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JP2013132198A - Lighting control device and lighting apparatus using the same - Google Patents

Lighting control device and lighting apparatus using the same Download PDF

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JP2013132198A JP2012235836A JP2012235836A JP2013132198A JP 2013132198 A JP2013132198 A JP 2013132198A JP 2012235836 A JP2012235836 A JP 2012235836A JP 2012235836 A JP2012235836 A JP 2012235836A JP 2013132198 A JP2013132198 A JP 2013132198A
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lighting control
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JP2012235836A
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Miyoshi Hayashi
美良 林
Hiromitsu Mizukawa
宏光 水川
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Panasonic Corp
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Panasonic Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting control device capable of controlling an output current and improving a power factor with a further simple configuration, and to provide a lighting apparatus using the same.SOLUTION: A lighting control device includes: a full-wave rectification element 2 full-wave rectifying a sinusoidal AC voltage and generating a full-wave rectification voltage; a switching circuit 5 including a switching element SW1, a capacitor C2, and an inductor L1, and converting the full-wave rectification voltage into a predetermined DC voltage V2; a first detection section R3 detecting a peak current of an output current of the switching circuit 5 by current-voltage conversion; a second detection section R4 detecting a bottom current of an output current of the switching circuit 5 by current-voltage conversion; a threshold-value creation section 3 creating a threshold value that increases and decreases according to increase and decrease of the amplitude of the full-wave rectification voltage; and a control section 4 controlling on and off of the switching element SW1. The control section 4 turns off the switching element SW1 when a detection voltage by the first detection section reaches the threshold value, and turns on the switching element SW1 when a detection voltage by the second detection section reaches zero.

Description

本発明は、複数の発光素子を点灯制御する点灯制御装置およびそれを用いた照明器具に関するものである。   The present invention relates to a lighting control device that controls lighting of a plurality of light emitting elements, and a lighting fixture using the same.

近年、発光ダイオード(LED)からなる発光素子が、光源として照明器具に広く利用されている。この照明器具は、所定の明るさ(照度)を得るために、複数の発光素子と、これら複数の発光素子を点灯制御する点灯制御装置とを備えている。   In recent years, light-emitting elements composed of light-emitting diodes (LEDs) have been widely used in lighting fixtures as light sources. This luminaire includes a plurality of light emitting elements and a lighting control device that controls lighting of the plurality of light emitting elements in order to obtain predetermined brightness (illuminance).

複数の発光素子は、一般的に、直列接続や直並列接続により電気的に接続される。そして、点灯制御装置は、これら複数の発光素子を定電圧制御または定電流制御することによって、複数の発光素子からの光出力を制御することが可能となっている。ただし、各発光素子の順方向電圧には、ばらつきがある。そのため、点灯制御装置は、複数の発光素子が直列接続により電気的に接続された場合に、これら複数の発光素子を定電流制御することによって、複数の発光素子からの光出力を制御することが可能となる。   The plurality of light emitting elements are generally electrically connected by series connection or series-parallel connection. The lighting control device can control light output from the plurality of light emitting elements by performing constant voltage control or constant current control on the plurality of light emitting elements. However, the forward voltage of each light emitting element varies. Therefore, the lighting control device can control the light output from the plurality of light emitting elements by performing constant current control on the plurality of light emitting elements when the plurality of light emitting elements are electrically connected in series. It becomes possible.

また、上述の照明器具の入力電圧は、商用電源からの交流電圧である場合が多いので、入力電流の波形を入力電圧の波形に同期させて力率を改善し、伝達エネルギーを最大にすることが望ましい。また、商用電源からの交流電圧を入力電圧とする照明器具に関しては、入力電流の波形歪みに対して高調波規制(例えば、JIS C 61000−3−2)が規定されているので、この規定を満足する必要がある。   Also, since the input voltage of the above-mentioned lighting fixture is often an AC voltage from a commercial power supply, the power factor is improved by synchronizing the waveform of the input current with the waveform of the input voltage, and the transmitted energy is maximized. Is desirable. In addition, for lighting fixtures that use an AC voltage from a commercial power supply as an input voltage, harmonic regulations (for example, JIS C 61000-3-2) are prescribed for waveform distortion of the input current. Need to be satisfied.

したがって、点灯制御装置は、複数の発光素子からの光出力を制御する機能と、力率を改善する機能とが求められている。   Therefore, the lighting control device is required to have a function of controlling light output from the plurality of light emitting elements and a function of improving the power factor.

また、従来から、LEDに流れる電流の制御および入力電力の力率補正の両方が同時に得られるディジタル電力コンバータが提案されている(特許文献1)。   Conventionally, there has been proposed a digital power converter that can simultaneously control both the current flowing through the LED and correct the power factor of the input power (Patent Document 1).

特許文献1に開示されたディジタル電力コンバータは、図10に示すように、単一段の電力コンバータであって、EMIフィルタ44、整流器46および電力ブロック48を備えている。なお、EMIフィルタ44の入力端には、交流電源が接続されている。また、電力ブロック48は、一対の出力端子49a,49b間に、複数のLED42が接続されている。   As shown in FIG. 10, the digital power converter disclosed in Patent Document 1 is a single-stage power converter, and includes an EMI filter 44, a rectifier 46, and a power block 48. An AC power supply is connected to the input end of the EMI filter 44. In the power block 48, a plurality of LEDs 42 are connected between the pair of output terminals 49a and 49b.

電力ブロック48は、MOSFETからなる電源スイッチ41と、電源スイッチ41のゲートを駆動するゲートドライバ43と、ゲートドライバ43により電源スイッチ41の駆動を制御するコントローラ45とを有している。   The power block 48 includes a power switch 41 made of a MOSFET, a gate driver 43 that drives the gate of the power switch 41, and a controller 45 that controls the driving of the power switch 41 by the gate driver 43.

コントローラ45は、図11に示すように、サインテーブルモジュール50、乗算モジュール51、加算モジュール52、A/Dコンバータ53、クロック発生モジュール54、PIDモジュール55、PWM制御モジュール56、遅延カウンタ57および比較器58を備えている。   As shown in FIG. 11, the controller 45 includes a sine table module 50, a multiplication module 51, an addition module 52, an A / D converter 53, a clock generation module 54, a PID module 55, a PWM control module 56, a delay counter 57, and a comparator. 58.

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

特許文献1に開示されたディジタル電力コンバータでは、LEDに流れる電流の制御および入力電力の力率補正(力率改善)の両方が同時に得られる。また、このディジタル電力コンバータは、単一段の電力コンバータであり、前段の力率改善回路と後段の定電流駆動回路とを備えた二段構成の電力コンバータに比べて、低コスト化を図ることが可能である。   In the digital power converter disclosed in Patent Document 1, both control of the current flowing in the LED and power factor correction (power factor improvement) of the input power can be obtained simultaneously. In addition, this digital power converter is a single-stage power converter, and can be reduced in cost compared to a two-stage power converter including a power factor correction circuit at the front stage and a constant current drive circuit at the rear stage. Is possible.

しかしながら、特許文献1に開示されたディジタル電力コンバータでは、コントローラ45の構成が複雑である。   However, in the digital power converter disclosed in Patent Document 1, the configuration of the controller 45 is complicated.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、より簡単な構成で出力電流を制御可能、且つ、力率を改善可能な点灯制御装置およびそれを用いた照明器具を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above reasons, and an object thereof is to provide a lighting control device capable of controlling the output current with a simpler configuration and improving the power factor, and a lighting fixture using the same. There is to do.

本発明の点灯制御装置は、正弦波状の交流電圧を全波整流して全波整流電圧を生成する全波整流素子と、スイッチング素子、コンデンサおよびインダクタを含み前記全波整流素子により生成された前記全波整流電圧を所定の直流電圧に変換するスイッチング回路と、前記スイッチング回路から出力され複数の発光素子の直列回路に流れる出力電流のピーク電流を電流電圧変換して検出する第1の検出部と、前記スイッチング回路からの前記出力電流のボトム電流を電流電圧変換して検出する第2の検出部と、前記全波整流素子により生成された前記全波整流電圧の振幅の増減に従って増減する閾値を作成する閾値作成部と、前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第1の検出部による検出電圧が前記閾値に達したときに、前記スイッチング素子をオフし、前記第2の検出部による検出電圧がゼロに達したときに、前記スイッチング素子をオンすることを特徴とする。   The lighting control device of the present invention includes a full-wave rectifying element that generates a full-wave rectified voltage by full-wave rectifying a sinusoidal AC voltage, a switching element, a capacitor, and an inductor. A switching circuit that converts a full-wave rectified voltage into a predetermined DC voltage; and a first detection unit that detects a peak current of an output current that is output from the switching circuit and flows through a series circuit of a plurality of light-emitting elements by current-voltage conversion; A second detection unit that detects the bottom current of the output current from the switching circuit by current-voltage conversion, and a threshold that increases or decreases according to an increase or decrease in the amplitude of the full-wave rectified voltage generated by the full-wave rectifier element. A threshold generation unit for generating, and a control unit for controlling on / off of the switching element, wherein the control unit detects the voltage detected by the first detection unit. When it reaches the value, turns off the switching element, voltage detected by the second detection unit when it reaches zero, characterized in that on the switching element.

この点灯制御装置において、前記閾値作成部は、第1抵抗と第2抵抗との直列回路で構成された抵抗分圧回路であり、前記全波整流素子により生成された前記全波整流電圧を抵抗分圧して前記閾値を作成し、前記全波整流電圧の前記振幅が規定値よりも大きい場合に、前記閾値の変動を抑制するために前記全波整流電圧の前記振動の増加に対応する前記第1抵抗に流れる電流の一部を引き抜く抑制部を有することが好ましい。   In this lighting control device, the threshold generation unit is a resistance voltage dividing circuit configured by a series circuit of a first resistor and a second resistor, and the full-wave rectified voltage generated by the full-wave rectifying element is a resistor. The threshold value is generated by dividing the voltage, and the amplitude corresponding to the increase in the vibration of the full-wave rectified voltage is suppressed in order to suppress fluctuation of the threshold value when the amplitude of the full-wave rectified voltage is larger than a predetermined value. It is preferable to have a suppressing portion that draws a part of the current flowing through one resistor.

この点灯制御装置において、前記全波整流素子により生成された前記全波整流電圧の電圧波形において前記全波整流電圧が高い期間に充電される複数の充電用コンデンサを含み、前記全波整流電圧の電圧波形において前記全波整流電圧が低い期間に前記複数の充電用コンデンサに充電された充電電圧を前記全波整流素子の高電位側へ放電する谷埋め回路を有することが好ましい。   The lighting control device includes a plurality of charging capacitors that are charged during a period when the full-wave rectified voltage is high in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage generated by the full-wave rectifier element, It is preferable to have a valley filling circuit that discharges the charging voltages charged in the plurality of charging capacitors to the high potential side of the full-wave rectifying element during a period when the full-wave rectified voltage is low in the voltage waveform.

この点灯制御装置において、前記スイッチング回路の出力電圧は、前記交流電圧の実効値よりも低い電圧であることが好ましい。   In this lighting control device, the output voltage of the switching circuit is preferably a voltage lower than the effective value of the AC voltage.

この点灯制御装置において、前記スイッチング回路の出力電圧は、前記交流電圧の実効値の2分の1以下であることが好ましい。   In this lighting control device, it is preferable that the output voltage of the switching circuit is equal to or less than half of the effective value of the AC voltage.

この点灯制御装置において、前記スイッチング回路の出力電圧は、前記交流電圧の実効値が100Vである場合、50V以下であることが好ましい。   In this lighting control device, the output voltage of the switching circuit is preferably 50 V or less when the effective value of the AC voltage is 100 V.

この点灯制御装置において、前記スイッチング素子のスイッチング周波数は、20kHz以下を含まないことが好ましい。   In this lighting control device, it is preferable that the switching frequency of the switching element does not include 20 kHz or less.

本発明の照明器具は、前記複数の発光素子と、前記複数の発光素子を点灯制御する前記点灯制御装置と、器具本体とを備えてなることを特徴とする。   The lighting fixture of the present invention includes the plurality of light emitting elements, the lighting control device that controls the lighting of the plurality of light emitting elements, and a fixture main body.

本発明の点灯制御装置においては、より簡単な構成で出力電流を制御可能、且つ、力率を改善可能となる。   In the lighting control device of the present invention, the output current can be controlled with a simpler configuration, and the power factor can be improved.

本発明の照明器具においては、より簡単な構成で出力電流を制御可能、且つ、力率を改善可能となる。   In the lighting fixture of the present invention, the output current can be controlled with a simpler configuration, and the power factor can be improved.

実施形態1の点灯制御装置を示す概略回路図である。1 is a schematic circuit diagram illustrating a lighting control device according to a first embodiment. 同上の点灯制御装置に関し、全波整流電圧と閾値電圧との電圧波形を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the voltage waveform of a full wave rectification voltage and a threshold voltage regarding the lighting control apparatus same as the above. 同上の点灯制御装置に関し、出力電流と閾値電流との電流波形を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the current waveform of an output electric current and a threshold current regarding the lighting control apparatus same as the above. 同上の点灯制御装置に関し、第1の検出部を流れる電流のピーク電流を繋いだ包絡線を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the envelope which connected the peak current of the electric current which flows through a 1st detection part regarding the lighting control apparatus same as the above. 実施形態1の照明器具の構成例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structural example of the lighting fixture of Embodiment 1. FIG. 実施形態2の点灯制御装置を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the lighting control apparatus of Embodiment 2. 実施形態3の点灯制御装置を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the lighting control apparatus of Embodiment 3. 同上の点灯制御装置に関し、全波整流電圧と閾値電圧との電圧波形を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the voltage waveform of a full wave rectification voltage and a threshold voltage regarding the lighting control apparatus same as the above. 実施形態4の点灯制御装置を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the lighting control apparatus of Embodiment 4. 従来例のディジタル電力コンバータを示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the digital power converter of a prior art example. 同上のディジタル電力コンバータの電力ブロックを示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the electric power block of a digital power converter same as the above.

(実施形態1)
以下、本実施形態の点灯制御装置について、図1〜図4を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the lighting control device of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態の点灯制御装置10は、複数の発光素子7を点灯制御するものである。   The lighting control device 10 of the present embodiment controls lighting of a plurality of light emitting elements 7.

点灯制御装置10は、正弦波状の交流電圧V0を全波整流して全波整流電圧V1を生成する全波整流素子2と、スイッチング素子SW1、コンデンサC2およびトランスT1の1次巻線L1を含み全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1を所定の直流電圧V2に変換するスイッチング回路5とを備えている。本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング素子SW1として、例えば、nチャンネルMOSFETを用いている。なお、本実施形態では、トランスT1の1次巻線L1がインダクタを構成している。   The lighting control device 10 includes a full-wave rectifying element 2 that generates a full-wave rectified voltage V1 by full-wave rectifying the sinusoidal AC voltage V0, a switching element SW1, a capacitor C2, and a primary winding L1 of the transformer T1. And a switching circuit 5 that converts the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2 into a predetermined DC voltage V2. In the lighting control device 10 of the present embodiment, for example, an n-channel MOSFET is used as the switching element SW1. In the present embodiment, the primary winding L1 of the transformer T1 constitutes an inductor.

また、点灯制御装置10は、スイッチング回路5から出力され複数の発光素子7の直列回路に流れる出力電流I2のピーク電流を電流電圧変換して検出する抵抗R3と、スイッチング回路5からの出力電流I2のボトム電流を電流電圧変換して検出する抵抗R4とを備えている。なお、本実施形態の点灯制御装置10では、抵抗R3が第1の検出部を構成し、抵抗R4が第2の検出部を構成している。   Further, the lighting control device 10 includes a resistor R3 that detects the peak current of the output current I2 that is output from the switching circuit 5 and flows through the series circuit of the plurality of light emitting elements 7 by current-voltage conversion, and the output current I2 from the switching circuit 5. And a resistor R4 for detecting the bottom current by current-voltage conversion. In the lighting control device 10 according to the present embodiment, the resistor R3 constitutes a first detection unit, and the resistor R4 constitutes a second detection unit.

また、点灯制御装置10は、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の振幅の増減に従って増減する閾値Vthを作成する閾値作成部3と、スイッチング素子SW1のオンオフを制御する制御部4とを備えている。   In addition, the lighting control device 10 includes a threshold value creating unit 3 that creates a threshold value Vth that increases and decreases according to an increase and decrease of the amplitude of the full wave rectified voltage V1 generated by the full wave rectifying device 2, and a control unit that controls on / off of the switching device SW1. 4 is provided.

全波整流素子2は、4つのダイオードD5〜D8により構成されたダイオードブリッジを用いることができる。ここで、全波整流素子2の入力端子11a,11b間には、商用電源である交流電源1が電気的に接続されている。また、全波整流素子2の出力端子12a,12b間には、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の高周波成分を除去するためのコンデンサC1が接続されている。   The full-wave rectifying element 2 can use a diode bridge constituted by four diodes D5 to D8. Here, between the input terminals 11 a and 11 b of the full-wave rectifying element 2, an AC power source 1 that is a commercial power source is electrically connected. Further, a capacitor C1 for removing a high frequency component of the full wave rectified voltage V1 generated by the full wave rectifying element 2 is connected between the output terminals 12a and 12b of the full wave rectifying element 2.

スイッチング回路5は、例えば、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1から所定の直流電圧V2を生成する降圧チョッパ回路により形成される。この降圧チョッパ回路は、スイッチング素子SW1と、ダイオードD1と、トランスT1の1次巻線L1と、コンデンサC2とで構成することができる。   The switching circuit 5 is formed by, for example, a step-down chopper circuit that generates a predetermined DC voltage V2 from the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2. This step-down chopper circuit can be composed of a switching element SW1, a diode D1, a primary winding L1 of a transformer T1, and a capacitor C2.

ダイオードD1のカソード側は、コンデンサC1の高電位側に接続されている。また、ダイオードD1のアノード側は、トランスT1の1次巻線L1の一端に接続されている。また、ダイオードD1のカソード側とトランスT1の1次巻線L1の他端との間には、コンデンサC2が接続されている。   The cathode side of the diode D1 is connected to the high potential side of the capacitor C1. The anode side of the diode D1 is connected to one end of the primary winding L1 of the transformer T1. A capacitor C2 is connected between the cathode side of the diode D1 and the other end of the primary winding L1 of the transformer T1.

コンデンサC2の両端間には、複数の発光素子7の直列回路が接続されている。本実施形態の点灯制御装置10では、発光素子7として、例えば、LEDを用いている。LEDとしては、例えば、青色光を放射するLEDチップ(図示せず)と、このLEDチップから放射された青色光により励起されブロードな黄色光を放射する黄色蛍光体からなる蛍光体(図示せず)とを組み合わせて白色光を得る白色LEDを用いることができる。   A series circuit of a plurality of light emitting elements 7 is connected between both ends of the capacitor C2. In the lighting control device 10 of the present embodiment, for example, an LED is used as the light emitting element 7. As the LED, for example, a phosphor (not shown) composed of an LED chip (not shown) that emits blue light and a yellow phosphor that emits broad yellow light excited by the blue light emitted from the LED chip. ) Can be used to obtain white light.

ダイオードD1のアノード側とトランスT1の1次巻線L1の一端との接続点P1には、スイッチング素子SW1に逆方向電流が流れるのを防止するためのダイオードD2のアノード側が接続されている。また、ダイオードD2のカソード側は、スイッチング素子SW1の一対の主端子のうち一方の主端子(本実施形態では、ドレイン端子)に接続されている。   The anode side of the diode D2 for preventing reverse current from flowing through the switching element SW1 is connected to a connection point P1 between the anode side of the diode D1 and one end of the primary winding L1 of the transformer T1. The cathode side of the diode D2 is connected to one main terminal (in this embodiment, the drain terminal) of the pair of main terminals of the switching element SW1.

スイッチング素子SW1の一対の主端子のうち他方の主端子(本実施形態では、ソース端子)には、抵抗R3の一端が接続されている。   One end of the resistor R3 is connected to the other main terminal (in this embodiment, the source terminal) of the pair of main terminals of the switching element SW1.

また、トランスT1の2次巻線L2の両端間には、抵抗R4が接続されている。この抵抗R4の一端は、抵抗R3の他端に接続されている。また、抵抗R4の一端と抵抗R3の他端との接続点P3は、コンデンサC1の低電位側に接続されている。また、接続点P3は、グランドに接地されている。   A resistor R4 is connected between both ends of the secondary winding L2 of the transformer T1. One end of the resistor R4 is connected to the other end of the resistor R3. A connection point P3 between one end of the resistor R4 and the other end of the resistor R3 is connected to the low potential side of the capacitor C1. Further, the connection point P3 is grounded.

ところで、コンデンサC1の両端間には、上述の閾値作成部3が接続されている。この閾値作成部3は、抵抗R1と抵抗R2との直列回路で構成された抵抗分圧回路であり、抵抗R2の両端電圧が閾値Vthとなる。要するに、閾値作成部3は、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1を抵抗分圧して閾値Vthを作成する。また、閾値作成部3は、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の振幅の増減に従って増減する閾値Vth(以下、閾値電圧Vthと称する)を作成する(図2参照)。なお、本実施形態の点灯制御装置10では、抵抗R1が第1抵抗を構成し、抵抗R2が第2抵抗を構成している。   By the way, the above-described threshold value creating unit 3 is connected between both ends of the capacitor C1. The threshold value creating unit 3 is a resistance voltage dividing circuit configured by a series circuit of a resistor R1 and a resistor R2, and the voltage across the resistor R2 becomes the threshold value Vth. In short, the threshold value creating unit 3 creates a threshold value Vth by resistance-dividing the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2. Moreover, the threshold value creation unit 3 creates a threshold value Vth (hereinafter referred to as a threshold voltage Vth) that increases or decreases according to an increase or decrease in the amplitude of the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2 (see FIG. 2). In the lighting control device 10 of the present embodiment, the resistor R1 constitutes a first resistor, and the resistor R2 constitutes a second resistor.

制御部4は、第1のコンパレータCP1と、第2のコンパレータCP2と、第1のコンパレータCP1および第2のコンパレータCP2の各々の出力に基づいてスイッチング素子SW1を制御する論理回路17とを有している。本実施形態では、論理回路17を、RS型のフリップフロップ13と、NOT回路14とで構成しているが、これに限らず、スイッチング素子SW1を同様のタイミングで制御できれば他の構成であってもよい。   The control unit 4 includes a first comparator CP1, a second comparator CP2, and a logic circuit 17 that controls the switching element SW1 based on the outputs of the first comparator CP1 and the second comparator CP2. ing. In the present embodiment, the logic circuit 17 is configured by the RS flip-flop 13 and the NOT circuit 14, but the configuration is not limited thereto, and other configurations are possible as long as the switching element SW1 can be controlled at the same timing. Also good.

第1のコンパレータCP1の非反転入力端子は、抵抗R1と抵抗R2との接続点P5に接続されている。よって、第1のコンパレータCP1の非反転入力端子の入力電圧は、閾値作成部3により作成された閾値電圧Vthとなる。   The non-inverting input terminal of the first comparator CP1 is connected to a connection point P5 between the resistor R1 and the resistor R2. Therefore, the input voltage at the non-inverting input terminal of the first comparator CP1 is the threshold voltage Vth created by the threshold creation unit 3.

また、第1のコンパレータCP1の反転入力端子は、スイッチング素子SW1のソース端子と抵抗R3との接続点P2に接続されている。また、第1のコンパレータCP1の出力端子は、NOT回路14の入力端子に接続されている。NOT回路14の出力端子は、フリップフロップ13のリセット端子Rに接続されている。なお、第1のコンパレータCP1の出力端子とNOT回路14の入力端子との間の信号ラインは、抵抗R7を介して電源VCCにプルアップされている。また、電源VCCは、制御部4の電源電圧を供給するものであって、例えば、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1を制御部4の電源電圧に変換して制御部4に供給する変換部(図示せず)を採用している。 The inverting input terminal of the first comparator CP1 is connected to a connection point P2 between the source terminal of the switching element SW1 and the resistor R3. The output terminal of the first comparator CP1 is connected to the input terminal of the NOT circuit 14. The output terminal of the NOT circuit 14 is connected to the reset terminal R of the flip-flop 13. Note that the signal line between the output terminal of the first comparator CP1 and the input terminal of the NOT circuit 14 is pulled up to the power supply V CC via the resistor R7. The power supply V CC supplies the power supply voltage of the control unit 4. For example, the full-wave rectified voltage V 1 generated by the full-wave rectifying element 2 is converted into the power supply voltage of the control unit 4 to control the control unit 4. A conversion unit (not shown) for supplying to 4 is employed.

第2のコンパレータCP2の非反転入力端子は、トランスT1の2次巻線L2と抵抗R4の他端との接続点P4に接続されている。また、第2のコンパレータCP2の反転入力端子は、抵抗R4と抵抗R3との接続点P3に接続されている。また、第2のコンパレータCP2の出力端子は、フリップフロップ13のセット端子Sに接続されている。なお、第2のコンパレータCP2の出力端子とフリップフロップ13のセット端子Sとの間の信号ラインは、抵抗R8を介して電源VCCにプルアップされている。 The non-inverting input terminal of the second comparator CP2 is connected to a connection point P4 between the secondary winding L2 of the transformer T1 and the other end of the resistor R4. The inverting input terminal of the second comparator CP2 is connected to a connection point P3 between the resistor R4 and the resistor R3. The output terminal of the second comparator CP2 is connected to the set terminal S of the flip-flop 13. Note that the signal line between the output terminal of the second comparator CP2 and the set terminal S of the flip-flop 13 is pulled up to the power supply V CC via the resistor R8.

フリップフロップ13の出力端子Qは、スイッチング素子SW1の制御端子(本実施形態では、ゲート端子)に接続されている。   The output terminal Q of the flip-flop 13 is connected to the control terminal (in this embodiment, a gate terminal) of the switching element SW1.

以下、本実施形態の点灯制御装置10について、具体的な数値を用いて説明する。ここにおいて、本実施形態では、交流電源1からの交流電圧V0の実効値V0effを100[V]、交流電圧V0の周波数を50[Hz]、発光素子7の個数を10[個]、発光素子7の1個当たりの順方向電圧の電圧値を3[V]、スイッチング回路5の出力電圧V2の電圧値を30[V]と仮定するが、これらの数値は一例であり、特に限定するものではない。 Hereinafter, the lighting control device 10 of the present embodiment will be described using specific numerical values. Here, in the present embodiment, the effective value V0 eff of the AC voltage V0 from the AC power supply 1 is 100 [V], the frequency of the AC voltage V0 is 50 [Hz], the number of the light emitting elements 7 is 10 [pieces], and light emission. Although it is assumed that the voltage value of the forward voltage per element 7 is 3 [V] and the voltage value of the output voltage V2 of the switching circuit 5 is 30 [V], these numerical values are examples and are particularly limited. It is not a thing.

全波整流素子2は、交流電源1からの交流電圧V0を全波整流して、コンデンサC1の両端間に全波整流電圧V1を印加する。図2では、コンデンサC1の両端間に印加される全波整流電圧V1の電圧波形を、実線で表している。   The full-wave rectifying element 2 performs full-wave rectification on the AC voltage V0 from the AC power source 1 and applies the full-wave rectified voltage V1 across the capacitor C1. In FIG. 2, the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 applied across the capacitor C1 is indicated by a solid line.

閾値作成部3は、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1を、抵抗R1と抵抗R2とで分圧して、第1のコンパレータCP1における非反転入力端子の入力電圧である閾値電圧Vthを作成する。図2では、閾値電圧Vthの電圧波形を、点線で表している。この閾値電圧Vthの電圧波形は、図2に示すように、全波整流電圧V1の電圧波形と同じ周期の電圧波形、つまり、周期が10[ms]の電圧波形となる。また、閾値電圧Vthは、全波整流電圧V1に一定の比率{R2/(R1+R2)}を乗じた値となる。   The threshold creating unit 3 divides the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2 by the resistor R1 and the resistor R2, and a threshold voltage that is an input voltage of the non-inverting input terminal in the first comparator CP1. Create Vth. In FIG. 2, the voltage waveform of the threshold voltage Vth is indicated by a dotted line. As shown in FIG. 2, the voltage waveform of the threshold voltage Vth is a voltage waveform having the same cycle as that of the full-wave rectified voltage V1, that is, a voltage waveform having a cycle of 10 [ms]. The threshold voltage Vth is a value obtained by multiplying the full-wave rectified voltage V1 by a fixed ratio {R2 / (R1 + R2)}.

ここにおいて、閾値電圧Vthのピーク値Vthpeakは、抵抗R1の抵抗値を1[MΩ]、抵抗R2の抵抗値を300[kΩ]とすると、次式により求められる。 Here, the peak value Vth peak of the threshold voltage Vth is obtained by the following equation when the resistance value of the resistor R1 is 1 [MΩ] and the resistance value of the resistor R2 is 300 [kΩ].

Figure 2013132198
Figure 2013132198

本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング素子SW1がオン状態の場合、スイッチング回路5からの出力電流I2が、複数の発光素子7の直列回路、トランスT1の1次巻線L1、ダイオードD2、スイッチング素子SW1、抵抗R3の経路を順次経て、グランドに流れる。また、本実施形態では、スイッチング素子SW1がオン状態からオフ状態になったときに、トランスT1の1次巻線L1に逆起電圧が発生して、この1次巻線L1、ダイオードD1の経路で、複数の発光素子7の直列回路にスイッチング回路5からの出力電流I2が流れる。   In the lighting control device 10 of the present embodiment, when the switching element SW1 is in the ON state, the output current I2 from the switching circuit 5 is a series circuit of the plurality of light emitting elements 7, the primary winding L1 of the transformer T1, the diode D2, The current flows to the ground through the switching element SW1 and the path of the resistor R3 in order. In the present embodiment, when the switching element SW1 changes from the on state to the off state, a counter electromotive voltage is generated in the primary winding L1 of the transformer T1, and the path of the primary winding L1 and the diode D1. Thus, the output current I2 from the switching circuit 5 flows through the series circuit of the plurality of light emitting elements 7.

ところで、本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング素子SW1がオン状態の場合、抵抗R3が、この抵抗R3に流れる電流I3のピーク電流(スイッチング回路5からの出力電流I2のピーク電流)を電流電圧変換して第1の検出電圧V3を検出する。   By the way, in the lighting control device 10 of the present embodiment, when the switching element SW1 is in the ON state, the resistor R3 uses the peak current of the current I3 flowing through the resistor R3 (the peak current of the output current I2 from the switching circuit 5) as the current. Voltage conversion is performed to detect the first detection voltage V3.

第1のコンパレータCP1は、非反転入力端子の入力電圧である閾値電圧Vthと、抵抗R3により検出された第1の検出電圧V3とを比較する。   The first comparator CP1 compares the threshold voltage Vth, which is the input voltage of the non-inverting input terminal, with the first detection voltage V3 detected by the resistor R3.

ここにおいて、本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング回路5からの出力電流I2のピーク電流を、例えば、1[A]と仮定すると、この出力電流I2のピーク電流を電流電圧変換して第1の検出電圧V3を検出する抵抗R3の抵抗値は、次式により求められる。   Here, in the lighting control device 10 of the present embodiment, assuming that the peak current of the output current I2 from the switching circuit 5 is, for example, 1 [A], the peak current of the output current I2 is converted into current and voltage. The resistance value of the resistor R3 that detects the detection voltage V3 of 1 is obtained by the following equation.

Figure 2013132198
Figure 2013132198

また、抵抗R3を流れる電流I3は、トランスT1の1次巻線L1のインダクタンスを600[μH]、全波整流電圧V1の瞬時値をV1、スイッチング回路5の出力電圧V2の瞬時値を30[V]、出力電流I2のボトム電流を0[A]、スイッチング素子SW1がオンされてからの経過時間をtとすると、次式により求められる。   In addition, the current I3 flowing through the resistor R3 has an inductance of the primary winding L1 of the transformer T1 of 600 [μH], an instantaneous value of the full-wave rectified voltage V1 is V1, and an instantaneous value of the output voltage V2 of the switching circuit 5 is 30 [ V], the bottom current of the output current I2 is 0 [A], and the elapsed time after the switching element SW1 is turned on is t.

Figure 2013132198
Figure 2013132198

すなわち、抵抗R3を流れる電流I3は、経過時間tに比例して増加する。また、抵抗R3により検出された第1の検出電圧V3は、抵抗R3を流れる電流I3の増加にともなって、増加する。そして、本実施形態の点灯制御装置10では、抵抗R3により検出された第1の検出電圧V3が閾値電圧Vthに達すると、第1のコンパレータCP1の出力がハイレベルからローレベルとなる。また、本実施形態の点灯制御装置10では、第1のコンパレータCP1の出力がハイレベルからローレベルになると、フリップフロップ13がリセットされる。また、本実施形態の点灯制御装置10では、フリップフロップ13がリセットされると、スイッチング素子SW1がオン状態からオフ状態になる。   That is, the current I3 flowing through the resistor R3 increases in proportion to the elapsed time t. Further, the first detection voltage V3 detected by the resistor R3 increases as the current I3 flowing through the resistor R3 increases. In the lighting control device 10 of the present embodiment, when the first detection voltage V3 detected by the resistor R3 reaches the threshold voltage Vth, the output of the first comparator CP1 changes from the high level to the low level. Further, in the lighting control device 10 of the present embodiment, the flip-flop 13 is reset when the output of the first comparator CP1 changes from the high level to the low level. In the lighting control device 10 of the present embodiment, when the flip-flop 13 is reset, the switching element SW1 is changed from the on state to the off state.

また、本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング素子SW1がオン状態からオフ状態になったときに、トランスT1の1次巻線L1に逆起電圧が発生するので、抵抗R4が、トランスT1の2次巻線L2を介してスイッチング回路5からの出力電流I2のボトム電流を電流電圧変換して第2の検出電圧V4を検出する。ここで、第2のコンパレータCP2の非反転入力端子の入力電圧は、第2の検出電圧V4となる。   Further, in the lighting control device 10 of the present embodiment, when the switching element SW1 changes from the on state to the off state, a counter electromotive voltage is generated in the primary winding L1 of the transformer T1, so that the resistor R4 is connected to the transformer T1. The second detection voltage V4 is detected by current-voltage conversion of the bottom current of the output current I2 from the switching circuit 5 through the secondary winding L2. Here, the input voltage of the non-inverting input terminal of the second comparator CP2 is the second detection voltage V4.

本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング素子SW1がオフ状態の場合、トランスT1の1次巻線L1を流れる電流IL1は、トランスT1の1次巻線L1のインダクタンスを600[μH]、スイッチング素子SW1がオフされてからの経過時間をtとすると、次式により求められる。   In the lighting control device 10 of the present embodiment, when the switching element SW1 is in the OFF state, the current IL1 flowing through the primary winding L1 of the transformer T1 is 600 [μH] in the inductance of the primary winding L1 of the transformer T1, and switching is performed. If the elapsed time since the element SW1 is turned off is t, it can be obtained by the following equation.

Figure 2013132198
Figure 2013132198

すなわち、トランスT1の1次巻線L1を流れる電流IL1は、経過時間tに比例して減少する。また、抵抗R4により検出された第2の検出電圧V4は、トランスT1の1次巻線L1を流れる電流IL1の減少にともなって、減少する。そして、本実施形態の点灯制御装置10では、抵抗R4により検出された第2の検出電圧V4がゼロに達すると、第2のコンパレータCP2の出力が、ローレベルからハイレベルとなる。また、本実施形態の点灯制御装置10では、第2のコンパレータCP2の出力がローレベルからハイレベルになると、フリップフロップ13がセットされる。また、本実施形態の点灯制御装置10では、フリップフロップ13がセットされると、スイッチング素子SW1がオフ状態からオン状態となる。   That is, the current IL1 flowing through the primary winding L1 of the transformer T1 decreases in proportion to the elapsed time t. The second detection voltage V4 detected by the resistor R4 decreases as the current IL1 flowing through the primary winding L1 of the transformer T1 decreases. In the lighting control device 10 of the present embodiment, when the second detection voltage V4 detected by the resistor R4 reaches zero, the output of the second comparator CP2 changes from the low level to the high level. In the lighting control device 10 of the present embodiment, the flip-flop 13 is set when the output of the second comparator CP2 changes from low level to high level. In the lighting control device 10 of the present embodiment, when the flip-flop 13 is set, the switching element SW1 is turned on from the off state.

フリップフロップ13は、第1のコンパレータCP1の出力がハイレベルからローレベルになると、スイッチング素子SW1をオフする。また、フリップフロップ13は、第2のコンパレータCP2の出力がローレベルからハイレベルになると、スイッチング素子SW1をオンする。したがって、制御部4は、交流電圧V0の周波数よりも高いスイッチング周波数でスイッチング素子SW1のオンオフを制御することができる。   The flip-flop 13 turns off the switching element SW1 when the output of the first comparator CP1 changes from the high level to the low level. The flip-flop 13 turns on the switching element SW1 when the output of the second comparator CP2 changes from low level to high level. Therefore, the control unit 4 can control on / off of the switching element SW1 at a switching frequency higher than the frequency of the AC voltage V0.

本実施形態の点灯制御装置10では、トランスT1の1次巻線L1を流れる電流IL1が、図3に示すように、スイッチング素子SW1がオンされてから時間の経過とともに増加する。また、本実施形態では、この電流IL1が、図3に示すように、閾値電流Ithに達するとスイッチング素子SW1がオフされて、時間の経過とともに減少する。さらに、本実施形態では、上述の電流IL1が、図3に示すように、ゼロに達するとスイッチング素子SW1がオンされて、再び、時間の経過とともに増加する。これにより、本実施形態の点灯制御装置10では、トランスT1の1次巻線L1を流れる電流IL1を制御することが可能となる。言い換えれば、本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング回路5からの出力電流I2を制御することが可能となる。なお、図3は、トランスT1の1次巻線L1を流れる電流IL1の電流波形を拡大して表している。   In the lighting control device 10 of the present embodiment, the current IL1 flowing through the primary winding L1 of the transformer T1 increases as time passes after the switching element SW1 is turned on, as shown in FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, when the current IL1 reaches the threshold current Ith, the switching element SW1 is turned off and decreases with time. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, when the above-described current IL1 reaches zero, the switching element SW1 is turned on, and again increases with time. Thereby, in the lighting control device 10 of the present embodiment, it is possible to control the current IL1 flowing through the primary winding L1 of the transformer T1. In other words, the lighting control device 10 of the present embodiment can control the output current I2 from the switching circuit 5. FIG. 3 shows an enlarged current waveform of the current IL1 flowing through the primary winding L1 of the transformer T1.

ところで、図4は、抵抗R3を流れる電流I3のピーク電流を繋いだ包絡線を表している。図4において、スイッチング素子SW1のオンオフが動作する期間T2は、全波整流電圧V1がスイッチング回路5の出力電圧V2よりも大きい期間を表し、スイッチング素子SW1のオンオフが停止する期間(T0−T2)は、全波整流電圧V1がスイッチング回路5の出力電圧V2以下の期間を表している。   Incidentally, FIG. 4 represents an envelope connecting the peak current of the current I3 flowing through the resistor R3. In FIG. 4, a period T2 during which the switching element SW1 is turned on / off indicates a period during which the full-wave rectified voltage V1 is larger than the output voltage V2 of the switching circuit 5, and a period during which the switching element SW1 is turned off / off (T0-T2). Represents a period in which the full-wave rectified voltage V1 is equal to or lower than the output voltage V2 of the switching circuit 5.

本実施形態の点灯制御装置10では、抵抗R3を流れる電流I3のピーク電流を繋いだ包絡線が、図4に示すように、全波整流電圧V1の電圧波形(図2参照)と位相が略一致する。ここで、本実施形態の点灯制御装置10では、抵抗R3を流れる電流I3のピーク電流を繋いだ包絡線が、図4に示すように、正弦波状の交流電圧を全波整流したような形状となる。これにより、本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング回路5の入力電流が、全波整流電圧V1の電圧波形(スイッチング回路5の入力電圧)と位相が略一致する略正弦波となるので、高い力率を得ることが可能となる。   In the lighting control device 10 of the present embodiment, the envelope connecting the peak current of the current I3 flowing through the resistor R3 is substantially in phase with the voltage waveform (see FIG. 2) of the full-wave rectified voltage V1, as shown in FIG. Match. Here, in the lighting control device 10 of the present embodiment, the envelope connecting the peak current of the current I3 flowing through the resistor R3 has a shape that is full-wave rectified from a sinusoidal AC voltage as shown in FIG. Become. Thereby, in the lighting control device 10 of the present embodiment, the input current of the switching circuit 5 becomes a substantially sine wave whose phase substantially matches the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 (input voltage of the switching circuit 5). A high power factor can be obtained.

また、本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング素子SW1のドレイン端子と接続点P1との間に上述のダイオードD2を設けているので、全波整流電圧V1がスイッチング回路5の出力電圧V2以下の場合(スイッチング素子SW1のオンオフが停止する場合)、スイッチング素子SW1に逆方向電流が流れるのを防ぎ、スイッチング素子SW1の破壊を防止することが可能となる。   Further, in the lighting control device 10 of the present embodiment, since the above-described diode D2 is provided between the drain terminal of the switching element SW1 and the connection point P1, the full-wave rectified voltage V1 is equal to or lower than the output voltage V2 of the switching circuit 5. In the case of (when the on / off of the switching element SW1 is stopped), it is possible to prevent a reverse current from flowing through the switching element SW1 and to prevent the switching element SW1 from being destroyed.

以上説明した本実施形態の点灯制御装置10では、正弦波状の交流電圧V0を全波整流して全波整流電圧V1を生成する全波整流素子2と、スイッチング素子SW1、コンデンサC2およびトランスT1の1次巻線(インダクタ)L1を含み全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1を所定の直流電圧V2に変換するスイッチング回路5とを備えている。また、本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング回路5から出力され複数の発光素子7の直列回路に流れる出力電流I2のピーク電流を電流電圧変換して検出する抵抗(第1の検出部)R3と、スイッチング回路5からの出力電流I2のボトム電流を電流電圧変換して検出する抵抗(第2の検出部)R4とを備えている。さらに、本実施形態の点灯制御装置10では、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の振幅の増減に従って増減する閾値Vthを作成する閾値作成部3と、スイッチング素子SW1のオンオフを制御する制御部4とを備えている。また、本実施形態の点灯制御装置10では、制御部4が、抵抗(第1の検出部)R3による第1の検出電圧V3が閾値Vthに達したときに、スイッチング素子SW1をオフし、抵抗(第2の検出部)R4による第2の検出電圧V4がゼロに達したときに、スイッチング素子SW1をオンするので、図10および図11に示した従来例のディジタル電力コンバータに比べて、より簡単な構成で出力電流を制御することが可能で、且つ、力率を改善することが可能となる。   In the lighting control device 10 of the present embodiment described above, the full-wave rectifying element 2 that generates the full-wave rectified voltage V1 by full-wave rectifying the sinusoidal AC voltage V0, the switching element SW1, the capacitor C2, and the transformer T1. A switching circuit 5 that includes a primary winding (inductor) L1 and converts a full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifier 2 into a predetermined DC voltage V2. Further, in the lighting control device 10 of the present embodiment, a resistor (first detection unit) that detects the peak current of the output current I2 that is output from the switching circuit 5 and flows through the series circuit of the plurality of light emitting elements 7 by current-voltage conversion. R3, and a resistor (second detection unit) R4 that detects the bottom current of the output current I2 from the switching circuit 5 by current-voltage conversion. Further, in the lighting control device 10 of the present embodiment, the threshold value creating unit 3 that creates the threshold value Vth that increases and decreases according to the increase and decrease of the amplitude of the full wave rectified voltage V1 generated by the full wave rectifying element 2, and the switching element SW1 is turned on and off. And a control unit 4 for controlling. Further, in the lighting control device 10 of the present embodiment, the control unit 4 turns off the switching element SW1 when the first detection voltage V3 by the resistor (first detection unit) R3 reaches the threshold value Vth, and the resistance (Second detection unit) Since the switching element SW1 is turned on when the second detection voltage V4 by the R4 reaches zero, compared to the conventional digital power converter shown in FIG. 10 and FIG. The output current can be controlled with a simple configuration, and the power factor can be improved.

また、本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング回路5の出力電圧V2が、交流電圧V0の実効値V0effよりも低い電圧であることが好ましい。具体的には、スイッチング回路5の出力電圧V2が、交流電圧V0の実効値V0effの2分の1以下であることが好ましい。これにより、本実施形態の点灯制御装置10では、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1がスイッチング回路5の出力電圧V2以下となるのを防ぐことができる(スイッチング素子SW1のオンオフが停止するのを防ぐことができる)ので、スイッチング回路5の入力電流を、全波整流電圧V1の電圧波形(スイッチング回路5の入力電圧)と位相が一致する正弦波とすることが可能となり、力率を0.85以上とすることが可能となる。 Further, the lighting control apparatus 10 of the present embodiment, the output voltage V2 of the switching circuit 5 is preferably a voltage lower than the effective value V0 eff of the AC voltage V0. Specifically, the output voltage V2 of the switching circuit 5 is preferably less than or equal to one half of the effective value V0eff of the AC voltage V0. Thereby, in the lighting control device 10 of the present embodiment, it is possible to prevent the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2 from being equal to or lower than the output voltage V2 of the switching circuit 5 (ON / OFF of the switching element SW1). Therefore, it is possible to make the input current of the switching circuit 5 a sine wave whose phase coincides with the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 (input voltage of the switching circuit 5). The power factor can be 0.85 or more.

また、本実施形態の点灯制御装置10では、交流電圧V0の実効値V0effが100[V]である場合、スイッチング回路5の出力電圧V2が、50[V]以下であることが好ましい。これにより、本実施形態の点灯制御装置10では、交流電圧V0の実効値V0effが100[V]である場合に、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1がスイッチング回路5の出力電圧V2以下となるのを防ぐことができる(スイッチング素子SW1のオンオフが停止するのを防ぐことができる)ので、スイッチング回路5の入力電流を、全波整流電圧V1の電圧波形(スイッチング回路5の入力電圧)と位相が一致する正弦波とすることが可能となり、力率を0.85以上とすることが可能となる。 In the lighting control device 10 of the present embodiment, when the effective value V0 eff of the AC voltage V0 is 100 [V], the output voltage V2 of the switching circuit 5 is preferably 50 [V] or less. Thereby, in the lighting control device 10 of the present embodiment, when the effective value V0 eff of the AC voltage V0 is 100 [V], the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2 is Since the output voltage V2 can be prevented from becoming lower (the switching element SW1 can be prevented from being turned on / off), the input current of the switching circuit 5 is changed to the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 (switching circuit 5). It is possible to make a sine wave whose phase coincides with the input voltage), and to make the power factor 0.85 or more.

以下、本実施形態の点灯制御装置10を用いた照明器具の一例について、図5に基づいて説明する。   Hereinafter, an example of a lighting fixture using the lighting control device 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態の照明器具30は、光源部6と、光源部6を点灯制御する点灯制御装置10と、光源部6および点灯制御装置10を保持する器具本体20とを備えている。この照明器具30は、例えば、造営材(例えば、天井材など)17に埋め込み配置される。本実施形態の照明器具30では、光源部6が、複数の発光素子7を有している。また、器具本体20は、光源部6を着脱自在に取り付けることができるように構成されている。   The lighting fixture 30 of the present embodiment includes a light source unit 6, a lighting control device 10 that controls lighting of the light source unit 6, and a fixture body 20 that holds the light source unit 6 and the lighting control device 10. For example, the lighting fixture 30 is embedded in a construction material (for example, a ceiling material) 17. In the lighting fixture 30 of the present embodiment, the light source unit 6 has a plurality of light emitting elements 7. Moreover, the instrument main body 20 is comprised so that the light source part 6 can be attached detachably.

器具本体20は、例えば、アルミニウムなどの金属により構成することができるが、器具本体20の材料は、これに限らず、例えば、金属以外の材料であってもよい。   Although the instrument main body 20 can be comprised by metals, such as aluminum, for example, the material of the instrument main body 20 is not restricted to this, For example, materials other than a metal may be sufficient.

また、器具本体20は、光源部6が収納配置される開口部を有する本体部20aと、この本体部20aの開口部から外方へ延設された外鍔部20bとを有する。この器具本体20は、本体部20aが造営材17に貫設された埋込穴17aに埋め込まれ、外鍔部20bが造営材17の下面における埋込穴17aの周部に当接する形で造営材17に取り付けられる。   Moreover, the instrument main body 20 has a main body 20a having an opening in which the light source unit 6 is accommodated and arranged, and an outer flange 20b extending outward from the opening of the main body 20a. The instrument body 20 is constructed in such a manner that the main body portion 20 a is embedded in an embedding hole 17 a penetrating the construction material 17, and the outer flange portion 20 b is in contact with the peripheral portion of the embedding hole 17 a on the lower surface of the construction material 17. It is attached to the material 17.

本体部20aの底部20cの上側には、点灯制御装置10を収納する収納部20dが設けられており、点灯制御装置10が器具本体20から離して配置される。また、本体部20aの底部20cには、光源部6から導出された電線18およびコネクタ18aを収納部20d内へ引き出す引出孔(図示せず)が貫設されている。ここにおいて、コネクタ18aは、点灯制御装置10に電気的に接続された電線19の先端部に設けられた点灯制御装置10側のコネクタ19aと着脱自在に接続可能となっている。   On the upper side of the bottom portion 20c of the main body portion 20a, a storage portion 20d for storing the lighting control device 10 is provided, and the lighting control device 10 is arranged away from the appliance main body 20. Further, a lead-out hole (not shown) through which the electric wire 18 and the connector 18a led out from the light source unit 6 are led out into the storage unit 20d is provided in the bottom 20c of the main body 20a. Here, the connector 18a can be detachably connected to the connector 19a on the lighting control device 10 side provided at the distal end portion of the electric wire 19 electrically connected to the lighting control device 10.

以上説明した本実施形態の照明器具30では、複数の発光素子7と、これら複数の発光素子7を点灯制御する点灯制御装置10と、器具本体20とを備えているので、より簡単な構成で出力電流を制御することが可能で、且つ、力率を改善することが可能となる。   The lighting fixture 30 of the present embodiment described above includes a plurality of light emitting elements 7, a lighting control device 10 that controls the lighting of the plurality of light emitting elements 7, and the fixture body 20, so that the configuration is simpler. The output current can be controlled and the power factor can be improved.

(実施形態2)
本実施形態の点灯制御装置10の基本構成は、実施形態1と同じであり、図6に示すように、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の振幅が規定値よりも大きい場合に、閾値Vthの変動を抑制するために全波整流電圧V1の振幅の増加に対応する抵抗R1に流れる電流の一部を引き抜く抑制部8を有する点が実施形態1と相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
(Embodiment 2)
The basic configuration of the lighting control device 10 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 6, the amplitude of the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2 is larger than a specified value. In this case, the second embodiment is different from the first embodiment in that it includes a suppression unit 8 that draws a part of the current flowing through the resistor R1 corresponding to the increase in the amplitude of the full-wave rectified voltage V1 in order to suppress the fluctuation of the threshold Vth. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted suitably.

抑制部8は、3つの抵抗R4〜R6と、コンデンサC3と、npn型バイポーラトランジスタからなるスイッチング素子SW2とで構成されている。   The suppression unit 8 includes three resistors R4 to R6, a capacitor C3, and a switching element SW2 formed of an npn bipolar transistor.

本実施形態の点灯制御装置10は、コンデンサC1の両端間に、抵抗R4と抵抗R5との直列回路で構成された抵抗分圧回路が接続されている。また、抵抗R4と抵抗R5との接続点P6とコンデンサC1の低電位側との間には、コンデンサC3が接続されている。また、接続点P6とコンデンサC3の高電位側との接続点P7が、スイッチング素子SW2のベース端子に接続されている。スイッチング素子SW2のエミッタ端子は、コンデンサC1の低電位側に接続されている。また、スイッチング素子SW2のコレクタ端子は、抵抗R6を介して、抵抗R1と抵抗R2との接続点P5に接続されている。   In the lighting control device 10 of the present embodiment, a resistance voltage dividing circuit configured by a series circuit of a resistor R4 and a resistor R5 is connected between both ends of the capacitor C1. A capacitor C3 is connected between a connection point P6 between the resistors R4 and R5 and the low potential side of the capacitor C1. Further, a connection point P7 between the connection point P6 and the high potential side of the capacitor C3 is connected to the base terminal of the switching element SW2. The emitter terminal of the switching element SW2 is connected to the low potential side of the capacitor C1. The collector terminal of the switching element SW2 is connected to a connection point P5 between the resistors R1 and R2 via the resistor R6.

ところで、実施形態1の点灯制御装置10では、例えば、交流電源1からの交流電圧V0の変動に起因して全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の振幅が10[%]増加すると、閾値電圧Vthの振幅が、全波整流電圧V1の振幅と同様に、10[%]増加する。   By the way, in the lighting control device 10 according to the first embodiment, for example, the amplitude of the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2 due to the fluctuation of the AC voltage V0 from the AC power supply 1 is increased by 10%. Then, the amplitude of the threshold voltage Vth increases by 10 [%], similarly to the amplitude of the full-wave rectified voltage V1.

これに対して、本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング素子SW2のベース・エミッタ間に、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1を抵抗R4と抵抗R5とで抵抗分圧してコンデンサC3により平滑された電圧V5が印加されている。ここにおいて、抵抗R4および抵抗R5の各々の抵抗値は、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の振幅が規定値(実効値が100[V]となる正弦波状の交流電圧V0を全波整流して得られる全波整流電圧V1の振幅)よりも大きい場合に、スイッチング素子SW2がオンするように設定されている。また、抵抗R6の抵抗値は、スイッチング素子SW2がオンする場合に、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の振幅の増加に対応する抵抗R1に流れる電流の一部(抵抗R1に流れる電流−抵抗R2に流れる電流)を引き抜くように設定されている。   On the other hand, in the lighting control device 10 of the present embodiment, the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2 is divided by the resistors R4 and R5 between the base and the emitter of the switching element SW2. The voltage V5 smoothed by the capacitor C3 is applied. Here, the resistance value of each of the resistor R4 and the resistor R5 is a sinusoidal AC voltage V0 in which the amplitude of the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2 is a specified value (effective value is 100 [V]). The switching element SW2 is set to be turned on when the amplitude is larger than the amplitude of the full-wave rectified voltage V1 obtained by full-wave rectification. The resistance value of the resistor R6 is a part of the current flowing through the resistor R1 (resistor R1) corresponding to the increase in the amplitude of the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifier voltage 2 when the switching element SW2 is turned on. Current minus the current flowing through the resistor R2).

本実施形態の点灯制御装置10では、交流電圧V0の振幅の増加に起因して全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の振幅が増加すると、スイッチング素子SW2のベース電流が増加してスイッチング素子SW2がオンし、全波整流電圧V1の振幅の増加に対応する抵抗R1に流れる電流の一部を引き抜くので、閾値電圧Vthの変動を抑制することが可能となる。要するに、抑制部8は、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の振幅が規定値よりも大きい場合に、閾値Vthの変動を抑制するために全波整流電圧V1の振幅の増加に対応する抵抗R1に流れる電流の一部(抵抗R1に流れる電流−抵抗R2に流れる電流)を引き抜くことが可能となる。   In the lighting control device 10 of the present embodiment, when the amplitude of the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifier element 2 increases due to the increase in the amplitude of the AC voltage V0, the base current of the switching element SW2 increases. Since the switching element SW2 is turned on and a part of the current flowing through the resistor R1 corresponding to the increase in the amplitude of the full-wave rectified voltage V1 is extracted, fluctuations in the threshold voltage Vth can be suppressed. In short, the suppression unit 8 increases the amplitude of the full-wave rectified voltage V1 in order to suppress the fluctuation of the threshold value Vth when the amplitude of the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2 is larger than a specified value. It is possible to draw a part of the current flowing through the resistor R1 corresponding to (current flowing through the resistor R1−current flowing through the resistor R2).

したがって、本実施形態の点灯制御装置10では、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の振幅が規定値よりも大きい場合に、閾値Vthの変動を抑制するために全波整流電圧V1の振幅の増加に対応する抵抗(第1抵抗)R1に流れる電流の一部を引き抜く抑制部8を有することによって、交流電圧V0の振幅の増加に起因する閾値Vthの変動を抑制することが可能となる。また、本実施形態の点灯制御装置10では、交流電圧V0の振幅の増加に起因する閾値Vthの変動を抑制することが可能となるので、スイッチング回路5からの出力電流I2のピーク電流が変動するのを抑制することが可能となる。また、本実施形態の点灯制御装置10では、交流電圧V0の振幅の増加に起因する閾値Vthの変動を抑制することが可能となるので、複数の発光素子7の直列回路に流れる出力電流I2の変動を抑制することが可能となり、光源部6から放射される光のちらつきを抑制することが可能となる。   Therefore, in the lighting control device 10 of the present embodiment, when the amplitude of the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifying element 2 is larger than the specified value, the full-wave rectified voltage is used to suppress the fluctuation of the threshold value Vth. By having the suppression unit 8 that draws a part of the current flowing through the resistor (first resistor) R1 corresponding to the increase in the amplitude of V1, it is possible to suppress the variation in the threshold value Vth caused by the increase in the amplitude of the AC voltage V0. It becomes possible. Further, in the lighting control device 10 of the present embodiment, it is possible to suppress the fluctuation of the threshold value Vth due to the increase in the amplitude of the AC voltage V0, and therefore the peak current of the output current I2 from the switching circuit 5 fluctuates. Can be suppressed. Further, in the lighting control device 10 of the present embodiment, it is possible to suppress the fluctuation of the threshold value Vth due to the increase in the amplitude of the AC voltage V0, and therefore the output current I2 flowing through the series circuit of the plurality of light emitting elements 7 is reduced. The fluctuation can be suppressed, and the flickering of the light emitted from the light source unit 6 can be suppressed.

なお、本実施形態の点灯制御装置10を、実施形態1で説明した照明器具30に用いてもよい。   In addition, you may use the lighting control apparatus 10 of this embodiment for the lighting fixture 30 demonstrated in Embodiment 1. FIG.

(実施形態3)
本実施形態の点灯制御装置10の基本構成は、実施形態1と同じであり、図7に示すように、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の電圧波形において全波整流電圧V1が高い期間に充電される複数の充電用コンデンサC4,C5を含み、全波整流電圧V1の電圧波形において全波整流電圧V1が低い期間に複数の充電用コンデンサC4,C5に充電された充電電圧V6を全波整流素子2の高電位側へ放電する谷埋め回路9を有する点などが実施形態1と相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
(Embodiment 3)
The basic configuration of the lighting control device 10 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 7, the full-wave rectified voltage in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifier element 2 is used. Charging including a plurality of charging capacitors C4 and C5 charged during a period when V1 is high, and charging a plurality of charging capacitors C4 and C5 during a period when the full-wave rectified voltage V1 is low in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 The point of having a valley filling circuit 9 that discharges the voltage V6 to the high potential side of the full-wave rectifying element 2 is different from the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted suitably.

谷埋め回路9は、2つのコンデンサC4,C5と、3つのダイオードD3〜D5とで構成されている。なお、本実施形態の点灯制御装置10では、2つのコンデンサC4,C5が複数の充電用コンデンサを構成している。   The valley filling circuit 9 includes two capacitors C4 and C5 and three diodes D3 to D5. In the lighting control device 10 of the present embodiment, the two capacitors C4 and C5 constitute a plurality of charging capacitors.

本実施形態の点灯制御装置10は、全波整流素子2の出力端子12a,12b間に、コンデンC4とダイオードD3とで構成された直列回路が接続されている。コンデンサC4の高電位側は、全波整流素子2の一方の出力端子12aに接続されている。また、コンデンサC4の低電位側は、ダイオードD3のカソード側に接続されている。ダイオードD3のアノード側は、全波整流素子2の他方の出力端子12bに接続されている。   In the lighting control device 10 of the present embodiment, a series circuit composed of a condenser C4 and a diode D3 is connected between the output terminals 12a and 12b of the full-wave rectifying element 2. The high potential side of the capacitor C4 is connected to one output terminal 12a of the full-wave rectifying device 2. The low potential side of the capacitor C4 is connected to the cathode side of the diode D3. The anode side of the diode D3 is connected to the other output terminal 12b of the full-wave rectifying element 2.

また、本実施形態の点灯制御装置10は、コンデンサC4の高電位側と全波整流素子2の出力端子12aとの接続点P8と、ダイオードD3のアノード側と全波整流素子2の出力端子12bとの接続点P9との間に、ダイオードD4とコンデンサC5とで構成された直列回路が接続されている。ダイオードD4のカソード側は、接続点P8に接続されている。また、ダイオードD4のアノード側は、コンデンサC5の高電位側に接続されている。コンデンサC5の低電位側は、接続点P9に接続されている。   Further, the lighting control device 10 of the present embodiment includes a connection point P8 between the high potential side of the capacitor C4 and the output terminal 12a of the full-wave rectifying element 2, an anode side of the diode D3, and an output terminal 12b of the full-wave rectifying element 2. A series circuit composed of a diode D4 and a capacitor C5 is connected to the connection point P9. The cathode side of the diode D4 is connected to the connection point P8. The anode side of the diode D4 is connected to the high potential side of the capacitor C5. The low potential side of the capacitor C5 is connected to the connection point P9.

また、本実施形態の点灯制御装置10は、コンデンサC4の低電位側とダイオードD3のカソード側との接続点P10と、ダイオードD4のアノード側とコンデンサC5の高電位側との接続点P11との間に、ダイオードD5が接続されている。ダイオードD5のアノード側は、接続点P10に接続されている。また、ダイオードD5のカソード側は、接続点P11に接続されている。   Further, the lighting control device 10 of the present embodiment includes a connection point P10 between the low potential side of the capacitor C4 and the cathode side of the diode D3, and a connection point P11 between the anode side of the diode D4 and the high potential side of the capacitor C5. A diode D5 is connected between them. The anode side of the diode D5 is connected to the connection point P10. The cathode side of the diode D5 is connected to the connection point P11.

本実施形態の点灯制御装置10では、全波整流素子2の出力端子12aからの出力電流I1が、コンデンサC4、ダイオードD5、コンデンサC5の経路を経て、全波整流端子2の出力端子12bに流れる。ここで、本実施形態の点灯制御装置10では、コンデンサC4およびコンデンサC5の各々のキャパシタンスは、同じキャパシタンスとなるように設定されている。また、本実施形態では、コンデンサC4およびコンデンサC5の各々が、全波整流電圧V1の電圧波形において全波整流電圧V1が高い期間のときに充電される。   In the lighting control device 10 of the present embodiment, the output current I1 from the output terminal 12a of the full-wave rectifying element 2 flows to the output terminal 12b of the full-wave rectifying terminal 2 through the path of the capacitor C4, the diode D5, and the capacitor C5. . Here, in the lighting control device 10 of the present embodiment, the capacitances of the capacitor C4 and the capacitor C5 are set to be the same capacitance. In the present embodiment, each of the capacitor C4 and the capacitor C5 is charged when the full-wave rectified voltage V1 is high in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1.

以下、本実施形態の点灯制御装置10について、具体的な数値を用いて説明する。ここにおいて、本実施形態では、交流電源1からの交流電圧V0の実効値V0effを100[V]、発光素子7の個数を20[個]、発光素子7の1個当たりの順方向電圧の電圧値を3[V]、スイッチング回路5の出力電圧V2の電圧値を60[V]と仮定するが、これらの数値は一例であり、特に限定するものではない。 Hereinafter, the lighting control device 10 of the present embodiment will be described using specific numerical values. Here, in the present embodiment, the effective value V0 eff of the AC voltage V0 from the AC power supply 1 is 100 [V], the number of the light emitting elements 7 is 20 [pieces], and the forward voltage per light emitting element 7 is Although it is assumed that the voltage value is 3 [V] and the voltage value of the output voltage V2 of the switching circuit 5 is 60 [V], these numerical values are examples and are not particularly limited.

コンデンサC4およびコンデンサC5の各々に充電される充電電圧V6の電圧値は、次式により求められる。   The voltage value of the charging voltage V6 charged in each of the capacitor C4 and the capacitor C5 is obtained by the following equation.

Figure 2013132198
Figure 2013132198

また、コンデンサC4およびコンデンサC5の各々は、全波整流電圧V1の電圧波形において全波整流電圧V1が低い期間のときに、充電された充電電圧V6を全波整流素子2の高電位側へ放電する。すなわち、谷埋め回路9は、全波整流電圧V1の電圧波形において全波整流電圧V1が低い期間に2つのコンデンサC4,C5に充電された充電電圧V6を全波整流素子2の高電位側へ放電するので、全波整流電圧V1の電圧波形における谷部の電圧値が略71[V]となり、全波整流電圧V1の電圧波形における谷部を平滑することが可能となる(図8参照)。   Further, each of the capacitor C4 and the capacitor C5 discharges the charged charging voltage V6 to the high potential side of the full-wave rectifying element 2 when the full-wave rectified voltage V1 is low in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1. To do. That is, the valley filling circuit 9 supplies the charging voltage V6 charged in the two capacitors C4 and C5 to the high potential side of the full-wave rectifying element 2 during the period when the full-wave rectified voltage V1 is low in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1. Since discharging is performed, the voltage value of the valley in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 becomes approximately 71 [V], and the valley in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 can be smoothed (see FIG. 8). .

ところで、従来から、降圧チョッパ回路は、入力電圧が出力電圧以下の場合に、スイッチング素子のオンオフが停止するので、力率の改善が課題となっていた。   By the way, conventionally, in the step-down chopper circuit, when the input voltage is equal to or lower than the output voltage, the on / off of the switching element is stopped.

この課題に対して、本実施形態の点灯制御装置10では、全波整流電圧V1の瞬時値をV1、スイッチング回路5の出力電圧V2の瞬時値を60[V]、トランスT1の1次巻線L1のインダクタンスを600[μH]、スイッチング素子SW1がオンされてからの経過時間をtとすると、抵抗R3を流れる電流I3は、次式により求められる。   In response to this problem, in the lighting control device 10 of the present embodiment, the instantaneous value of the full-wave rectified voltage V1 is V1, the instantaneous value of the output voltage V2 of the switching circuit 5 is 60 [V], and the primary winding of the transformer T1. When the inductance of L1 is 600 [μH] and the elapsed time after the switching element SW1 is turned on is t, the current I3 flowing through the resistor R3 is obtained by the following equation.

Figure 2013132198
Figure 2013132198

つまり、本実施形態の点灯制御装置10では、全波整流電圧V1の電圧波形における谷部の電圧値が略71[V]となるので、抵抗R3を流れる電流I3が常にプラスとなり、スイッチング素子SW1のオンオフが停止するのを防ぐことが可能となる。言い換えれば、本実施形態の点灯制御装置10では、複数の発光素子7の直列回路に流れる出力電流I2が常にプラスとなり、スイッチング素子SW1のオンオフが停止するのを防ぐことが可能となる。これにより、本実施形態の点灯制御装置10では、全波整流電圧V1がスイッチング回路5の出力電圧V2以下であっても、スイッチング素子SW1のオンオフを動作させることができるので、より高い力率を得ることが可能となる。ここで、本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング素子SW1のオンオフが停止するのを防ぐことができるので、スイッチング素子SW1と接続点P1との間に、スイッチング素子SW1に逆方向電流が流れるのを防止するためのダイオードD2(図1参照)を設ける必要がない。また、本実施形態では、スイッチング素子SW1のオンオフが停止することを防ぐことができるので、周波数が、例えば、100[Hz]または120[Hz]などの脈流電流により複数の発光素子7を点灯制御する場合、スイッチング回路5からの出力電流I2のピーク電流とボトム電流との差を小さくすることができ、光源部6から放射される光のちらつきを抑制することが可能となる。   That is, in the lighting control device 10 of the present embodiment, the voltage value at the valley portion in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 is approximately 71 [V], so the current I3 flowing through the resistor R3 is always positive and the switching element SW1. It becomes possible to prevent the on / off of the power supply from stopping. In other words, in the lighting control device 10 of the present embodiment, the output current I2 flowing through the series circuit of the plurality of light emitting elements 7 is always positive, and it is possible to prevent the switching element SW1 from turning on and off. Thereby, in the lighting control device 10 of the present embodiment, even when the full-wave rectified voltage V1 is equal to or lower than the output voltage V2 of the switching circuit 5, the switching element SW1 can be turned on / off, so that a higher power factor is achieved. Can be obtained. Here, in the lighting control device 10 of the present embodiment, since the on / off of the switching element SW1 can be prevented from stopping, a reverse current flows through the switching element SW1 between the switching element SW1 and the connection point P1. There is no need to provide a diode D2 (see FIG. 1) for preventing the above. Further, in the present embodiment, since the on / off of the switching element SW1 can be prevented from being stopped, the plurality of light emitting elements 7 are turned on by a pulsating current having a frequency of, for example, 100 [Hz] or 120 [Hz]. In the case of control, the difference between the peak current and the bottom current of the output current I2 from the switching circuit 5 can be reduced, and flickering of light emitted from the light source unit 6 can be suppressed.

したがって、本実施形態の点灯制御装置10では、全波整流素子2により生成された全波整流電圧V1の電圧波形において全波整流電圧V1が高い期間に充電される複数のコンデンサ(充電用コンデンサ)C4,C5を含み、全波整流電圧V1の電圧波形において全波整流電圧V1が低い期間に複数のコンデンサ(充電用コンデンサ)C4,C5に充電された充電電圧V6を全波整流素子2の高電位側へ放電する谷埋め回路9を有することによって、より高い力率を得ることが可能となる。   Therefore, in the lighting control device 10 of the present embodiment, a plurality of capacitors (charging capacitors) that are charged in a period in which the full-wave rectified voltage V1 is high in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 generated by the full-wave rectifier element 2. The charging voltage V6 charged to the plurality of capacitors (charging capacitors) C4 and C5 during the period when the full-wave rectified voltage V1 is low in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 By having the valley filling circuit 9 that discharges to the potential side, a higher power factor can be obtained.

なお、本実施形態の点灯制御装置10では、谷埋め回路9の充電用コンデンサの個数を2個としているが、全波整流電圧V1の電圧波形における谷部の電圧がスイッチング回路5の出力電圧V2よりも大きくなるように、充電用コンデンサの個数を設定すればよい。また、本実施形態では、全波整流電圧V1の電圧波形における谷部の電圧がスイッチング回路5の出力電圧V2に近くなるように、充電用コンデンサの個数を設定することが望ましい。これにより、本実施形態の点灯制御装置10では、より高い力率を得ることが可能となる。   In the lighting control device 10 of the present embodiment, the number of charging capacitors in the valley filling circuit 9 is two. However, the voltage at the valley in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 is the output voltage V2 of the switching circuit 5. The number of charging capacitors may be set so as to be larger than that. In the present embodiment, it is desirable to set the number of charging capacitors so that the valley voltage in the voltage waveform of the full-wave rectified voltage V1 is close to the output voltage V2 of the switching circuit 5. Thereby, in the lighting control apparatus 10 of this embodiment, it becomes possible to obtain a higher power factor.

また、本実施形態の点灯制御装置10を、実施形態1で説明した照明器具30に用いてもよい。   Moreover, you may use the lighting control apparatus 10 of this embodiment for the lighting fixture 30 demonstrated in Embodiment 1. FIG.

(実施形態4)
本実施形態の点灯制御装置10の基本構成は、実施形態1と同じであり、図9に示すように、実施形態1における制御部4とは異なる構成の制御部16を備えている点などが実施形態1と相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
(Embodiment 4)
The basic configuration of the lighting control device 10 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and as shown in FIG. 9, a control unit 16 having a configuration different from the control unit 4 of the first embodiment is provided. This is different from the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted suitably.

制御部16は、第1のコンパレータCP1と、第2のコンパレータCP2と、フリップフロップ13およびNOT回路14で構成された論理回路17とを有している。また、制御部16は、第3のコンパレータCP3と、2入力1出力のAND回路15と、4個の抵抗R7〜R10と、ツェナーダイオードZD1と、コンデンサC6とを有している。   The control unit 16 includes a first comparator CP 1, a second comparator CP 2, and a logic circuit 17 including a flip-flop 13 and a NOT circuit 14. The control unit 16 includes a third comparator CP3, a 2-input 1-output AND circuit 15, four resistors R7 to R10, a Zener diode ZD1, and a capacitor C6.

第2のコンパレータCP2の出力端子は、AND回路15の一方の入力端子に接続されている。なお、第2のコンパレータCP2の出力端子とAND回路15の一方の入力端子との間の信号ラインは、抵抗R8を介して電源VCCにプルアップされている。 The output terminal of the second comparator CP2 is connected to one input terminal of the AND circuit 15. A signal line between the output terminal of the second comparator CP2 and one input terminal of the AND circuit 15 is pulled up to the power supply V CC via the resistor R8.

本実施形態の点灯制御装置10では、閾値作成部3における抵抗R1と抵抗R2との直列回路に、抵抗R10とツェナーダイオードZD1との直列回路が並列接続されている。ツェナーダイオードZD1のカソード側は、抵抗R10に接続されている。ツェナーダイオードZD1のアノード側は、抵抗R2における抵抗R1との接続点P5側とは反対側に接続されている。   In the lighting control device 10 of the present embodiment, the series circuit of the resistor R10 and the Zener diode ZD1 is connected in parallel to the series circuit of the resistor R1 and the resistor R2 in the threshold value creating unit 3. The cathode side of the Zener diode ZD1 is connected to the resistor R10. The anode side of the Zener diode ZD1 is connected to the opposite side to the connection point P5 side of the resistor R2 with the resistor R1.

コンデンサC6の高電位側は、ツェナーダイオードZD1のカソード側に接続されている。コンデンサC6の低電位側は、ツェナーダイオードZD1のアノード側に接続されている。本実施形態では、コンデンサC6に、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧が印加される。つまり、本実施形態では、コンデンサC6の両端電圧が、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧となる。   The high potential side of the capacitor C6 is connected to the cathode side of the Zener diode ZD1. The low potential side of the capacitor C6 is connected to the anode side of the Zener diode ZD1. In the present embodiment, the Zener voltage of the Zener diode ZD1 is applied to the capacitor C6. That is, in this embodiment, the voltage across the capacitor C6 becomes the Zener voltage of the Zener diode ZD1.

第3のコンパレータCP3の非反転入力端子は、抵抗R1と抵抗R2との接続点P5に接続されている。よって、第3のコンパレータCP3の非反転入力端子の入力電圧は、閾値作成部3により作成された閾値電圧Vthとなる。   The non-inverting input terminal of the third comparator CP3 is connected to a connection point P5 between the resistor R1 and the resistor R2. Therefore, the input voltage at the non-inverting input terminal of the third comparator CP3 is the threshold voltage Vth created by the threshold creation unit 3.

また、第3のコンパレータCP3の反転入力端子は、コンデンサC6の高電位側に接続されている。よって、第3のコンパレータCP3の反転入力端子の入力電圧は、コンデンサC6の両端電圧(具体的には、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧)となる。   The inverting input terminal of the third comparator CP3 is connected to the high potential side of the capacitor C6. Therefore, the input voltage at the inverting input terminal of the third comparator CP3 is the voltage across the capacitor C6 (specifically, the Zener voltage of the Zener diode ZD1).

また、第3のコンパレータCP3の出力端子は、AND回路15の他方の入力端子に接続されている。なお、第3のコンパレータCP3の出力端子とAND回路15の他方の入力端子との間の信号ラインは、抵抗R9を介して電源VCCにプルアップされている。 The output terminal of the third comparator CP3 is connected to the other input terminal of the AND circuit 15. Note that the signal line between the output terminal of the third comparator CP3 and the other input terminal of the AND circuit 15 is pulled up to the power source V CC via the resistor R9.

第3のコンパレータCP3は、非反転入力端子の入力電圧である閾値電圧Vthと、反転入力端子の入力電圧(具体的には、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧)とを比較する。本実施形態では、非反転入力端子の入力電圧である閾値電圧VthがツェナーダイオードZD1のツェナー電圧に達すると、第3のコンパレータCP3の出力がローレベルからハイレベルとなる。   The third comparator CP3 compares the threshold voltage Vth, which is the input voltage of the non-inverting input terminal, with the input voltage of the inverting input terminal (specifically, the Zener voltage of the Zener diode ZD1). In the present embodiment, when the threshold voltage Vth, which is the input voltage of the non-inverting input terminal, reaches the Zener voltage of the Zener diode ZD1, the output of the third comparator CP3 changes from the low level to the high level.

AND回路15の出力端子は、フリップフロップ13のセット端子Sに接続されている。本実施形態の点灯制御装置10では、第2のコンパレータCP2および第3のコンパレータCP3の各々の出力がハイレベルのときに、フリップフロップ13がセットされる。また、本実施形態の点灯制御装置10では、フリップフロップ13がセットされると、スイッチング素子SW1がオフ状態からオン状態となる。   The output terminal of the AND circuit 15 is connected to the set terminal S of the flip-flop 13. In the lighting control device 10 of the present embodiment, the flip-flop 13 is set when the outputs of the second comparator CP2 and the third comparator CP3 are at a high level. In the lighting control device 10 of the present embodiment, when the flip-flop 13 is set, the switching element SW1 is turned on from the off state.

したがって、本実施形態の点灯制御装置10では、閾値作成部3により作成された閾値電圧VthがツェナーダイオードZD1のツェナー電圧に達するまで、スイッチング素子SW1のオフ状態を維持することが可能となる。   Therefore, in the lighting control device 10 of the present embodiment, the switching element SW1 can be maintained in the off state until the threshold voltage Vth created by the threshold creating unit 3 reaches the Zener voltage of the Zener diode ZD1.

ところで、抵抗R3を流れる電流I3は、トランスT1の1次巻線L1のインダクタンスを600[μH]、全波整流電圧V1の瞬時値をV1、スイッチング回路5の出力電圧V2の瞬時値を30[V]、出力電流I2のボトム電流を0[A]、スイッチング素子SW1がオンされてからの経過時間をtとすると、上述の式(3)により求められる。   By the way, the current I3 flowing through the resistor R3 is such that the inductance of the primary winding L1 of the transformer T1 is 600 [μH], the instantaneous value of the full-wave rectified voltage V1 is V1, and the instantaneous value of the output voltage V2 of the switching circuit 5 is 30 [ V], the bottom current of the output current I2 is 0 [A], and the elapsed time after the switching element SW1 is turned on is t.

実施形態1の点灯制御装置10では、スイッチング素子SW1がオン状態のときに全波整流電圧V1とスイッチング回路5の出力電圧V2との差が小さい場合、経過時間tに比例して増加する電流I3の割合が小さくなる。   In the lighting control device 10 of the first embodiment, when the difference between the full-wave rectified voltage V1 and the output voltage V2 of the switching circuit 5 is small when the switching element SW1 is on, the current I3 increases in proportion to the elapsed time t. The ratio of becomes smaller.

本願発明者らは、実施形態1の点灯制御装置10において、経過時間tに比例して増加する電流I3の割合が小さくなると、トランスT1の1次巻線L1を流れる電流IL1が閾値電流Ithに達するまでの時間が長くなり、スイッチング素子SW1のオンオフを制御するためのスイッチング周波数が低くなると考えた。また、本願発明者らは、実施形態1の点灯制御装置10において、スイッチング素子SW1のスイッチング周波数が20[kHz]以下になると、音鳴りが発生すると考えた。   When the ratio of the current I3 that increases in proportion to the elapsed time t decreases in the lighting control device 10 of the first embodiment, the inventors of the present application change the current IL1 flowing through the primary winding L1 of the transformer T1 to the threshold current Ith. It has been considered that the time required to reach the switching time becomes longer, and the switching frequency for controlling on / off of the switching element SW1 becomes lower. Further, the inventors of the present application considered that, in the lighting control device 10 according to the first embodiment, when the switching frequency of the switching element SW1 is 20 [kHz] or less, the sounding is generated.

本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング素子SW1のスイッチング周波数が20[kHz]以下にならないように、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧を設定してある。   In the lighting control device 10 of the present embodiment, the Zener voltage of the Zener diode ZD1 is set so that the switching frequency of the switching element SW1 does not become 20 [kHz] or less.

したがって、本実施形態の点灯制御装置10では、閾値作成部3により作成された閾値電圧VthがツェナーダイオードZD1のツェナー電圧に達するまで、スイッチング素子SW1のオフ状態を維持することができるので、スイッチング素子SW1のオンオフ動作に起因する音鳴りを抑制することが可能となる。   Accordingly, in the lighting control device 10 according to the present embodiment, the switching element SW1 can be maintained in the off state until the threshold voltage Vth created by the threshold creating unit 3 reaches the Zener voltage of the Zener diode ZD1, so that the switching element It is possible to suppress the sound produced by the on / off operation of SW1.

以上説明した本実施形態の点灯制御装置10では、上述の制御部16を備えており、スイッチング素子SW1のスイッチング周波数が、20[kHz]以下にならないように、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧を設定してある。これにより、本実施形態の点灯制御装置10では、スイッチング素子SW1のオンオフ動作に起因する音鳴りを抑制することが可能となる。   The lighting control device 10 of the present embodiment described above includes the control unit 16 described above, and sets the Zener voltage of the Zener diode ZD1 so that the switching frequency of the switching element SW1 does not become 20 [kHz] or less. It is. Thereby, in the lighting control device 10 of the present embodiment, it is possible to suppress the noise caused by the on / off operation of the switching element SW1.

2 全波整流素子
3 閾値作成部
4 制御部
5 スイッチング回路
7 発光素子
8 抑制部
9 谷埋め回路
10 点灯制御装置
20 器具本体
30 照明器具
C2 コンデンサ
C4 コンデンサ(充電用コンデンサ)
C5 コンデンサ(充電用コンデンサ)
I2 出力電流
L1 1次巻線(インダクタ)
R1 抵抗(第1抵抗)
R2 抵抗(第2抵抗)
R3 抵抗(第1の検出部)
R4 抵抗(第2の検出部)
SW1 スイッチング素子
V0 交流電圧
V1 全波整流電圧
V2 出力電圧(直流電圧)
V3 第1の検出電圧
V4 第2の検出電圧
V6 充電電圧
Vth 閾値
2 Full-wave rectifier 3 Threshold creation unit 4 Control unit 5 Switching circuit 7 Light emitting element 8 Suppression unit 9 Valley filling circuit 10 Lighting control device 20 Appliance body 30 Lighting fixture C2 capacitor C4 capacitor (charging capacitor)
C5 capacitor (charging capacitor)
I2 Output current L1 Primary winding (inductor)
R1 resistance (first resistance)
R2 resistance (second resistance)
R3 resistance (first detection unit)
R4 resistance (second detection unit)
SW1 Switching element V0 AC voltage V1 Full-wave rectified voltage V2 Output voltage (DC voltage)
V3 First detection voltage V4 Second detection voltage V6 Charging voltage Vth threshold

Claims (8)

正弦波状の交流電圧を全波整流して全波整流電圧を生成する全波整流素子と、スイッチング素子、コンデンサおよびインダクタを含み前記全波整流素子により生成された前記全波整流電圧を所定の直流電圧に変換するスイッチング回路と、前記スイッチング回路から出力され複数の発光素子の直列回路に流れる出力電流のピーク電流を電流電圧変換して検出する第1の検出部と、前記スイッチング回路からの前記出力電流のボトム電流を電流電圧変換して検出する第2の検出部と、前記全波整流素子により生成された前記全波整流電圧の振幅の増減に従って増減する閾値を作成する閾値作成部と、前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第1の検出部による検出電圧が前記閾値に達したときに、前記スイッチング素子をオフし、前記第2の検出部による検出電圧がゼロに達したときに、前記スイッチング素子をオンすることを特徴とする点灯制御装置。   A full-wave rectifying element that generates a full-wave rectified voltage by full-wave rectifying a sinusoidal AC voltage, and includes a switching element, a capacitor, and an inductor. The full-wave rectified voltage generated by the full-wave rectifying element is a predetermined direct current. A switching circuit for converting to a voltage; a first detector for detecting a peak current of an output current output from the switching circuit and flowing in a series circuit of a plurality of light emitting elements by current-voltage conversion; and the output from the switching circuit A second detector for detecting a bottom current of the current by converting the current to a voltage; a threshold creating unit for creating a threshold that increases or decreases according to an increase or decrease in the amplitude of the full-wave rectified voltage generated by the full-wave rectifier; A control unit that controls on / off of a switching element, and the control unit, when the detection voltage by the first detection unit reaches the threshold value, Off the switching element, when the voltage detected by the second detection unit has reached zero, the lighting control device, characterized in that on the switching element. 前記閾値作成部は、第1抵抗と第2抵抗との直列回路で構成された抵抗分圧回路であり、前記全波整流素子により生成された前記全波整流電圧を抵抗分圧して前記閾値を作成し、前記全波整流電圧の前記振幅が規定値よりも大きい場合に、前記閾値の変動を抑制するために前記全波整流電圧の前記振動の増加に対応する前記第1抵抗に流れる電流の一部を引き抜く抑制部を有することを特徴とする請求項1記載の点灯制御装置。   The threshold value creating unit is a resistance voltage dividing circuit configured by a series circuit of a first resistor and a second resistor, and the threshold value is obtained by resistance-dividing the full-wave rectified voltage generated by the full-wave rectifying element. And when the amplitude of the full-wave rectified voltage is larger than a specified value, the current flowing through the first resistor corresponding to the increase in the vibration of the full-wave rectified voltage to suppress the fluctuation of the threshold The lighting control device according to claim 1, further comprising a suppression unit that pulls out a part thereof. 前記全波整流素子により生成された前記全波整流電圧の電圧波形において前記全波整流電圧が高い期間に充電される複数の充電用コンデンサを含み、前記全波整流電圧の電圧波形において前記全波整流電圧が低い期間に前記複数の充電用コンデンサに充電された充電電圧を前記全波整流素子の高電位側へ放電する谷埋め回路を有することを特徴とする請求項1記載の点灯制御装置。   In the voltage waveform of the full-wave rectified voltage generated in the full-wave rectified voltage, the full-wave rectified voltage includes a plurality of charging capacitors that are charged in a high period. 2. The lighting control device according to claim 1, further comprising a valley filling circuit that discharges charging voltages charged in the plurality of charging capacitors to a high potential side of the full-wave rectifying element during a period in which the rectified voltage is low. 前記スイッチング回路の出力電圧は、前記交流電圧の実効値よりも低い電圧であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の点灯制御装置。   4. The lighting control device according to claim 1, wherein an output voltage of the switching circuit is a voltage lower than an effective value of the AC voltage. 5. 前記スイッチング回路の出力電圧は、前記交流電圧の実効値の2分の1以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の点灯制御装置。   4. The lighting control device according to claim 1, wherein an output voltage of the switching circuit is equal to or less than a half of an effective value of the AC voltage. 5. 前記スイッチング回路の出力電圧は、前記交流電圧の実効値が100Vである場合、50V以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の点灯制御装置。   4. The lighting control device according to claim 1, wherein an output voltage of the switching circuit is 50 V or less when an effective value of the AC voltage is 100 V. 5. 前記スイッチング素子のスイッチング周波数は、20kHz以下を含まないことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の点灯制御装置。   The lighting control device according to any one of claims 1 to 6, wherein a switching frequency of the switching element does not include 20 kHz or less. 前記複数の発光素子と、前記複数の発光素子を点灯制御する請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の前記点灯制御装置と、器具本体とを備えてなることを特徴とする照明器具。   The illumination comprising: the plurality of light emitting elements; and the lighting control device according to any one of claims 1 to 7 that controls lighting of the plurality of light emitting elements. Instruments.
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