(57)【要約】  トランスＴ１とスイッチング素子ＴＲ１との接続点１１に信号伝達用コンデンサＣ５を接続し、当信号伝達用コンデンサＣ５の電圧信号を制御部３に伝達し、制御部３が電圧信号を基にＤＣ／ＤＣコンバータ１の共振を検出する。スイッチング素子ＴＲ１がオンからオフに転じてサージ電圧が発生するときに、マスク信号出力部８がマスク信号を出力して、信号伝達用コンデンサＣ５から制御部３への電圧信号の伝達を阻止する。
2015145735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧変換用のトランスあるいはコイルと、
オンとオフとを切り替えることによって、前記トランスあるいは前記コイルにエネルギを貯める状態と当エネルギを放出する状態とを切り替えるスイッチング素子と、
前記トランスあるいは前記コイルが放出するエネルギを整流して負荷に流すダイオードと、
一方の端子が前記トランスあるいは前記コイルと前記スイッチング素子との接続点に接続され、他方の端子が電源側あるいは接地側に接続された電圧抑制用コンデンサと、
前記スイッチング素子のオンオフを操作する制御部とを備えたフライバック式のＤＣ／ＤＣコンバータであって、
一方の端子が前記トランスあるいは前記コイルと前記スイッチング素子との前記接続点に接続され、他方の端子が前記制御部に接続された信号伝達用コンデンサを有し、当信号伝達用コンデンサの電圧信号を前記制御部に伝達する信号伝達部と、
前記スイッチング素子がオンからオフに転じた直後の前記電圧信号の前記制御部への伝達を阻止する信号伝達阻止部とを備え、
前記制御部は、前記信号伝達阻止部が前記電圧信号の伝達を阻止している期間以外のタイミングで、前記信号伝達部から伝達される前記電圧信号が変化したときに前記スイッチング素子をオフからオンに操作することを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記制御部は、前記信号伝達部から伝達される前記電圧信号の極性が、前記スイッチング素子がオフからオンに転じるときの極性と同じで、かつ、前記電圧信号の大きさが、前記電圧抑制用コンデンサと前記トランスあるいは前記コイルとにより発生する共振と同等であるときに、前記スイッチング素子をオフからオンに操作することを特徴とする請求項１記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記信号伝達部は、前記信号伝達用コンデンサと前記制御部との間に接続された第１のダイオードを有し、
前記信号伝達阻止部は、前記第１のダイオードにＯＲ接続された第２のダイオードと、少なくとも前記スイッチング素子がオンからオフに転じた直後に前記第２のダイオードにマスク信号を出力して当マスク信号を前記制御部に入力することによって、前記信号伝達用コンデンサの前記電圧信号が前記制御部へ伝達されるのを阻止するマスク信号出力部とを有することを特徴とする請求項１記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項４】
前記マスク信号出力部は、前記スイッチング素子がオンからオフに転じた直後から、前記スイッチング素子がオンオフする周期の１／５〜１／１０以内の時間が経過するまでの間、前記マスク信号を出力し続けることを特徴とする請求項３記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項５】
前記マスク信号出力部は、前記スイッチング素子がオフからオンに転じた直後に、前記マスク信号を出力し始めることを特徴とする請求項３記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項６】
前記制御部は、ＣＰＵを有し、
前記信号伝達部は、前記信号伝達用コンデンサから前記制御部に伝達される前記電圧信号を、前記ＣＰＵのロジックレベルにクランプするクランプ部を有することを特徴とする請求項１記載のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項７】
電源電圧から半導体光源を点灯する電圧に変換するトランスあるいはコイルと、オンとオフとを切り替えることによって、前記トランスあるいは前記コイルにエネルギを貯める状態と当エネルギを放出する状態とを切り替えるスイッチング素子と、前記トランスあるいは前記コイルが放出するエネルギを整流して負荷に流すダイオードと、一方の端子が前記トランスあるいは前記コイルと前記スイッチング素子との接続点に接続され、他方の端子が電源側あるいは接地側に接続された電圧抑制用コンデンサと、前記スイッチング素子のオンオフを操作する制御部とを含んだフライバック式のＤＣ／ＤＣコンバータと、
一方の端子が前記トランスあるいは前記コイルと前記スイッチング素子との接続点に接続され、他方の端子が前記制御部に接続された信号伝達用コンデンサを有し、当信号伝達用コンデンサの電圧信号を前記制御部に伝達する信号伝達部と、
前記スイッチング素子がオンからオフに転じた直後の前記電圧信号の前記制御部への伝達を阻止する信号伝達阻止部とを備え、
前記制御部は、前記信号伝達阻止部が前記電圧信号の伝達を阻止している期間以外のタイミングで、前記信号伝達部から伝達される前記電圧信号が変化したときに前記スイッチング素子をオフからオンに操作することを特徴とする光源点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フライバック式のＤＣ／ＤＣコンバータ、および当ＤＣ／ＤＣコンバータを使用した光源点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フライバック式のＤＣ／ＤＣコンバータは、電圧変換用のトランスと、トランスにエネルギを貯める状態と貯えたエネルギを放出する状態とを切り替えるスイッチング素子と、トランスが放出するエネルギを整流して負荷に流す整流ダイオードと、トランスがエネルギを放出し終えたことを検出する共振検出部と、スイッチング素子のオンオフを操作する制御部とを含む。【０００３】
例えば特許文献１では、コンパレータＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を使用して共振検出部を構成している。しかし、コンパレータＩＣを使用すると回路が複雑になり、部品点数が増えてしまう。
そこで、特許文献２では、部品点数を削減するために、コンデンサとトランジスタとを使用して共振検出部を構成している。さらに、本特許文献２では、トランスのエネルギ放出完了を検出したことを共振検出部から制御部へ伝達するために、トランジスタとオペアンプを使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１９５２９０号公報
【特許文献２】特開２００４−３６４４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１，２では、コンパレータＩＣ、トランジスタ、オペアンプなどの能動素子を使用しているため、コストが高くなるという課題があった。また、コンパレータＩＣを使用した場合、実装面積が大きくなる課題もあった。【０００６】
また、上記特許文献２の共振検出部の場合、トランジスタがオンからオフに移行する際に、トランジスタの原理上、蓄積時間に起因した検出のディレイ時間を伴うため、トランスのエネルギ放出完了を共振検出部から制御部へ伝達するために要する時間が長くかかる。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータを高速に制御したい場合に不向きであるという課題があった。
この対策として、高速トランジスタまたはＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などを使用した場合、高速化が図れたとしても、コストの増加につながってしまう。【０００７】
さらに、上記特許文献２の構成には、スイッチング素子がオンからオフに転じるときに発生するサージ電圧を無視する構成が無いため、当タイミングで発生する立ち下がり電圧で制御部が誤動作するという課題があった。【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、フライバック式のＤＣ／ＤＣコンバータを低コスト、かつ省スペースに実現すると共に、サージ電圧が原因の誤作動を回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るフライバック式のＤＣ／ＤＣコンバータは、一方の端子がトランスあるいはコイルとスイッチング素子との接続点に接続され、他方の端子が制御部に接続された信号伝達用コンデンサを有し、当信号伝達用コンデンサの電圧信号を制御部に伝達する信号伝達部と、スイッチング素子がオンからオフに転じた直後の電圧信号の制御部への伝達を阻止する信号伝達阻止部とを備え、制御部は、信号伝達阻止部が電圧信号の伝達を阻止している期間以外のタイミングで、信号伝達部から伝達される電圧信号が変化したときにスイッチング素子をオフからオンに操作するものである。【００１０】
この発明に係る光源点灯装置は、上述のＤＣ／ＤＣコンバータを使用して、半導体光源を点灯するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、受動素子であるコンデンサを用いてＤＣ／ＤＣコンバータの共振を検出するようにしたので、低コスト、かつ省スペースにＤＣ／ＤＣコンバータを実現できる。また、スイッチング素子がオンからオフに転じるときにサージ電圧が発生しても、この間は、コンデンサから制御部への電圧信号の伝達を阻止するようにしたので、サージ電圧が原因の誤動作を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態１に係るＤＣ／ＤＣコンバータの各部の動作波形を示すグラフである。
【図３】この発明の実施の形態２に係るＤＣ／ＤＣコンバータを使用した光源点灯装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１に示すように、実施の形態１に係るフライバック式のＤＣ／ＤＣコンバータ１は、バッテリ１００と負荷１０１とに接続され、バッテリ１００の電圧を負荷１０１の電圧に変換して供給する。このＤＣ／ＤＣコンバータ１は、主に、トランスＴ１と、スイッチング素子ＴＲ１と、整流ダイオードＤ１と、電圧抑制用コンデンサＣ２と、信号伝達部２と、制御部３とを含んでいる。
【００１４】
トランスＴ１の一次巻線の一端は、平滑用コンデンサＣ１を介してバッテリ１００の正極側に接続されており、一次巻線の他端は、スイッチング素子ＴＲ１のドレイン端子に接続されている。トランスＴ１の二次巻線には、整流ダイオードＤ１と平滑用コンデンサＣ４とを介して、負荷１０１が接続されている。整流ダイオードＤ１には、サージ吸収用スナバのコンデンサＣ３が、並列に接続されている。スイッチング素子ＴＲ１には、サージ吸収用スナバを構成する抵抗Ｒ２と電圧抑制用コンデンサＣ２とが並列に接続されている。
なお、実施の形態１ではトランスＴ１を使用するが、コイルを使用してもよい。また、電圧抑制用コンデンサＣ２が接地側に接続されているが、電源側に接続されていてもよい。
【００１５】
トランスＴ１とスイッチング素子ＴＲ１とが接続された接続点１１には、微分用抵抗Ｒ３と信号伝達用コンデンサＣ５とが直列に接続されている。信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）は、ロジック電源１０と接地側とに接続されている。また、信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）は、電圧制限用ダイオードＤ３を介して、制御部３のトリガ入力部７に接続されている。これら微分用抵抗Ｒ３、信号伝達用コンデンサＣ５、および電圧制限用ダイオードＤ３が、信号伝達部２を構成している。
【００１６】
制御部３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等で構成されており、このＣＰＵが内部メモリに格納されたプログラムを実行することによって、オンオフ信号出力部４、出力電圧検出部５、オン時間演算部６、トリガ入力部７、マスク信号出力部８としての機能を実現する。この制御部３は、ロジック電源１０の電圧を受けて動作する。
【００１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、抵抗Ｒ６，Ｒ７により検出され、出力電圧検出部５に入力される。出力電圧検出部５は、入力されたＤＣ／ＤＣコンバータ１の出力電圧値をオン時間演算部６に出力する。オン時間演算部６は、出力電圧検出部５の出力電圧値をフィードバックしてスイッチング素子ＴＲ１をオンする時間を演算して、オンオフ信号出力部４に通知する。トリガ入力部７は、信号伝達部２から伝達される共振検出トリガを検出して、オンオフ信号出力部４に通知する。
オンオフ信号出力部４は、トリガ入力部７から通知を受けると次のスイッチングオンサイクルに移行し、オン時間演算部６が演算したオン時間の間、スイッチング素子ＴＲ１のゲート端子にオン信号を出力し、その後にオフ信号を出力する。
【００１８】
図２は、実施の形態１に係るＤＣ／ＤＣコンバータ１の各部の動作波形を示すグラフである。図２（ａ）はスイッチング素子ＴＲ１のゲート端子（ａ部）の端子電圧、図２（ｂ）はトランスＴ１の一次巻線に流れる電流Ｉｐ、図２（ｃ）はトランスＴ１の二次巻線に流れる電流Ｉｓ、図２（ｄ）はスイッチング素子ＴＲ１のドレイン端子（ｂ部）の端子電圧、図２（ｅ）は信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）の端子電圧、図２（ｆ）はマスク信号出力部８（ｅ部）の電圧、図２（ｇ）はトリガ入力部７（ｄ部）の電圧である。
各グラフの横軸は時間を表し、時刻ｔ１はＤＣ／ＤＣコンバータ１のターンオン時刻、時刻ｔ２はＤＣ／ＤＣコンバータ１のターンオフ時刻、時刻ｔ３はマスク期間の終了時刻、時刻ｔ４はトランスＴ１のエネルギを放出し終えた時刻、時刻ｔ５は次のスイッチングオンサイクルにおけるＤＣ／ＤＣコンバータ１のターンオン時刻である。
【００１９】
図２の各グラフを参照しながら、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の動作を説明する。
オンオフ信号出力部４が、抵抗Ｒ１を介してスイッチング素子ＴＲ１にオン信号を出力すると、スイッチング素子ＴＲ１がターンオンする（時刻ｔ１）。スイッチング素子ＴＲ１がオンすると、トランスＴ１の一次巻線に電流Ｉｐが流れ、トランスＴ１がエネルギを蓄積する。
【００２０】
続いて、オンオフ信号出力部４がスイッチング素子ＴＲ１にオフ信号を出力すると、スイッチング素子ＴＲ１がターンオフする（時刻ｔ２）。スイッチング素子ＴＲ１がオフすると、トランスＴ１の一次巻線に電流Ｉｐが流れなくなる。スイッチング素子ＴＲ１のオフ時間中は、オン時間にトランスＴ１が蓄積したエネルギが開放され、電流Ｉｓが二次巻線から整流ダイオードＤ１を通じて負荷１０１に流れる。
【００２１】
トランスＴ１のエネルギ放出が完了すると（時刻ｔ４）、トランスＴ１のインダクタンスと、サージ吸収用スナバの抵抗Ｒ２および電圧抑制用コンデンサＣ２と、サージ吸収用スナバのコンデンサＣ３とによって、スイッチング素子ＴＲ１のドレイン端子（ｂ部）に共振電圧が印加される。共振電圧の様子を、図２（ｄ）に一点鎖線で示す。
なお、実施の形態１では、後述する電圧制限用ダイオードＤ３により、共振電圧がゼロクロス点でカットされるため、共振電圧は一点鎖線ではなく実線のような波形になる。
【００２２】
共振により、スイッチング素子ＴＲ１のドレイン端子（ｂ部）の電圧が降下すると、コンデンサの電荷保存則に従い、信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）の電圧も、スイッチング素子ＴＲ１のドレイン端子（ｂ部）の電圧と同じ電圧だけ降下する。
つまり、信号伝達用コンデンサＣ５の両端において共振のような過渡的な電圧変化が起きた場合、コンデンサの電荷保存則上、信号伝達用コンデンサＣ５の両端電圧の変化量と共振の電圧変化量とが過渡的には同じであることから、信号伝達用コンデンサＣ５をレベルシフタとして使用する。
【００２３】
ｂ部とｃ部とでは共振時の電圧変化量が同じであるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１のオフ時間、つまり、トランスＴ１に蓄積したエネルギを負荷１０１に放出する時間中に、ｃ部の電圧を、制御部３のＣＰＵのロジックレベルのハイレベルにセットしておくと、トランスＴ１のエネルギ放出が完了した後の共振発生時に、ｃ部の電圧がＣＰＵのロジックレベルのローレベルまで低下する。このことにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の共振期間に、ＣＰＵのトリガ入力部７（ｄ部）の電圧がＣＰＵのロジックレベルのハイレベルからローレベルに変換されるので、共振検出トリガが発生する。
【００２４】
次に、信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）を、ＤＣ／ＤＣコンバータ１のオフ時間にロジックレベルのハイレベルにセットしておく方法を説明する。
スイッチング素子ＴＲ１がターンオフした際に、ドレイン端子（ｂ部）の電圧は、バッテリ１００の電圧よりも高い電圧になる。ｂ部がバッテリ電圧より高い電圧に移行するとき、ｃ部は、信号伝達用コンデンサＣ５の電荷保存則によりｂ部と同様にバッテリ電圧より高い電圧に移行しようとする。しかし、信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）にはロジックレベル変換用ダイオードＤ２（クランプ部）が接続されているので、ｃ部の電圧は、微分用抵抗Ｒ３とロジックレベル変換用ダイオードＤ２とにより、ロジックレベルのハイレベル（図２（ｅ）のＨｉ）にロジックレベル変換用ダイオードＤ２の順方向電圧（同図のＶＦ）を加算した値にセットされる。
【００２５】
ただし、ｃ部の電圧をそのままＣＰＵに印加した場合には、ロジック電源１０の電圧よりも高い電圧がトリガ入力部７に印加されることになる。そのため、実施の形態１では、信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）とトリガ入力部７（ｄ部）との間に接続された電圧制限用ダイオードＤ３が、ｃ部の電圧をＣＰＵのロジックレベルに低下させて、トリガ入力部７に入力する。
【００２６】
ここで、トランスＴ１がエネルギを放出し終えた後の、スイッチング素子ＴＲ１のドレイン端子（ｂ部）の電圧の共振振幅について説明する。
ｂ部の電圧の共振振幅が、ロジック電源１０の電圧の絶対値と同じ振幅である場合を考える。その場合、信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）の電圧変化は、上述したロジックレベルのハイレベルとロジックレベル変換用ダイオードＤ２の順方向電圧とを加算した値から、ロジック電源１０の電圧を減算した値になる。つまり、ｃ部の電圧は、ロジックレベル変換用ダイオードＤ２の順方向電圧になる。
トリガ入力部７（ｄ部）は、信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）の電圧から電圧制限用ダイオードＤ３の順方向電圧を減算した値になる。つまり、ｄ部の電圧は０Ｖになる。
【００２７】
一方、スイッチング素子ＴＲ１のドレイン端子（ｂ部）の電圧の共振振幅が、ロジック電源１０の電圧の振幅よりも大きい場合を考える。その場合、信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）の電圧変化は、ロジック電源１０の電圧よりも大きくなるため、ｃ部の電圧はマイナス電位になる。
ｃ部がマイナス電位になった場合、電圧制限用ダイオードＤ３には、トリガ入力部７にに接続されたプルダウン抵抗Ｒ５を介して逆バイアス電圧がかかるので、電圧制限用ダイオードＤ３はオフする。電圧制限用ダイオードＤ３がオフすると、プルダウン抵抗Ｒ５によって、トリガ入力部７（ｄ部）の電圧は０Ｖになる。
【００２８】
以上より、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の共振発生時、ｂ部の電圧の共振振幅の大きさによらず、信号伝達部２は、トリガ入力部７（ｄ部）のロジックレベルがハイレベルからローレベルに変化する共振検出トリガを生成することができる。
【００２９】
ところで、図２（ｄ）のように、スイッチング素子ＴＲ１のターンオフのタイミング（時刻ｔ２）でサージ電圧が発生する場合がある。その場合、図２（ｅ）のように、信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）の電圧もサージにより低下するため、トリガ入力部７（ｄ部）の電圧が、ロジックレベルのローレベルまで低下することがある。トリガ入力部７は、このときの電圧低下を共振検出トリガと間違えて誤検出してしまう。そうすると、オンオフ信号出力部４が、トリガ入力部７から誤検出に基づく通知を受けて、次のスイッチングオンサイクルに移行してしまい、負荷１０１に対して過剰な電圧を供給する可能性がある。
【００３０】
上記の誤検出を防止する方法として、実施の形態１では、スイッチング素子ＴＲ１がオンからオフに転じた直後の、信号伝達部２からトリガ入力部７への共振検出トリガ（電圧信号）の伝達を阻止する信号伝達阻止部９を追加している。
【００３１】
この信号伝達阻止部９は、信号伝達部２の電圧制限用ダイオードＤ３（第１のダイオード）とＯＲ接続されたダイオードＤ４（第２のダイオード）と、ダイオードＤ４にマスク信号を出力するマスク信号出力部８とを含む。マスク信号は、ＣＰＵのロジックレベルのハイレベル電圧である。図２（ｆ）に示すように、マスク信号出力部８は、少なくともスイッチング素子ＴＲ１がターンオフした直後（時刻ｔ２）に、ロジックレベルのハイレベル電圧（マスク信号）をダイオードＤ４を介してトリガ入力部７に印加する。これにより、時刻ｔ２〜ｔ３において信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）の電圧が低下した場合でも、トリガ入力部７（ｄ部）の電圧がハイレベルに維持される。そのため、時刻ｔ４以外の意図しないタイミングで、トリガ入力部７（ｄ部）の電圧がローレベルになることを防止できる。
【００３２】
また、マスク信号出力部８は、以下のような理由により、スイッチング素子ＴＲ１がオンからオフに転じた直後（時刻ｔ１）に、マスク信号の出力を開始することが望ましい。
信号伝達部２の信号伝達用コンデンサＣ５は、共振を検出した後に電荷を放出してリセットする必要がある。実施の形態１では、ロジック電源１０と信号伝達用コンデンサＣ５との間に抵抗Ｒ４とダイオードＤ５とを接続し、スイッチング素子ＴＲ１のオン時間にダイオードＤ５がオフすると信号伝達用コンデンサＣ５の端子電圧が下がりリセットがかかる構成にしている。リセット時、信号伝達用コンデンサＣ５の一端（ｃ部）の電圧低下を、トリガ入力部７が共振検出トリガとして誤検出しないように、マスク信号出力部８からマスク信号を出力しておく。
【００３３】
マスク信号の出力を終了するタイミングは、マスク信号出力部８が任意に操作してよい。マスク信号は少なくともサージ発生期間に出力されている必要があるが、サージ発生期間はスイッチング素子ＴＲ１のオン時間の長さ等に応じて変動するので、一意に決めることは難しい。そこで、サージ発生期間を、スイッチング素子ＴＲ１のスイッチングオンサイクル１周期の１／５〜１／１０以内の時間と仮定して、その時間中マスク信号を出力し続ける。例えば、スイッチングオンサイクルが２００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ（５μｓ〜３．３μｓ周期）の場合、マスク信号が５００ｎｓ程度であれば、サージ発生期間中の誤共振検出トリガの発生を防止できる。
【００３４】
また、マスク信号の出力を終了するタイミングは、スイッチング素子ＴＲ１のオフ時間が終わるより前（時刻ｔ４より前）にする必要がある。ただし、スイッチング素子ＴＲ１のオフ時間が終わるタイミングは、共振検出トリガにより決定されるので、マスク信号出力部８はこのタイミングを把握できない。そこで、マスク信号出力部８は、例えば前回のスイッチングオンサイクルのオフ時間に基づいて、次のスイッチングサイクルのオフ時間を推定する。
【００３５】
以上より、実施の形態１によれば、フライバック式のＤＣ／ＤＣコンバータ１は、一方の端子がトランスＴ１とスイッチング素子ＴＲ１との接続点１１に接続され、他方の端子が制御部３に接続された信号伝達用コンデンサＣ５を有して当信号伝達用コンデンサＣ５の電圧信号を制御部３に伝達する信号伝達部２と、スイッチング素子ＴＲ１がオンからオフに転じた直後の電圧信号の制御部３への伝達を阻止する信号伝達阻止部９とを備え、制御部３は、信号伝達阻止部９が電圧信号の伝達を阻止している期間以外のタイミングで、信号伝達部２から伝達される電圧信号が変化したときにトランスＴ１がエネルギを放出し終えたタイミングと判断してスイッチング素子ＴＲ１をオフからオンに操作する構成にした。また、制御部３は、信号伝達用コンデンサＣ５から制御部３に伝達される電圧信号の極性が、スイッチング素子ＴＲ１がオフからオンに転じるときと同極性で、かつ、当電圧信号の大きさが、電圧抑制用コンデンサＣ２とトランスＴ１とにより発生する共振と同等である場合、トランスＴ１がエネルギを放出し終えたタイミングと判断して、スイッチング素子ＴＲ１をオフからオンに操作する構成にした。
このように、受動素子であるコンデンサを用いて共振を検出するようにしたので、従来のようなコンパレータＩＣ、トランジスタなどの能動素子を用いた場合と比較して、低コスト、かつ省スペースにフライバック式のＤＣ／ＤＣコンバータを実現することができる。また、スイッチング素子ＴＲ１がオフからオンに転じるときにサージ電圧が発生しても、この間は信号伝達用コンデンサＣ５から制御部３への電圧信号の伝達を阻止するようにしたので、サージ電圧が原因になる誤動作を回避できる。
【００３６】
また、実施の形態１によれば、信号伝達部２は、信号伝達用コンデンサＣ５と制御部３との間に接続された電圧制限用ダイオードＤ３を有し、信号伝達阻止部９は、電圧制限用ダイオードＤ３とＯＲ接続されたダイオードＤ４と、少なくともスイッチング素子ＴＲ１がオンからオフに転じた直後にダイオードＤ４にマスク信号を出力して、当マスク信号を制御部３に入力することによって信号伝達用コンデンサＣ５の電圧信号が制御部３へ伝達されるのを阻止するマスク信号出力部８とを有する構成にした。コストが安価なダイオード、コンデンサ、抵抗の受動素子のみで信号伝達部２を構成できるので、低コストのＤＣ／ＤＣコンバータを実現できる。また、ダイオードは、原理的に蓄積時間が存在しないので、高速にＤＣ／ＤＣコンバータを動作させることができる。
【００３７】
また、実施の形態１によれば、マスク信号出力部８は、スイッチング素子ＴＲ１がオンからオフに転じた直後から、スイッチング素子ＴＲ１がオンオフする周期の１／５〜１／１０以内の時間が経過するまでの間、マスク信号を出力し続けるように構成した。このため、サージ電圧が原因になる誤動作を回避できる。
【００３８】
また、実施の形態１によれば、マスク信号出力部８は、スイッチング素子ＴＲ１がオフからオンに転じた直後に、マスク信号を出力し始めるように構成した。このため、信号伝達用コンデンサＣ５のリセットが原因になる誤動作を回避できる。
【００３９】
また、実施の形態１によれば、制御部３はＣＰＵを有し、信号伝達部２は、信号伝達用コンデンサＣ５から制御部３に伝達される電圧信号を、ＣＰＵのロジックレベルにクランプするロジックレベル変換用ダイオードＤ２を有するように構成した。このため、ＣＰＵへの過電圧印加を防止できる。
【００４０】
実施の形態２．
図３は、実施の形態２に係るＤＣ／ＤＣコンバータ１の構成を示す回路図である。実施の形態２では、上記実施の形態１で説明したＤＣ／ＤＣコンバータ１を使用して、ＬＥＤ（発光ダイオード）を点灯する光源点灯装置を構成する。
【００４１】
図３のＤＣ／ＤＣコンバータ１の制御部３は、図１の出力電圧検出部５の代わりに出力電流検出部２０を備えて、ＬＥＤに出力する電流を一定に制御する。出力電流検出部２０は、電流検出用抵抗Ｒ２０により検出されるＤＣ／ＤＣコンバータ１の出力電流を検出し、オン時間演算部６に出力する。オン時間演算部６は、出力電流検出部２０の出力電流値をフィードバックしてスイッチング素子ＴＲ１をオンする時間を演算する。その他の構成は、図１と同一または相当のため、同一の符号を付して説明を省略する。
なお、図３ではＤＣ／ＤＣコンバータ１にＬＥＤを接続したが、ＬＥＤに限定されるものではなく、レーザダイオード等の半導体光源を接続してもよい。
【００４２】
以上より、実施の形態２によれば、低コストおよび省スペースなＤＣ／ＤＣコンバータ１を使用して、半導体光源を点灯する光源点灯装置を構成するようにしたので、光源点灯装置の低コスト化および省スペース化を実現できる。
【００４３】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、この発明に係るフライバック式のＤＣ／ＤＣコンバータは、受動素子のみで共振を検出する構成にしたので、低コストおよび省スペースにでき、ＬＥＤ等の半導体光源を用いた車載用光源（ヘッドランプ等）の点灯装置として用いるのに適している。
【符号の説明】
【００４５】
１  ＤＣ／ＤＣコンバータ、２  信号伝達部、３  制御部、４  オンオフ信号出力部、５  出力電圧検出部、６  オン時間演算部、７  トリガ入力部、８  マスク信号出力部、９  信号伝達阻止部、１０  ロジック電源、１１  接続点、２０  出力電流検出部、１００  バッテリ、１０１  負荷、Ｃ１  平滑用コンデンサ、Ｃ２  電圧抑制用コンデンサ、Ｃ３  コンデンサ、Ｃ４  平滑用コンデンサ、Ｃ５  信号伝達用コンデンサ、Ｄ１  整流ダイオード、Ｄ２  ロジックレベル変換用ダイオード（クランプ部）、Ｄ３  電圧制限用ダイオード（第１のダイオード）、Ｄ４  ダイオード（第２のダイオード）、Ｄ５  ダイオード、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６，Ｒ７  抵抗、Ｒ３  微分用抵抗、Ｒ５  プルダウン抵抗、Ｒ２０  電流検出用抵抗、Ｔ１  トランス、ＴＲ１  スイッチング素子。
【図１】
2015145735.tif 000003
【図２】
2015145735.tif 000004
【図３】
2015145735.tif 000005
【国際調査報告】
2015145735.tif 000006
2015145735.tif 000007
2015145735.tif 000008
2015145735.tif 000009