(57)【要約】      （修正有）【課題】負荷の電源供給を制御するスイッチング回路を提供する。【解決手段】スイッチング回路は、単方向電源モジュール２０、単方向負荷モジュール２３、インダクタ２１及びスイッチモジュール２５を備え、単方向電源モジュールは、交流電源を整流して脈動を含む直流入力電圧に変換する。スイッチモジュールの切替動作を制御することにより、インダクタを充電又は放電させて動作電流を調整する。インダクタが方向負荷モジュールに電力を供給する場合、インダクタ及び単方向負荷モジュールが１つの回路を形成する。入力電圧の脈動が高い電位のデューティサイクルである場合、インダクタの特性で動作電流を制御することにより、単方向負荷モジュールの使用電力を調整する。また、入力電圧の脈動が低い電位のデューティ比である場合、インダクタの切替で蓄電を放電することにより、単方向負荷モジュールに動作電流を供給することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１極及び第２極を有する単方向電源モジュールと、
第１極及び第２極を有する単方向負荷モジュールと、
一端が前記単方向電源モジュールの第１極及び前記単方向負荷モジュールの第２極に接続され、他端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続されるインダクタと、
第１スイッチを有するスイッチモジュールと、
を備え、
前記第１スイッチの第１端が前記単方向負荷モジュールの第１極に接続され、前記第１スイッチの制御端が第１制御信号を受け、前記第１スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第１スイッチが前記第１制御信号の制御により導通又は遮断を行うことを特徴とする、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路。
【請求項２】
前記第１スイッチが導通した場合、前記インダクタを充電し、或いは前記第１スイッチが遮断した場合、前記インダクタが前記単方向負荷モジュールに放電することを特徴とする、請求項１に記載のスイッチング回路。
【請求項３】
一端が前記単方向電源モジュールの第１極に接続され、他端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続されるフロントコンデンサを有するフロント蓄電モジュールをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のスイッチング回路。
【請求項４】
前記フロント蓄電モジュールは、さらに第２スイッチを備え、前記第２スイッチの第１端が前記フロントコンデンサの他端に接続され、前記第２スイッチの制御端が第２制御信号を受け、前記第２スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第２スイッチが前記第２制御信号の制御により導通、遮断又は電流制限を行うことを特徴とする、請求項３に記載のスイッチング回路。
【請求項５】
第１極及び第２極を有する単方向電源モジュールと、
第１極及び第２極を有する単方向負荷モジュールと、
一端が前記単方向電源モジュールの第１極及び単方向導通素子を介して前記単方向負荷モジュールの第２極に接続され、他端が前記単方向負荷モジュールの第１極に接続されるインダクタと、
第１スイッチを有するスイッチモジュールと、
フロントコンデンサと第２スイッチとを有するフロント蓄電モジュールと、
を備え、
前記第１スイッチの第１端が前記単方向負荷モジュールの第２極に接続され、前記第１スイッチの制御端が第１制御信号を受け、前記第１スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第１スイッチが前記第１制御信号の制御により導通又は遮断を行い、
前記フロントコンデンサの一端が前記単方向電源モジュールの第１極に接続され、前記第２スイッチの第１端が前記フロントコンデンサの他端に接続され、前記第２スイッチの制御端が第２制御信号を受け、前記第２スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第２スイッチが前記第２制御信号の制御により導通、遮断又は電流制限を行うことを特徴とする、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路。
【請求項６】
前記第１スイッチが導通した場合、前記インダクタを充電し、或いは前記第１スイッチが遮断した場合、前記インダクタが前記単方向負荷モジュールに放電することを特徴とする、請求項５に記載のスイッチング回路。
【請求項７】
第１極及び第２極を有する単方向電源モジュールと、
第１極及び第２極を有する単方向負荷モジュールと、
一端が前記単方向電源モジュールの第１極及び第１単方向導通素子を介して前記単方向負荷モジュールの第２極に接続され、他端が前記単方向負荷モジュールの第１極に接続するインダクタと、
第１スイッチと第２スイッチとを有するスイッチモジュールと、
を備え、
前記第１スイッチの第１端が前記単方向負荷モジュールの第１極に接続され、前記第１スイッチの制御端が第１制御信号を受け、前記第１スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第２スイッチの第１端が前記単方向負荷モジュールの第２極に接続され、前記第２スイッチの制御端が第２制御信号を受け、前記第２スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第１スイッチが前記第１制御信号の制御により導通又は遮断を行い、前記第２スイッチが前記第２制御信号の制御により導通又は遮断を行うことを特徴とする、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路。
【請求項８】
前記第１スイッチが遮断状態を保持して、前記第２スイッチがスイッチの切替動作を行い、又は前記第１スイッチがスイッチの切替動作を行って、前記第２スイッチが遮断状態を保持し、或いは前記第１制御信号と前記第２制御信号が互いに同相で同期する制御信号、逆相で同期する制御信号又は非同期する制御信号であることを特徴とする、請求項７に記載のスイッチング回路。
【請求項９】
フロントコンデンサと、第３スイッチとを有し、前記フロントコンデンサの一端が前記単方向電源モジュールの第１極に接続され、前記第３スイッチの第１端が前記フロントコンデンサの他端に接続され、前記第３スイッチの制御端が第３制御信号を受け、前記第３スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第３スイッチが前記第３制御信号の制御により導通、遮断又は電流制限を行うフロント蓄電モジュールをさらに備えることを特徴とする、請求項７に記載のスイッチング回路。
【請求項１０】
第１極及び第２極を有する単方向電源モジュールと、
第１極及び第２極を有する単方向負荷モジュールと、
一端が前記単方向電源モジュールの第１極に接続され、他端が前記単方向負荷モジュールの第１極に接続されるインダクタと、
第１スイッチを有するスイッチモジュールと、
バックコンデンサを有するバック蓄電モジュールと、
を備え、
前記第１スイッチの第１端が前記単方向負荷モジュールの第１極又は第２極に接続され、前記第１スイッチの制御端が第１制御信号を受け、前記第１スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第１スイッチが前記第１制御信号の制御により導通又は遮断を行い、
前記バックコンデンサの一端が第１単方向導通素子を介して前記インダクタの一端及び第２単方向導通素子を介して前記単方向負荷モジュールの第２極に接続され、前記バックコンデンサの他端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続されることを特徴とする、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路。
【請求項１１】
前記スイッチモジュールは、さらに第２スイッチを有し、前記第２スイッチの第１端が前記単方向負荷モジュールの第１極又は第２極に接続され、前記第２スイッチの制御端が第２制御信号を受け、前記第２スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第２スイッチが前記第２制御信号の制御により導通又は遮断を行うことを特徴とする、請求項１０に記載のスイッチング回路。
【請求項１２】
前記第１スイッチが遮断状態を保持して、前記第２スイッチがスイッチの切替動作を行い、又は前記第１スイッチがスイッチの切替動作を行って、前記第２スイッチが遮断状態を保持し、或いは前記第１制御信号と前記第２制御信号が互いに同相で同期する制御信号、逆相で同期する制御信号又は非同期する制御信号であることを特徴とする、請求項１１に記載のスイッチング回路。
【請求項１３】
前記バック蓄電モジュールは、さらに第３スイッチを有し、前記第３スイッチの第１端が前記バックコンデンサの他端に接続され、前記第３スイッチの制御端が第３制御信号を受け、前記第３スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第３スイッチが前記第３制御信号の制御により導通、遮断又は電流制限を行うことを特徴とする、請求項１０に記載のスイッチング回路。
【請求項１４】
第１極及び第２極を有する単方向電源モジュールと、
第１極及び第２極を有する単方向負荷モジュールと、
一端が前記単方向電源モジュールの第１極に接続され、他端が第１単方向導通素子を介して前記単方向負荷モジュールの第１極に接続されるインダクタと、
第１スイッチと第２スイッチとを有するスイッチモジュールと、
バックコンデンサを有するバック蓄電モジュールと、
を備え、
前記第１スイッチの第１端が前記インダクタの他端に接続され、前記第１スイッチの制御端が第１制御信号を受け、前記第１スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第２スイッチの第１端が前記単方向負荷モジュールの第２極に接続され、前記第２スイッチの制御端が第２制御信号を受け、前記第２スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第１スイッチが前記第１制御信号の制御により導通又は遮断を行い、前記第２スイッチが前記第２制御信号の制御により導通又は遮断を行い、
前記バックコンデンサの一端が第２単方向導通素子を介して前記単方向負荷モジュールの第１極及び第３単方向導通素子を介して前記単方向負荷モジュールの第２極に接続され、前記バックコンデンサの他端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続されることを特徴とする、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路。
【請求項１５】
前記第１スイッチが遮断状態を保持して、前記第２スイッチがスイッチの切替動作を行い、又は前記第１スイッチがスイッチの切替動作を行って、前記第２スイッチが遮断状態を保持し、或いは前記第１制御信号と前記第１制御信号が互いに同相で同期する制御信号、逆相で同期する制御信号又は非同期する制御信号であることを特徴とする、請求項１４に記載のスイッチング回路。
【請求項１６】
前記バック蓄電モジュールは、第３スイッチをさらに有し、前記第３スイッチの第１端が前記バックコンデンサの他端に接続され、前記第３スイッチの制御端が第３制御信号を受け、前記第３スイッチの第２端が前記単方向電源モジュールの第２極に接続され、前記第３スイッチが前記第３制御信号の制御により導通、遮断又は電流制限を行うことを特徴とする、請求項１４に記載のスイッチング回路。
【請求項１７】
前記単方向負荷モジュールは、定電圧負荷素子を有することを特徴とする、請求項１、５、７、１０、又は１４に記載のスイッチング回路。
【請求項１８】
前記定電圧負荷素子は、第１極及び第２極を有し、前記定電圧負荷素子の第１極が単方向導通負荷素子を介して前記単方向負荷モジュールの第１極に接続され、又は前記定電圧負荷素子の第２極が前記単方向導通負荷素子を介して前記単方向負荷モジュールの第２極に接続されることを特徴とする、請求項１７に記載のスイッチング回路。
【請求項１９】
前記単方向負荷モジュールは、前記定電圧負荷素子に並列接続する負荷コンデンサをさらに備えることを特徴とする、請求項１７に記載のスイッチング回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング回路に関し、特に負荷の電源供給を制御するスイッチング回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来のスイッチング回路の回路構造の概略図である。図示されたように、従来のスイッチング回路１００は、単方向電源モジュール１０と、スイッチ１１と、インダクタ１２と、発光ダイオード１３とコンデンサ１５とを備える昇圧コンバータ（Ｂｏｏｓｔ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）である。
【０００３】
その中、単方向電源モジュール１０は、第１極と、第２極とを有するブリッジ整流器であり、商用電源の交流電源ＶＡＣを整流して脈動を含む直流入力電圧ＶＩＮに変換することができる。インダクタ１２の一端が単方向電源モジュール１０の第１極に接続される。スイッチ１１の第１端がインダクタ１２の他端に接続され、制御端が制御信号Ｓを受け、第２端が負荷素子を介して単方向電源モジュール１０の第２極に接続される。発光ダイオード１３の第１極がダイオード１２１を介して単方向電源モジュール１０の第１極に接続され、第２極が負荷素子を介して単方向電源モジュール１０の第２極に接続される。コンデンサ１５と、発光ダイオード１３とを並列接続する。
【０００４】
スイッチ１１を遮断状態に制御した場合、インダクタ１２から放電された電流によって発光ダイオード１３を発光させると共に、コンデンサ１５に充電する。また、スイッチ１１を導通状態に制御した場合、コンデンサ１５より放電された電流によって発光ダイオード１３を発光させ、入力電圧ＶＩＮがインダクタ１２に充電する。
【０００５】
従来の昇圧型スイッチング回路１００において、順方向バイアスＶＦは、入力電圧ＶＩＮの最大電圧値より高く設定することが必要であり、そうでないとスイッチング回路１００が正しく作動できないことがある。しかし、直列接続して構成した高い順方向バイアスＶＦの発光ダイオード１３はコストが高く、且つ高い順方向バイアスＶＦの発光ダイオード１３を駆動して発光することは容易ではないという問題があった。
【０００６】
また、発光ダイオードの作動を制御するスイッチング回路として、他のコンバータである従来の降圧コンバータ（Ｂｕｃｋ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を採用する場合、その入力電圧ＶＩＮの脈動が発光ダイオードの順方向バイアスＶＦより高いデューティサイクルである時以外、スイッチング回路を効率的に作動させることができないので、稼働時間が大きく制限されることになる。よって、従来の昇圧コンバータ又は降圧コンバータのスイッチング回路を使用する際にいずれも制限が存在する。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路を提供することを目的とし、そのスイッチング回路は、単方向電源モジュールと、インダクタと、スイッチモジュールと、単方向負荷モジュールとを備え、単方向電源モジュールは商用電源という交流電源ＶＡＣを、脈動を含む直流入力電圧に変換し、スイッチモジュールの切替動作を制御することにより、単方向負荷モジュールにインダクタにより調整した入力エネルギーを受ける。よって、入力電圧の脈動が高い電位のデューティサイクルである場合、インダクタの特性で動作電流を制御することにより、単方向負荷モジュールの使用電力を調整する。また、入力電圧の脈動が低い電位のデューティ比である場合、インダクタを蓄電から放電に切り替えることにより、単方向負荷モジュールに動作電流を供給することができる。
【０００８】
本発明の一つの目的は、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路を提供することであり、その単方向負荷モジュールは、発光用の定電圧負荷素子を備える。定電圧負荷素子は、コンデンサに並列接続してもよく、単方向負荷モジュールの電流が高速に変化する場合、コンデンサは電圧負荷素子の動作電流を平均化することができるので、定電圧負荷素子に流れる電流の急激な変動を抑制することができる。
【０００９】
本発明の一つの目的は、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路を提供することであり、そのスイッチング回路は、フロント蓄電モジュールをさらに備える。入力電圧の脈動が低い電位である場合、フロント蓄電モジュールは、蓄電を単方向負荷モジュールに放電することができる。
【００１０】
本発明の一つの目的は、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路を提供することであり、そのフロント蓄電モジュールは、フロントコンデンサと、スイッチとを有する。スイッチの切替動作を制御することにより、フロントコンデンサの充電電流及び充電時間を調整して、回路システムの力率を改善することができる。
【００１１】
本発明の一つの目的は、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路を提供することであり、そのスイッチング回路は、バック蓄電モジュールをさらに備える。入力電圧の脈動が低い電位である場合、インダクタ又はバック蓄電モジュールを切り替えて、蓄電を放電することで、単方向負荷モジュールに動作電流を供給することができる。
【００１２】
本発明の一つの目的は、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路を提供することであり、そのバック蓄電モジュールは、バックコンデンサと、スイッチとを有する。スイッチの切替動作を制御することにより、バックコンデンサの充電電流及び充電時間を調整して、回路システムの力率を改善することができる。
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するために、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路を提供する。その回路は、第１極及び第２極を有する単方向電源モジュールと、第１極及び第２極を有する単方向負荷モジュールと、一端が単方向電源モジュールの第１極及び単方向負荷モジュールの第２極に接続され、他端が単方向電源モジュールの第２極に接続されるインダクタと、第１スイッチを有するスイッチモジュールとを備え、第１スイッチの第１端が単方向負荷モジュールの第１極に接続され、第１スイッチの制御端が第１制御信号を受け、第１スイッチの第２端が単方向電源モジュールの第２極に接続され、第１スイッチが第１制御信号の制御により導通又は遮断を行う。
【００１４】
本発明の一実施形態において、第１スイッチが導通した場合、インダクタを充電し、或いは第１スイッチが遮断した場合、インダクタが単方向負荷モジュールに放電する。
【００１５】
本発明の一実施形態において、スイッチング回路は、一端が単方向電源モジュールの第１極に接続され、他端が単方向電源モジュールの第２極に接続されるフロントコンデンサを有するフロント蓄電モジュールをさらに備える。
【００１６】
本発明の一実施形態において、フロント蓄電モジュールは、さらに第２スイッチを備え、第２スイッチの第１端がフロントコンデンサの他端に接続され、第２スイッチの制御端が第２制御信号を受け、第２スイッチの第２端が単方向電源モジュールの第２極に接続され、第２スイッチが第２制御信号の制御により導通、遮断又は電流制限を行う。
【００１７】
本発明はまた、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路を提供する。その回路は、第１極及び第２極を有する単方向電源モジュールと、第１極及び第２極を有する単方向負荷モジュールと、一端が単方向電源モジュールの第１極及び単方向導通素子を介して単方向負荷モジュールの第２極に接続され、他端が単方向負荷モジュールの第１極に接続されるインダクタと、第１スイッチを有するスイッチモジュールと、フロントコンデンサと第２スイッチとを有するフロント蓄電モジュールとを備え、第１スイッチの第１端が単方向負荷モジュールの第２極に接続され、第１スイッチの制御端が第１制御信号を受け、第１スイッチの第２端が単方向電源モジュールの第２極に接続され、第１スイッチが第１制御信号の制御により導通又は遮断を行い、フロントコンデンサの一端が単方向電源モジュールの第１極に接続され、第２スイッチの第１端がフロントコンデンサの他端に接続され、第２スイッチの制御端が第２制御信号を受け、第２スイッチの第２端が単方向電源モジュールの第２極に接続され、第２スイッチが第２制御信号の制御により導通、遮断又は電流制限を行う。
【００１８】
本発明の一実施形態において、第１スイッチが導通した場合、インダクタを充電し、或いは第１スイッチが遮断した場合、インダクタが単方向負荷モジュールに放電する。
【００１９】
本発明はまた、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路を提供する。その回路は、第１極及び第２極を有する単方向電源モジュールと、第１極及び第２極を有する単方向負荷モジュールと、一端が単方向電源モジュールの第１極及び第１単方向導通素子を介して単方向負荷モジュールの第２極に接続され、他端が単方向負荷モジュールの第１極に接続されるインダクタと、第１スイッチと第２スイッチとを有するスイッチモジュールとを備え、第１スイッチの第１端が単方向負荷モジュールの第１極に接続され、第１スイッチの制御端が第１制御信号を受け、第１スイッチの第２端が単方向電源モジュールの第２極に接続され、第２スイッチの第１端が単方向負荷モジュールの第２極に接続され、第２スイッチの制御端が第２制御信号を受け、第２スイッチの第２端が単方向電源モジュールの第２極に接続され、第１スイッチが第１制御信号の制御により導通又は遮断を行い、第２スイッチが第２制御信号の制御により導通又は遮断を行う。
【００２０】
本発明の一実施形態において、スイッチング回路は、フロントコンデンサと、第３スイッチとを有し、フロントコンデンサの一端が単方向電源モジュールの第１極に接続され、第３スイッチの第１端がフロントコンデンサの他端に接続され、第３スイッチの制御端が第３制御信号を受け、第３スイッチの第２端が単方向電源モジュールの第２極に接続され、第３スイッチが第３制御信号の制御により導通、遮断又は電流制限を行うフロント蓄電モジュールをさらに備える。
【００２１】
本発明はまた、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路を提供する。その回路は、第１極及び第２極を有する単方向電源モジュールと、第１極及び第２極を有する単方向負荷モジュールと、一端が単方向電源モジュールの第１極に接続され、他端が単方向負荷モジュールの第１極に接続されるインダクタと、第１スイッチを有するスイッチモジュールと、バックコンデンサを有するバック蓄電モジュールとを備え、第１スイッチの第１端が単方向負荷モジュールの第１極又は第２極に接続され、第１スイッチの制御端が第１制御信号を受け、第１スイッチの第２端が単方向電源モジュールの第２極に接続され、第１スイッチが第１制御信号の制御により導通又は遮断を行い、バックコンデンサの一端が第１単方向導通素子を介してインダクタの一端及び第２単方向導通素子を介して単方向負荷モジュールの第２極に接続され、バックコンデンサの他端が単方向電源モジュールの第２極に接続する。
【００２２】
本発明の一実施形態において、スイッチモジュールは、第２スイッチをさらに有し、第２スイッチの第１端が単方向負荷モジュールの第１極又は第２極に接続され、第２スイッチの制御端が第２制御信号を受け、第２スイッチの第２端が単方向電源モジュールの第２極に接続され、第２スイッチが第２制御信号の制御により導通又は遮断を行う。
【００２３】
本発明はまた、負荷の電源供給を制御するスイッチング回路を提供する。その回路は、第１極及び第２極を有する単方向電源モジュールと、第１極及び第２極を有する単方向負荷モジュールと、一端が単方向電源モジュールの第１極に接続され、他端が第１単方向導通素子を介して単方向負荷モジュールの第１極に接続されるインダクタと、第１スイッチと第２スイッチとを有するスイッチモジュールと、バックコンデンサを有するバック蓄電モジュールとを備え、第１スイッチの第１端がインダクタの他端に接続され、第１スイッチの制御端が第１制御信号を受け、第１スイッチの第２端が単方向電源モジュールの第２極に接続され、第２スイッチの第１端が単方向負荷モジュールの第２極に接続され、第２スイッチの制御端が第２制御信号を受け、第２スイッチの第２端が単方向電源モジュールの第２極に接続され、第１スイッチが第１制御信号の制御により導通又は遮断を行い、第２スイッチが第２制御信号の制御により導通又は遮断を行い、バックコンデンサの一端が第２単方向導通素子を介して単方向負荷モジュールの第１極及び第３単方向導通素子を介して単方向負荷モジュールの第２極に接続され、バックコンデンサの他端が単方向電源モジュールの第２極に接続される。
【００２４】
本発明の一実施形態において、第１スイッチを遮断状態に保持して、第２スイッチがスイッチの切替動作を行い、又は第１スイッチがスイッチの切替動作を行って、第２スイッチを遮断状態に保持し、或いは第１制御信号と第１制御信号とは互いに同相で同期する制御信号、逆相で同期する制御信号又は非同期する制御信号である。
【００２５】
本発明の一実施形態において、バック蓄電モジュールは、第３スイッチをさらに有し、第３スイッチの第１端がバックコンデンサの他端に接続され、第３スイッチの制御端が第３制御信号を受け、第３スイッチの第２端が単方向電源モジュールの第２極に接続され、第３スイッチが第３制御信号の制御により導通、遮断又は電流制限を行う。
【００２６】
本発明の一実施形態において、単方向負荷モジュールは、定電圧負荷素子を有する。
【００２７】
本発明の一実施形態において、定電圧負荷素子は、第１極及び第２極を有し、定電圧負荷素子の第１極が単方向導通負荷素子を介して単方向負荷モジュールの第１極に接続され、又は定電圧負荷素子の第２極が単方向導通負荷素子を介して単方向負荷モジュールの第２極に接続される。
【００２８】
本発明の一実施形態において、単方向負荷モジュールは、定電圧負荷素子に並列接続する負荷コンデンサをさらに備える。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来のスイッチング回路の回路構造の概略図である。
【図２】本発明に係るスイッチング回路の一実施形態の回路ブロックの概略図である。
【図３Ａ】本発明に係る図２のスイッチング回路の一実施形態の回路構造の概略図である。
【図３Ｂ】本発明に係る図２のスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路構造の概略図である。
【図３Ｃ】本発明に係る図２のスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路構造の概略図である。
【図４】本発明に係るスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路ブロックの概略図である。
【図５】本発明に係る図４のスイッチング回路の一実施形態の回路構造の概略図である。
【図６】本発明に係るスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路ブロックの概略図である。
【図７Ａ】本発明に係る図６のスイッチング回路の一実施形態の回路構造の概略図である。
【図７Ｂ】本発明に係る図６のスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路構造の概略図である。
【図８】本発明に係るスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路ブロックの概略図である。
【図９Ａ】本発明に係る図８のスイッチング回路の一実施形態の回路構造の概略図である。
【図９Ｂ】本発明に係る図８のスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路構造の概略図である。
【図９Ｃ】本発明に係る図８のスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路構造の概略図である。
【図１０】本発明に係るスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路ブロックの概略図である。
【図１１】本発明に係る図１０のスイッチング回路の一実施形態の回路構造の概略図である。
【図１２】本発明に係るスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路ブロックの概略図である。
【図１３Ａ】本発明に係る図１２のスイッチング回路の一実施形態の回路構造の概略図である。
【図１３Ｂ】本発明に係る図１２のスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路構造の概略図である。
【図１３Ｃ】本発明に係る図１２のスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路構造の概略図である。
【図１４】本発明に係るスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路ブロックの概略図である。
【図１５】本発明に係る図１４のスイッチング回路の一実施形態の回路構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
まず、図２及び図３Ａを参照して説明する。図２及び図３Ａは本発明に係るスイッチング回路の一実施形態の回路ブロックの概略図及び回路構造の概略図である。図示されたように、本実施形態におけるスイッチング回路２００は、単方向電源モジュール２０と、インダクタ２１と、単方向負荷モジュール２３と、スイッチモジュール２５とを備える。
【００３１】
単方向電源モジュール２０は、ブリッジ整流器であってもよく、第１極（例えば、正極＋）及び第２極（例えば、負極−）を有し、商用電源の交流電源ＶＡＣを、脈動を含む直流入力電圧ＶＩＮに変換することができる。単方向負荷モジュール２３も第１極及び第２極を有する。インダクタ２１の一端が単方向電源モジュール２０の第１極及び単方向負荷モジュール２３の第２極に接続され、インダクタ２１の他端が単方向負荷モジュール２３の第１極に接続される。スイッチモジュール２５は、第１スイッチ２５１を有する。第１スイッチ２５１（例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスター、ＭＯＳＦＥＴ）の第１端（例えば、ドレイン）を単方向負荷モジュールの第１極に接続し、第１スイッチ２５１の制御端（例えば、ゲート端）は第１制御信号Ｓ１を受け、第１スイッチ２５１の第２端（例えば、ソース端）を単方向電源モジュール２０の第２極に接続する。第１スイッチ２５１が第１制御信号Ｓ１の制御によりスイッチの導通（ｔｕｒｎ  ｏｎ）又は遮断（ｔｕｒｎ  ｏｆｆ）を行う。
【００３２】
また、単方向負荷モジュール２３は、第１極及び第２極を有する定電圧負荷素子２３１を備える。本発明の一実施形態において、定電圧負荷素子２３１は１つ又は複数の発光ダイオードであってもよい。また、本発明のもう一つの実施形態において、定電圧負荷素子２３１は充電式電池であってもよい。そして、以降の説明においては、発光ダイオードを単方向負荷の主な部材として説明する。しかし、当業者が理解されるように、充電式電池又は定電圧の特性を有する素子も単方向負荷の主な部材として応用できる。
【００３３】
本実施形態におけるスイッチモジュール２５は、スイッチを制御する複数の方法を提供し、例えば、スイッチモジュール２５に流れるセンス電流Ｉ１が所定値を超えるか否かを検出し、センス電流Ｉ１が所定値を超える場合、第１スイッチ２５１を遮断するように制御をして、再導通の遅延時間経過後に、第１スイッチ２５１を再導通するように制御する。或いは、固定周波数又は固定時間で第１スイッチ２５１の切り替えを制御する（例えば、固定周波数又は固定時間で第１スイッチ２５１を導通又は遮断する）。さらに、第１スイッチ２５１が導通した場合、入力電圧ＶＩＮがインダクタ２１に充電され、第１スイッチ２５１を遮断状態に制御した場合、インダクタ２１から放電された電流が単方向負荷モジュール２３へ流れる。
【００３４】
さらに、図３Ａを参照して、単方向負荷モジュール２３は、さらに単方向導通負荷素子２３２（例えば、逆降伏電圧（ｒｅｖｅｒｓｅ  ｂｒｅａｋｄｏｗｎ  ｖｏｌｔａｇｅ）及び高速リカバリ（ｆａｓｔ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ）などの特性を有すダイオード）を備えることができる。そして、定電圧負荷素子２３１の第１極を、単方向導通負荷素子２３２を介して単方向負荷モジュール２３の第１極に接続することができる。或いは、図３Ｂを参照して、定電圧負荷素子２３１の第２極を、単方向導通負荷素子２３２を介して単方向負荷モジュール２３の第２極に接続することができる。
【００３５】
また、図３Ｃを参照して、単方向負荷モジュール２３は、定電圧負荷素子２３１に並列接続する負荷コンデンサ２３３をさらに備えても良い。負荷コンデンサ２３３は、例えば数式ＩＬ＝ＩＬＥＤ＋ＩＣに示されるように、インダクタ２１から放電された電流を定電圧負荷素子２３１と共有することができると共に、充電を行うことができる。即ち、第１スイッチ２５１が導通した場合、負荷コンデンサ２３３は、一部のエネルギーを定電圧負荷素子２３１に放電して作動させることができるので、定電圧負荷素子２３１に流れた電流の急激な変動を抑制して高周波の点滅を減少することができると共に、定電圧負荷素子２３１の発光効率及び利用率を向上させることができる。
【００３６】
本発明のもう一つの実施形態において、スイッチモジュール２５は、負荷コンデンサ２３３を所定電圧まで充電する時間を設定することができると共に、この充電時間をもって定時的に第１スイッチ２５１の切り替えを制御する。即ち、スイッチモジュール２５が導通又は遮断するように制御することにより、インダクタ２１及び負荷コンデンサ２３３の充電または放電を行うように制御する。よって、入力電圧ＶＩＮの脈動が任意のデューティサイクルであっても、スイッチング回路２００が正常に作動することができ、単方向負荷モジュール２３に供給する電流を所定レベル以上に制御することができる。
【００３７】
図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５は本発明に係るスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路ブロックの概略図及び回路構造の概略図である。本実施形態におけるスイッチング回路２００は、フロントコンデンサ２７１と第２スイッチ２７３とを有するフロント蓄電モジュール２７をさらに備える。フロントコンデンサ２７１の一端が単方向電源モジュール２０の第１極に接続され、第２スイッチ２７３の第１端がフロントコンデンサ２７１の他端に接続され、第２スイッチ２７３の制御端が第２制御信号Ｓ２を受け、第２スイッチ２７３の第２端が単方向電源モジュール２０の第２極に接続される。
【００３８】
入力電圧ＶＩＮの脈動が高い電位のデューティサイクルであれば、入力電圧ＶＩＮによりフロントコンデンサ２７１に対して充電を行う。入力電圧ＶＩＮの脈動が低い電位のデューティサイクルであれば、フロントコンデンサ２７１に充電されたエネルギーが単方向負荷モジュール２３に放電されることで、定電圧負荷素子２３１を発光させるように支援する。
【００３９】
さらに、入力電圧ＶＩＮが高い電位の状態でフロントコンデンサ２７１に対して充電を行う場合、フロントコンデンサ２７１が大きい充電電流を受けて急速に充電することで、回路システムの力率（ｐｏｗｅｒ  ｆａｃｔｏｒ，ＰＦ）を低下させる。ここで、フロントコンデンサ２７１の充放電過程の力率に対する影響を改善するために、本実施形態は、フロントコンデンサ２７１と単方向電源モジュール２０との間に第２スイッチ２７３をさらに直列接続する。即ち、第２スイッチ２７３の切替又は電流制限動作を制御することにより、フロントコンデンサ２７１の充電電流、充電時間及びタイミングを調整することで、フロントコンデンサ２７１の充電電圧を制御し、回路システム全体の力率を改善し、且つフロントコンデンサ２７１の充電電流を制限することにより、フロントコンデンサ２７１の必要なコンデンサ容量値を低下させて、体積及びコストを減らすことができる。
【００４０】
図６及び図７Ａを参照して説明する。図６及び図７Ａは本発明に係るスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路ブロックの概略図及び回路構造の概略図である。図示されたように、本実施形態におけるスイッチング回路３００は、単方向電源モジュール３０と、インダクタ３１と、単方向負荷モジュール３３と、スイッチモジュール３５とを備える。
【００４１】
単方向電源モジュール３０は、交流電源ＶＡＣを入力電圧ＶＩＮに変換する。インダクタ３１の一端が単方向電源モジュール３０の第１極及び単方向導通素子３２１を介して単方向負荷モジュール３３の第２極に接続され、他端が単方向負荷モジュール３３の第１極に接続される。スイッチモジュール３５は、第１スイッチ３５１を有し、第１スイッチ３５１の第１端が単方向負荷モジュール３３の第２極に接続され、第１スイッチ３５１の制御端が第１制御信号Ｓ１を受け、第１スイッチ３５１の第２端が単方向電源モジュール３０の第２極に接続される。第１スイッチ３５１が第１制御信号Ｓ１の制御によりスイッチの導通又は遮断を行う。第スイッチ３５１が第１制御信号Ｓ１の制御によりスイッチの導通又は遮断を行う。
【００４２】
本実施形態におけるスイッチモジュール３５もスイッチを制御する複数の方法を提供し、例えば、スイッチモジュール３５に流れるセンス電流Ｉ１が所定値を超えるか否かを検出し、センス電流Ｉ１が所定値を超える場合、第１スイッチ３５１を遮断するように制御して、再導通の遅延時間経過後に、第１スイッチ３５１を再導通するように制御する。或いは、固定周波数又は固定時間で第１スイッチ３５１の切り替えを制御する（例えば、固定周波数又は固定時間で第１スイッチ３５１を導通又は遮断する）。さらに、第１スイッチ３５１が導通した場合、入力電圧ＶＩＮがインダクタ３１に充電され、単方向負荷モジュール３３に供電する。第１スイッチ３５１を遮断状態に制御した場合、インダクタ３１に蓄電されたエネルギーを単方向負荷モジュール３３に放電することができる。また、本実施形態におけるスイッチング回路３００も、フロントコンデンサ３７１と、フロントコンデンサ３７１と直列接続する第２スイッチ３７３とを有するフロント蓄電モジュール３７を備えてもよい。入力電圧ＶＩＮの脈動がフロントコンデンサ３７１の電位より低い場合、単方向電源モジュール３０をフロントコンデンサ３７１に取り替えて回路が正常に作動するための電源とする。また、フロントコンデンサ３７１の充電過程において、第２制御信号Ｓ２により第２スイッチ３７３の切替動作を制御し、フロントコンデンサ３７１の充電電流、充電時間を調整することで、回路システム全体の力率を改善し、フロントコンデンサ３７１の充電電流を制限することによりフロントコンデンサ３７１の必要なコンデンサ容量値を低下させて、体積及びコストを減らすことができる。
【００４３】
さらに、本発明の一実施形態において、スイッチモジュール３５は、フロントコンデンサ３７１の充／放電を考慮して、第１スイッチ３５１の切替動作を精密に制御して最適な作動効果を得るように、センス電流Ｉ１の所定値及び再導通の遅延時間を様々に設定することができる。
【００４４】
次に、図７Ａを参照して、単方向負荷モジュール３３は、定電圧負荷素子３３１を有する。さらに、図７Ｂを参照して、定電圧負荷素子３３１を負荷コンデンサ３３３に並列接続することで、定電圧負荷素子３３１に流れる電流の急激な変動を抑制することができる。また、本発明のもう一つの実施形態において、スイッチモジュール３５も、負荷コンデンサ３３３を所定電圧まで充電する時間を設定することができ、この充電時間をもって定時的に第１スイッチ３５１の切り替えを制御する。
【００４５】
図８及び図９Ａを参照して説明する。図８及び図９Ａは本発明に係るスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路ブロックの概略図及び回路構造の概略図である。図示されたように、本実施形態におけるスイッチング回路４００は、単方向電源モジュール４０と、インダクタ４１と、単方向負荷モジュール４３と、スイッチモジュール４５とを備える。
【００４６】
単方向電源モジュール４０は、交流電源ＶＡＣを入力電圧ＶＩＮに変換する。インダクタ４１の一端が単方向電源モジュール４０の第１極及び第１単方向導通素子４２１を介して単方向負荷モジュール４３の第２極に接続され、他端が単方向負荷モジュール４３の第１極に接続される。スイッチモジュール４５は、第１スイッチ４５１と、第２スイッチ４５２とを有する。第１スイッチ４５１の第１端が単方向負荷モジュール４３の第１極に接続され、第１スイッチ４５１の制御端が第１制御信号Ｓ１を受け、第１スイッチ４５１の第２端が単方向電源モジュール４０の第２極に接続される。第２スイッチ４５２の第１端が単方向負荷モジュール４３の第２極に接続され、第２スイッチ４５２の制御端が第２制御信号Ｓ２を受け、第２スイッチ４５２の第２端が単方向電源モジュール４０の第２極に接続される。第１スイッチ４５１が第１制御信号Ｓ１の制御によりスイッチの導通又は遮断を行う。第２スイッチ４５２が第２制御信号Ｓ２の制御によりスイッチの導通又は遮断を行う。
【００４７】
本実施形態におけるスイッチモジュール４５のスイッチ制御方法は、入力電圧ＶＩＮの脈動が高い電位のデューティサイクルであれば、第１制御信号Ｓ１は第１スイッチ４５１を保持の遮断状態に制御し、第２制御信号Ｓ２は検出したセンス電流Ｉ２の大きさ及び再導通の遅延時間などの条件によって、第２スイッチ４５２の切り替えを制御する又は定時的に第２スイッチ４５２の切り替えを制御する。この時点で、入力電圧ＶＩＮを単方向負荷モジュール４３に供給（例えば、第２スイッチ４５２を導通又は遮断する）又はインダクタ４１に充電する（例えば、第２スイッチ４５２を導通する）。これに反して、入力電圧ＶＩＮの脈動が低い電位のデューティサイクルであれば、第２制御信号Ｓ２は第２スイッチ４５２を遮断状態に保持するように制御し、第１制御信号Ｓ１は検出したセンス電流Ｉ１の大きさ及び再導通の遅延時間などの条件によって、第１スイッチ４５１の切り替えを制御する又は定時的に第１スイッチ４５１の切り替えを制御する。この時点で、入力電圧ＶＩＮがインダクタ４１に充電される（例えば、第１スイッチ４５１を導通する）又はインダクタ４１の蓄電を単方向負荷モジュール４３に放電する（例えば、第１スイッチ４５１遮断する）。
【００４８】
上記スイッチモジュール４５のスイッチ制御方法は、本発明の具体的な実施形態の一部に過ぎない。ここで、同相で同期する、逆相で同期する又は非同期する制御信号Ｓ１、Ｓ２を採用してスイッチモジュール４５の切替動作を制御することは、いずれも本発明のスイッチング回路４００の範囲内に含まれるものとする。
【００４９】
また、図９Ａを参照して、単方向負荷モジュール４３は、定電圧負荷素子４３１を有する。さらに、図９Ｂを参照して、定電圧負荷素子４３１の第２極又は第１極を、単方向導通負荷素子４３２を介して単方向負荷モジュール４３の第２極又は第１極に接続することができる。或いは、図９Ｃを参照して、定電圧負荷素子４３１を負荷コンデンサ４３３に並列接続することで、定電圧負荷素子４３１に流れる電流の急激な変動を抑制することができる。
【００５０】
次に、図１０及び図１１を参照して、本実施形態におけるスイッチング回路４００も、フロントコンデンサ４７１と、フロントコンデンサ４７１と直列接続する第３スイッチ４７３とを有するフロント蓄電モジュール４７を備えてもよい。入力電圧ＶＩＮの脈動がフロントコンデンサ４７１の電位より低い場合、単方向電源モジュール４０をフロントコンデンサ４７１に取り替えて回路が正常に作動するための電源とする。また、フロントコンデンサ４７１の充電過程において、第３制御信号Ｓ３により第３スイッチ４７３の切替動作を制御し、フロントコンデンサ４７１の充電電流、充電時間を調整することで、回路システム全体の力率を改善し、フロントコンデンサ４７１の充電電流を制限することにより、フロントコンデンサ４７１の必要なコンデンサ容量値を低下させて、体積及びコストを減らすことができる。さらに、本発明の一実施形態において、スイッチモジュール４５は、フロントコンデンサ４７１の充／放電を考慮して、第１スイッチ４５１及び第２スイッチ４５２の切替動作を精密に制御して最適な運用効果を得るように、センス電流Ｉ１、Ｉ２の所定値及び再導通の遅延時間を様々に設定することができる。
【００５１】
図１２及び図１３Ａを参照して説明する。図１２及び図１３Ａは本発明に係るスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路ブロックの概略図及び回路構造の概略図である。図示されたように、本実施形態におけるスイッチング回路４０１は、図８及び図９Ａのスイッチング回路４００と比べて、バック蓄電モジュール４８をさらに備える。
【００５２】
バック蓄電モジュール４８は、バックコンデンサ４８１を有し、バックコンデンサ４８１の一端が第１単方向導通素子４４１を介してインダクタ４１の一端及び第２単方向導通素子４４２を介して単方向負荷モジュール４３の第２極に接続され、バックコンデンサ４８１の他端が単方向電源モジュール４０の第２極に接続される。
【００５３】
入力電圧ＶＩＮの脈動が高い電位のデューティサイクルであれば、第１スイッチ４５１が遮断状態を保持して、第２スイッチ４５２がスイッチの切替動作を行う。第２スイッチ４５２が導通した場合、入力電圧ＶＩＮがインダクタ４１に充電され、センス電流Ｉ２が単方向負荷モジュール４３に流れる（発光させる）と共に、電流が上昇し続ける。その後、センス電流Ｉ２が所定値を超えた場合、第２スイッチ４５２を遮断するように制御する。入力電圧ＶＩＮがバックコンデンサ４８１の充電電位より高い場合、インダクタ４１から放電された電流が単方向負荷モジュール４３（発光させ）及びバックコンデンサ４８１（充電させ）に流れて、再び単方向電源モジュール４０の第２極に流れて回路が形成される。入力電圧ＶＩＮがバックコンデンサ４８１の電位より低い場合、単方向電源モジュール４０をバックコンデンサ４８１に取り替えて回路が正常に作動するための電源とし、インダクタ４１から放電された電流が単方向負荷モジュール４３（発光させ）及び第１単方向導通素子４４１に流れて、再びインダクタ４１の一端に流れて回路が形成される。
【００５４】
入力電圧ＶＩＮの脈動が低い電位のデューティサイクルであれば、第２スイッチ４５２が遮断状態を保持して、第１スイッチ４５１がスイッチの切替動作を行う。第１スイッチ４５１が導通した場合、入力電圧ＶＩＮがインダクタ４１に充電され、センス電流Ｉ１が上昇し続ける。その後、センス電流Ｉ１が所定値を超えた場合、第１スイッチ４５１を遮断するように制御する。入力電圧ＶＩＮがバックコンデンサ４８１の充電電位より高い場合、インダクタ４１から放電された電流が単方向負荷モジュール４３（発光させ）及びバックコンデンサ４８１（充電させ）に流れて、再び単方向電源モジュール４０の第２極に流れて回路が形成される。入力電圧ＶＩＮがバックコンデンサ４８１の充電電位より低い場合、単方向電源モジュール４０をバックコンデンサ４８１に取り替えて回路が正常に作動するための電源とし、インダクタ４１から放電された電流が単方向負荷モジュール４３（発光させ）及び第１単方向導通素子４４１に流れて、再びインダクタ４１の一端に流れて回路が形成される。
【００５５】
さらに、本発明の一実施形態において、バック蓄電モジュール４８は、第３スイッチ４８３をさらに有する。第３スイッチ４８３の第１端がバックコンデンサ４８１の他端に接続され、第３スイッチ４８３の制御端が第３制御信号Ｓ３を受け、第３スイッチ４８３の第２端が単方向電源モジュール４０の第２極に接続される。バックコンデンサ４８１の充電過程において、第３制御信号Ｓ３により第３スイッチ４８３の切替動作を制御し、バックコンデンサ４８１の充電電流、充電時間を調整することで、回路システム全体の力率を改善し、バックコンデンサ４８１の充電電流を制限することによりバックコンデンサ４８１の必要なコンデンサ容量値を低下させて、体積及びコストを減らすことができる。
【００５６】
また、本発明のもう一つの実施形態において、スイッチモジュール４５は、単一のスイッチ（例えば、第１スイッチ４５１）のみを設置する。図１３Ｂに示すように、単一のスイッチ４５１は、単方向負荷モジュール４３の第１極と、単方向電源モジュール４０の第２極との間に設置される。また、図１３Ｃに示すように、単一のスイッチ４５１は、単方向負荷モジュール４３の第２極と、単方向電源モジュール４０の第２極との間に設置される。よって、スイッチ４５１の切り替えを制御することにより、インダクタ４１を充電又は放電させることを決定できる。入力電圧の脈動が低い電位のデューティサイクルである場合、バックコンデンサ４８１はインダクタを切り替えて蓄電を放電することで、単方向電源モジュール４０を取り替えて回路が正常に作動するための電源とする。
【００５７】
図１４及び図１５を参照して説明する。図１４及び図１５は本発明に係るスイッチング回路のもう一つの実施形態の回路ブロックの概略図及び回路構造の概略図である。図示されたように、本実施形態におけるスイッチング回路５００は、単方向電源モジュール５０と、インダクタ５１と、定電圧負荷素子５３１を有する単方向負荷モジュール５３と、スイッチモジュール５５と、バック蓄電モジュール５８とを備える。
【００５８】
単方向電源モジュール５０は、交流電源ＶＡＣを入力電圧ＶＩＮに変換する。インダクタ５１の一端が単方向電源モジュール５０の第１極に接続され、他端が単方向導通素子５２１を介して単方向負荷モジュール５３の第１極に接続される。スイッチモジュール５５は、第１スイッチ５５１と、第２スイッチ５５２とを有する。第１スイッチ５５１の第１端がインダクタ５１の他端に接続され、第１スイッチ５５１の制御端が第１制御信号Ｓ１を受け、第１スイッチ５５１の第２端が単方向電源モジュール５０の第２極に接続される。第２スイッチ５５２の第１端が単方向負荷モジュール５３の第２極に接続され、第２スイッチ５５２の制御端が第２制御信号Ｓ２を受け、第２スイッチ５５２の第２端が単方向電源モジュール５０の第２極に接続される。第１スイッチ５５１が第１制御信号Ｓ１の制御によりスイッチの導通又は遮断を行う。第２スイッチ５５２が第２制御信号Ｓ２の制御によりスイッチの導通又は遮断を行う。バック蓄電モジュール５８は、バックコンデンサ５８１を有し、バックコンデンサ５８１の一端が第２単方向導通素子５２２を介して単方向負荷モジュール５３の第１極及び第３単方向導通素子５２３を介して単方向負荷モジュール５３の第２極に接続され、バックコンデンサ５８の他端が単方向電源モジュール５０の第２極に接続される。
【００５９】
本実施形態におけるスイッチモジュール５５のスイッチ制御方法は、第１スイッチ５５１がスイッチの切替動作を行う。第１スイッチ５５１を導通して、インダクタ５１を充電し、センス電流Ｉ１が上昇し続ける。センス電流Ｉ１が所定値を超えた場合、第１スイッチ５５１を遮断する。インダクタ５１から放電された電流が単方向負荷モジュール５３（発光させ）及びバックコンデンサ５８１（充電させ）に流れて、再び単方向電源モジュール５０の第２極に流れて回路が形成される。その後、インダクタ５１の電流が放電時間とともに低下し、回路の全電流ＩＴがもう一つの所定値より低下した場合、第１スイッチ５５１を再導通して、再びインダクタ５１に充電する。
【００６０】
また、第２スイッチ５５２は、第１スイッチ５５１に従って同相で同期する切替動作を行い、例えば、第１スイッチ５５１が導通した場合、第２スイッチ５５２も同時に導通し、バックコンデンサ５８１の蓄電電圧が単方向負荷モジュール５３の順方向バイアスより高い場合、バックコンデンサ５８１から放電された電流が第２単方向導通素子５２２と、単方向負荷モジュール５３（発光させ）と、第２スイッチ５５２とに流れて、再びバックコンデンサ５８１の第２端に流れて回路が形成される。また、第１スイッチ５５１が遮断した場合、第２スイッチ５５２も同時に遮断し、インダクタ５１から放電された電流が単方向負荷モジュール５３（発光させ）と、バックコンデンサ５８１（充電させ）に流れて、再び単方向電源モジュール５０の第２極に流れて回路が形成される。
【００６１】
もちろん、第２スイッチ５５２も、第１スイッチ５５１に従って逆相で同期する切替動作を行い、例えば、第１スイッチ５５１を導通した場合、第２スイッチ５５２を遮断し、インダクタ５１から放電された電流が単方向負荷モジュール５３（発光させ）と、第２スイッチ５５２とに流れて、再び単方向電源モジュール５０の第２端に流れて回路が形成される。同時に、バックコンデンサ５８１の蓄電電圧が高い場合、バックコンデンサ５８１から放電された電流が第２単方向導通素子５２２と、単方向負荷モジュール５３（発光させ）と、第２スイッチ５５２とに流れて、再びバックコンデンサ５８１の第２端に流れてもう一つの回路が形成される。この時、単方向負荷モジュール５３に流れた動作電流は、二つのループ電流の合計となる。
【００６２】
また、上記スイッチモジュール５５のスイッチ制御方法は、本発明の具体的な実施形態の一部に過ぎない。ここで、同相で同期する、逆相で同期する又は非同期する制御信号Ｓ１、Ｓ２を採用してスイッチモジュール５５の切替動作を制御することは、いずれも本発明のスイッチング回路５００の範囲内に含まれるものとする。
【００６３】
さらに、本実施形態におけるバック蓄電モジュール５８のバックコンデンサ５８１も、第３スイッチ５８３と直列接続してもよい。バックコンデンサ５８１の充電過程において、第３制御信号Ｓ３により第３スイッチ５８３の切替動作を制御することにより、バックコンデンサ５８１の充電電流、充電時間を調整することで、回路システム全体の力率を改善し、バックコンデンサ５８１の充電電流を制限することによりバックコンデンサ５８１の必要なコンデンサ容量値を低下させて、体積及びコストを減らすことができる。
【００６４】
以上の説明は、本発明の好ましい実施形態の一部に過ぎないので、本発明を限定するためのものではない。即ち、本発明の範囲に記載した形状、構造、特徴及び要旨を逸脱しない修正又は変更は、本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００６５】
１００、２００、３００、４００、４０１、５００：スイッチング回路
１０、２０、３０、４０、５０：単方向電源モジュール
１１：スイッチ
１２、２１、３１、４１、５１：インダクタ
１２１：ダイオード
１３：発光ダイオード
１５：コンデンサ
２３、３３、４３、５３：単方向負荷モジュール
２３１、３３１、４３１、５３１：定電圧負荷素子
２３２、４３２：単方向導通負荷素子
２３３、３３３、４３３：負荷コンデンサ
２５、３５、４５、５５：スイッチモジュール
２５１、３５１、４５１、５５１：第１スイッチ
２７、３７、４７：フロント蓄電モジュール
２７１、３７１、４７１：フロントコンデンサ
２７３、３７３、４５２、５５２：第２スイッチ
３２１：単方向導通素子
４２１、４４１、５２１：第１単方向導通素子
４４２、５２２：第２単方向導通素子
４７３、４８３：第３スイッチ
４８、５８：バック蓄電モジュール
４８１、５８１：バックコンデンサ
５２３、５８３：第３単方向導通素子
【図１】
2015192597.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
2015192597.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
2015192597.tif 000007
【図４】
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【図５】
2015192597.tif 000009
【図６】
2015192597.tif 000010
【図７Ａ】
2015192597.tif 000011
【図７Ｂ】
2015192597.tif 000012
【図８】
2015192597.tif 000013
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2015192597.tif 000015
【図９Ｃ】
2015192597.tif 000016
【図１０】
2015192597.tif 000017
【図１１】
2015192597.tif 000018
【図１２】
2015192597.tif 000019
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
2015192597.tif 000021
【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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