JP2013132198A - Lighting control device and lighting apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
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
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
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
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
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
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)
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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-
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
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-
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
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].
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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.
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-
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
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