JP2018063898A - Lighting device - Google Patents
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Abstract
【課題】光源を点灯させる場合及び光源を消灯させる場合の両方において、制御回路のための動作電力を確保する。【解決手段】点灯装置１は、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路３と、制御回路４と、制御電源回路８とを備える。制御回路４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３の動作を制御して光源２００の点灯状態を切り替える。制御回路４は、光源２００を消灯させる場合に、光源２００に出力される出力電圧Ｖoutが光源２００の点灯開始電圧Ｖｆ１よりも低くなるようにトランスＴ１を動作させる。トランスＴ１は、二次巻線ｎ２とは別にトランスＴ１の二次側に設けられた二次側補助巻線ｎ２１を有する。制御電源回路８は、二次側補助巻線ｎ２１に発生する電流を用いて動作電力を生成し、動作電力を制御回路４に供給する。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To secure operating power for a control circuit both when turning on a light source and when turning off a light source. A lighting device (1) includes an isolated DC-DC converter circuit (3), a control circuit (4), and a control power supply circuit (8). The control circuit 4 controls the operation of the DC-DC converter circuit 3 to switch the lighting state of the light source 200. When the light source 200 is turned off, the control circuit 4 operates the transformer T1 so that the output voltage Vout output to the light source 200 becomes lower than the lighting start voltage Vf1 of the light source 200. The transformer T1 has a secondary side auxiliary winding n21 provided on the secondary side of the transformer T1 separately from the secondary winding n2. The control power supply circuit 8 generates operating power using the current generated in the secondary side auxiliary winding n21, and supplies the operating power to the control circuit 4. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、点灯装置に関する。 The present invention relates to a lighting device.
特許文献１には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を点灯制御するＬＥＤ点灯装置が開示されている。特許文献１に記載されたＬＥＤ点灯装置は、チョッパチョークを含む昇圧チョッパ回路と、フライバックトランスを含むフライバック回路とを備えている。
ところで、特許文献１に記載されたＬＥＤ点灯装置では、２つのコンバータが用いられているため、これらのコンバータを制御するために２つの制御回路が必要である。また、特許文献１に記載されたＬＥＤ点灯装置では、２つのコンバータのそれぞれに必要なコイルを搭載する必要があるため、大型化するという問題があった。
By the way, in the LED lighting device described in
そこで、１つのコンバータを用いた点灯装置が考えられるが、コンバータを１つにすると、光源を消灯させる場合、コンバータを停止すると制御回路も停止してしまうという問題があった。 Therefore, a lighting device using one converter is conceivable. However, when one converter is used, there is a problem that when the light source is turned off, the control circuit is stopped when the converter is stopped.
本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、光源を点灯させる場合及び光源を消灯させる場合の両方において、制御回路のための動作電力を確保することができる点灯装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is lighting that can ensure operating power for the control circuit both when the light source is turned on and when the light source is turned off. To provide an apparatus.
本発明の一態様に係る点灯装置は、交流電源からの交流電圧を用いて光源を点灯させる点灯装置である。点灯装置は、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路と、制御回路と、制御電源回路とを備える。前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路は、一次巻線及び二次巻線を有するトランスを含む。前記制御回路は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の動作を制御して前記光源の点灯状態を切り替える。前記制御電源回路は、前記制御回路の動作に必要な動作電力を前記制御回路に供給する。前記制御回路は、前記光源を消灯させる場合に、前記光源に出力される出力電圧が前記光源の点灯開始電圧よりも低くなるように前記トランスを動作させる。前記トランスは、前記二次巻線とは別に前記トランスの二次側に設けられた二次側補助巻線を有する。前記制御電源回路は、前記二次側補助巻線に発生する電流を用いて前記動作電力を生成し、前記動作電力を前記制御回路に供給する。 A lighting device according to one embodiment of the present invention is a lighting device that lights a light source using an AC voltage from an AC power supply. The lighting device includes an insulated DC-DC converter circuit, a control circuit, and a control power supply circuit. The DC-DC converter circuit includes a transformer having a primary winding and a secondary winding. The control circuit switches the lighting state of the light source by controlling the operation of the DC-DC converter circuit. The control power supply circuit supplies operating power necessary for the operation of the control circuit to the control circuit. When the light source is turned off, the control circuit operates the transformer so that an output voltage output to the light source is lower than a lighting start voltage of the light source. The transformer has a secondary auxiliary winding provided on the secondary side of the transformer separately from the secondary winding. The control power supply circuit generates the operating power using a current generated in the secondary side auxiliary winding, and supplies the operating power to the control circuit.
本発明によれば、光源を点灯させる場合及び光源を消灯させる場合の両方において、制御回路のための動作電力を確保することができる。 According to the present invention, it is possible to secure operating power for the control circuit both when the light source is turned on and when the light source is turned off.
以下に説明する実施形態は、点灯装置に関し、特に、固体光源を点灯させる点灯装置に関する。 The embodiment described below relates to a lighting device, and more particularly, to a lighting device that lights a solid light source.
以下に説明する実施形態は、本発明の種々の実施形態の一つに過ぎない。本発明の実施形態は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外も含み得る。また、下記の実施形態は、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 The embodiment described below is only one of various embodiments of the present invention. Embodiments of the present invention are not limited to the following embodiments, and may include other embodiments. In addition, the following embodiments can be variously changed according to the design or the like as long as they do not depart from the technical idea according to the present invention.
（実施形態１）
（１）構成
以下、実施形態１に係る点灯装置について図１を参照して説明する。
(Embodiment 1)
(1) Configuration Hereinafter, the lighting device according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
実施形態１に係る点灯装置１は、交流電源１００からの交流電圧を用いて光源２００を点灯させる装置である。実施形態１に係る点灯装置１は、交流電源１００を接続するための一対の接続端子ｔ１，ｔ２と、光源２００を接続するための一対の接続端子ｔ３，ｔ４とを備える。接続端子ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４は、電線などを接続するための部品（端子）でもよいし、例えば電子部品のリードや、回路基板に配線として形成された導電体の一部でもよい。
The
実施形態１の点灯装置１は、例えば道路トンネル用の照明器具に用いられる。道路トンネルでは電源用の配線の電流値を低く抑えるために、道路トンネルに設置される電気設備は４００Ｖ級の交流電源で駆動される場合がある。実施形態１の点灯装置１では、一対の接続端子ｔ１，ｔ２の間に、標準電圧（公称電圧）が４００Ｖ級の交流電源１００が接続されている。ここで、交流電源１００の標準電圧は例えば４１５Ｖ、４２０Ｖ、４４０Ｖ、又は４６０Ｖであるが、交流電源１００から供給される交流電圧の電圧値は、標準電圧に対して所定の電圧変動幅で変動してもよい。上記より、交流電源１００は、標準電圧が４００Ｖ以上の電源である。なお、交流電源１００は、標準電圧が４００Ｖ以上６００Ｖ以下の電源であることが好ましい。
The
また、一対の接続端子ｔ３，ｔ４の間には光源２００が電気的に接続される。光源２００は、電気的に直列に接続された複数の発光ダイオード２０１を備える。複数の発光ダイオード２０１の点灯開始電圧の総和を点灯開始電圧Ｖｆ１とすると、接続端子ｔ３，ｔ４間の出力電圧Ｖoutが点灯開始電圧Ｖｆ１未満では光源２００は点灯しない。一方、接続端子ｔ３，ｔ４間の出力電圧Ｖoutが点灯開始電圧Ｖｆ１以上になると、光源２００が点灯する。つまり、点灯開始電圧Ｖｆ１は、光源２００が点灯し始めるときの電圧となる。
The
点灯装置１は、整流回路２と、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路（以下「コンバータ回路」と記載する。）３と、制御回路４と、制御電源回路８と、調光制御回路（ＰＷＭ平滑回路）９とを備える。
The
整流回路２は全波整流回路であり、整流回路２の一対の入力端子はそれぞれ接続端子ｔ１，ｔ２に電気的に接続されている。例えば、整流回路２は、４つのダイオードで構成されるダイオードブリッジである。整流回路２は、交流電源１００から入力される交流電圧を全波整流し、整流後の直流電圧（脈流電圧）をコンバータ回路３に出力する。ここにおいて、実施形態１では、交流電源１００を整流する整流回路２が、点灯装置１に直流電力を供給する直流電源となる。
The rectifier circuit 2 is a full-wave rectifier circuit, and a pair of input terminals of the rectifier circuit 2 are electrically connected to the connection terminals t1 and t2, respectively. For example, the rectifier circuit 2 is a diode bridge composed of four diodes. The rectifier circuit 2 performs full-wave rectification on the AC voltage input from the
コンバータ回路３はフライバック方式のコンバータ回路である。コンバータ回路３は、一対の入力端子ｔ１１，ｔ１２と、一対の出力端子ｔ１３，ｔ１４と、トランスＴ１と、スイッチング素子Ｑ１と、平滑コンデンサＣ１とを備える。さらに、コンバータ回路３は、抵抗器Ｒ２，Ｒ３と、コンデンサＣ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを備える。ここにおいて、入力端子ｔ１１，ｔ１２は、電線などを接続するための部品（端子）でもよいし、例えば電子部品のリードや、回路基板に配線として形成された導電体の一部でもよい。
The
トランスＴ１は、一次巻線ｎ１と、二次巻線ｎ２とを備えており、一対の入力端子ｔ１１，ｔ１２と一対の出力端子ｔ１３，ｔ１４との間を電気的に絶縁する絶縁型フライバックトランスである。さらに、トランスＴ１は、一次側補助巻線ｎ１１と、二次側補助巻線ｎ２１とを備える。一次側補助巻線ｎ１１は、一次巻線ｎ１とは別にトランスＴ１の一次側に設けられている。二次側補助巻線ｎ２１は、二次巻線ｎ２とは別にトランスＴ１の二次側に設けられている。 The transformer T1 includes a primary winding n1 and a secondary winding n2, and an insulating flyback transformer that electrically insulates between the pair of input terminals t11 and t12 and the pair of output terminals t13 and t14. It is. Furthermore, the transformer T1 includes a primary side auxiliary winding n11 and a secondary side auxiliary winding n21. The primary side auxiliary winding n11 is provided on the primary side of the transformer T1 separately from the primary winding n1. The secondary side auxiliary winding n21 is provided on the secondary side of the transformer T1 separately from the secondary winding n2.
一対の入力端子ｔ１１，ｔ１２はそれぞれ整流回路２の一対の出力端子に電気的に接続されている。一対の入力端子ｔ１１，ｔ１２の間には、トランスＴ１の一次巻線ｎ１とスイッチング素子Ｑ１と抵抗器Ｒ３とが電気的に直列に接続されている。スイッチング素子Ｑ１は例えばｎチャンネル・エンハンスメント形のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。スイッチング素子Ｑ１のドレインはトランスＴ１の一次巻線ｎ１に、スイッチング素子Ｑ１のソースは抵抗器Ｒ３にそれぞれ接続されている。また、入力端子ｔ１１とスイッチング素子Ｑ１のドレインとの間には抵抗器Ｒ２とダイオードＤ１とが電気的に直列に接続されており、抵抗器Ｒ２と並列にコンデンサＣ２が電気的に接続されている。 The pair of input terminals t11 and t12 are electrically connected to the pair of output terminals of the rectifier circuit 2, respectively. Between the pair of input terminals t11 and t12, the primary winding n1 of the transformer T1, the switching element Q1, and the resistor R3 are electrically connected in series. The switching element Q1 is, for example, an n-channel enhancement type MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). The drain of the switching element Q1 is connected to the primary winding n1 of the transformer T1, and the source of the switching element Q1 is connected to the resistor R3. A resistor R2 and a diode D1 are electrically connected in series between the input terminal t11 and the drain of the switching element Q1, and a capacitor C2 is electrically connected in parallel with the resistor R2. .
トランスＴ１の二次巻線ｎ２の両端間にはダイオードＤ２と平滑コンデンサＣ１とが電気的に直列に接続されている。平滑コンデンサＣ１の両端がそれぞれ出力端子ｔ１３，ｔ１４に電気的に接続されている。出力端子ｔ１３は接続端子ｔ３に電気的に接続されており、出力端子ｔ１４は電流検出用の抵抗器Ｒ１を介して接続端子ｔ４に電気的に接続されている。実施形態１のコンバータ回路３はフライバック方式のコンバータ回路であるが、コンバータ回路３は上記の回路構成に限定されず、トランスＴ１の一次側と二次側とが電気的に絶縁されるような回路構成であれば、適宜変更が可能である。
A diode D2 and a smoothing capacitor C1 are electrically connected in series between both ends of the secondary winding n2 of the transformer T1. Both ends of the smoothing capacitor C1 are electrically connected to output terminals t13 and t14, respectively. The output terminal t13 is electrically connected to the connection terminal t3, and the output terminal t14 is electrically connected to the connection terminal t4 via the resistor R1 for current detection. Although the
制御回路４は、コンバータ回路３の動作を制御して光源２００の点灯状態を切り替える。ここで、光源２００の点灯状態とは、光源２００を全点灯させる状態、光源２００を調光点灯させる状態、光源２００を消灯させる状態を含む。制御回路４は、光源２００を消灯させる場合に、光源２００に出力される出力電圧Ｖoutが光源２００の点灯開始電圧Ｖｆ１よりも低くなるようにトランスＴ１を動作させるように構成されている。
The control circuit 4 switches the lighting state of the
制御回路４は、第１制御回路５と、第２制御回路６と、第３制御回路７とを備える。
The control circuit 4 includes a first control circuit 5, a
第１制御回路５は、調光信号が示す調光レベルが閾値以上であって調光レベルに従って光源２００を点灯させる場合に、光源２００に流れる順方向電流Ｉｆを調光レベルに対応する電流値にするための第１の信号を出力する。
When the dimming level indicated by the dimming signal is equal to or higher than the threshold and the
第２制御回路６は、調光信号が示す調光レベルが閾値未満であって光源２００を消灯させる場合に、出力電圧Ｖoutを点灯開始電圧Ｖｆ１未満にするための第２の信号を出力する。
The
第３制御回路７は、第１制御回路５からの第１の信号及び第２制御回路６からの第２の信号に応じてスイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御して出力電圧Ｖoutの電圧値を調整する。
The third control circuit 7 controls on / off of the switching element Q1 according to the first signal from the first control circuit 5 and the second signal from the
以下、制御回路４を詳細に説明する。 Hereinafter, the control circuit 4 will be described in detail.
第３制御回路７は、例えば富士電機株式会社製の「ＦＡ５６０１」からなる制御用ＩＣ（Integrated Circuit）４１と、制御用ＩＣ４１に動作電圧を印加する定電圧回路４２とを備える。また、第３制御回路７は、抵抗器Ｒ１１〜Ｒ１８と、平滑コンデンサＣ３と、ダイオードＤ３，Ｄ４とを備える。さらに、第３制御回路７は、フォトカプラ４３を備える。フォトカプラ４３は、発光素子としての発光ダイオード４３１と、受光素子としてのフォトトランジスタ４３２とを備える。なお、制御用ＩＣ４１は、フォトカプラ４３の出力に応じてスイッチング素子Ｑ１への制御信号Ｓ１を調整する調整回路に相当する。
The third control circuit 7 includes, for example, a control IC (Integrated Circuit) 41 formed of “FA5601” manufactured by Fuji Electric Co., Ltd., and a
定電圧回路４２には、整流回路２の出力電圧が抵抗器Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５の直列回路を介して入力されている。また、定電圧回路４２には、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ２が、抵抗器Ｒ１８とダイオードＤ４との直列回路を介して入力されている。ここで、平滑コンデンサＣ３の両端間には、ダイオードＤ３を介してトランスＴ１の一次側に設けられた一次側補助巻線ｎ１１が接続されており、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ２は、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１に比例した電圧となる。
The output voltage of the rectifier circuit 2 is input to the
制御用ＩＣ４１の８番端子Ｐ８（ＶＣＣ端子）は定電圧回路４２の出力端子に電気的に接続されている。制御用ＩＣ４１の６番端子Ｐ６（ＧＮＤ端子）は平滑コンデンサＣ３の低電位側の端子に電気的に接続されている。したがって、制御用ＩＣ４１の８番端子Ｐ８と６番端子Ｐ６との間には、定電圧回路４２から電源電圧Ｖcc1が印加される。
The eighth terminal P8 (VCC terminal) of the
制御用ＩＣ４１の１番端子Ｐ１（ＦＢ端子）は、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１に比例した電圧をフィードバックするための端子であり、制御用ＩＣ４１が内蔵する誤差アンプの反転入力端子（マイナス入力端子）に接続されている。１番端子Ｐ１には、一次側補助巻線ｎ１１の両端電圧、すなわち平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ２を抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２で分圧した電圧Ｖ３が入力される。制御用ＩＣ４１が内蔵する誤差アンプは、１番端子Ｐ１の電圧Ｖ３と、制御用ＩＣ４１の内部で生成された基準電圧との誤差電圧に比例した大きさの出力電流を発生する。
The first terminal P1 (FB terminal) of the
制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２（ＣＯＭＰ端子）は、制御用ＩＣ４１が内蔵する誤差アンプの出力端子に電気的に接続されている。すなわち、制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２の電圧は、内蔵の誤差アンプの出力電圧と等しくなる。
The second terminal P2 (COMP terminal) of the
制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２と６番端子Ｐ６との間には、抵抗器Ｒ１６とコンデンサＣ４，Ｃ５とで構成される位相補償回路が接続されている。この位相補償回路は、制御用ＩＣ４１が内蔵する誤差アンプの出力に発生するリップル成分を抑制する。
A phase compensation circuit composed of a resistor R16 and capacitors C4 and C5 is connected between the second terminal P2 and the sixth terminal P6 of the
また、制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２と６番端子Ｐ６との間には、抵抗器Ｒ１７と、フォトカプラ４３が備えるフォトトランジスタ４３２とが電気的に直列に接続されている。フォトカプラ４３の発光ダイオード４３１のアノードは、制御電源回路８の出力端子に電気的に接続されている。
A resistor R17 and a
制御用ＩＣ４１の７番端子Ｐ７はスイッチング素子Ｑ１のゲート（制御端子）に接続されている。制御用ＩＣ４１は、７番端子Ｐ７からスイッチング素子Ｑ１のゲートにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である制御信号Ｓ１を出力することで、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御する。ここで、制御用ＩＣ４１は、所定の周波数ののこぎり波と誤差アンプの出力電圧との高低を比較するコンパレータを内蔵しており、のこぎり波と誤差アンプの出力電圧との高低に応じてスイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御する。制御用ＩＣ４１は、のこぎり波の電圧値が誤差アンプの出力電圧の電圧値を超えると、スイッチング素子Ｑ１をオフにする。すなわち、誤差アンプの出力電圧の電圧値が高いほど、スイッチング素子Ｑ１のオン期間が長くなり、スイッチング素子Ｑ１のデューティ比（１周期におけるオン期間の割合）が大きくなるので、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１が増加する。また、誤差アンプの出力電圧の電圧値が低いほど、スイッチング素子Ｑ１のオン期間が短くなり、スイッチング素子Ｑ１のデューティ比が小さくなるので、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１が低下する。
The seventh terminal P7 of the
第１制御回路５は、抵抗器Ｒ１９，Ｒ２０と、ダイオードＤ５と、オペアンプ４４とを備える。発光ダイオード４３１のカソードは、抵抗器Ｒ１９とダイオードＤ５とを介して、オペアンプ４４の出力端子に電気的に接続されている。オペアンプ４４の非反転入力端子（プラス入力端子）には、調光制御回路９からの直流電圧Ｖ４が入力される。オペアンプ４４の反転入力端子（マイナス入力端子）は抵抗器Ｒ１と接続端子ｔ４との間に電気的に接続されており、オペアンプ４４の反転入力端子には抵抗器Ｒ１の両端電圧Ｖ６が入力される。オペアンプ４４の反転入力端子と出力端子との間には抵抗器Ｒ２０が電気的に接続されている。つまり、オペアンプ４４と抵抗器Ｒ２０は、差動増幅器を構成している。
The first control circuit 5 includes resistors R19 and R20, a diode D5, and an
第２制御回路６は、抵抗器Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５と、ダイオードＤ６と、オペアンプ４５とを備える。発光ダイオード４３１のカソードは、抵抗器Ｒ２１とダイオードＤ６とを介して、オペアンプ４５の出力端子に電気的に接続されている。オペアンプ４５の非反転入力端子（プラス入力端子）には、基準電源６１の基準電圧が入力されている。オペアンプ４５の反転入力端子（マイナス入力端子）は、抵抗器Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５の直列回路のうち抵抗器Ｒ２３と抵抗器Ｒ２４との接続点に電気的に接続されている。オペアンプ４５の反転入力端子と出力端子との間には抵抗器Ｒ２２が電気的に接続されている。つまり、オペアンプ４５と抵抗器Ｒ２２は、差動増幅器を構成している。
The
また、第２制御回路６は、コンパレータ４６と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３と、抵抗器Ｒ２６，Ｒ２７，Ｒ２８と、ダイオードＤ８とを備える。コンパレータ４６の非反転入力端子（プラス入力端子）には、基準電源６２の基準電圧が入力されており、コンパレータ４６の反転入力端子（マイナス入力端子）には、調光制御回路９からの直流電圧Ｖ４が入力される。コンパレータ４６の出力端子は、抵抗器Ｒ２６を介してスイッチング素子Ｑ２のベース（制御端子）に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ２のベースは、抵抗器Ｒ２６，Ｒ２７の接続点に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ２は、ダイオードＤ８を介して抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２の接続点に電気的に接続されている。抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２は、制御電源回路８の動作電圧Ｖcc2を分圧している。つまり、スイッチング素子Ｑ２には、動作電圧Ｖcc2を抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２で分圧した電圧が印加されている。スイッチング素子Ｑ２のコレクタ−エミッタ間と並列に抵抗器Ｒ２８が接続されている。スイッチング素子Ｑ２のコレクタは、スイッチング素子Ｑ３のベース（制御端子）に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ３のコレクタは、抵抗器Ｒ２４と抵抗器Ｒ２５との接続点に電気的に接続されている。
The
制御電源回路８は、制御回路４のうちの第１制御回路５及び第２制御回路６（二次側の制御回路）の動作に必要な電力を第１制御回路５及び第２制御回路６に供給する。また、制御電源回路８は、調光制御回路９の動作に必要な電力を調光制御回路９に供給する。制御電源回路８は、ダイオードＤ７と、平滑コンデンサＣ６と、定電圧回路８１とを備える。トランスＴ１の二次側に設けられた二次側補助巻線ｎ２１の両端間に、ダイオードＤ７と平滑コンデンサＣ６とが電気的に直列に接続されている。平滑コンデンサＣ６の両端間には、定電圧回路８１が接続されている。ダイオードＤ７は、二次側補助巻線ｎ２１に発生する電流を整流する。平滑コンデンサＣ６は、ダイオードＤ７で整流された電流を平滑にする。ダイオードＤ７及び平滑コンデンサＣ６は、二次側補助巻線ｎ２１に発生する電流を整流かつ平滑する整流平滑回路を構成する。
The control
定電圧回路８１は、整流平滑回路（ダイオードＤ７、平滑コンデンサＣ６）の出力電圧Ｖ８を用いて動作電圧Ｖcc2を生成し、トランスＴ１の二次側の回路（制御回路４のうちの第１制御回路５及び第２制御回路６、調光制御回路９など）に動作電圧Ｖcc2を供給する。定電圧回路８１は、図示しないが、例えば、整流平滑回路の出力電圧Ｖ８を降圧するフライバックコンバータ回路と、フライバックコンバータ回路の出力電圧の電圧値を所望の電圧値に変換する３端子レギュレータＩＣとを備える。ここにおいて、制御電源回路８は上記の回路構成に限定されず、降圧形のチョッパ回路、レギュレータ回路などで構成されてもよい。
The
上記より、制御電源回路８は、二次側補助巻線ｎ２１に発生する電流を用いて動作電力を生成し、動作電力を第１制御回路５及び第２制御回路６に供給することができる。
As described above, the control
調光制御回路９は、調光信号入力装置３００から入力される調光信号から光源２００の調光レベルを設定する。より詳細には、調光信号はＰＷＭ信号であるため、調光制御回路９は、調光信号入力装置３００が取得したＰＷＭ信号のデューティ比に応じた直流電圧Ｖ４を生成する。そして、調光制御回路９は、調光レベルを示す直流電圧Ｖ４を制御回路４に出力する。より詳細には、調光制御回路９は、オペアンプ４４とコンパレータ４６に直流電圧Ｖ４を出力する。
The dimming control circuit 9 sets the dimming level of the
（２）動作
実施形態１の点灯装置１の動作を以下に説明する。
(2) Operation The operation of the
（２．１）通常点灯である場合の点灯装置１の動作
交流電源１００から点灯装置１に交流電圧が供給されると、抵抗器Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５を介して定電圧回路４２に電圧が印加され、定電圧回路４２が制御用ＩＣ４１への電源電圧Ｖcc1の供給を開始する。
(2.1) Operation of the
制御用ＩＣ４１は、定電圧回路４２から電源電圧Ｖcc1が印加されると、７番端子Ｐ７からスイッチング素子Ｑ１のゲートにＰＷＭ信号からなる制御信号Ｓ１を出力し、スイッチング素子Ｑ１のスイッチングを開始する。制御信号Ｓ１のデューティ比に応じて、スイッチング素子Ｑ１がオン／オフする。
When the power supply voltage Vcc1 is applied from the
スイッチング素子Ｑ１がオン状態である間、スイッチング素子Ｑ１がオン状態になってからの時間経過に伴い、トランスＴ１の二次側の電圧、すなわちコンバータ回路３の出力電圧Ｖ１が増加する。
While the switching element Q1 is in the on state, the voltage on the secondary side of the transformer T1, that is, the output voltage V1 of the
一次側補助巻線ｎ１１の両端電圧Ｖ２及びコンバータ回路３の出力電圧Ｖ１は、一次側補助巻線ｎ１１と二次巻線ｎ２との巻数比に比例している。このため、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１が増加すると、一次側補助巻線ｎ１１と二次巻線ｎ２との巻数比に応じて、一次側補助巻線ｎ１１の両端電圧Ｖ２が増加する。これにより、制御用ＩＣ４１の１番端子Ｐ１の電圧Ｖ３が増加する。制御用ＩＣ４１の内部の誤差アンプは１番端子Ｐ１の電圧Ｖ３と基準電圧との差電圧を増幅し、制御用ＩＣ４１は、差電圧の大きさに応じたデューティ比のＰＷＭ信号からなる制御信号Ｓ１を７番端子Ｐ７から出力する。
The voltage V2 across the primary auxiliary winding n11 and the output voltage V1 of the
制御用ＩＣ４１の１番端子Ｐ１の電圧Ｖ３は、一次側補助巻線ｎ１１の両端電圧Ｖ２を２つの抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２で分圧した電圧である。このため、両端電圧Ｖ２が増加するにつれて、制御用ＩＣ４１の１番端子Ｐ１の電圧Ｖ３も上昇する。
The voltage V3 at the first terminal P1 of the
電圧Ｖ３が制御用ＩＣ４１内のエラーアンプの基準電圧に一致するように、制御用ＩＣ４１は、７番端子Ｐ７からスイッチング素子Ｑ１に出力される制御信号Ｓ１のデューティ比を大きくする。
The
また、両端電圧Ｖ２が増加すると、二次側補助巻線ｎ２１に接続された整流平滑回路（ダイオードＤ７、平滑コンデンサＣ６）の出力電圧Ｖ８すなわち平滑コンデンサＣ６の両端電圧も増加する。出力電圧Ｖ８が定電圧回路８１に印加されると、定電圧回路８１は動作電圧Ｖcc2を出力する。制御回路４のうちの第１制御回路５及び第２制御回路６、調光制御回路９などの二次側の回路に動作電圧Ｖcc2が印加されると、二次側の回路が動作を開始する。
When the both-end voltage V2 increases, the output voltage V8 of the rectifying / smoothing circuit (diode D7, smoothing capacitor C6) connected to the secondary auxiliary winding n21, that is, the both-end voltage of the smoothing capacitor C6 also increases. When the output voltage V8 is applied to the
二次側の回路の１つである調光制御回路９は、光源２００の調光レベルを示す調光信号を調光信号入力装置３００から受け取る。調光制御回路９には動作電圧Ｖcc2が印加されるため、調光制御回路９は、調光信号の調光レベルに応じて調光信号を直流電圧Ｖ４に変換する。
The dimming control circuit 9, which is one of secondary circuits, receives a dimming signal indicating the dimming level of the
ここで、点灯装置１の出力電圧Ｖoutが光源２００の点灯開始電圧Ｖｆ１よりも低ければ、光源２００には電流が流れず、光源２００は点灯しない。そのため、抵抗器Ｒ１の両端電圧Ｖ６は０Ｖになり、オペアンプ４４の出力電圧は動作電圧Ｖcc2にほぼ等しい電圧になるので、フォトカプラ４３の発光ダイオード４３１には電流が流れず、フォトトランジスタ４３２がオフになる。このとき、制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２の電圧は変化せず、制御用ＩＣ４１は、順方向電流Ｉｆのフィードバックを受けることなく、点灯装置１の出力電圧Ｖoutを一定電圧に制御するように、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御する。
Here, if the output voltage Vout of the
その後、点灯装置１の出力電圧Ｖoutが増加し、出力電圧Ｖoutが光源２００の点灯開始電圧Ｖｆ１以上になると、点灯装置１から光源２００に点灯装置１の出力電流すなわち光源２００の順方向電流Ｉｆが流れて、光源２００が点灯する。
After that, when the output voltage Vout of the
光源２００に順方向電流Ｉｆが流れると、抵抗器Ｒ１の両端間に、光源２００に流れる順方向電流Ｉｆに比例した両端電圧Ｖ６が発生する。抵抗器Ｒ１の両端電圧Ｖ６に応じてオペアンプ４４の出力電圧が変化する。両端電圧Ｖ６が増加すると、オペアンプ４４の出力電圧は低くなる。動作電圧Ｖcc2とオペアンプ４４の出力電圧との差電圧に応じた電流がフォトカプラ４３の発光ダイオード４３１に流れる。動作電圧Ｖcc2とオペアンプ４４の出力電圧との差電圧が高くなるほど、発光ダイオード４３１に流れる電流が大きくなる。
When the forward current If flows through the
発光ダイオード４３１に電流が流れると、フォトトランジスタ４３２がオンになる。発光ダイオード４３１に流れる電流の大きさに応じて、フォトトランジスタ４３２に流れる電流が変化し、制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２の電圧が変化する。したがって、制御用ＩＣ４１は、抵抗器Ｒ１の両端電圧Ｖ６が直流電圧Ｖ４に一致するように、スイッチング素子Ｑ１のデューティ比を制御する定電流制御を行う。つまり、電流フィードバックが動作する。制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２の電圧フィードバックより、２番端子Ｐ２による電流フィードバックが支配的になる。
When a current flows through the
光源２００の点灯中では電流フィードバックを支配的とするために、光源２００への出力電圧Ｖoutが点灯安定時電圧Ｖｆ２よりも高い目標値となるように、抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２の抵抗値を設定し、制御用ＩＣ４１の１番端子Ｐ１の電圧Ｖ３を調整する。
In order to make current feedback dominant during the lighting of the
（２．２）調光消灯時の点灯装置１の動作
点灯状態から、調光信号のデューティ比５％以下で光源２００を調光消灯させる場合（調光信号を用いて光源２００を消灯させる場合）、デューティ比が５％であるときの直流電圧Ｖ４はコンパレータ４６の基準電圧以下である。したがって、コンパレータ４６の出力電圧がローレベル（Ｌレベル）からハイレベル（Ｈレベル）になる。コンパレータ４６の出力電圧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Ｑ２がオフ状態からオン状態となり、スイッチング素子Ｑ３の制御電圧（ゲート電圧）が０Ｖになる。これにより、スイッチング素子Ｑ３はオン状態からオフ状態になる。
(2.2) Operation of the
スイッチング素子Ｑ３がオン状態からオフ状態になると、抵抗器Ｒ２５に電流が流れるため、オペアンプ４５の反転入力端子の電圧Ｖ７は高くなる。オペアンプ４５の非反転入力端子の電圧は基準電源６１の基準電圧Ｖ５で一定であるから、オペアンプ４５の出力電圧は低くなる。つまり、第２制御回路６は、調光レベルが閾値以上である場合よりも調光レベルが閾値未満である場合のほうが出力端子から低い電圧を第２の信号として出力端子から出力するように構成されている。このとき、発光ダイオード４３１と抵抗器Ｒ２１とダイオードＤ６とを通ってオペアンプ４５に電流が引き込まれ、フォトトランジスタ４３２に電流が流れる。ここで、フォトトランジスタ４３２に流れる電流が増加する。したがって、制御用ＩＣ４１の２番端子Ｐ２の電圧値（内蔵の誤差アンプの出力電圧）が低くなり、制御用ＩＣ４１がスイッチング素子Ｑ１への制御信号Ｓ１のデューティ比を低下させる。これにより、制御用ＩＣ４１は、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１を、光源２００の通常点灯時よりも低い一定の電圧（例えば光源２００の通常点灯時の約半分の電圧）に制御する定電圧制御を行う。
When the switching element Q3 is turned from the on state to the off state, a current flows through the resistor R25, so that the voltage V7 at the inverting input terminal of the
ここで、抵抗器Ｒ２１の抵抗値を抵抗器Ｒ１９の抵抗値よりも非常に大きく設定することで、オペアンプ４５の出力電圧が低くなっても、フォトカプラ４３の発光ダイオード４３１に流れる電流が通常点灯時に比べて小さくなっている。そして、制御用ＩＣ４１の１番端子Ｐ１の電圧が低下する。これにより、制御用ＩＣ４１の７番端子Ｐ７から出力される制御信号Ｓ１のデューティ比を小さくすると、点灯装置１の出力電圧Ｖoutが低下する。
Here, by setting the resistance value of the resistor R21 to be much larger than the resistance value of the resistor R19, the current flowing through the
オペアンプ４４については、順方向電流Ｉｆがゼロになるため、抵抗器Ｒ１の両端電圧Ｖ６は０Ｖであり、オペアンプ４４の出力端子の電圧は動作電圧Ｖcc2とほぼ等しくなる。このため、オペアンプ４４は、抵抗器Ｒ１９を介して電流を引き込まない。
For the
つまり、オペアンプ４４による電流フィードバックからオペアンプ４５による電圧フィードバックに切り替えることで、点灯装置１の出力電圧Ｖoutを光源２００の点灯開始電圧Ｖｆ１未満になるように動作させる。つまり、光源２００を点灯させずにコンバータ回路３の動作を継続させる。動作電圧Ｖcc2は発生し続けるため、調光消灯時においても二次側の回路の制御電源を確保することができる。
That is, by switching from the current feedback by the
（３）まとめ
以上説明した実施形態１に係る点灯装置１は、交流電源１００からの交流電圧を用いて光源２００を点灯させる点灯装置である。点灯装置１は、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路３と、制御回路４と、制御電源回路８とを備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３は、一次巻線ｎ１及び二次巻線ｎ２を有するトランスＴ１を含む。制御回路４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３の動作を制御して光源２００の点灯状態を切り替える。制御電源回路８は、制御回路４（第１制御回路５、第２制御回路６）の動作に必要な動作電力を制御回路４（第１制御回路５、第２制御回路６）に供給する。制御回路４は、光源２００を消灯させる場合に、光源２００に出力される出力電圧Ｖoutが光源２００の点灯開始電圧Ｖｆ１よりも低くなるようにトランスＴ１を動作させる。トランスＴ１は、二次巻線ｎ２とは別にトランスＴ１の二次側に設けられた二次側補助巻線ｎ２１を有する。制御電源回路８は、二次側補助巻線ｎ２１に発生する電流を用いて動作電力を生成し、動作電力を制御回路４（第１制御回路５、第２制御回路６）に供給する。
(3) Summary The
実施形態１に係る点灯装置１では、制御回路４が、光源２００を消灯させる場合に、出力電圧Ｖoutが光源２００の点灯開始電圧Ｖｆ１よりも低くなるようにトランスＴ１を動作させる。さらに、制御電源回路８が、トランスＴ１の二次側に設けられた二次側補助巻線ｎ２１に発生する電流を用いて動作電力を生成し、動作電力を制御回路４（第１制御回路５、第２制御回路６）に供給する。これにより、光源２００を消灯させる場合であっても、制御回路４（第１制御回路５、第２制御回路６）の動作に必要な動作電力を確保することができる。言い換えると、点灯装置１に含まれるコンバータが１つのみであっても、光源２００を点灯させる場合及び光源２００を消灯させる場合の両方において、制御回路４（第１制御回路５、第２制御回路６）のための動作電力を確保することができる。
In the
実施形態１の点灯装置１は絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路３で構成されているので、トランスＴ１の二次側の回路を一次側の回路と電気的に絶縁することができる。したがって、実施形態１の点灯装置１は、点灯装置が非絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路で構成される場合に比べて、トランスＴ１の二次側の回路の対地電圧を考慮する必要がなく、回路設計の自由度が向上する。したがって、実施形態１の点灯装置１は、点灯装置が非絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路で構成される場合に比べて高電圧の交流電源１００に対応しやすく、例えば標準電圧が４００Ｖ以上の交流電源１００にも容易に対応できる。
Since the
また、点灯装置が、力率改善を行う前段のコンバータ回路と、前段のコンバータ回路の出力を負荷に応じて降圧する後段のコンバータ回路とで構成される場合は、前段のコンバータ回路と後段のコンバータ回路とでそれぞれ制御用ＩＣが必要になる。実施形態１の点灯装置１は絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路３で構成されているので、２つのコンバータ回路で構成される場合に比べて、制御用ＩＣの数を減らすことができ、また回路の規模が小さくなるので、小型化を実現できる。
In addition, when the lighting device includes a front-stage converter circuit that performs power factor improvement and a rear-stage converter circuit that steps down the output of the front-stage converter circuit according to a load, the front-stage converter circuit and the rear-stage converter circuit A control IC is required for each circuit. Since the
実施形態１に係る点灯装置１では、制御電源回路８は、整流平滑回路（ダイオードＤ７、平滑コンデンサＣ６）と、定電圧回路８１とを含むことが好ましい。整流平滑回路は、二次側補助巻線ｎ２１に発生する電流を整流かつ平滑する。定電圧回路８１は、整流平滑回路の出力電圧Ｖ８を用いて定電圧を生成し、上記定電圧を制御回路４のうちの第１制御回路５及び第２制御回路６に出力する。
In the
実施形態１に係る点灯装置１は、調光制御回路９を更に備えることが好ましい。調光制御回路９は、光源２００の調光レベルを示す調光信号から調光レベルを設定する。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３は、一次巻線ｎ１に電気的に直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１を更に含む。制御回路４は、第１制御回路５と、第２制御回路６と、第３制御回路７とを含む。第１制御回路５は、調光制御回路９で設定された調光レベルが閾値以上であって調光レベルに従って光源２００を点灯させる場合に、光源２００に流れる順方向電流Ｉｆを調光レベルに対応する電流値にするための第１の信号を出力端子から出力する。第２制御回路６は、調光制御回路９で設定された調光レベルが閾値未満であって光源２００を消灯させる場合に、出力電圧Ｖoutを点灯開始電圧Ｖｆ１未満にするための第２の信号を出力端子から出力する。第３制御回路７は、第１制御回路５からの第１の信号及び第２制御回路６からの第２の信号に応じてスイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御して出力電圧Ｖoutの電圧値を調整する。
It is preferable that the
実施形態１に係る点灯装置１では、調光制御機能を有する場合の消灯時においても、制御電源を確保することができる。これにより、例えば、消灯時においても、調光信号による調光と消灯との両方を容易に行うことができる。
In the
実施形態１に係る点灯装置１では、第３制御回路７は、フォトカプラ４３と、調整回路（制御用ＩＣ４１）とを含むことが好ましい。フォトカプラ４３は、発光素子（発光ダイオード４３１）及び受光素子（フォトトランジスタ４３２）を有する。調整回路は、フォトカプラ４３の出力に応じてスイッチング素子Ｑ１への制御信号Ｓ１を調整する。フォトカプラ４３の発光素子は、制御電源回路８の出力端子に電気的に接続された第１端と、第１制御回路５の出力端子及び第２制御回路６の出力端子に電気的に接続された第２端とを有する。フォトカプラ４３の発光素子は、第１の信号及び第２の信号に応じて変化する発光素子の両端電圧に基づく光を放射する。フォトカプラ４３の受光素子は、発光素子からの光を受光する。調整回路は、受光素子により受光された光の大きさに基づいて制御信号Ｓ１を調整する。
In the
実施形態１に係る点灯装置１では、第２制御回路６は、調光レベルが閾値以上である場合よりも調光レベルが閾値未満である場合のほうが出力端子から低い電圧を第２の信号として出力端子から出力するように構成されていることが好ましい。
In the
実施形態１に係る点灯装置１は、整流回路２を更に備えることが好ましい。整流回路２は、標準電圧が４００Ｖ以上の交流電源１００から供給される交流電圧を整流する。
It is preferable that the
実施形態１に係る点灯装置１によれば、標準電圧が４００Ｖ以上の交流電源１００からの交流電圧が供給される場合でも、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路３が設けられているので、トランスＴ１の二次側の回路の対地電圧を考慮しなくてもよい。これにより、回路設計の自由度が向上する。
According to the
（実施形態２）
実施形態２に係る点灯装置１は、図２に示すように、制御回路４に代えて、制御回路４ａを備える点で、実施形態１に係る点灯装置１（図１参照）と相違する。
(Embodiment 2)
As illustrated in FIG. 2, the
制御回路４ａは、図２に示すように、第１制御回路５ａと、第２制御回路６ａと、第３制御回路７ａとを備える。第１制御回路５ａは、実施形態１の第１制御回路５（図１参照）と同じ構成である。
As shown in FIG. 2, the
第２制御回路６ａは、コンパレータ４６と、スイッチング素子Ｑ２と、抵抗器Ｒ２６，Ｒ２７と、ダイオードＤ８とを備える。コンパレータ４６の非反転入力端子（プラス入力端子）には、基準電源６４の基準電圧が入力されており、コンパレータ４６の反転入力端子（マイナス入力端子）には、調光制御回路９からの直流電圧Ｖ４が入力される。コンパレータ４６の出力端子は、抵抗器Ｒ２６を介してスイッチング素子Ｑ２のベース（制御端子）に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ２のベースは、抵抗器Ｒ２６，Ｒ２７の接続点に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ２は、ダイオードＤ８を介して抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２の接続点に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ２には、実施形態１と同様、動作電圧Ｖcc2を抵抗器Ｒ３１，Ｒ３２で分圧した電圧が印加されている。
The
第３制御回路７ａは、抵抗器Ｒ１２に代えて、抵抗器Ｒ４１，Ｒ４２を備える。さらに、第３制御回路７ａは、フォトカプラ４７を備える。フォトカプラ４７は、発光素子としての発光ダイオード４７１と、受光素子としてのフォトトランジスタ４７２とを備える。発光ダイオード４７１は、スイッチング素子Ｑ２のコレクタ−エミッタ間にスイッチング素子と並列に接続されている。フォトトランジスタ４７２は、抵抗器Ｒ４２と電気的に並列に接続されている。なお、第３制御回路７ａは、実施形態１の第３制御回路７と同様に、制御用ＩＣ４１と、定電圧回路４２と、抵抗器Ｒ１１，Ｒ１３〜Ｒ１８と、平滑コンデンサＣ３と、ダイオードＤ３，Ｄ４と、フォトカプラ４３とを備える。
The third control circuit 7a includes resistors R41 and R42 instead of the resistor R12. Further, the third control circuit 7 a includes a
制御用ＩＣ４１の１番端子Ｐ１（ＦＢ端子）は、コンバータ回路３の出力電圧Ｖ１に比例した電圧をフィードバックするための端子であり、制御用ＩＣ４１が内蔵する誤差アンプの反転入力端子（マイナス入力端子）に接続されている。１番端子Ｐ１には、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ２を抵抗器Ｒ１１と抵抗器Ｒ４１，Ｒ４２とで分圧した電圧、又は、抵抗器Ｒ１１と抵抗器Ｒ４１とで分圧した電圧が電圧Ｖ３として入力される。制御用ＩＣ４１が内蔵する誤差アンプは、１番端子Ｐ１の電圧Ｖ３と、制御用ＩＣ４１の内部で生成された基準電圧との誤差電圧に比例した大きさの出力電流を発生する。
The first terminal P1 (FB terminal) of the
次に、実施形態２の点灯装置１の動作を説明する。通常点灯である場合の点灯装置１の動作については、実施形態１と同様であるので、説明を省略し、調光消灯時の点灯装置１の動作についてのみ説明する。
Next, operation | movement of the
まず、実施形態１と同様に、調光消灯時では、コンパレータ４６の出力電圧がローレベル（Ｌレベル）からハイレベル（Ｈレベル）になる。コンパレータ４６の出力電圧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Ｑ２がオフ状態からオン状態となり、フォトカプラ４７の発光ダイオード４７１の両端が短絡するため、発光ダイオード４７１はオン状態からオフ状態になる。発光ダイオード４７１がオン状態からオフ状態になると、フォトトランジスタ４７２がオン状態からオフ状態になる。これにより、制御用ＩＣ４１の１番端子Ｐ１の電圧Ｖ３が高くなるため、１番端子Ｐ１と制御用ＩＣ４１内の基準電圧とを均衡させるために、平滑コンデンサＣ３の両端電圧Ｖ２を低くする、つまり、出力電圧Ｖoutを低くするように電圧フィードバックがかかる。このとき、実施形態１と同様に、オペアンプ４４の出力電圧はハイレベルとなっているため、電流フィードバックは無効となっている。
First, as in the first embodiment, when the dimming is turned off, the output voltage of the comparator 46 changes from a low level (L level) to a high level (H level). When the output voltage of the comparator 46 changes from the low level to the high level, the switching element Q2 changes from the OFF state to the ON state, and both ends of the
一方、点灯復帰時は、逆の動作となり、コンパレータ４６の出力電圧がハイレベルからローレベルとなり、スイッチング素子Ｑ２がオン状態からオフ状態となる。これにより、フォトカプラ４７の発光ダイオード４７１に電流が流れ、フォトトランジスタ４７２がオフ状態からオン状態になるため、制御用ＩＣ４１の１番端子Ｐ１の電圧Ｖ３は、通常点灯時の電圧値になる。通常点灯時と同様に、オペアンプ４４は電流フィードバック動作するため、電流フィードバックが支配的となり、通常点灯の動作に戻る。
On the other hand, when the lighting is restored, the operation is reversed, the output voltage of the comparator 46 changes from the high level to the low level, and the switching element Q2 changes from the on state to the off state. As a result, a current flows through the light-emitting
以上説明した実施形態２に係る点灯装置１においても、実施形態１に係る点灯装置１と同様の効果を奏する。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３が１つのコンバータのみを備える場合であっても、光源２００を点灯させるとき及び光源２００を消灯させるときにおいて、制御回路４ａ（第１制御回路５ａ、第２制御回路６ａ）の動作に必要な電力を確保することができる。
The
以下に、上記実施形態の変形例に係る点灯装置を列記する。なお、以下に説明する変形例の各構成は、上記実施形態で説明した各構成と適宜組み合わせて適用可能である。 Below, the lighting device which concerns on the modification of the said embodiment is listed. In addition, each structure of the modified example demonstrated below is applicable in combination with each structure demonstrated in the said embodiment suitably.
点灯装置１が点灯させる光源２００は、上記実施形態１では電気的に直列に接続された複数の発光ダイオード２０１で構成されているが、電気的に並列に接続された複数の発光ダイオードで構成されてもよい。また、光源２００は、電気的に直列に接続された２以上の光源ユニットで構成されてもよく、２以上の光源ユニットの各々が電気的に並列に接続された２以上の発光ダイオードを備えていてもよい。また、光源２００は、１つの発光ダイオードで構成されてもよい。また、点灯装置１が点灯させる光源は発光ダイオードに限定されず、点灯装置１が点灯させる光源は、半導体レーザ（laser diode）、有機ＥＬ（organic electro luminescence）などの固体光源でもよい。
The
１ 点灯装置
３ ＤＣ−ＤＣコンバータ回路
４，４ａ 制御回路
４１ 制御用ＩＣ（調整回路）
４３ フォトカプラ
４３１ 発光ダイオード（発光素子）
４３２ フォトトランジスタ（受光素子）
５，５ａ 第１制御回路
６，６ａ 第２制御回路
７，７ａ 第３制御回路
８ 制御電源回路
８１ 定電圧回路
９ 調光制御回路
１００ 交流電源
２００ 光源
Ｃ６ 平滑コンデンサ（整流平滑回路）
Ｄ７ ダイオード（整流平滑回路）
Ｔ１ トランス
ｎ１ 一次巻線
ｎ２ 二次巻線
ｎ２１ 二次側補助巻線
Ｑ１ スイッチング素子
Ｖｆ１ 点灯開始電圧
Ｖout 出力電圧
Ｉｆ 順方向電流
DESCRIPTION OF
43
432 Phototransistor (light receiving element)
5, 5a
D7 Diode (rectifier smoothing circuit)
T1 transformer n1 primary winding n2 secondary winding n21 secondary side auxiliary winding Q1 switching element Vf1 lighting start voltage Vout output voltage If forward current
Claims (6)
一次巻線及び二次巻線を有するトランスを含む絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の動作を制御して前記光源の点灯状態を切り替える制御回路と、
前記制御回路の動作に必要な動作電力を前記制御回路に供給する制御電源回路とを備え、
前記制御回路は、前記光源を消灯させる場合に、前記光源に出力される出力電圧が前記光源の点灯開始電圧よりも低くなるように前記トランスを動作させ、
前記トランスは、前記二次巻線とは別に前記トランスの二次側に設けられた二次側補助巻線を有し、
前記制御電源回路は、前記二次側補助巻線に発生する電流を用いて前記動作電力を生成し前記動作電力を前記制御回路に供給する
ことを特徴とする点灯装置。 A lighting device for lighting a light source using an AC voltage from an AC power source,
An isolated DC-DC converter circuit including a transformer having a primary winding and a secondary winding;
A control circuit for controlling the operation of the DC-DC converter circuit to switch the lighting state of the light source;
A control power supply circuit that supplies the control circuit with operating power necessary for the operation of the control circuit,
The control circuit operates the transformer so that an output voltage output to the light source is lower than a lighting start voltage of the light source when the light source is turned off,
The transformer has a secondary auxiliary winding provided on the secondary side of the transformer separately from the secondary winding,
The control power circuit generates the operating power using a current generated in the secondary auxiliary winding and supplies the operating power to the control circuit.
前記二次側補助巻線に発生する前記電流を整流かつ平滑する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力電圧を用いて定電圧を生成し前記定電圧を前記制御回路に出力する定電圧回路と
を含むことを特徴とする請求項１記載の点灯装置。 The control power circuit is
A rectifying / smoothing circuit for rectifying and smoothing the current generated in the secondary auxiliary winding;
The lighting device according to claim 1, further comprising: a constant voltage circuit that generates a constant voltage using an output voltage of the rectifying and smoothing circuit and outputs the constant voltage to the control circuit.
前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路は、前記一次巻線に電気的に直列に接続されたスイッチング素子を更に含み、
前記制御回路は、
前記調光制御回路で設定された前記調光レベルが閾値以上であって前記調光レベルに従って前記光源を点灯させる場合に、前記光源に流れる順方向電流を前記調光レベルに対応する電流値にするための第１の信号を出力端子から出力する第１制御回路と、
前記調光制御回路で設定された前記調光レベルが前記閾値未満であって前記光源を消灯させる場合に、前記出力電圧を前記点灯開始電圧未満にするための第２の信号を出力端子から出力する第２制御回路と、
前記第１制御回路からの前記第１の信号及び前記第２制御回路からの前記第２の信号に応じて前記スイッチング素子のオン／オフを制御して前記出力電圧の電圧値を調整する第３制御回路と
を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の点灯装置。 A dimming control circuit for setting the dimming level from a dimming signal indicating the dimming level of the light source;
The DC-DC converter circuit further includes a switching element electrically connected in series to the primary winding,
The control circuit includes:
When the dimming level set by the dimming control circuit is equal to or higher than a threshold and the light source is turned on according to the dimming level, the forward current flowing through the light source is set to a current value corresponding to the dimming level. A first control circuit that outputs a first signal for output from an output terminal;
When the dimming level set by the dimming control circuit is less than the threshold value and the light source is turned off, a second signal for making the output voltage less than the lighting start voltage is output from an output terminal. A second control circuit that
A third control circuit configured to adjust a voltage value of the output voltage by controlling on / off of the switching element according to the first signal from the first control circuit and the second signal from the second control circuit; The lighting device according to claim 1, further comprising: a control circuit.
発光素子及び受光素子を有するフォトカプラと、
前記フォトカプラの出力に応じて前記スイッチング素子への制御信号を調整する調整回路とを含み、
前記フォトカプラの前記発光素子は、
前記制御電源回路の出力端子に電気的に接続された第１端と、
前記第１制御回路の前記出力端子及び前記第２制御回路の前記出力端子に電気的に接続された第２端とを有し、
前記第１の信号及び前記第２の信号に応じて変化する前記発光素子の両端電圧に基づく光を放射し、
前記フォトカプラの前記受光素子は、前記発光素子からの光を受光し、
前記調整回路は、前記受光素子により受光された光の大きさに基づいて前記制御信号を調整する
ことを特徴とする請求項３記載の点灯装置。 The third control circuit includes:
A photocoupler having a light emitting element and a light receiving element;
An adjustment circuit for adjusting a control signal to the switching element according to the output of the photocoupler,
The light emitting element of the photocoupler is
A first end electrically connected to an output terminal of the control power circuit;
A second end electrically connected to the output terminal of the first control circuit and the output terminal of the second control circuit;
Radiating light based on a voltage across the light emitting element that changes according to the first signal and the second signal;
The light receiving element of the photocoupler receives light from the light emitting element,
The lighting device according to claim 3, wherein the adjustment circuit adjusts the control signal based on a magnitude of light received by the light receiving element.
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