC26の両端電圧が印加される。両端電圧の極性が、時刻tからtまでの間とは逆向きであるから、チョークコイルL22を流れる電流は徐々に減少する。チョークコイルL22を流れる電流の減少割合(微分)は、チョークコイルL22の両端電圧に比例する。したがって、平滑コンデンサC26に充電された電圧が高ければ、チョークコイルL22を流れる電流は速く減少し、低ければゆっくり減少する。平滑コンデンサC26に充電された電圧が同じであれば、全波整流回路110が全波整流した脈流の電圧の瞬時値にかかわらず、チョークコイルL22を流れる電流は同じ速さ(同じ傾き)で減少する。したがって、チョークコイルL22を流れる電流が0になるまでにかかる時間は、時刻t(または時刻t)においてチョークコイルL22を流れていた電流の値に比例する。
これにより、主巻線(チョークコイルL22)→ダイオード(整流素子D23)及びスイッチング素子Q25→平滑コンデンサC26のループで主巻線(チョークコイルL22)に溜まった電磁エネルギーを放出するコイル電流が還流電流として流れる。
At time t 2 (or time t 6 ), the current flowing through the choke coil L22 reaches a value proportional to the instantaneous value of the pulsating voltage that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 110, and therefore the input current detection resistor R33 Based on the input current detection signal detected by the control IC 121, the control IC 121 generates a control signal for turning off the switching element Q21. The switching element Q21 is turned off in accordance with the control signal generated by the control IC 121.
When the switching element Q21 is turned off, the current flowing through the choke coil L22 loses its place and is likely to decrease rapidly. Back electromotive force is generated at both ends of the choke coil L22, and exceeds the voltage at both ends of the smoothing capacitor C26. The rectifying element D23 is turned on, and the current flowing through the choke coil L22 flows through the rectifying element D23 (and switching element Q25) as it is.
The current that flows through the rectifying element D23 (and the switching element Q25) flows in the direction in which the smoothing capacitor C26 is charged.
A voltage across the smoothing capacitor C26 is applied across the choke coil L22. The polarity of the voltage across, and the period from time t 1 to t 2 because it is opposite, the current flowing through the choke coil L22 is gradually decreased. The decreasing rate (differentiation) of the current flowing through the choke coil L22 is proportional to the voltage across the choke coil L22. Therefore, if the voltage charged in the smoothing capacitor C26 is high, the current flowing through the choke coil L22 decreases quickly, and if it is low, it decreases slowly. If the voltage charged in the smoothing capacitor C26 is the same, the current flowing through the choke coil L22 has the same speed (same slope) regardless of the instantaneous value of the pulsating voltage that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 110. Decrease. Therefore, the time taken for the current flowing through the choke coil L22 to become zero is proportional to the value of the current flowing through the choke coil L22 at time t 2 (or time t 6 ).
As a result, the coil current that releases the electromagnetic energy accumulated in the main winding (choke coil L22) in the loop of the main winding (choke coil L22) → diode (rectifier element D23) and switching element Q25 → smoothing capacitor C26 is the return current. Flowing as.

時刻t(または時刻t)において、チョークコイルL22を流れる電流が0になると、整流素子D23(及びスイッチング素子Q25)がオフになる。チョークコイルL22に逆向きの電流が流れようとするが、スイッチング素子Q21も整流素子D23(及びスイッチング素子Q25)もオフなので、電流の供給元がなく、チョークコイルL22を流れる電流は0のままとなる。チョークコイルL22を流れる電流が変化しなくなるので、逆起電力もなくなり、チョークコイルL22の両端電圧は0になる。 At time t 3 (or time t 7 ), when the current flowing through the choke coil L22 becomes 0, the rectifying element D23 (and switching element Q25) is turned off. Although the reverse current is about to flow through the choke coil L22, since the switching element Q21 and the rectifying element D23 (and the switching element Q25) are both off, there is no current supply source and the current flowing through the choke coil L22 remains zero. Become. Since the current flowing through the choke coil L22 does not change, there is no back electromotive force, and the voltage across the choke coil L22 becomes zero.

補助巻線L41は、チョークコイルL22とは逆極性になるように巻きつけられているため、チョークコイルL22から平滑コンデンサC26へコイル電流が還流する際に、正の電圧を発生させる。
補助巻線L41が生成するゼロ電流検出信号の電圧は、チョークコイルL22の両端電圧に比例する。制御IC121は、補助巻線L41が生成したゼロ電流検出信号の電位が0またはそれに近い閾値以下になった場合に、チョークコイルL22を流れる還流電流が終了したと判定する。その後、時刻t(または時刻t)において、制御IC121は、スイッチング素子Q21を再びオンにする制御信号を生成する。
Since the auxiliary winding L41 is wound so as to have a polarity opposite to that of the choke coil L22, a positive voltage is generated when the coil current returns from the choke coil L22 to the smoothing capacitor C26.
The voltage of the zero current detection signal generated by the auxiliary winding L41 is proportional to the voltage across the choke coil L22. The control IC 121 determines that the return current flowing through the choke coil L22 has ended when the potential of the zero current detection signal generated by the auxiliary winding L41 becomes 0 or less than a threshold value close thereto. Thereafter, at time t 4 (or time t 8 ), the control IC 121 generates a control signal for turning on the switching element Q21 again.

昇降圧回路120は、これを繰り返すことにより、平滑コンデンサC26を充電する。このように、昇降圧回路120がスイッチング素子Q21をオンオフする周期は、状況によって変化し、一定ではない。
光源回路810の両端には、平滑コンデンサC26に充電された電圧が印加される。光源回路810には、印加された電圧によって定まる電流が流れる。平滑コンデンサC26を流れる電流は、整流素子D23(及びスイッチング素子Q25)を流れる電流から、光源回路810を流れる電流を差し引いた差にあたる電流である。整流素子D23(及びスイッチング素子Q25)を流れる電流のほうが、光源回路810を流れる電流より大きければ平滑コンデンサC26は充電され、光源回路810を流れる電流のほうが、整流素子D23(及びスイッチング素子Q25)を流れる電流より大きければ平滑コンデンサC26は放電する。全波整流回路110が全波整流した脈流の電圧の瞬時値が高い場合は充電量のほうが多く、低い場合は放電量のほうが多くなる。平滑コンデンサC26の静電容量が十分に大きければ、平滑コンデンサC26の両端電圧は、全体を平均して充電量と放電量とが釣り合う電圧に安定する。このとき、平滑コンデンサC26の両端電圧は、全波整流回路110が全波整流した脈流の電圧の最大値より大きくてもよいし、小さくてもよい。
発光素子ユニット(光源回路810)に流れる電流は、スイッチング素子Q21のオン/オフに関係なく、平滑コンデンサC26→発光素子ユニット→電流検出回路150のループで流れる。
The step-up / step-down circuit 120 repeats this to charge the smoothing capacitor C26. Thus, the period when the step-up / step-down circuit 120 turns on / off the switching element Q21 varies depending on the situation and is not constant.
A voltage charged in the smoothing capacitor C26 is applied to both ends of the light source circuit 810. A current determined by the applied voltage flows through the light source circuit 810. The current flowing through the smoothing capacitor C26 is a current corresponding to the difference obtained by subtracting the current flowing through the light source circuit 810 from the current flowing through the rectifying element D23 (and the switching element Q25). The smoothing capacitor C26 is charged if the current flowing through the rectifying element D23 (and the switching element Q25) is larger than the current flowing through the light source circuit 810, and the current flowing through the light source circuit 810 causes the rectifying element D23 (and switching element Q25) to flow. If it is larger than the flowing current, the smoothing capacitor C26 is discharged. When the instantaneous value of the pulsating voltage rectified by the full-wave rectifier circuit 110 is high, the amount of charge is larger, and when it is low, the amount of discharge is larger. If the capacitance of the smoothing capacitor C26 is sufficiently large, the voltage across the smoothing capacitor C26 is stabilized at a voltage that balances the amount of charge and the amount of discharge on average. At this time, the voltage between both ends of the smoothing capacitor C26 may be larger or smaller than the maximum value of the pulsating voltage that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 110.
The current flowing through the light emitting element unit (light source circuit 810) flows in a loop of the smoothing capacitor C26 → the light emitting element unit → the current detection circuit 150 regardless of whether the switching element Q21 is on or off.

制御IC121は、光源回路810を流れる電流が所望の電流値になるよう、スイッチング素子Q21をオンオフするタイミングを調整し、平滑コンデンサC26に充電される電圧を変化させる。平滑コンデンサC26の両端電圧は、全波整流回路110が全波整流した脈流の電圧の最大値より大きくてもよいし、小さくてもよい。例えば、平滑コンデンサC26に充電される電圧が200Vのとき、光源回路810を流れる電流が所望の電流値になるとする。交流電源ACの実効電圧が85Vの場合、最大値は約120Vなので、昇降圧回路120は昇圧動作をして、200Vの直流電圧を生成する。また、交流電源ACの実効電圧が265Vの場合、最大値は約375Vなので、昇降圧回路120は降圧動作をして、200Vの直流電圧を生成する。スイッチング素子Q21をオンオフするタイミングの調整だけで、昇降圧回路120は昇圧動作も降圧動作もすることができる。   The control IC 121 adjusts the timing for turning on and off the switching element Q21 so that the current flowing through the light source circuit 810 becomes a desired current value, and changes the voltage charged in the smoothing capacitor C26. The voltage across the smoothing capacitor C26 may be larger or smaller than the maximum value of the pulsating voltage that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 110. For example, it is assumed that when the voltage charged in the smoothing capacitor C26 is 200 V, the current flowing through the light source circuit 810 has a desired current value. When the effective voltage of the AC power supply AC is 85V, the maximum value is about 120V, so the step-up / step-down circuit 120 performs a step-up operation to generate a DC voltage of 200V. Further, when the effective voltage of the AC power supply AC is 265V, the maximum value is about 375V, so the step-up / step-down circuit 120 performs a step-down operation to generate a DC voltage of 200V. The step-up / step-down circuit 120 can perform both step-up and step-down operations only by adjusting the timing at which the switching element Q21 is turned on / off.

図4は、この実施の形態におけるスイッチング素子Q25として用いるnMOSFETの等価回路の一例を示す図である。
nMOSFETの等価回路は、ゲート端子Gとソース端子Sとの間の電位差に基づいて抵抗値が変化する可変抵抗とダイオードとが、ドレイン端子Dとソース端子Sとの間に並列に接続している。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an equivalent circuit of the nMOSFET used as the switching element Q25 in this embodiment.
In an equivalent circuit of an nMOSFET, a variable resistor and a diode whose resistance value changes based on a potential difference between a gate terminal G and a source terminal S are connected in parallel between the drain terminal D and the source terminal S. .

図5は、この実施の形態におけるスイッチング素子Q25として用いるnMOSFETのソース−ドレイン間の電圧電流特性の一例を示す図である。
横軸は、ソース−ドレイン間電圧を表わす。縦軸は、ドレイン電流を表わす。
曲線741は、ゲート−ソース間にオフ電圧を印加した場合の電圧電流特性を表わす。曲線742は、ゲート−ソース間にオン電圧を印加した場合の電圧電流特性を表わす。
ドレイン電位がソース電位より高い領域において、オフ時の電圧電流特性は、ほぼ直線であり、その傾きがオフ抵抗である。オン時の電圧電流特性は、線形領域において直線743で近似でき、その傾きがオン抵抗である。オン抵抗は、例えば数ミリオーム[mΩ]〜数百mΩである。ドレイン電位がソース電位より低い場合、ソース−ドレイン間のダイオードがオンになる領域では、オン抵抗やオフ抵抗にかかわらず、ソース−ドレイン間の電位差は、ダイオードの順方向降下電圧によって定まる。これに対し、ドレイン電位がソース電位より低い場合でも、ソース−ドレイン間の電位差がダイオードの順方向降下電圧より低い場合は、ダイオードがオフになり、ドレイン電位がソース電位より高い領域とほぼ同じ特性を示す。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the voltage-current characteristics between the source and drain of the nMOSFET used as the switching element Q25 in this embodiment.
The horizontal axis represents the source-drain voltage. The vertical axis represents the drain current.
A curve 741 represents a voltage-current characteristic when an off voltage is applied between the gate and the source. A curve 742 represents a voltage-current characteristic when an on-voltage is applied between the gate and the source.
In the region where the drain potential is higher than the source potential, the voltage-current characteristic at the time of off is substantially a straight line, and the slope thereof is off resistance. The voltage-current characteristics at the on time can be approximated by a straight line 743 in the linear region, and the slope is the on-resistance. The on-resistance is, for example, several milliohms [mΩ] to several hundred mΩ. When the drain potential is lower than the source potential, in the region where the diode between the source and the drain is turned on, the potential difference between the source and the drain is determined by the forward voltage drop of the diode regardless of the on-resistance and the off-resistance. On the other hand, even when the drain potential is lower than the source potential, when the potential difference between the source and drain is lower than the forward voltage drop of the diode, the diode is turned off, and the characteristics are almost the same as the region where the drain potential is higher than the source potential. Indicates.

このため、逆方向に同じドレイン電流を流す場合でも、ゲート−ソース間にオン電圧を印加した場合のソース−ドレイン間電圧752のほうが、ゲート−ソース間にオフ電圧を印加した場合のソース−ドレイン間電圧(順方向降下電圧751)よりも小さくなる。
順方向降下電圧751は、ダイオードのpn接合のエネルギー準位差によって定まり、例えば0.6V〜1V程度である。これに対し、例えば、オン抵抗が50mΩで、ドレイン電流が例えば500ミリアンペア[mA]である場合、オン時のソース−ドレイン間電圧は25ミリボルト[mV]になる。
For this reason, even when the same drain current flows in the reverse direction, the source-drain voltage 752 when the on-voltage is applied between the gate and the source is greater than the source-drain when the off-voltage is applied between the gate and the source. It becomes smaller than the inter-voltage (forward voltage drop 751).
The forward voltage drop 751 is determined by the energy level difference of the pn junction of the diode, and is about 0.6V to 1V, for example. On the other hand, for example, when the on-resistance is 50 mΩ and the drain current is, for example, 500 milliamps [mA], the source-drain voltage at the on time is 25 millivolts [mV].

整流素子D23の順方向降下電圧も同程度であり、例えば0.6V〜1V程度である。整流素子D23がオン、スイッチング素子Q25がオフの場合、整流素子D23の両端電圧は、順方向降下電圧と等しい。整流素子D23における電力損失は、両端電圧と流れる電流との積である。例えば、整流素子D23の順方向降下電圧が1V、流れる電流が500mAの場合、整流素子D23における電力損失は0.5ワット[W]である。
これに対し、スイッチング素子Q25をオンにすると、同じ電流500mAを流したときの両端電圧は25mVに下がるので、整流素子D23及びスイッチング素子Q25における電力損失の合計は、12.5ミリワット[mW]になる。
The forward drop voltage of the rectifying element D23 is also about the same, for example, about 0.6V to 1V. When the rectifying element D23 is on and the switching element Q25 is off, the voltage across the rectifying element D23 is equal to the forward voltage drop. The power loss in the rectifying element D23 is the product of the both-end voltage and the flowing current. For example, when the forward voltage drop of the rectifying element D23 is 1 V and the flowing current is 500 mA, the power loss in the rectifying element D23 is 0.5 watt [W].
On the other hand, when the switching element Q25 is turned on, the voltage at both ends when the same current of 500 mA is applied is lowered to 25 mV, so the total power loss in the rectifying element D23 and the switching element Q25 is 12.5 milliwatts [mW]. Become.

このように、整流素子D23と並列にスイッチング素子Q25を設け、整流素子D23と同期してオンオフする。これにより、大きな電流は、整流素子D23を迂回して、スイッチング素子Q25を流れる。pn接合がある経路(整流素子D23)を大電流が流れないようにすることにより、電力損失を減らすことができる。   Thus, the switching element Q25 is provided in parallel with the rectifying element D23, and is turned on / off in synchronization with the rectifying element D23. As a result, a large current bypasses the rectifying element D23 and flows through the switching element Q25. By preventing a large current from flowing through a path (rectifier element D23) having a pn junction, power loss can be reduced.

スイッチング素子Q25に対してオンオフを指示する制御信号は、補助巻線L71が生成する。制御信号は、例えば所定の電圧より高い正の電圧のときオン、それ以外のときオフを意味する。
補助巻線L71は、チョークコイルL22と電磁誘導により結合している。補助巻線L71の両端には、チョークコイルL22の両端電圧に比例する電圧が発生する。電圧比は、巻数比によって定まる。電圧の極性は、巻線の巻き方向によって定まる。この例では、チョークコイルL22の両端電圧と逆極性の電圧が補助巻線L71の両端に発生する向きに、補助巻線L71を巻きつける。
これにより、図3の時刻tから時刻tまで(または時刻tから時刻tまで)の期間において、補助巻線L71の両端電圧は、平滑コンデンサC26の両端電圧に比例する正の電圧になる。すなわち、この期間において、補助巻線L71はスイッチング素子Q25をオンにする制御信号を生成する。これにより、スイッチング素子Q25は、整流素子D23がオンのときオンになる。
それ以外の期間では、補助巻線L71の両端電圧は、0または負の電圧である。すなわち、それ以外の期間において、補助巻線L71はスイッチング素子Q25をオフにする制御信号を生成する。これにより、スイッチング素子Q25は、整流素子D23がオフのときオフになる。
The auxiliary winding L71 generates a control signal that instructs the switching element Q25 to turn on and off. The control signal means, for example, on when it is a positive voltage higher than a predetermined voltage, and off when it is not.
The auxiliary winding L71 is coupled to the choke coil L22 by electromagnetic induction. A voltage proportional to the voltage across the choke coil L22 is generated at both ends of the auxiliary winding L71. The voltage ratio is determined by the turn ratio. The polarity of the voltage is determined by the winding direction of the winding. In this example, the auxiliary winding L71 is wound in such a direction that a voltage having a polarity opposite to that of the both ends of the choke coil L22 is generated at both ends of the auxiliary winding L71.
Thus, during the period from time t 2 in FIG. 3 to time t 3 (or from time t 6 to time t 7), the voltage across the auxiliary winding L71 is a positive voltage proportional to the voltage across the smoothing capacitor C26 become. That is, during this period, the auxiliary winding L71 generates a control signal for turning on the switching element Q25. As a result, the switching element Q25 is turned on when the rectifying element D23 is on.
In other periods, the voltage across the auxiliary winding L71 is 0 or a negative voltage. That is, in the other period, the auxiliary winding L71 generates a control signal for turning off the switching element Q25. Thereby, the switching element Q25 is turned off when the rectifying element D23 is turned off.

このように、整流素子D23に同期してスイッチング素子Q25をオンオフすることにより、昇降圧回路120全体の動作を変えることなく、電力損失を少なくすることができる。   Thus, by turning on / off the switching element Q25 in synchronization with the rectifying element D23, the power loss can be reduced without changing the operation of the entire step-up / down circuit 120.

比較のため、スイッチング素子Q25のオンオフ制御を、整流素子D23に同期して行うのではなく、スイッチング素子Q21に同期して行う場合を考える。すなわち、スイッチング素子Q21がオフのときスイッチング素子Q25をオンにし、スイッチング素子Q21がオンのときスイッチング素子Q25をオフにする。このようなやり方は、制御IC121がスイッチング素子Q21を制御するために生成した制御信号をパルストランスなどにより反転させた信号を、スイッチング素子Q25の制御信号として用いることができる。   For comparison, consider a case where the on / off control of the switching element Q25 is performed in synchronization with the switching element Q21, not in synchronization with the rectifying element D23. That is, the switching element Q25 is turned on when the switching element Q21 is off, and the switching element Q25 is turned off when the switching element Q21 is on. In such a manner, a signal obtained by inverting the control signal generated by the control IC 121 for controlling the switching element Q21 by a pulse transformer or the like can be used as the control signal for the switching element Q25.

比較例の方式は、直流直流変換回路122の動作モードが連続モードであればうまくいく。しかし、この実施の形態のように、直流直流変換回路122の動作モードが臨界モードである場合には適用できない。なぜなら、スイッチング素子Q25は、スイッチング素子Q21がオフの間はずっとオンなので、図3の時刻t(または時刻t)になってもオフにならず、時刻t(または時刻t)になって初めてオフになる。その結果、チョークコイルL22を流れる電流は、時刻t(または時刻t)に0になったのち、更に減少して、時刻t(または時刻t)までの間、逆方向に流れる。この電流は、スイッチング素子Q25を通り、平滑コンデンサC26を放電する。すなわち、平滑コンデンサC26に蓄積したエネルギーが逆流することになり、エネルギー効率が悪くなる。 The method of the comparative example works well if the operation mode of the DC / DC conversion circuit 122 is a continuous mode. However, this embodiment cannot be applied when the operation mode of the DC / DC conversion circuit 122 is a critical mode. This is because the switching element Q25 remains on while the switching element Q21 is off, and therefore does not turn off even at time t 3 (or time t 7 ) in FIG. 3, and at time t 4 (or time t 8 ). Turned off for the first time. As a result, the current flowing through the choke coil L22 becomes 0 at time t 3 (or time t 7 ) and then further decreases and flows in the reverse direction until time t 4 (or time t 8 ). This current passes through the switching element Q25 and discharges the smoothing capacitor C26. That is, the energy accumulated in the smoothing capacitor C26 flows backward, resulting in poor energy efficiency.

これに対し、この実施の形態の方式は、スイッチング素子Q25を時刻t(または時刻t)にオフにするので、エネルギーの逆流がない。このため、整流素子D23における電力損失を減らした分、電源回路100全体のエネルギー効率が高くなる。 On the other hand, in the system of this embodiment, the switching element Q25 is turned off at time t 3 (or time t 7 ), so that there is no back flow of energy. For this reason, the energy efficiency of the whole power supply circuit 100 becomes high by reducing the power loss in the rectifying element D23.

この実施の形態における電源回路100の直流直流変換回路122において、一対の入力端子(チョークコイルL22のコイル端子の一つとスイッチング素子Q21の被制御端子の一つ)は、入力電圧を入力する。主巻線(チョークコイルL22)は、上記一対の入力端子が入力した入力電圧を印加される。平滑コンデンサC26は、上記主巻線を流れるコイル電流により充電される。第一スイッチング回路(スイッチング素子Q21)は、上記一対の入力端子と上記主巻線との間に介在し、上記一対の入力端子から上記主巻線に印加される電圧を遮断する。整流素子D23は、上記主巻線と上記平滑コンデンサC26との間に介在し、上記第一スイッチング回路が導通状態のとき、上記主巻線から上記平滑コンデンサC26に流れる電流を遮断する。第二スイッチング回路(スイッチング素子Q25)は、上記整流素子D23と並列に電気接続し、上記整流素子D23が遮断状態のとき、上記主巻線から上記平滑コンデンサC26を充電する電流を遮断する。一対の出力端子(平滑コンデンサC26の2つのコンデンサ端子)は、上記平滑コンデンサC26に充電されたコンデンサ電圧を出力する。
これにより、整流素子D23が導通状態のときに流れる電流を第二スイッチング回路に迂回させるので、整流素子D23における電力損失を減らすことができる。第二スイッチング回路の電力損失(オン抵抗で消費する電力)が整流素子D23の電力損失より小さければ、電源回路100全体の電力損失を減らすことができる。
In the DC / DC conversion circuit 122 of the power supply circuit 100 in this embodiment, a pair of input terminals (one of the coil terminals of the choke coil L22 and one of the controlled terminals of the switching element Q21) inputs an input voltage. The main winding (choke coil L22) is applied with the input voltage input by the pair of input terminals. The smoothing capacitor C26 is charged by a coil current flowing through the main winding. The first switching circuit (switching element Q21) is interposed between the pair of input terminals and the main winding, and cuts off a voltage applied to the main winding from the pair of input terminals. The rectifying element D23 is interposed between the main winding and the smoothing capacitor C26, and cuts off a current flowing from the main winding to the smoothing capacitor C26 when the first switching circuit is conductive. The second switching circuit (switching element Q25) is electrically connected in parallel with the rectifying element D23, and when the rectifying element D23 is in a cut-off state, cuts off a current for charging the smoothing capacitor C26 from the main winding. A pair of output terminals (two capacitor terminals of the smoothing capacitor C26) outputs a capacitor voltage charged in the smoothing capacitor C26.
As a result, the current flowing when the rectifying element D23 is in a conductive state is diverted to the second switching circuit, so that power loss in the rectifying element D23 can be reduced. If the power loss of the second switching circuit (power consumed by the on-resistance) is smaller than the power loss of the rectifying element D23, the power loss of the entire power supply circuit 100 can be reduced.

主巻線(チョークコイルL22)は、一方の端子が上記一対の入力端子のうちいずれかの入力端子に電気接続している。第一スイッチング回路(スイッチング素子Q21)は、一方の端子が上記一対の入力端子のうち上記主巻線に電気接続していない方の入力端子に電気接続している。第一スイッチング回路は、もう一方の端子が上記主巻線の上記一対の入力端子に電気接続していない方の端子に電気接続している。第一スイッチング回路は、導通遮断する。平滑コンデンサC26は、一方の端子が上記主巻線のいずれかの端子と、上記一対の出力端子のうちいずれか一方の出力端子とに電気接続している。平滑コンデンサC26は、もう一方の端子が上記一対の出力端子のうちもう一方の出力端子に電気接続している。整流素子D23は、一方の端子が上記主巻線の上記平滑コンデンサC26に電気接続していない方の端子に電気接続している。整流素子D23は、もう一方の端子が上記平滑コンデンサC26の上記主巻線に電気接続していない方の端子に電気接続している。整流素子D23は、上記第一スイッチング回路が導通状態のとき電流が流れない方向に電気接続している。
第二スイッチング回路(スイッチング素子Q25)は、一方の端子が上記整流素子D23のいずれか一方の端子に電気接続している。第二スイッチング回路は、もう一方の端子が上記整流素子D23のもう一方の端子に電気接続している。第二スイッチング回路は、上記整流素子D23が遮断状態のとき、遮断する。
これにより、整流素子D23が導通状態のときに流れる電流を第二スイッチング回路に迂回させるので、整流素子D23における電力損失を減らすことができる。第二スイッチング回路の電力損失(オン抵抗で消費する電力)が整流素子D23の電力損失より小さければ、電源回路100全体の電力損失を減らすことができる。
One terminal of the main winding (choke coil L22) is electrically connected to one of the pair of input terminals. In the first switching circuit (switching element Q21), one terminal is electrically connected to the input terminal of the pair of input terminals that is not electrically connected to the main winding. In the first switching circuit, the other terminal is electrically connected to a terminal that is not electrically connected to the pair of input terminals of the main winding. The first switching circuit cuts off the conduction. One terminal of the smoothing capacitor C26 is electrically connected to one of the terminals of the main winding and one of the pair of output terminals. The other end of the smoothing capacitor C26 is electrically connected to the other output terminal of the pair of output terminals. One terminal of the rectifying element D23 is electrically connected to a terminal that is not electrically connected to the smoothing capacitor C26 of the main winding. The other terminal of the rectifying element D23 is electrically connected to the terminal that is not electrically connected to the main winding of the smoothing capacitor C26. The rectifying element D23 is electrically connected in such a direction that no current flows when the first switching circuit is in a conducting state.
One terminal of the second switching circuit (switching element Q25) is electrically connected to one terminal of the rectifying element D23. The other terminal of the second switching circuit is electrically connected to the other terminal of the rectifying element D23. The second switching circuit shuts off when the rectifying element D23 is in a shut-off state.
As a result, the current flowing when the rectifying element D23 is in a conductive state is diverted to the second switching circuit, so that power loss in the rectifying element D23 can be reduced. If the power loss of the second switching circuit (power consumed by the on-resistance) is smaller than the power loss of the rectifying element D23, the power loss of the entire power supply circuit 100 can be reduced.

上記第二スイッチング回路(スイッチング素子Q25)において、補助巻線L71は、上記主巻線(チョークコイルL22)と逆極性の電圧が発生するように巻きつけられている。上記主巻線には、第一スイッチング回路(スイッチング素子Q21)が導通しているときに流れるコイル電流によってエネルギーが充電される。
上記主巻線に充電されたエネルギーは、第一スイッチング回路(スイッチング素子Q21)が遮断しているとき流れるコイル電流として、整流素子D23を通って、平滑コンデンサC26を充電する。
このとき、補助巻線L71は、第一スイッチング回路(スイッチング素子Q21)が導通しているときに0または負の電圧、遮断しているときに正の電圧が発生する。
この補助巻線L71に発生する電圧を第二スイッチング回路(スイッチング素子Q25)に入力する。
これにより、整流素子D23のオンオフに同期して、スイッチング素子Q25をオンオフすることができる。
In the second switching circuit (switching element Q25), the auxiliary winding L71 is wound so that a voltage having a polarity opposite to that of the main winding (choke coil L22) is generated. The main winding is charged with energy by a coil current that flows when the first switching circuit (switching element Q21) is conducting.
The energy charged in the main winding charges the smoothing capacitor C26 through the rectifying element D23 as a coil current that flows when the first switching circuit (switching element Q21) is cut off.
At this time, the auxiliary winding L71 generates 0 or a negative voltage when the first switching circuit (switching element Q21) is conductive, and a positive voltage when it is cut off.
The voltage generated in the auxiliary winding L71 is input to the second switching circuit (switching element Q25).
Accordingly, the switching element Q25 can be turned on / off in synchronization with the on / off of the rectifying element D23.

また、上記第二スイッチング回路(スイッチング素子Q25)は、上記補助巻線L71の両端に発生した電圧が所定の閾値電圧以上である場合に、上記主巻線(チョークコイルL22)から上記平滑コンデンサC26を充電する電流を導通する。
これにより、整流素子D23のオンオフに同期して、スイッチング素子Q25をオンオフすることができる。
In addition, the second switching circuit (switching element Q25) is configured such that when the voltage generated at both ends of the auxiliary winding L71 is equal to or higher than a predetermined threshold voltage, the smoothing capacitor C26 from the main winding (choke coil L22) Conducting current to charge.
Accordingly, the switching element Q25 can be turned on / off in synchronization with the on / off of the rectifying element D23.

制御IC121は、分圧抵抗R31,R32が検出した入力電圧信号と、入力電流検出抵抗R33が検出した入力電流検出信号とに基づいて、上記主巻線(チョークコイルL22)を流れるコイル電流の波形(ピーク値をつないだ包絡線)が入力電圧と相似の波形になるように、第一スイッチング回路(スイッチング素子Q21)を制御する。
これにより、電源回路100の力率を1に近づけることができる。
Based on the input voltage signal detected by the voltage dividing resistors R31 and R32 and the input current detection signal detected by the input current detection resistor R33, the control IC 121 has a waveform of the coil current flowing through the main winding (choke coil L22). The first switching circuit (switching element Q21) is controlled so that (envelope curve connecting peak values) has a waveform similar to the input voltage.
Thereby, the power factor of the power supply circuit 100 can be made close to 1.

制御IC121は、補助巻線L41の電圧が0またはそれに近い閾値以下になったことを検出する信号(ゼロ電流検出信号)を入力することで、上記主巻線(チョークコイルL22)からのコイル電流の還流が終了したことを判断して、第一スイッチング回路(スイッチング素子Q21)を再び導通させるように制御する。
これにより、昇降圧回路120は臨界モードで動作し、整流素子D23における逆回復電流などによる電力損失を減らすことができる。
The control IC 121 inputs a signal (zero current detection signal) for detecting that the voltage of the auxiliary winding L41 is equal to or less than a threshold value close to 0, whereby the coil current from the main winding (choke coil L22) is input. It is determined that the recirculation is completed, and the first switching circuit (switching element Q21) is controlled to be turned on again.
Thereby, the step-up / step-down circuit 120 operates in the critical mode, and the power loss due to the reverse recovery current in the rectifying element D23 can be reduced.

上記制御IC121は、誤差増幅器A62が生成した帰還信号に基づいて、上記一対の出力端子から流出する出力電流の値が所定の値になるように、上記一対の入力端子から上記コイルに印加される電圧を導通する期間の長さを変化させることで第一スイッチング回路を制御し、出力電圧を調整する。
これにより、光源回路810に所定の出力電流が流れるような出力電圧を生成することができ、電源回路100は定電流制御動作をするので、後段に定電流制御回路を設ける必要がない。よって、電源回路100における電力損失を減らすことができる。
The control IC 121 is applied to the coil from the pair of input terminals so that the value of the output current flowing out from the pair of output terminals becomes a predetermined value based on the feedback signal generated by the error amplifier A62. The first switching circuit is controlled by changing the length of the period during which the voltage is conducted, and the output voltage is adjusted.
Accordingly, an output voltage that allows a predetermined output current to flow through the light source circuit 810 can be generated, and the power supply circuit 100 performs a constant current control operation. Therefore, it is not necessary to provide a constant current control circuit in the subsequent stage. Therefore, power loss in the power supply circuit 100 can be reduced.

照明装置800において、全波整流回路110は、交流電源ACからの交流電力を全波整流して、上記電源回路(昇降圧回路120)の一対の入力端子に入力する。光源回路810は、上記電源回路から供給された電力により点灯する光源811を有する。光源回路810は、上記電源回路の一対の出力端子の間に電気接続する。
これにより、昇降圧回路120の一段構成で、力率改善動作と定電流制御動作との両方をすることができる。電源回路100の回路構成が簡単になり、電源回路100の部品点数を減るので、照明装置800の製造コストが抑えられ、照明装置800の信頼性が高まる。また、電源回路100における電力損失が減るので、照明装置800のエネルギー効率が高くなる。
In the lighting device 800, the full-wave rectification circuit 110 performs full-wave rectification on the AC power from the AC power supply AC and inputs it to the pair of input terminals of the power supply circuit (buck-boost circuit 120). The light source circuit 810 includes a light source 811 that is turned on by power supplied from the power supply circuit. The light source circuit 810 is electrically connected between a pair of output terminals of the power supply circuit.
Thus, both the power factor correction operation and the constant current control operation can be performed with a single-stage configuration of the step-up / step-down circuit 120. Since the circuit configuration of the power supply circuit 100 is simplified and the number of parts of the power supply circuit 100 is reduced, the manufacturing cost of the lighting device 800 can be suppressed, and the reliability of the lighting device 800 is improved. Further, since power loss in the power supply circuit 100 is reduced, the energy efficiency of the lighting device 800 is increased.

以上説明した電源回路100は、定電流で動作させる負荷回路(光源回路810)に対して電力を供給する。電源回路100は、整流回路(全波整流回路110)と、トランス(チョークコイルL22、補助巻線L71、補助巻線L41)と、第一のスイッチング素子Q21と、制御回路(制御IC121)と、ダイオード(整流素子D23)と、第二のスイッチング素子Q25と、コンデンサ(平滑コンデンサC26)と、電流検出回路150とを有する。
整流回路は、商用電源(交流電源AC)を整流して入力電圧を生成する。
トランスは、主巻線(チョークコイルL22)と、2つの補助巻線L71,L41とを有する。
スイッチング素子Q21は、整流回路と上記主巻線に直列接続されている。スイッチング素子Q21は、制御回路により駆動される。スイッチング素子Q21は、オンの区間で上記主巻線の両端に入力電圧を印加する。
電流検出回路150は、負荷回路または主巻線に流れる電流を検出し、制御回路へ電流情報を伝達する。
制御回路は、入力電圧を分圧または直接入力することにより、第一のスイッチング素子Q21に流れる電流のピーク値または平均値の電流波形の包絡線が、入力電圧の電圧波形に近づけるように、スイッチング素子Q21のオン/オフ制御を行いながら、電流検出回路150が検出する電流情報を基に、負荷回路の電流を定電流制御する。
主巻線は、第一のスイッチング素子Q21がオンの区間で、電磁エネルギーを充電するようにコイル電流を流す。主巻線は、第一のスイッチング素子Q21がオフの区間で、電磁エネルギーを放出するようにコイル電流を流す。主巻線は、第一のスイッチング素子Q21のオン/オフにより、入力電圧から負荷回路側へ電力の伝達をおこなう。
ダイオードは、主巻線とコンデンサに直列接続されている。ダイオードは、第一のスイッチング素子Q21がオフの区間で、主巻線から放出されるコイル電流をコンデンサに還流させる。
コンデンサは、第一のスイッチング素子Q21がオフの区間に、コイル電流が還流することで充電される。
第二のスイッチング素子Q25は、ダイオードと並列に接続されている。第二のスイッチング素子Q25は、主巻線から放出されるコイル電流が還流する区間にオンさせることで、ダイオードの同期整流をおこなう。
The power supply circuit 100 described above supplies power to the load circuit (light source circuit 810) operated with a constant current. The power supply circuit 100 includes a rectifier circuit (full-wave rectifier circuit 110), a transformer (choke coil L22, auxiliary winding L71, auxiliary winding L41), a first switching element Q21, a control circuit (control IC 121), It has a diode (rectifier element D23), a second switching element Q25, a capacitor (smoothing capacitor C26), and a current detection circuit 150.
The rectifier circuit rectifies a commercial power supply (AC power supply AC) to generate an input voltage.
The transformer has a main winding (choke coil L22) and two auxiliary windings L71 and L41.
The switching element Q21 is connected in series with the rectifier circuit and the main winding. The switching element Q21 is driven by a control circuit. The switching element Q21 applies an input voltage to both ends of the main winding during the ON period.
The current detection circuit 150 detects a current flowing through the load circuit or the main winding and transmits current information to the control circuit.
The control circuit switches the input voltage so that the envelope of the peak or average current waveform of the current flowing through the first switching element Q21 approaches the voltage waveform of the input voltage by dividing or directly inputting the input voltage. While performing the on / off control of the element Q21, the current of the load circuit is subjected to constant current control based on the current information detected by the current detection circuit 150.
The main winding causes a coil current to flow so as to charge electromagnetic energy while the first switching element Q21 is on. The main winding allows a coil current to flow so as to emit electromagnetic energy when the first switching element Q21 is off. The main winding transmits power from the input voltage to the load circuit side by turning on / off the first switching element Q21.
The diode is connected in series with the main winding and the capacitor. The diode causes the coil current discharged from the main winding to flow back to the capacitor when the first switching element Q21 is off.
The capacitor is charged when the coil current circulates while the first switching element Q21 is off.
The second switching element Q25 is connected in parallel with the diode. The second switching element Q25 performs synchronous rectification of the diode by turning on the section in which the coil current discharged from the main winding is recirculated.

主巻線(チョークコイルL22)から放出されるコイル電流が還流し終わると、補助巻線L41の電圧波形が低下する。制御IC121は、そのタイミングを検出し、それより後にスイッチング素子Q21をオンさせる。
また、制御IC121は、入力電流検出抵抗R33を使って、スイッチング素子Q21を流れる電流が、入力電圧と同じ全波整流された正弦波の形状になるように、スイッチング素子Q21に流れる電流のピーク値またはピーク値の平均値を制御する。
したがって、スイッチング素子Q21の動作周波数は、一定ではない。例えば、全波整流された正弦波電圧の低い所ほど周波数が低く(周期が長く)、正弦波電圧の高い所ほど周波数が高く(周期が短く)なる。また、スイッチング素子Q21の動作周波数は、入力する商用電源(交流電源AC)の電圧にも依存する。主巻線のインダクタンス値は固定値であるから、両端電圧が高いほど短時間で電流が増加する。このため、動作周波数が高く(周期が短く)なる。
このように、制御ICが電流の流れ終わりを判断してスイッチング素子の動作周波数を決めるような動作、つまり、電源回路自体の動作によって、動作周波数が変動するような電源回路を、一般的に自励発振という。
電源回路100は、自励発振の回路である。電源回路100は、補助巻線L41に発生する電圧により還流電流の終了を検出することで、スイッチング素子の動作周波数を定める。
When the coil current discharged from the main winding (choke coil L22) finishes circulating, the voltage waveform of the auxiliary winding L41 decreases. The control IC 121 detects the timing, and turns on the switching element Q21 thereafter.
Further, the control IC 121 uses the input current detection resistor R33 to make the peak value of the current flowing through the switching element Q21 so that the current flowing through the switching element Q21 has a full-wave rectified sine wave shape same as the input voltage. Or the average value of the peak value is controlled.
Therefore, the operating frequency of the switching element Q21 is not constant. For example, the lower the full-wave rectified sine wave voltage, the lower the frequency (longer cycle), and the higher the sine wave voltage, the higher the frequency (shorter cycle). The operating frequency of the switching element Q21 also depends on the voltage of the commercial power supply (AC power supply AC) to be input. Since the inductance value of the main winding is a fixed value, the current increases in a shorter time as the voltage at both ends is higher. For this reason, the operating frequency is high (the cycle is short).
In this way, a power supply circuit in which the operating frequency varies depending on the operation of the control IC determining the operating frequency of the switching element by determining the end of the current flow, that is, the operation of the power supply circuit itself, is generally used. This is called excitation oscillation.
The power supply circuit 100 is a self-oscillation circuit. The power supply circuit 100 determines the operating frequency of the switching element by detecting the end of the return current based on the voltage generated in the auxiliary winding L41.

ダイオード(整流素子D23)は、主巻線(チョークコイルL22)側をアノード端子、平滑コンデンサC26側をカソード端子の方向で接続されている。これにより、ダイオードは、主巻線に充電されたエネルギーを平滑コンデンサC26に一方通行で還流する方向の電流のみを流す。ダイオードは、スイッチング素子Q21がオフの区間に主巻線から放出されるコイル電流を平滑コンデンサC26へ還流させる還流ダイオードの役割を果たす。また、ダイオードがこのように接続されているので、入力される正弦波電圧の低いタイミングで主巻線に充電されたエネルギーが少ない場合においても、一方通行でエネルギーを送り込むことができ、主巻線のエネルギーが放出した後でも逆流することがない。   The diode (rectifier element D23) is connected to the main winding (choke coil L22) side in the direction of the anode terminal and the smoothing capacitor C26 side in the direction of the cathode terminal. As a result, the diode passes only a current in a direction in which the energy charged in the main winding is returned to the smoothing capacitor C26 in one way. The diode serves as a free wheeling diode that returns the coil current discharged from the main winding to the smoothing capacitor C26 while the switching element Q21 is off. In addition, since the diode is connected in this way, even when the energy charged in the main winding is small at the timing when the input sine wave voltage is low, the energy can be sent in one way, and the main winding Even after the energy is released, it does not flow backward.

補助巻線L71は、同期整流用半導体素子として用いるスイッチング素子Q25のゲート端子に、もう片方がソース端子に接続されている。つまり、スイッチング素子Q25は、ダイオードと並列に接続されている。
トランスの補助巻線L71は、補助巻線L41と同様、主巻線と逆極性になっている。このため、スイッチング素子Q21がオフの区間で、補助巻線L71に正電圧が発生する。補助巻線L71に発生する電圧値は、主巻線に流れる電流値と、主巻線と補助巻線L71の巻数比によって決まる。
電源回路100に入力される入力電圧は、全波整流回路110が全波整流した正弦波電圧であるから、その周期の中でスイッチング素子Q21がオンしたタイミングによって、入力電圧値が変動する。例えば50Hzあるいは60Hzの周波数で、入力電圧値が周期的に変動する。
したがって、スイッチング素子Q21がオンするタイミングによって、主巻線に加わる電圧値が異なり、主巻線に流れる電流値も異なる。
全波整流された正弦波電圧が高い電圧値の区間では、主巻線に加わる電圧値および流れる電流値が増加する。正弦波電圧が低い電圧値の区間では、主巻線に加わる電圧値および流れる電流値が減少する。また、正弦波電圧のピーク付近では、主巻線に加わる電圧値と流れる電流値が最大になる。
The auxiliary winding L71 is connected to the gate terminal of the switching element Q25 used as a synchronous rectification semiconductor element, and the other is connected to the source terminal. That is, the switching element Q25 is connected in parallel with the diode.
Similar to the auxiliary winding L41, the auxiliary winding L71 of the transformer has a polarity opposite to that of the main winding. For this reason, a positive voltage is generated in the auxiliary winding L71 while the switching element Q21 is off. The voltage value generated in the auxiliary winding L71 is determined by the current value flowing through the main winding and the turn ratio of the main winding and the auxiliary winding L71.
Since the input voltage input to the power supply circuit 100 is a sine wave voltage that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 110, the input voltage value varies depending on the timing when the switching element Q21 is turned on in the cycle. For example, the input voltage value periodically varies at a frequency of 50 Hz or 60 Hz.
Therefore, the voltage value applied to the main winding is different depending on the timing when the switching element Q21 is turned on, and the current value flowing through the main winding is also different.
In a section where the full-wave rectified sine wave voltage is high, the voltage value applied to the main winding and the flowing current value increase. In the voltage value section where the sine wave voltage is low, the voltage value applied to the main winding and the flowing current value decrease. Further, near the peak of the sine wave voltage, the voltage value applied to the main winding and the flowing current value are maximized.

主巻線と補助巻線L71とは、極性を逆方向にしてあるので、スイッチング素子Q21がオンして主巻線に電流が流れる区間とは逆の区間、つまり、スイッチング素子Q21がオフして主巻線からダイオードを通って平滑コンデンサC26へ放出されるコイル電流が還流している区間で、補助巻線L71に正電圧が発生する。補助巻線L71に発生する電圧値は、主巻線と補助巻線L71の巻線比と、主巻線に加わる電圧値によって決まり、正弦波電圧の周期に合わせて変動する。全波整流された正弦波電圧が高い電圧値の区間では、補助巻線L71に発生する電圧値が増加する。正弦波電圧が低い電圧値の区間では、補助巻線L71に発生する電圧値が減少する。また、正弦波電圧のピーク付近で、補助巻線L71に発生する電圧値が最大になる。このように、補助巻線L71には、スイッチング素子Q21のオフの区間において、全波整流された正弦波電圧に応じて変化する電圧が発生する。   Since the main winding and the auxiliary winding L71 have opposite polarities, the switching element Q21 is turned on and the section opposite to the section in which the current flows through the main winding, that is, the switching element Q21 is turned off. A positive voltage is generated in the auxiliary winding L71 in a section where the coil current discharged from the main winding through the diode to the smoothing capacitor C26 is circulating. The voltage value generated in the auxiliary winding L71 is determined by the winding ratio between the main winding and the auxiliary winding L71 and the voltage value applied to the main winding, and varies according to the period of the sine wave voltage. In a section where the full-wave rectified sine wave voltage is high, the voltage value generated in the auxiliary winding L71 increases. In the voltage value interval where the sine wave voltage is low, the voltage value generated in the auxiliary winding L71 decreases. Further, the voltage value generated in the auxiliary winding L71 is maximized near the peak of the sine wave voltage. As described above, the auxiliary winding L71 generates a voltage that changes according to the full-wave rectified sinusoidal voltage in the off-period of the switching element Q21.

スイッチング素子Q25は、補助巻線L71に発生する電圧を入力する。スイッチング素子Q25は、入力した電圧がMOSFETのゲート閾電圧を超えた場合にのみオンする。スイッチング素子Q25は、入力した電圧がゲート閾電圧よりも低い場合はオフしたままになる。
全波整流された正弦波電圧が高い電圧値の区間、つまり、主巻線に流れる電流が多い区間では、スイッチング素子Q25がオンになり、ダイオード(整流素子D23)に流れる電流をバイパスする。全波整流された正弦波電圧が低い電圧値の区間、つまり、主巻線に流れる電流が少ない(またはほとんど流れない)区間では、スイッチング素子Q25がオフしたままになり、ダイオードに流れる電流をバイパスしない。
これにより、全波整流された正弦波電圧が高く、主巻線に多くの電流が流れ、ダイオードを流れる還流電流が多いときは、同期整流を行う。また、全波整流された正弦波電圧が低く主巻線に少ない電流が流れ、ダイオードを流れる還流電流が少ないときには、同期整流を行わない。電流が多いときを狙って効果的に同期整流を行うことができる。
The switching element Q25 inputs a voltage generated in the auxiliary winding L71. Switching element Q25 is turned on only when the input voltage exceeds the gate threshold voltage of the MOSFET. Switching element Q25 remains off when the input voltage is lower than the gate threshold voltage.
In a section where the full-wave rectified sine wave voltage is high, that is, in a section where a large amount of current flows through the main winding, the switching element Q25 is turned on, bypassing the current flowing through the diode (rectifier element D23). In a section where the full-wave rectified sine wave voltage is low, that is, a section where the current flowing through the main winding is small (or hardly flows), the switching element Q25 remains off, bypassing the current flowing through the diode. do not do.
As a result, when the full-wave rectified sine wave voltage is high, a large amount of current flows through the main winding, and a large amount of return current flows through the diode, synchronous rectification is performed. Also, when the full-wave rectified sine wave voltage is low and a small amount of current flows through the main winding and the return current flowing through the diode is small, synchronous rectification is not performed. Synchronous rectification can be effectively performed when the current is large.

スイッチング素子Q25に加えるゲート電圧を、主巻線に流れる電流値により変化する補助巻線L71に発生する電圧から供給することにより、必要以上に高くない電圧の範囲で、流れる電流が多い区間はゲート電圧を高く、流れる電流が少ない区間はゲート電圧を低くすることができる。   By supplying the gate voltage applied to the switching element Q25 from the voltage generated in the auxiliary winding L71 that changes depending on the value of the current flowing in the main winding, the section in which there is a large amount of current flowing in the voltage range not higher than necessary is the gate. The gate voltage can be lowered in the section where the voltage is high and the flowing current is small.

スイッチング素子Q25として、MOSFETを用いることにより、ゲート電圧を高くすると、ドレインーソース間のオン抵抗が低くなるので、より一層、電気損失が低減される。
なお、ゲート電圧が高くなるとオフするのに要する時間が増えるので、必要以上に高くしないように巻数比を設定する。これにより、還流電流が終了するまでのタイミングでオフさせることができる。全波整流された正弦波電圧が低くなるにつれて、電流が減少するため、追従してゲート電圧が低くなる。このため、スイッチング素子Q25はオフしやすくなる。全波整流された正弦波電圧の低い区間では、更に電流が減少するので、ゲート電圧がさらに低くなる。ゲート閾電圧を超えないので、スイッチング素子Q25はオンしない。これにより、スイッチング素子Q25に必要以上のゲート電圧を加えることがなくなるため、オフするまでの時間を早めることができる。スイッチング素子Q25は、主巻線から放出されるコイル電流の還流が終了するタイミングでオフになり、還流ダイオードとして働くダイオードの本来の働きと同じ働きをする。
By using a MOSFET as the switching element Q25, when the gate voltage is increased, the on-resistance between the drain and the source is lowered, so that the electrical loss is further reduced.
Since the time required to turn off increases as the gate voltage increases, the turn ratio is set so as not to increase more than necessary. Thereby, it can be turned off at a timing until the return current ends. Since the current decreases as the full-wave rectified sine wave voltage decreases, the gate voltage decreases following the current. For this reason, the switching element Q25 is easily turned off. In the section where the full-wave rectified sine wave voltage is low, the current further decreases, so that the gate voltage is further reduced. Since the gate threshold voltage is not exceeded, switching element Q25 is not turned on. As a result, an unnecessary gate voltage is not applied to the switching element Q25, so that the time until turning off can be shortened. The switching element Q25 is turned off at the timing when the return of the coil current discharged from the main winding is finished, and has the same function as the original function of the diode that functions as the return diode.

また、スイッチング素子Q25と並列にダイオード(整流素子D23)が接続されているので、還流ダイオードとして働くダイオードがオフするタイミング、すなわち、主巻線からのコイル電流の放出が終了するタイミングよりも早くスイッチング素子Q25をオフさせてもよい。
なお、スイッチング素子Q25がMOSFETの場合、ダイオード(整流素子D23)はなくてもよい。MOSFET自身が持っているボディダイオードを利用できるからである。
In addition, since the diode (rectifier element D23) is connected in parallel with the switching element Q25, switching is performed earlier than the timing when the diode acting as the free wheel diode turns off, that is, the timing when the discharge of the coil current from the main winding ends. Element Q25 may be turned off.
When the switching element Q25 is a MOSFET, the diode (rectifier element D23) may not be provided. This is because the body diode of the MOSFET itself can be used.

主巻線から放出されるコイル電流の還流が終了するタイミング(またはそれよりも早いタイミング)で、スイッチング素子Q25をオフさせることにより、同期整流を止める。本来のダイオード(整流素子D23)が非導通になるタイミングと同じ動作になるので、平滑コンデンサC26から主巻線に電流が逆流するのを防ぐことができる。   Synchronous rectification is stopped by turning off the switching element Q25 at the timing when the return of the coil current discharged from the main winding ends (or earlier). Since the operation is the same as the timing when the original diode (rectifier element D23) is turned off, it is possible to prevent the current from flowing backward from the smoothing capacitor C26 to the main winding.

電源回路100は、商用電源(交流電源AC)から流入する電流の波形や位相を、全波整流された正弦波電圧と一致させるように制御しながら動作する。ある程度以上の電力を消費する照明器具(照明装置800)は、高調波規制の対象となる。電源回路100は、高調波を規制値内に収めるとともに、力率を1に近づけ、電気効率を向上させることができる。
スイッチング素子Q25は、全波整流された正弦波電圧が高い区間ではスイッチング素子Q21がオフするタイミングでオン動作する。正弦波電圧が低い区間では、スイッチング素子Q21がオフするタイミングでもオン動作しない。また、スイッチング素子Q25は、主巻線に流れる電流に応じて補助巻線L41に発生する電圧で駆動する。これにより、必要以上の駆動電圧を加えることなく、主巻線の電流が多い区間ではオンし、電流が少ない区間ではオンしないようにできる。必要以上の電圧でスイッチング素子Q25を駆動しないので、主巻線から平滑コンデンサC26へ放出されるコイル電流が還流し終わるまでにスイッチング素子Q25がオフする。したがって、スイッチング素子Q25をオフさせるタイミングが遅くなることにより、主巻線から平滑コンデンサC26へ放出されるコイル電流が還流し終わっているにも関わらず電流が流れる状態、つまり出力側から入力側への逆流の状態が発生するのを防ぐことができる。
The power supply circuit 100 operates while controlling the waveform and phase of the current flowing from the commercial power supply (AC power supply AC) so as to match the full-wave rectified sine wave voltage. A lighting fixture (lighting device 800) that consumes a certain amount of power is subject to harmonic regulation. The power supply circuit 100 can improve the electric efficiency by keeping the harmonics within the regulation value and bringing the power factor close to 1.
The switching element Q25 is turned on at the timing when the switching element Q21 is turned off in a section where the full-wave rectified sine wave voltage is high. In the section where the sine wave voltage is low, the ON operation is not performed even when the switching element Q21 is turned OFF. The switching element Q25 is driven by a voltage generated in the auxiliary winding L41 in accordance with the current flowing in the main winding. Thereby, without applying a driving voltage more than necessary, it is possible to turn on in a section where the current of the main winding is large and not turn on in a section where the current is small. Since the switching element Q25 is not driven with a voltage higher than necessary, the switching element Q25 is turned off until the coil current discharged from the main winding to the smoothing capacitor C26 finishes circulating. Accordingly, the timing at which the switching element Q25 is turned off is delayed, so that the current flows even though the coil current discharged from the main winding to the smoothing capacitor C26 has circulated, that is, from the output side to the input side. It is possible to prevent the occurrence of a reverse flow condition.

制御IC121は、主巻線(チョークコイルL22)から放出されるコイル電流が還流し、その還流電流の減少に伴って補助巻線L41の電圧が低下することを利用して、還流電流の終了を検出する。制御IC121は、その後少し時間を空けて、スイッチング素子Q21をオンさせる。これにより、昇降圧回路120は、連続モードと不連続モードが切り替わる境目の状態である臨界モードで動作する。
全波整流された正弦波電圧が高い区間である場合、補助巻線L71に発生する電圧が高く、スイッチング素子Q25のゲート閾電圧を超える。このため、スイッチング素子Q25がONになる。ダイオード(整流素子D23)に流れる還流電流が、スイッチング素子Q25の方にバイパスされるので、電気効率が向上する。
全波整流された正弦波電圧が低い区間である場合、補助巻線L71に発生する電圧が低く、スイッチング素子Q25のゲート閾電圧を超えない。このため、スイッチング素子Q25はオフしたままとなり、ダイオード(整流素子D23)に還流電流が流れる。同期整流を止めておくことにより、平滑コンデンサC26から主巻線への電流の逆流を防ぐ。MOSFETよりも損失が大きいダイオードを還流電流が流れることになるが、正弦波電圧が低い区間で流れる電流が小さいので、電源回路100全体としてみれば、同期整流を行わなくても電気効率に影響を与えない。
The control IC 121 uses the fact that the coil current released from the main winding (choke coil L22) recirculates and the voltage of the auxiliary winding L41 decreases as the recirculation current decreases, thereby terminating the recirculation current. To detect. The control IC 121 turns on the switching element Q21 after a while. Thereby, the step-up / step-down circuit 120 operates in a critical mode which is a boundary state where the continuous mode and the discontinuous mode are switched.
When the full-wave rectified sine wave voltage is in a high section, the voltage generated in the auxiliary winding L71 is high and exceeds the gate threshold voltage of the switching element Q25. For this reason, the switching element Q25 is turned ON. Since the return current flowing through the diode (rectifier element D23) is bypassed toward the switching element Q25, the electric efficiency is improved.
When the full-wave rectified sine wave voltage is in a low section, the voltage generated in the auxiliary winding L71 is low and does not exceed the gate threshold voltage of the switching element Q25. For this reason, the switching element Q25 remains off, and a reflux current flows through the diode (rectifier element D23). By stopping the synchronous rectification, the backflow of the current from the smoothing capacitor C26 to the main winding is prevented. Although the return current flows through a diode having a loss larger than that of the MOSFET, since the current flowing in the section where the sine wave voltage is low is small, if the power supply circuit 100 is viewed as a whole, the electrical efficiency is affected without performing synchronous rectification. Don't give.

この発明にかかる電源回路100によれば、照明装置800に用いる力率改善と電力変換の二つの機能を同時に行うとともに、還流ダイオードの同期整流を行うことにより、電気効率を向上させることができる。
補助巻線L71によりスイッチング素子Q25を駆動することで、全波整流された正弦波電圧の周期の中で、電圧が高い範囲の区間でのみ還流ダイオード(整流素子D23)の同期整流をおこなう。
主巻線(チョークコイルL22)に流れる電流は、全波整流された正弦波電圧の周期で追従して増減する。補助巻線L71に発生する電圧は、主巻線に流れる電流と、主巻線と補助巻線L71との巻数比によって決まり、全波整流された正弦波電圧が高い区間で高くなり、低い区間で低くなる。
補助巻線L71に発生する電圧で、スイッチング素子Q25を駆動することにより、全波整流された正弦波電圧の周期の中で電圧が高く流れる電流が多い区間のみ同期整流をおこない、全波整流された正弦波電圧の周期の中で電圧が低く流れる電流が少ない区間では同期整流をおこなわない。
スイッチング素子Q25を必要以上の電圧で駆動することなく、本来の還流ダイオードと同じ作用を果たすように、主巻線から放出されるコイル電流が還流し終わった時点で、スイッチング素子Q25をオフさせることができ、出力側(平滑コンデンサC26)から入力側(主巻線)に流れる電流の逆流を防ぐことができる。
これにより、電源回路100の電気効率を向上させることができる。
According to the power supply circuit 100 according to the present invention, the electric efficiency can be improved by simultaneously performing the two functions of power factor improvement and power conversion used in the lighting device 800 and synchronous rectification of the freewheeling diode.
By driving the switching element Q25 by the auxiliary winding L71, synchronous rectification of the return diode (rectifier element D23) is performed only in a section where the voltage is high in the period of the sine wave voltage that has been full-wave rectified.
The current flowing through the main winding (choke coil L22) increases and decreases following the period of the sine wave voltage subjected to full wave rectification. The voltage generated in the auxiliary winding L71 is determined by the current flowing in the main winding and the turn ratio of the main winding and the auxiliary winding L71, and becomes higher in the section where the full-wave rectified sine wave voltage is high, and in the low section At low.
By driving the switching element Q25 with the voltage generated in the auxiliary winding L71, synchronous rectification is performed only in a section where a high current flows in a full-wave rectified sine wave voltage cycle, and full-wave rectification is performed. Synchronous rectification is not performed in a section where the voltage is low and the current flowing in the sine wave voltage cycle is small.
The switching element Q25 is turned off when the coil current discharged from the main winding has been recirculated so that the switching element Q25 is driven at an unnecessarily high voltage and performs the same function as the original freewheeling diode. It is possible to prevent backflow of current flowing from the output side (smoothing capacitor C26) to the input side (main winding).
Thereby, the electrical efficiency of the power supply circuit 100 can be improved.

全波整流された正弦波電圧が低い区間において、補助巻線L71に発生する電圧がスイッチング素子Q25のゲート閾電圧を超えないよう、主巻線と補助巻線L71との巻数比を設定する。これにより、入力する全波整流された正弦波電圧の高い区間では、スイッチング素子Q25をオンさせ、入力する全波整流された正弦波電圧の低い区間では、スイッチング素子Q25をオフさせる。
このように、補助巻線L71によりスイッチング素子Q25に加える電圧を生成するので、必要以上の電圧をゲートに加えることがなく、オフするタイミングが遅れることがなくなる。よって、同期整流を行いながらも、本来のダイオードの役割である還流ダイオードとして逆方向に導通させない機能を維持することができる。そのため、主巻線から放出されるコイル電流が還流し終わったにも関わらず、電流が流れ続けて、平滑コンデンサC26から主巻線へ逆方向に電流を流し、主巻線を充電するようなことが発生しない。
これにより、逆流による電力損失を防ぎ、ダイオードの電流が多い区間で、主巻線から平滑コンデンサC26へ流れる電流をバイパスすることができるため、効果的に、電力損失を低減することができる。
The turn ratio of the main winding and the auxiliary winding L71 is set so that the voltage generated in the auxiliary winding L71 does not exceed the gate threshold voltage of the switching element Q25 in the section where the full-wave rectified sine wave voltage is low. As a result, the switching element Q25 is turned on in a section where the input full-wave rectified sine wave voltage is high, and the switching element Q25 is turned off in a section where the input full-wave rectified sine wave voltage is low.
Thus, since the voltage applied to the switching element Q25 is generated by the auxiliary winding L71, a voltage more than necessary is not applied to the gate, and the turn-off timing is not delayed. Therefore, while performing synchronous rectification, it is possible to maintain the function of preventing conduction in the reverse direction as a free-wheeling diode that is the role of the original diode. Therefore, even though the coil current discharged from the main winding has been recirculated, the current continues to flow, and the current flows from the smoothing capacitor C26 to the main winding in the reverse direction to charge the main winding. Does not happen.
As a result, power loss due to backflow can be prevented and the current flowing from the main winding to the smoothing capacitor C26 can be bypassed in a section where the current of the diode is large, so that the power loss can be effectively reduced.

全波整流された正弦波電圧の周期内で変化する主巻線に加わる電圧値と、主巻線と補助巻線L71との巻数比により、補助巻線L71に発生する電圧が決まる。補助巻線L71に発生する電圧が、入力される全波整流された正弦波電圧が高い区間ではスイッチング素子Q25のゲート閾電圧よりも高くなり、入力される全波整流された正弦波電圧が低い区間でスイッチング素子Q25のゲート閾電圧よりも低くなるように、主巻線と補助巻線L71との巻数比を設定する。
例えば、商用電源(交流電源AC)の実効電圧が100Vの場合、全波整流回路110より後段の入力電圧は、50Hzまたは60Hzの周波数で、0〜140V程度の範囲を変動する。このうち、例えば20〜140Vの区間で補助巻線L71に発生する電圧がスイッチング素子Q25のゲート閾電圧よりも高くなるよう、主巻線と補助巻線L71の巻数比を設定する。
これにより、スイッチング素子Q25のオフが遅れることによる電流が出力側から入力側へ逆流することを防ぐ。また、同期整流を行うことで、電気効率を向上させることができる。
The voltage generated in the auxiliary winding L71 is determined by the voltage value applied to the main winding that changes within the period of the full-wave rectified sine wave voltage and the turns ratio of the main winding and the auxiliary winding L71. The voltage generated in the auxiliary winding L71 is higher than the gate threshold voltage of the switching element Q25 in a section where the input full-wave rectified sine wave voltage is high, and the input full-wave rectified sine wave voltage is low. The turn ratio of the main winding and the auxiliary winding L71 is set so as to be lower than the gate threshold voltage of the switching element Q25 in the section.
For example, when the effective voltage of the commercial power supply (AC power supply AC) is 100 V, the input voltage after the full-wave rectifier circuit 110 fluctuates in a range of about 0 to 140 V at a frequency of 50 Hz or 60 Hz. Among these, for example, the turn ratio of the main winding and the auxiliary winding L71 is set so that the voltage generated in the auxiliary winding L71 in the section of 20 to 140 V is higher than the gate threshold voltage of the switching element Q25.
Thereby, it is prevented that the current due to the delay of turning off of the switching element Q25 flows backward from the output side to the input side. Moreover, electrical efficiency can be improved by performing synchronous rectification.

ダイオード(整流素子D23)をスイッチング素子Q25で同期整流することにより、次のような電力損失の低減効果がある。
ダイオードの電力損失は、順方向電圧×順方向電流である。例えば、順方向電圧が1.0V、順方向電流が0.5Aであれば、ダイオードの電力損失は0.5Wである。
MOSFETの電力損失は、オン抵抗×電流の二乗である。例えば、オン抵抗が0.05Ω、電流が0.5Aであれば、MOSFETの電力損失は0.0125Wである。
このため、ダイオードの代わりに、例えばMOSFETなど別の半導体素子を導通させて、トランス(主巻線)に蓄えられたエネルギーを還流させることにより、電力損失を大幅に低減できる。
Synchronous rectification of the diode (rectifier element D23) with the switching element Q25 has the following power loss reduction effect.
The power loss of the diode is forward voltage × forward current. For example, if the forward voltage is 1.0 V and the forward current is 0.5 A, the power loss of the diode is 0.5 W.
The power loss of the MOSFET is the on resistance times the square of the current. For example, if the on-resistance is 0.05Ω and the current is 0.5A, the power loss of the MOSFET is 0.0125W.
For this reason, the power loss can be significantly reduced by making another semiconductor element such as a MOSFET conductive instead of the diode and returning the energy stored in the transformer (main winding).

主巻線のコイル電流の還流が終了したタイミング、つまり、ゼロクロスのタイミングで制御IC121がスイッチング素子Q21をオンさせる。これにより、昇降圧回路120は、スイッチング素子Q21でのスイッチング損失を減らすことができるとともに、ダイオード(整流素子D23)に逆回復電流が流れることによるリカバリーロスを減らすことができる。これにより、電源回路100の電気効率を向上させることができる。   The control IC 121 turns on the switching element Q21 at the timing when the return of the coil current of the main winding is completed, that is, at the zero cross timing. Thereby, the step-up / step-down circuit 120 can reduce the switching loss in the switching element Q21 and reduce the recovery loss due to the reverse recovery current flowing through the diode (rectifier element D23). Thereby, the electrical efficiency of the power supply circuit 100 can be improved.

電源回路100は、商用電源(交流電源AC)の電圧波形と、商用電源から全波整流回路110に流れる電流波形をほぼ同じ波形にし、力率を1に近づけるので、電気効率が良くなる。電源回路100は、高調波を抑制することができるため、電源高調波対策が必要な照明器具の電源回路として使用できる。電源回路100は、力率改善ができるので、高力率を必要とする照明器具の電源回路として使用できる。   The power supply circuit 100 makes the voltage waveform of the commercial power supply (AC power supply AC) and the current waveform flowing from the commercial power supply to the full-wave rectifier circuit 110 substantially the same waveform, and the power factor approaches 1, so that the electric efficiency is improved. Since the power supply circuit 100 can suppress harmonics, the power supply circuit 100 can be used as a power supply circuit for lighting fixtures that require countermeasures against power supply harmonics. Since the power supply circuit 100 can improve the power factor, it can be used as a power supply circuit for a lighting fixture that requires a high power factor.

このように、電源回路100は、力率改善回路と、LEDを駆動するための電力変換回路の二段構成ではなく、一段構成であるため、電源回路100自身の電力損失が減少し、電気効率が向上する。また、電源回路100を小型化し、低コストにすることができる。更に、電源回路100は、同期整流を行うことにより、電源効率がより一層向上する。   Thus, since the power supply circuit 100 is not a two-stage configuration of the power factor correction circuit and the power conversion circuit for driving the LEDs, but has a single-stage configuration, the power loss of the power supply circuit 100 itself is reduced and the electric efficiency is reduced. Will improve. Further, the power supply circuit 100 can be reduced in size and cost can be reduced. Furthermore, the power supply circuit 100 further improves power supply efficiency by performing synchronous rectification.

図6は、この実施の形態における制御信号生成回路125の別の例を示す回路構成図である。
制御信号生成回路125は、スイッチング素子Q25をオンオフする制御信号を生成する回路である。上記説明した例では、補助巻線L71が制御信号生成回路125として機能する。この例の制御信号生成回路125は、補助巻線L71に加え、コンデンサC72、整流素子D73、2つの抵抗R74,R75を有する。
コンデンサC72は、入力されるパルス状の電圧波形の交流成分のみを通過させる。抵抗R74は、ゲートに流入する電流のピークを抑える。抵抗R74を通過した交流成分の電流は、スイッチング素子Q25のゲート−ソース間の入力容量を充電する。抵抗R75や整流素子D73(ダイオード)は、スイッチング素子Q25がオフする際にゲート電荷の引き抜きを早める。
制御信号生成回路125は、抵抗R75の両端電圧を制御信号とする。スイッチング素子Q25は、抵抗R75の両端電圧を制御信号として入力する。よって、補助巻線L71に発生する電圧が正の電圧の場合、スイッチング素子Q25の入力容量を充電することになり、抵抗R75の両端電圧が所定の閾値電圧より高い場合、スイッチング素子Q25はオンになる。補助巻線L71に発生する電圧が負の電圧の場合、整流素子D73が導通するため、スイッチング素子Q25の入力容量に充電された電荷を引き抜くことになり、抵抗R75の両端電圧は低下するので、スイッチング素子Q25はオフになる。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing another example of the control signal generation circuit 125 in this embodiment.
The control signal generation circuit 125 is a circuit that generates a control signal for turning on and off the switching element Q25. In the example described above, the auxiliary winding L71 functions as the control signal generation circuit 125. The control signal generation circuit 125 of this example includes a capacitor C72, a rectifier element D73, and two resistors R74 and R75 in addition to the auxiliary winding L71.
Capacitor C72 passes only the AC component of the input pulsed voltage waveform. The resistor R74 suppresses the peak of current flowing into the gate. The AC component current that has passed through the resistor R74 charges the input capacitance between the gate and source of the switching element Q25. The resistor R75 and the rectifier element D73 (diode) accelerate the extraction of the gate charge when the switching element Q25 is turned off.
The control signal generation circuit 125 uses the voltage across the resistor R75 as a control signal. The switching element Q25 inputs the voltage across the resistor R75 as a control signal. Therefore, when the voltage generated in the auxiliary winding L71 is a positive voltage, the input capacitance of the switching element Q25 is charged. When the voltage across the resistor R75 is higher than a predetermined threshold voltage, the switching element Q25 is turned on. Become. When the voltage generated in the auxiliary winding L71 is a negative voltage, the rectifier element D73 conducts, so that the charge charged in the input capacitance of the switching element Q25 is drawn, and the voltage across the resistor R75 decreases. Switching element Q25 is turned off.

図7は、図6に示した制御信号生成回路125の各部の電圧値の一例を示す波形図である。
横軸は、時刻を表わす。縦軸は、電圧を表わす。
曲線723a,723bは、補助巻線L71の両端電圧を表わす。曲線724a,724bは、抵抗R75の両端電圧を表わす。直線725は、スイッチング素子Q25がオンになる閾値電圧を表わす。
FIG. 7 is a waveform diagram showing an example of voltage values at various parts of the control signal generation circuit 125 shown in FIG.
The horizontal axis represents time. The vertical axis represents voltage.
Curves 723a and 723b represent the voltage across the auxiliary winding L71. Curves 724a and 724b represent the voltage across resistor R75. A straight line 725 represents a threshold voltage at which the switching element Q25 is turned on.

補助巻線L71の両端には、チョークコイルL22の両端電圧に比例する電圧が発生する。
補助巻線L71の両端電圧が正の場合、整流素子D73がオフになるので、コンデンサC72を介して、交流成分の電流が流れて、スイッチング素子Q25の入力容量を充電する。スイッチング素子Q25は、入力容量を充電されて、ゲート電圧が閾電圧を超えるとオンする。その後、充電が終了して、補助巻線L71に発生する電圧が、抵抗R74と抵抗R75とで分圧するようになると、交流成分がなくなるため、コンデンサC72を通過できなくなる。
補助巻線L71の両端電圧が負の場合、整流素子D73がオンになり、コンデンサC72の両端が短絡される。コンデンサC72の両端電圧はほぼ0になり、抵抗R75の両端電圧は、補助巻線L71の両端電圧に比例した負の電圧になる。0または負の電圧がゲート端子に加わるので、スイッチング素子Q25は素早くオフになる。
A voltage proportional to the voltage across the choke coil L22 is generated at both ends of the auxiliary winding L71.
When the voltage across the auxiliary winding L71 is positive, the rectifier element D73 is turned off, so that an AC component current flows through the capacitor C72 and charges the input capacitance of the switching element Q25. Switching element Q25 is turned on when the input capacitance is charged and the gate voltage exceeds the threshold voltage. After that, when the charging is finished and the voltage generated in the auxiliary winding L71 is divided by the resistor R74 and the resistor R75, the AC component disappears, so that it cannot pass through the capacitor C72.
When the voltage across the auxiliary winding L71 is negative, the rectifying element D73 is turned on and both ends of the capacitor C72 are short-circuited. The voltage between both ends of the capacitor C72 becomes almost zero, and the voltage between both ends of the resistor R75 becomes a negative voltage proportional to the voltage between both ends of the auxiliary winding L71. Since zero or a negative voltage is applied to the gate terminal, the switching element Q25 is quickly turned off.

時刻t(または時刻t)において、スイッチング素子Q21がオフになると、チョークコイルL22の両端電圧が負になり、補助巻線L71の両端電圧が正になり、抵抗R75の両端電圧が、スイッチング素子Q25の閾値電圧を超えて、スイッチング素子Q25がオンになる。
その後、抵抗R75の両端電圧は、スイッチング素子Q25の入力容量を充電され続け、補助巻線L71に発生する電圧を抵抗R74と抵抗R75とで分圧した電圧になって止まる。
When the switching element Q21 is turned off at time t 2 (or time t 6 ), the voltage across the choke coil L22 becomes negative, the voltage across the auxiliary winding L71 becomes positive, and the voltage across the resistor R75 is switched. The switching element Q25 is turned on exceeding the threshold voltage of the element Q25.
Thereafter, the voltage across the resistor R75 continues to be charged to the input capacitance of the switching element Q25, and stops at a voltage obtained by dividing the voltage generated in the auxiliary winding L71 by the resistor R74 and the resistor R75.

このように、図6の構成では、スイッチング素子Q25のオンでは、抵抗R74と抵抗R75とで分圧されるので、必要以上の電圧をゲートに加えないようにし、オフでは、整流素子D73が導通することで素早く、負の電圧を加えるようにしている。こうすることで、スイッチング素子Q25を素早く、オフさせることができる。   As described above, in the configuration of FIG. 6, when the switching element Q25 is on, the voltage is divided by the resistor R74 and the resistor R75, so that an excessive voltage is not applied to the gate, and when the switching element Q25 is off, the rectifier element D73 is conductive. By doing so, the negative voltage is applied quickly. By doing so, the switching element Q25 can be quickly turned off.

以上のように、制御信号生成回路125は、補助巻線L71の両端に発生した電圧をそのまま制御信号とする構成であってもよいし、補助巻線L71の両端に発生した電圧に基づいて生成した電圧を制御信号とする構成であってもよい。
例えば、制御信号生成回路125は、ツェナーダイオードなどの定電圧ダイオードを有し、スイッチング素子Q25のゲート端子に所定電圧値以上の電圧が印加されないよう、一定電圧をクランプする構成であってもよい。
あるいは、制御信号生成回路125は、補助巻線L71の両端に発生した電圧をパルストランスなどに通し、電気的に絶縁して、スイッチング素子Q25に印加する構成であってもよい。
As described above, the control signal generation circuit 125 may have a configuration in which the voltage generated at both ends of the auxiliary winding L71 is directly used as a control signal, or is generated based on the voltage generated at both ends of the auxiliary winding L71. A configuration may be adopted in which the controlled voltage is used as a control signal.
For example, the control signal generation circuit 125 may include a constant voltage diode such as a Zener diode, and may be configured to clamp a constant voltage so that a voltage higher than a predetermined voltage value is not applied to the gate terminal of the switching element Q25.
Alternatively, the control signal generation circuit 125 may have a configuration in which the voltage generated at both ends of the auxiliary winding L71 is passed through a pulse transformer or the like, electrically insulated, and applied to the switching element Q25.

電源回路100は、力率改善と電力変換の二つの機能を同時に行う一段構成の電源回路であり、負荷回路(光源回路810)を定電流駆動することができる。還流電流が流れるタイミングでダイオード(整流素子D23)の同期整流を行うことで、更に電気効率を向上させることができる。   The power supply circuit 100 is a one-stage power supply circuit that simultaneously performs two functions of power factor improvement and power conversion, and can drive the load circuit (light source circuit 810) at a constant current. By performing synchronous rectification of the diode (rectifier element D23) at the timing when the return current flows, the electric efficiency can be further improved.

電源回路100において、トランスは、主巻線(チョークコイルL22)と、すくなくとも2つ以上の補助巻線L41,L71を有する。補助巻線の一つ(補助巻線L71)は、第二のスイッチング素子Q25に接続される。補助巻線L71には、主巻線に流れる電流に追従して変動する電圧が発生する。第二のスイッチング素子Q25は、ダイオード(整流素子D23)と並列に接続されている。第二のスイッチング素子Q25は、主巻線から、全波整流回路110により整流された入力電圧の正弦波電圧が高い区間でのみ、放出されるコイル電流が還流する区間に、補助巻線L71に発生する電圧で駆動させることで、ダイオードの同期整流をおこなう。   In the power supply circuit 100, the transformer has a main winding (choke coil L22) and at least two auxiliary windings L41 and L71. One of the auxiliary windings (auxiliary winding L71) is connected to the second switching element Q25. The auxiliary winding L71 generates a voltage that fluctuates following the current flowing through the main winding. The second switching element Q25 is connected in parallel with the diode (rectifier element D23). The second switching element Q25 is connected to the auxiliary winding L71 only in a section where the sine wave voltage of the input voltage rectified by the full-wave rectifier circuit 110 from the main winding is high, and in the section where the released coil current flows back. By driving with the generated voltage, synchronous rectification of the diode is performed.

補助巻線L71によりスイッチング素子Q25を駆動することで、全波整流された正弦波電圧が高い区間でのみ還流ダイオードの同期整流をおこなう。これにより、スイッチング素子Q25を必要以上に高い電圧で駆動することなく、還流ダイオードの同期整流を行った際にスイッチング素子Q25のオフが遅くなるのを防ぎ、出力側から入力側への電流の逆流を防ぐことができる。   By driving the switching element Q25 by the auxiliary winding L71, synchronous rectification of the return diode is performed only in a section where the full-wave rectified sine wave voltage is high. This prevents the switching element Q25 from slowing off when the freewheeling diode is synchronously rectified without driving the switching element Q25 at an unnecessarily high voltage, and reverses the current flow from the output side to the input side. Can be prevented.

照明装置800は、このような電源回路を搭載することにより、力率改善を行いながら、電気効率を向上させることができる。   The lighting device 800 can improve electrical efficiency while improving the power factor by mounting such a power supply circuit.

実施の形態2.
実施の形態2について、図8を用いて説明する。
なお、実施の形態1と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
The second embodiment will be described with reference to FIG.
In addition, about the part which is common in Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図8は、この実施の形態における照明装置800の回路構成の一例を示す回路構成図である。
実施の形態1と比較して、スイッチング素子Q21、整流素子D23(及びスイッチング素子Q25)及び電流検出回路150の位置が異なっているが、本質的な違いではない。
実施の形態1では、スイッチング素子Q21がチョークコイルL22より低電位側に電気接続していたが、この実施の形態では、高電位側に電気接続している。いずれにしても、ダイオードブリッジDB(の脈流側端子)と、スイッチング素子Q21(の被制御端子)と、チョークコイルL22との3つで入力側閉回路を構成する点は、同じである。
また、実施の形態1では、整流素子D23(及びスイッチング素子Q25)が平滑コンデンサC26の出力電圧の高電位側に電気接続していたが、この実施の形態では、出力電圧の低電位側に電気接続している。いずれにしても、チョークコイルL22と、整流素子D23と、平滑コンデンサC26との3つで出力側閉回路を構成する点は、同じである。
同様に、実施の形態1では、電流検出回路150が光源回路810の出力電圧の低電位側に電気接続していたが、この実施の形態では、出力電圧の高電位側に電気接続している。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing an example of a circuit configuration of lighting apparatus 800 in this embodiment.
Compared with the first embodiment, the positions of the switching element Q21, the rectifying element D23 (and the switching element Q25), and the current detection circuit 150 are different, but this is not an essential difference.
In the first embodiment, the switching element Q21 is electrically connected to the lower potential side than the choke coil L22. In this embodiment, the switching element Q21 is electrically connected to the higher potential side. In any case, the diode bridge DB (the pulsating current side terminal), the switching element Q21 (the controlled terminal thereof), and the choke coil L22 constitute the input side closed circuit.
In the first embodiment, the rectifier element D23 (and the switching element Q25) is electrically connected to the high potential side of the output voltage of the smoothing capacitor C26. In this embodiment, the rectifier element D23 (and switching element Q25) is electrically connected to the low potential side of the output voltage. Connected. In any case, the point that the choke coil L22, the rectifying element D23, and the smoothing capacitor C26 form an output side closed circuit is the same.
Similarly, in the first embodiment, the current detection circuit 150 is electrically connected to the low potential side of the output voltage of the light source circuit 810. However, in this embodiment, the current detection circuit 150 is electrically connected to the high potential side of the output voltage. .

帰還回路123は、フォトカプラPCを有さず、基準電圧源V61と誤差増幅器A62とで構成される。電流検出回路150の位置が異なることにより、フォトカプラPCを介さず、帰還回路123が生成した帰還信号をそのまま制御IC121に入力できるからである。
また、昇降圧回路120は、レベル変換回路124を有する。レベル変換回路124は、制御IC121が生成した制御信号の基準となる電位を変更して、スイッチング素子Q21に入力できるレベルに変換する。レベル変換回路124は、例えばパルストランスなどにより構成される。レベル変換回路124は、スイッチング素子Q21の位置が実施の形態1と異なることにより必要になった回路である。
The feedback circuit 123 does not include the photocoupler PC, and includes a reference voltage source V61 and an error amplifier A62. This is because the position of the current detection circuit 150 is different so that the feedback signal generated by the feedback circuit 123 can be directly input to the control IC 121 without using the photocoupler PC.
Further, the step-up / step-down circuit 120 has a level conversion circuit 124. The level conversion circuit 124 changes the potential as a reference of the control signal generated by the control IC 121 and converts it to a level that can be input to the switching element Q21. The level conversion circuit 124 is configured by, for example, a pulse transformer. The level conversion circuit 124 is a circuit that is required because the position of the switching element Q21 is different from that of the first embodiment.

実施の形態1と同様に、整流素子D23を同期整流する目的で、スイッチング素子Q25が接続されており、スイッチング素子Q25は、補助巻線L71によって駆動される。   As in the first embodiment, the switching element Q25 is connected for the purpose of synchronously rectifying the rectifying element D23, and the switching element Q25 is driven by the auxiliary winding L71.

実施の形態3.
実施の形態3について説明する。
Embodiment 3 FIG.
A third embodiment will be described.

スイッチング素子Q25をオンオフする制御信号を生成する構成として、実施の形態1では、チョークコイルL22の補助巻線L71から制御信号を生成する構成について説明した。実施の形態2では、スイッチング素子Q21を高電位側に接続する構成について説明した。実施の形態1と異なるスイッチング素子Q25をオンオフする制御信号を生成する構成には、上記説明した構成のほか、例えば以下のような構成が考えられる。   In the first embodiment, the configuration for generating the control signal from the auxiliary winding L71 of the choke coil L22 has been described as the configuration for generating the control signal for turning on and off the switching element Q25. In the second embodiment, the configuration in which the switching element Q21 is connected to the high potential side has been described. In addition to the configuration described above, for example, the following configuration is conceivable as a configuration for generating a control signal for turning on / off the switching element Q25 different from the first embodiment.

第一に、整流素子D23を流れる電流を検出して、制御信号を生成する構成である。例えば、整流素子D23と直列に抵抗(以下「整流電流検出抵抗」と呼ぶ。)を電気接続する。整流電流検出抵抗の両端に発生した電圧により、整流素子D23を流れる電流を検出する。整流電流検出抵抗の両端電圧をそのまま、もしくは増幅回路などが増幅して、制御信号とする。これにより、整流素子D23がオンになると、スイッチング素子Q25もオンになる。   First, the control signal is generated by detecting the current flowing through the rectifying element D23. For example, a resistor (hereinafter referred to as “rectified current detection resistor”) is electrically connected in series with the rectifier element D23. The current flowing through the rectifying element D23 is detected by the voltage generated across the rectifying current detection resistor. The voltage across the rectified current detection resistor is used as it is, or is amplified by an amplifier circuit or the like, and used as a control signal. Thus, when the rectifying element D23 is turned on, the switching element Q25 is also turned on.

第二に、平滑コンデンサC26を流れる電流を検出して、制御信号を生成する構成である。例えば、平滑コンデンサC26と直列に抵抗(以下「コンデンサ電流検出抵抗」と呼ぶ。)を電気接続する。コンデンサ電流検出抵抗の両端に発生した電圧により、平滑コンデンサC26を流れる電流を検出する。コンデンサ電流検出抵抗の両端電圧をそのまま、もしくは増幅回路などが増幅して、制御信号とする。これにより、平滑コンデンサC26が充電されている期間の間、スイッチング素子Q25がオンになる。   Second, the control signal is generated by detecting the current flowing through the smoothing capacitor C26. For example, a resistor (hereinafter referred to as “capacitor current detection resistor”) is electrically connected in series with the smoothing capacitor C26. The current flowing through the smoothing capacitor C26 is detected by the voltage generated across the capacitor current detection resistor. The voltage across the capacitor current detection resistor is used as it is or amplified by an amplifier circuit or the like to be used as a control signal. Thereby, the switching element Q25 is turned on during the period in which the smoothing capacitor C26 is charged.

第三に、チョークコイルL22を流れる電流を検出して、制御信号を生成する構成である。例えば、チョークコイルL22と直列に抵抗(以下「コイル電流検出抵抗」と呼ぶ。)を電気接続する。コイル電流検出抵抗の両端に発生した電圧により、チョークコイルL22を流れる電流を検出する。この構成の場合、チョークコイルL22には、スイッチング素子Q21がオンの期間も電流が流れるので、スイッチング素子Q21がオンの期間は、制御信号をマスクするマスク回路を設ける。マスク回路は、スイッチング素子Q21がオフの期間のみ、コイル電流検出抵抗の両端電圧をそのまま、もしくは増幅して、制御信号として出力する。マスク回路は、スイッチング素子Q21がオンの期間は制御信号を出力しない。これにより、チョークコイルL22を電流が流れ、かつ、スイッチング素子Q21がオフの場合のみ、スイッチング素子Q25がオンになる。   Third, the control signal is generated by detecting the current flowing through the choke coil L22. For example, a resistor (hereinafter referred to as “coil current detection resistor”) is electrically connected in series with the choke coil L22. The current flowing through the choke coil L22 is detected by the voltage generated across the coil current detection resistor. In the case of this configuration, the choke coil L22 is provided with a mask circuit that masks the control signal during the period when the switching element Q21 is on since the current flows even while the switching element Q21 is on. The mask circuit outputs the voltage across the coil current detection resistor as it is or amplifies it as a control signal only when the switching element Q21 is off. The mask circuit does not output a control signal while the switching element Q21 is on. Thereby, the switching element Q25 is turned on only when a current flows through the choke coil L22 and the switching element Q21 is off.

実施の形態1及び実施の形態2で説明した構成も含め、いずれの構成の場合も、スイッチング素子Q25をオンオフする制御信号を、出力側閉回路内で自律的に生成する。これにより、制御IC121として、力率改善回路制御用の既存のICをそのまま使用することができる。したがって、新たな制御ICを開発する必要はなく、電源回路100の製造コストを抑えることができる。   In any of the configurations including the configurations described in the first embodiment and the second embodiment, a control signal for turning on / off the switching element Q25 is autonomously generated in the output side closed circuit. As a result, an existing IC for controlling the power factor correction circuit can be used as it is as the control IC 121. Therefore, it is not necessary to develop a new control IC, and the manufacturing cost of the power supply circuit 100 can be suppressed.

なお、コイル電流検出抵抗がコイル電流を検出する構成の場合、コイル電流検出抵抗が検出した電流に基づいて、電流検出回路150が光源回路810を流れる電流を検出する構成としてもよい。例えば、コイル電流検出抵抗の両端電圧を積分する積分回路を設ける。電流検出回路150は、積分回路が積分した結果に基づいて、光源回路810を流れる電流を検出する。チョークコイルL22を流れる電流を平均すれば、光源回路810を流れる電流に対応する値を得ることができるからである。これにより、コイル電流検出抵抗が電流検出抵抗R51の役割を兼ねることとなり、電流検出抵抗R51はなくてよい。
整流電流検出抵抗やコンデンサ電流検出抵抗が整流素子D23を流れる電流やコンデンサ電流を検出する構成の場合も同様にして、光源回路810を流れる電流を検出することができる。
In the case where the coil current detection resistor is configured to detect the coil current, the current detection circuit 150 may detect the current flowing through the light source circuit 810 based on the current detected by the coil current detection resistor. For example, an integration circuit that integrates the voltage across the coil current detection resistor is provided. The current detection circuit 150 detects the current flowing through the light source circuit 810 based on the result of integration by the integration circuit. This is because if the current flowing through the choke coil L22 is averaged, a value corresponding to the current flowing through the light source circuit 810 can be obtained. As a result, the coil current detection resistor also serves as the current detection resistor R51, and the current detection resistor R51 is not necessary.
Similarly, the current flowing through the light source circuit 810 can be detected when the rectified current detection resistor and the capacitor current detection resistor are configured to detect the current flowing through the rectifier element D23 and the capacitor current.

100 電源回路、110 全波整流回路、120 昇降圧回路、121 制御IC、122 直流直流変換回路、123 帰還回路、124 レベル変換回路、125 制御信号生成回路、150 電流検出回路、800 照明装置、810 光源回路、811 光源、A62 誤差増幅器、AC 交流電源、C11 高調波電流遮断コンデンサ、C26 平滑コンデンサ、C72,C76 コンデンサ、D23,D73 整流素子、DB ダイオードブリッジ、L22 チョークコイル、L41,L71 補助巻線、PC フォトカプラ、Q21,Q25 スイッチング素子、R31,R32 分圧抵抗、R33 入力電流検出抵抗、R51 電流検出抵抗、R74,R75,R77 抵抗、V61 基準電圧源。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Power supply circuit, 110 Full wave rectifier circuit, 120 Buck-boost circuit, 121 Control IC, 122 DC-DC conversion circuit, 123 Feedback circuit, 124 Level conversion circuit, 125 Control signal generation circuit, 150 Current detection circuit, 800 Illumination device, 810 Light source circuit, 811 light source, A62 error amplifier, AC AC power supply, C11 harmonic current cutoff capacitor, C26 smoothing capacitor, C72, C76 capacitor, D23, D73 rectifier, DB diode bridge, L22 choke coil, L41, L71 Auxiliary winding , PC photocoupler, Q21, Q25 switching element, R31, R32 voltage dividing resistor, R33 input current detection resistor, R51 current detection resistor, R74, R75, R77 resistor, V61 reference voltage source.

Claims (8)

入力電圧を入力する一対の入力端子と、
上記一対の入力端子が入力した入力電圧を印加されるコイルと、
上記コイルを流れるコイル電流により充電される平滑コンデンサと、
上記一対の入力端子と上記コイルとの間に介在し、上記一対の入力端子から上記コイルに印加される電圧を遮断する第一スイッチング回路と、
上記コイルと上記平滑コンデンサとの間に介在し、上記第一スイッチング回路が導通状態のとき、上記コイルから上記平滑コンデンサに流れる電流を遮断する整流素子と、
上記整流素子と並列に電気接続し、上記整流素子が遮断状態のとき、上記コイルから上記平滑コンデンサを充電する電流を遮断する第二スイッチング回路と、
上記平滑コンデンサに充電されたコンデンサ電圧を出力する一対の出力端子とを有することを特徴とする電源回路。
A pair of input terminals for inputting an input voltage;
A coil to which an input voltage input by the pair of input terminals is applied;
A smoothing capacitor charged by a coil current flowing through the coil;
A first switching circuit that is interposed between the pair of input terminals and the coil and blocks a voltage applied to the coil from the pair of input terminals;
A rectifying element that is interposed between the coil and the smoothing capacitor and cuts off a current flowing from the coil to the smoothing capacitor when the first switching circuit is in a conductive state;
A second switching circuit that is electrically connected in parallel with the rectifying element, and that cuts off a current that charges the smoothing capacitor from the coil when the rectifying element is in an interrupted state;
And a pair of output terminals for outputting a capacitor voltage charged in the smoothing capacitor.
一対の入力端子と、
一対の出力端子と、
一方の端子が上記一対の入力端子のうちいずれかの入力端子に電気接続したコイルと、
一方の端子が上記一対の入力端子のうち上記コイルに電気接続していない方の入力端子に電気接続し、もう一方の端子が上記コイルの上記一対の入力端子に電気接続していない方の端子に電気接続し、導通遮断する第一スイッチング回路と、
一方の端子が上記コイルのいずれかの端子と、上記一対の出力端子のうちいずれか一方の出力端子とに電気接続し、もう一方の端子が、上記一対の出力端子のうちもう一方の出力端子に電気接続した平滑コンデンサと、
一方の端子が上記コイルの上記平滑コンデンサに電気接続していない方の端子に電気接続し、もう一方の端子が上記平滑コンデンサの上記コイルに電気接続していない方の端子に電気接続し、上記第一スイッチング回路が導通状態のとき電流が流れない方向に電気接続した整流素子と、
一方の端子が上記整流素子のいずれか一方の端子に電気接続し、もう一方の端子が上記整流素子のもう一方の端子に電気接続し、上記整流素子が遮断状態のとき遮断する第二スイッチング回路とを有することを特徴とする電源回路。
A pair of input terminals;
A pair of output terminals;
A coil having one terminal electrically connected to any one of the pair of input terminals;
One terminal is electrically connected to the input terminal that is not electrically connected to the coil of the pair of input terminals, and the other terminal is not electrically connected to the pair of input terminals of the coil A first switching circuit that electrically connects to and interrupts conduction;
One terminal is electrically connected to one terminal of the coil and one output terminal of the pair of output terminals, and the other terminal is the other output terminal of the pair of output terminals. A smoothing capacitor electrically connected to
One terminal is electrically connected to a terminal of the coil that is not electrically connected to the smoothing capacitor, and the other terminal is electrically connected to a terminal of the smoothing capacitor that is not electrically connected to the coil, A rectifying element electrically connected in a direction in which no current flows when the first switching circuit is in a conductive state;
A second switching circuit in which one terminal is electrically connected to one of the terminals of the rectifying element, the other terminal is electrically connected to the other terminal of the rectifying element, and is cut off when the rectifying element is in a cut-off state. A power supply circuit comprising:
上記第二スイッチング回路は、上記コイルまたは上記整流素子または上記平滑コンデンサの両端電圧または電流を検出する検出回路を有し、上記検出回路が検出した結果に基づいて、上記コイルから上記平滑コンデンサを充電する電流を遮断することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源回路。   The second switching circuit has a detection circuit that detects a voltage or a current across the coil, the rectifier element, or the smoothing capacitor, and charges the smoothing capacitor from the coil based on a result detected by the detection circuit. The power supply circuit according to claim 1, wherein a current to be cut off is cut off. 上記コイルは、補助巻線を有し、
上記第二スイッチング回路は、上記補助巻線の両端に発生した電圧が所定の閾値電圧以下である場合に、上記コイルから上記平滑コンデンサを充電する電流を遮断することを特徴とする請求項3に記載の電源回路。
The coil has an auxiliary winding,
The said 2nd switching circuit interrupts | blocks the electric current which charges the said smoothing capacitor from the said coil, when the voltage which generate | occur | produced at the both ends of the said auxiliary | assistant winding is below a predetermined threshold voltage. The power supply circuit described.
上記第一スイッチング回路は、上記コイルを流れるコイル電流の値が、上記一対の入力端子の間の入力電圧に比例する値に達した場合に、上記一対の入力端子から上記コイルに印加される電圧を遮断することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の電源回路。   The first switching circuit has a voltage applied to the coil from the pair of input terminals when the value of the coil current flowing through the coil reaches a value proportional to the input voltage between the pair of input terminals. The power supply circuit according to claim 1, wherein the power supply circuit is cut off. 上記第一スイッチング回路は、上記一対の入力端子から上記コイルに印加される電圧を遮断して、上記コイルを流れるコイル電流の値が0になったのちに、導通することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の電源回路。   The first switching circuit conducts after the voltage applied to the coil from the pair of input terminals is cut off and the value of the coil current flowing through the coil becomes zero. The power supply circuit according to claim 1. 上記第一スイッチング回路は、上記一対の出力端子から流出する出力電流の値が所定の値になるよう、上記一対の入力端子から上記コイルに印加される電圧を導通する期間の長さを変化させることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の電源回路。   The first switching circuit changes a length of a period in which a voltage applied to the coil from the pair of input terminals is conducted so that a value of an output current flowing out from the pair of output terminals becomes a predetermined value. The power supply circuit according to any one of claims 1 to 6, wherein the power supply circuit is provided. 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の電源回路と、
交流電源からの交流電力を全波整流して、上記電源回路の一対の入力端子に入力する全波整流回路と、
上記電源回路から供給された電力により点灯する光源を有し、上記電源回路の一対の出力端子の間に電気接続する光源回路とを有することを特徴とする照明装置。
A power supply circuit according to any one of claims 1 to 7,
Full-wave rectification of alternating-current power from an alternating-current power supply and input to a pair of input terminals of the power supply circuit; and
An illumination device, comprising: a light source that is turned on by power supplied from the power supply circuit; and a light source circuit that is electrically connected between a pair of output terminals of the power supply circuit.
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