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技術 調光装置

出願人 クロイ電機株式会社
発明者 山田茂美
出願日 2013年9月2日 (7年4ヶ月経過) 出願番号 2013-181437
公開日 2015年3月16日 (5年9ヶ月経過) 公開番号 2015-050060
状態 拒絶査定
技術分野 光源の回路一般 DC‐DCコンバータ
主要キーワード ボトムスイッチ スイッチング用半導体素子 ボトム電圧 共振電源 ノイズフィルター ノイズ除去フィルタ 信号出力線 スイッチングトランス
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年3月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

スイッチング部で発生する高周波ノイズ回路上低減させることで、出力側フィルターを不要とする。

解決手段

調光装置は、商用交流電源整流電圧入力電圧とするとするスイッチング電源と、前記スイッチング電源の出力電圧が入力され、LED素子蛍光灯等の照明器具に対して調光信号を出力する信号出力端子を備える二次側回路とを備える。前記スイッチング電源は、スイッチングトランス電圧ボトム電圧検出タイミングでスイッチングを行う疑似共振電源部を備える。スイッチングトランス電圧のボトム電圧のタイミングを検出し、このタイミングでスイッチングを行うため、高周波ノイズの発生を防止でき、かつ、損失が低減することで効率が良くなる。高周波ノイズの発生を防止できる。定電圧制御を行うために、出力電圧を検出してDC−DCコンバータ回路3の1次側フィードバックする。

概要

背景

LED素子蛍光灯等の照明器具信号線調光制御する調光装置は、小型化と効率化のためにスイッチング電源装置を用いている。図1は従来の調光装置の概略構成図である。

商用電源1は整流素子2で全波整流された後、スイッチング部3でスイッチングされて所定の直流電圧に変換され、マイコンを備えた二次側回路10で調光のためのPWM信号が生成されて照明器具4が接続される信号出力端子に出力される。

このようなスイッチング部を備えた調光装置は、従来から数多く提案されている(例えば特許文献1)。

概要

スイッチング部で発生する高周波ノイズ回路上低減させることで、出力側フィルターを不要とする。調光装置は、商用交流電源整流電圧入力電圧とするとするスイッチング電源と、前記スイッチング電源の出力電圧が入力され、LED素子、蛍光灯等の照明器具に対して調光信号を出力する信号出力端子を備える二次側回路とを備える。前記スイッチング電源は、スイッチングトランス電圧ボトム電圧検出タイミングでスイッチングを行う疑似共振電源部を備える。スイッチングトランス電圧のボトム電圧のタイミングを検出し、このタイミングでスイッチングを行うため、高周波ノイズの発生を防止でき、かつ、損失が低減することで効率が良くなる。高周波ノイズの発生を防止できる。定電圧制御を行うために、出力電圧を検出してDC−DCコンバータ回路3の1次側フィードバックする。

目的

この発明は上記問題に鑑みてなされたもので、スイッチング部で発生するノイズを回路上低減させることで、出力側にフィルターを不要とする調光装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

商用交流電源整流電圧入力電圧とするスイッチング電源と、前記スイッチング電源の出力電圧が入力され、LED素子蛍光灯等の照明器具に対して調光信号を出力する信号出力端子を備える二次側回路とを備え、前記スイッチング電源は、スイッチングトランス電圧ボトム電圧検出タイミングスイッチングを行う疑似共振電源部を備えることを特徴とする調光装置

技術分野

0001

この発明は、LED素子蛍光灯等の照明器具信号線調光する調光装置に関する。

背景技術

0002

LED素子、蛍光灯等の照明器具を信号線で調光制御する調光装置は、小型化と効率化のためにスイッチング電源装置を用いている。図1は従来の調光装置の概略構成図である。

0003

商用電源1は整流素子2で全波整流された後、スイッチング部3でスイッチングされて所定の直流電圧に変換され、マイコンを備えた二次側回路10で調光のためのPWM信号が生成されて照明器具4が接続される信号出力端子に出力される。

0004

このようなスイッチング部を備えた調光装置は、従来から数多く提案されている(例えば特許文献1)。

先行技術

0005

特開2011−165394号

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、従来の調光装置は、スイッチング部で発生する高周波ノイズを除去するために、信号出力端子側にノイズフィルターを取り付けていた。このため、小型化・低コスト化限界があった。

0007

この発明は上記問題に鑑みてなされたもので、スイッチング部で発生するノイズ回路上低減させることで、出力側フィルターを不要とする調光装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

この発明は、
商用交流電源整流電圧入力電圧とするスイッチング電源と、
前記スイッチング電源の出力電圧が入力され、LED素子、蛍光灯等の照明器具に対して調光信号を出力する信号出力端子を備える二次側回路とを備え、
前記スイッチング電源は、スイッチングトランス電圧ボトム電圧検出タイミングでスイッチングを行う疑似共振電源部を備えることを特徴とする。

0009

スイッチング電源は、DC入力に対して自励又は他励により高周波スイッチングを行い、トランス変圧してから整流することで出力端子DC電圧を得るが、スイッチング動作を行う半導体素子は、そのドレインソース端子間トランジスタ素子の場合は、コレクタエミッタ間)の電圧が高い時にスイッチングすると、スイッチング時に高周波ノイズを発生し、且つ電流×電圧の損失が発生し効率を悪くする。この発明では、スイッチングトランス電圧のボトム電圧のタイミングを検出し、このタイミングでスイッチングを行うため、高周波ノイズの発生を防止でき、かつ、損失が低減することで効率が良くなる。高周波ノイズの発生を防止できるため、従来のように各々の信号出力線ノイズ除去フィルターが不要となる。

発明の効果

0010

スイッチング電源自身で発生する高周波ノイズが低減するため、出力側に高周波ノイズ除去用フィルターを設ける必要がなくなり、調光装置の小型化を図ることが出来る。

図面の簡単な説明

0011

従来の調光装置の概略構成図
この発明の実施形態の調光装置の回路図
従来の調光装置のスイッチング部(スイッチングIC)の入力電圧波形
本実施形態のスイッチング部(スイッチングIC)の入力電圧波形

実施例

0012

図2は、この発明の実施形態の調光装置の回路図である。

0013

この調光装置は、商用電源1が整流素子2で全波整流された後、DC−DCコンバータ3に入力する。DC−DCコンバータ回路3の出力は2次側回路10の電源となり、2次側回路10からはPWM信号が複数の信号出力端子11に導かれる、出力端子11のそれぞれにはLED素子を含む照明器具4が接続されている。調光制御時には、例えば、調光比が80%のPWM信号が出力されると照明器具4の明るさも80%となる。

0014

2次側回路10は、定電圧制御を行うために、出力電圧を検出してDC−DCコンバータ回路3の1次側フィードバックするフォトダイオード13aを含んでいる。

0015

DC−DCコンバータ回路3は、トランス30の1次側巻線に接続されるスイッチングIC31と、トランス30の3次巻線に接続されるボトム電圧検出回路32と、2次側回路10内のフォトダイオード13aに光結合するフォトトランジスタ13bと、トランス30の2次側巻線に接続される整流ダイオード33及び平滑コンデンサ34から成る整流回路と、を備えている。

0016

スイッチングIC31は、スイッチング用半導体素子を備えており、トランス30の3次巻線電圧励磁されることでトランス30の一次巻線からのDC電圧を高周波スイッチングする。また、ボトム電圧検出回路32は、3次巻線電圧を整流するダイオードと平滑用のRC回路で構成されており、3次巻線電圧(スイッチングトランス電圧)のボトム電圧タイミングを検出する。このボトム電圧タイミングでは、スイッチングIC31の電圧が低下するため、同IC31はこのときスイッチングをするように制御する。このように、ボトム電圧タイミングでIC31がスイッチングすることにより、疑似共振を行う。疑似共振電源部は、上記スイッチングIC31とボトム電圧検出回路32とを含む。

0017

図3図4は、従来の調光装置と本実施形態のスイッチング部(スイッチングIC)の入力電圧波形をそれぞれ示している。

0018

図3では矢印Aで示すように入力電圧が高い時にスイッチングしているため高周波ノイズが多いが、図4では矢印Bで示すように入力電圧がボトムのときにスイッチングしているため高周波ノイズが少ない。このように、ボトム時にスイッチングを行う制御を行うことにより高周波ノイズを大きく減らすことが出来、また、ボトムスイッチングにより、スイッチング素子消費電力I×Vが減少する。このため、出力側に高周波ノイズ防止用のフィルターを接続する必要がなくなり、調光装置の小型化を実現出来る。さらに消費電力が減少するため効率が良くなる。

0019

3−DC−DCコンバータ回路
31−スイッチングIC
32−ボトム電圧検出回路

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