(57)【要約】【課題】負荷（例えば、ＬＥＤを含む表示装置等）に流れる電流が断続を繰返す場合でも当該負荷電流を安定化することのできるスイッチング定電流電源装置を提供する。【解決手段】電力変換回路３の出力側に電圧検出回路７と共に設けられた切替回路９の動作により、負荷電流ＩＬが流れている電流流通期間中には第２の帰還信号Ｆ２の信号レベルを制御回路４内で同一の誤差増幅器ＥＡ１に供給される基準電圧Ｖｒｅｆよりも低い値とし、逆に負荷電流ＩＬが流れていない電流遮断期間中には第２の帰還信号Ｆ２の信号レベルを基準電圧Ｖｒｅｆよりも高い値とする。そして、電圧検出回路７と電流検出回路５と制御回路４の間に設けられた帰還回路８の動作により、電流遮断期間中には第２の帰還信号Ｆ２を制御回路４に供給し、実質的に電力変換回路３の動作を停止させる。【選択図】  図１
2005027432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に所定の電流を供給するスイッチング方式の電力変換回路、負荷電流に応じた第１の帰還信号を発生する電流検出回路および、該第１の帰還信号に応じて該負荷電流を安定化するように該電力変換回路を駆動する制御回路を備えたスイッチング定電流電源装置において、
該電力変換回路の出力側に設けられ、該電力変換回路の出力電圧に応じた第２の帰還信号を生成する電圧検出回路と、
該電流検出回路と該電圧検出回路と該制御回路との間に設けられ、該第１と第２の帰還信号のいずれか一方を該制御回路に供給する帰還回路と、
該負荷の状態が変化した時、該制御回路内の同一の誤差増幅器に入力される基準電圧と該第２の帰還信号の相対的な大小関係を変化させるように該第２の帰還信号の大きさを変化させる切替回路と、
を備えることを特徴とするスイッチング定電流電源装置。
【請求項２】
負荷に所定の電流を供給するスイッチング方式の電力変換回路、負荷電流に応じた第１の帰還信号を発生する電流検出回路および、該第１の帰還信号に応じて該負荷電流を安定化するように該電力変換回路を駆動する制御回路を備えたスイッチング定電流電源装置において、
該電力変換回路の出力側に設けられ、該電力変換回路の出力電圧に応じた第２の帰還信号を生成する電圧検出回路と、
該電流検出回路と該電圧検出回路と該制御回路との間に設けられ、該負荷の状態に応じて該第１と第２の帰還信号のいずれか一方を該制御回路に供給する帰還回路と、
該電圧検出回路に接続され、該負荷の状態に応じて該電圧検出回路から出力される該第２の帰還信号の信号レベルを変化させる切替回路と、
を備えることを特徴とするスイッチング定電流電源装置。
【請求項３】
前記負荷電流は前記負荷の動作に従って任意あるいは所定のタイミングで断続され、
前記帰還回路は、該負荷電流が流れている時には前記第１の帰還信号を前記制御回路に供給し、該負荷電流が流れていない時には前記第２の帰還信号を前記制御回路に供給し、
前記切替回路は、該負荷電流の流通が遮断された時に該第２の帰還信号を相対的に大きな値に変化させ、該負荷電流の流通が開始した時に該第２の帰還信号を相対的に小さな値に変化させる、
ことを特徴とする、請求項１あるいは請求項２に記載したスイッチング定電流電源装置。
【請求項４】
負荷電流の流通が遮断された直後の前記第２の帰還信号は前記基準電圧よりも大きな値となり、負荷電流の流通が開始した直後の該第２の帰還信号は該基準電圧よりも小さな値となることを特徴とする、請求項３に記載したスイッチング定電流電源装置。
【請求項５】
前記基準電圧より大きい前記第２の帰還信号が供給されている間、前記制御回路は該電力変換回路の動作を実質的に停止させることを特徴とする、請求項４に記載したスイッチング定電流電源装置。
【請求項６】
前記切替回路は、前記電圧検出回路の一端とグランドとの間に接続された抵抗とスイッチの並列回路より構成され、該スイッチが前記第１の帰還信号に応じてオン、オフすることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載したスイッチング定電流電源装置。
【請求項７】
前記切替回路は、前記電圧検出回路に接続されたレベルシフト回路と、該レベルシフト回路に並列接続されたスイッチより構成され、該スイッチが前記第１の帰還信号に応じてオン、オフすることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載したスイッチング定電流電源装置。
【請求項８】
前記負荷が高速で点滅を繰り返す発光ダイオード素子を含むことを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれかに記載したスイッチング定電流電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断続が繰り返される負荷に安定した電流を供給するためのスイッチング式定電流電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にスイッチング方式の電源装置は負荷に安定した電圧を供給する定電圧源として使用されることが多い。しかしスイッチング方式の電源装置は、図５に示すように接続構成し、帰還信号を出力電流に応じたものにすることで、負荷にほぼ一定の電流を供給する定電流源として使用することも可能である。
図５において、１は外部のバッテリー等から電力の供給を受けるための入力端子であり、２ａ、２ｂは、その間に接続された負荷６に所定の電流を安定供給するための出力端子である。入力端子１と一方の出力端子２ａとの間にはチョークコイルＬ１、スイッチングトランジスタＱ１、整流ダイオードＤ１および平滑コンデンサＣ１が昇圧チョッパコンバータを形成するように接続構成された電力変換回路３が接続されている。
【０００３】
他方の出力端子２ｂと回路の基準電位点としてのグランドとの間には、負荷６に流れる電流ＩＬ（以下、負荷電流という）を検出し、当該負荷電流ＩＬに応じた帰還信号Ｆ１を発生するための電流検出回路５が接続されている。そして、電力変換回路３と電流検出回路５の間には、電流検出回路５から帰還信号Ｆ１の供給を受け、帰還信号Ｆ１のレベルに応じて電力変換回路３を駆動する制御回路４が接続されている。（ここでは、制御回路４として、ごく一般的な他励ＰＷＭ制御方式の制御用ＩＣを想定する）
これら電力変換回路３、制御回路４および検出回路５により、スイッチング定電流電源装置が構成されている。なお、入力端子１とグランドとの間に接続されたコンデンサＣ０は入力フィルタ用コンデンサである。
【０００４】
この図５のスイッチング定電流電源装置の動作を簡単に説明すると、電力変換回路３内のスイッチングトランジスタＱ１は、制御回路４から供給される信号に従ってオン、オフ動作を行う。（オン、オフ動作の周波数は数百ｋＨｚ程度）このスイッチングトランジスタＱ１のオン、オフ動作に伴ってチョークコイルＬ１から整流ダイオードＤ１を介して平滑コンデンサＣ１に電流が流入する。これにより平滑コンデンサＣ１は入力端子１に供給される入力電圧よりも高い電圧に充電され、このコンデンサＣ１の端子間電圧に応じた電流ＩＬが負荷６および電流検出回路５に流れる。そして、電流検出回路５において負荷電流ＩＬに応じた帰還信号Ｆ１が生成され、この帰還信号Ｆ１は制御回路４にフィードバックされる。
【０００５】
電流検出回路５から制御回路４に提供される帰還信号Ｆ１は通常のスイッチング電源装置のような出力電圧に応じたレベルではなく、出力電流（＝負荷電流ＩＬ）に応じたレベルとなっている。このため制御回路４は、その内部の誤差増幅器ＥＡ１、基準電圧Ｖｒｅｆ、その他、によって形成された制御ロジックに従って、帰還信号Ｆ１（＝負荷電流ＩＬ）に応じたオンデューティのパルス状の信号を生成し、それをスイッチングトランジスタＱ１に供給する。するとスイッチングトランジスタＱ１は、負荷電流の大きさに応じたオンデューティにてオン、オフ動作を行い、例えば、負荷電流ＩＬが安定化目標値よりも低い場合、平滑コンデンサＣ１の端子間電圧を上昇させて負荷電流ＩＬが増加するように誘導する。このような動作が行われることにより、図５の電源装置では負荷電流ＩＬが安定化される。
【０００６】
ところで、近年の電子機器には大小様々な表示装置や照明装置が取り付けられており、その表示装置や照明装置の光源として発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）が使用されるケースが増えている。ＬＥＤを光源として利用する場合、その発光量や輝度等を一定にするために、ＬＥＤへの供給電流を安定化することが要求される。そこで近年の電子機器の中には、表示装置や照明装置に付随して図５に示すような構成を持つスイッチング定電流電源装置を設け、当該電源装置からＬＥＤに安定化した電流を供給するように構成するものが存在した。（特許文献１乃至特許文献３参照）
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−０６８１６１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２１５９１３号公報
【特許文献３】
特開２００２−２０３９８８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年のＬＥＤを光源として使用する表示装置や照明装置の中には、人間の目では認識できない速度（具体的には数百Ｈｚ）でＬＥＤの点灯と消灯を繰り返し、調光を行うようにしたものが存在する。このような表示装置や照明装置では、ＬＥＤに電流が流れている期間（以下、電流流通期間と言う）と流れていない期間（以下、電流遮断期間と言う）が当然に生じる。すると、ＬＥＤへ電流を供給するための電源が図５に示すようなスイッチング定電流電源装置である場合、負荷の断続によって生じる電流遮断期間には、電流検出回路５から制御回路４に供給される帰還信号Ｆ１がほぼゼロレベルとなってしまう。
【０００９】
このような帰還信号Ｆ１が供給された制御回路４は、電流遮断期間にはスイッチングトランジスタＱ１のオン、オフ動作のオンデューティを最大に設定しようとし、その次に現れる電流流通期間には帰還信号に応じたオンデューティに設定しようとする。ここで、電流遮断期間中にオンデューティが最大になると、平滑コンデンサＣ１の端子間電圧が急激かつ必要以上に上昇し、次の電流流通期間には、比較的長い間、安定化目標値以上の負荷電流が流れるという電流不安定化の現象を生じる。
【００１０】
このような電流不安定化への対策の一つとしては、例えば、その帰還信号Ｆ１を比較的大きな静電容量を持つコンデンサで平滑した上で制御回路４に供給することが考えられる。しかし、電流遮断期間の間、帰還信号Ｆ１を有意な大きさに維持できるだけの大容量のコンデンサを設けると、制御回路４で処理される信号は比較的長い期間の平均値となってしまう。このため非周期的な負荷の断続、あるいは断続とは別の原因によって負荷電流ＩＬに変動が生じた時には、安定化目標値から外れた負荷電流ＩＬを速やかに復帰させることが出来なくなり、その結果、電流遮断期間とは別の原因で負荷電流の不安定化が引き起こされてしまう。
【００１１】
このように、図５に示す構成の電源装置を使用した場合、負荷が断続される条件下では制御回路４からスイッチングトランジスタＱ１、平滑コンデンサＣ１、負荷６、電流検出回路５を経て再び制御回路４に戻るフィードバックループの制御動作の応答速度が負荷の変化に追従できず、負荷電流ＩＬを安定化できなくなる可能性があった。
そこで本発明は、負荷が断続を繰返す条件下においても負荷電流を安定化することのできるスイッチング定電流電源装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、負荷に所定の電流を供給するスイッチング方式の電力変換回路、負荷電流に応じた第１の帰還信号を発生する電流検出回路および、第１の帰還信号に応じて負荷電流を安定化するように電力変換回路を駆動する制御回路を備えたスイッチング定電流電源装置において、電力変換回路の出力側に設けられ、電力変換回路の出力電圧に応じた第２の帰還信号を生成する電圧検出回路と、電流検出回路と電圧検出回路と制御回路との間に設けられ、第１と第２の帰還信号のいずれか一方を該制御回路に供給する帰還回路と、負荷の状態が変化した時、制御回路内の同一の誤差増幅器に入力される基準電圧と第２の帰還信号の相対的な大小関係を変化させるように該第２の帰還信号の大きさを変化させる切替回路と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
負荷に安定した電流を供給する電力変換回路と、電力変換回路を駆動する制御回路と、負荷電流に応じた第１の帰還信号を発生する電流検出回路とにより、基本的なスイッチング定電流電源装置を構成する。ここで、電力変換回路の出力側に、その出力電圧に応じた第２の帰還信号を発生する電圧検出回路を設け、電流検出回路と電圧検出回路と制御回路との間に帰還回路を設ける。そして、負荷状態が変化した時に第２の帰還信号の大きさを変化させる切替回路を設け、この切替回路を電圧検出回路の所定位置に接続する。
【００１４】
ここで切替回路は、一例として電圧検出回路とグランドとの間に接続された抵抗と、当該抵抗に並列接続したスイッチとにより構成される。
一方、帰還回路は、第１の帰還信号と第２の帰還信号を個別に受信する２つの増幅器を有し、第１の帰還信号と第２の帰還信号のうち、信号レベルの大きな方の帰還信号を制御回路に供給するような構成とする。
【００１５】
このようなスイッチング定電流電源装置では、負荷電流が流れている時（電流流通期間）には、切替回路は第２の帰還信号の信号レベルを相対的に低くする。具体的には、制御回路内部で同一の誤差増幅器に供給される基準電圧、換言すると、安定した負荷電流が流れている時の第１の帰還信号よりも低い信号レベル、とする。すると、制御回路には第１の帰還信号が供給され、スイッチング定電流電源装置は従来回路と同様に負荷電流を安定化するように動作する。
【００１６】
一方、負荷電流が流れていない時（電流遮断期間）には、切替回路は第２の帰還信号の信号レベルを相対的に高くする。具体的には、制御回路内部で同一の誤差増幅器に供給される基準電圧よりも高い信号レベルとする。すると、制御回路には第２の帰還信号が供給され、基準電圧より信号レベルの高い帰還信号が供給された制御回路は、電力変換回路のスイッチングトランジスタのオン、オフ動作を停止させるか、あるいはスイッチングトランジスタのオン期間を極めて短くする。
このような動作により、負荷が断続された場合に平滑コンデンサの端子間電圧が電流遮断期間に必要以上に上昇するのを防止する。
【００１７】
【実施例】
本発明によるスイッチング定電流電源装置の実施例を図１に示した。
図１のスイッチング定電流電源装置は、出力端子２ａとグランドとの間に電圧検出回路７と切替回路９を直列に接続し、更に、電流検出回路５と電圧検出回路７と制御回路４の間に帰還回路８を設けている。なお、電圧検出回路７は、一般的なスイッチング電源装置と同様に抵抗Ｒ１とＲ２の直列回路で構成されている。これらの点を除けば、図１の回路は図５の従来の回路とほぼ同じ構成となっている。
【００１８】
ここで、切替回路９については、負荷６の状態（換言すると、負荷電流ＩＬの流通状態、あるいはＬＥＤの点灯・消灯の動作）に応じて、電圧検出回路７から出力される帰還信号Ｆ２のレベルを、具体的には制御回路４内の同一の誤差増幅器ＥＡ１に供給される基準電圧Ｖｒｅｆよりも小さく、あるいは大きくなるように変化させるものとする。
そして帰還回路８は、電流検出回路５から供給された第１の帰還信号Ｆ１と電圧検出回路７から供給された第２の帰還信号Ｆ２のうち、信号レベルの高い方を制御回路４に供給するものとする。
【００１９】
このような構成とした電源装置では、例えば、負荷６に安定化目標値に等しい負荷電流ＩＬが流れている時（図２のタイミングチャートの時間ｔ０以降）、電流検出回路５から出力される第１の帰還信号Ｆ１はほぼ基準電圧Ｖｒｅｆに等しい値となる。一方、電圧検出回路７から出力される第２の帰還信号Ｆ２は、切替回路９の作用により基準電圧Ｖｒｅｆよりも低い値となる。このため帰還回路８は、電流流通期間（負荷電流が流れている時：図２の時間ｔ０からｔ１の間の期間）には電流検出回路５からの第１の帰還信号Ｆ１を制御回路４に供給する。この第１の帰還信号Ｆ１が制御回路４に供給されている状態の図１の電源装置は、図５の従来回路と全く同じ動作を行い、負荷電流ＩＬを安定化目標値に等しい値に誘導し、安定化することになる。
【００２０】
所定の時間ｔ１において負荷６に負荷電流ＩＬが流れなくなると、電流検出回路５から出力される第１の帰還信号Ｆ１はほぼゼロになる。一方、電圧検出回路７から出力される第２の帰還信号Ｆ２は、切替回路９の作用により基準電圧Ｖｒｅｆよりも高い値となる。このため帰還回路８は、電流遮断期間（負荷電流が流れない時：図２の時間ｔ１からｔ２の間の期間）には電圧検出回路７からの第２の帰還信号Ｆ２を制御回路４に供給する。
【００２１】
ここで制御回路４は、基準電圧Ｖｒｅｆより高い第２の帰還信号Ｆ２が供給されることにより、電力変換回路３内のスイッチングトランジスタＱ１のオン、オフ動作を停止させることになる。スイッチングトランジスタＱ１のオン、オフ動作が停止すると電流遮断期間に平滑コンデンサＣ１の端子間電圧は上昇せず、次の電流流通期間（図２の時間ｔ２以降）に安定化目標値以上の負荷電流ＩＬが流れるという不都合な現象が発生しなくなる。その結果、負荷が断続を繰返す場合にも負荷電流を安定化できるようになる。
【００２２】
なお、電圧検出回路７には常に微小電流が流入するため、スイッチングトランジスタＱ１のオン、オフ動作が完全に停止すると、平滑コンデンサＣ１の端子間電圧は徐々に低下する。このため、時間ｔ２の直後、すなわち電流遮断期間から次の電流流通期間に移行した直後、には負荷電流ＩＬは安定化目標値よりも少々低目になる。しかし、電流流通期間に入って制御回路４と電力変換回路３が動作を再開することにより、負荷電流ＩＬは早急に安定化目標値に復帰することになる。
【００２３】
もし、何らかの原因で電流遮断期間が長くなり、平滑コンデンサＣ１の端子間電圧が大幅に低下するような事態が生じても、第２の帰還信号Ｆ２が基準電圧Ｖｒｅｆ以下になると制御回路４と電力変換回路３が再起動し、平滑コンデンサＣ１の端子間電圧を所定の最低値に維持する。このため、図１の構成とした電源装置では、安定化目標値以上の負荷電流ＩＬが流れるのを防止するだけでなく、電流流通期間の開始直後の負荷電流ＩＬが極端に小さくなることも防止できるという付帯効果も期待できる。
【００２４】
ところで、本発明によるスイッチング定電流電源装置に設けられる切替回路９は、負荷電流ＩＬが流れている時には第２の帰還信号Ｆ２のレベルを基準電圧Ｖｒｅｆよりも小さくし、負荷電流ＩＬが流れていない時には第２の帰還信号Ｆ２のレベルを基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きくするという機能を持つものである。この機能を実現する切替回路９としては図３に示すような２つの形態の回路が考えられる。
図３の右側（ａ）に示す切替回路９は抵抗Ｒ３とスイッチＳＷの並列回路から成っており、左側（ｂ）に示す切替回路９は定電圧ダイオードＤＺとスイッチＳＷの並列回路から成っている。
【００２５】
図３右側（ａ）の回路では、スイッチＳＷは負荷電流ＩＬが流れている時に閉じられるものとする。すると、抵抗Ｒ３は短絡され、この時に電圧検出回路７から出力される第２の帰還信号Ｆ２は電力変換回路３の出力電圧を抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧した値となる。一方、負荷電流ＩＬが流れていない時にはスイッチＳＷは開かれ、第２の帰還信号Ｆ２は電力変換回路３の出力電圧を抵抗Ｒ１と（抵抗Ｒ２＋抵抗Ｒ３）で分圧された値となる。
【００２６】
つまり、負荷電流ＩＬが流れていない時には、負荷電流ＩＬが流れている時に比べ、抵抗Ｒ３の端子間に生じる電圧降下の分だけ第２の帰還信号Ｆ２の信号レベルは高くなる。そこで、電力変換回路３の出力電圧と各抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の抵抗値を適当な値に設定すれば、先に述べた機能が実現できる。ちなみに、図１の回路では電圧検出回路７とグランドの間に切替回路９を接続しているが、切替回路９を電圧検出回路７と出力端子２ａの間に接続するようにしても構わない。ただし、その場合にはスイッチＳＷの開閉動作は逆になる。
【００２７】
図３左側（ｂ）の回路は、抵抗Ｒ３の端子間に生じる電圧降下の代わりに定電圧ダイオードＤＺのツェナー電圧を利用したものであり、実質的な動作作用は右側（ａ）の回路と同じである。
なお、図３左側（ｂ）の回路の定電圧ダイオードＤＺは、機能的にレベルシフト回路と等価である。実際にレベルシフト回路を使用して切替回路９を構成した場合、必ずしも出力端子２ａとグランドの間に電圧検出回路７と直列になるように設けなくても良い。具体的には、切替回路９を電圧検出回路７と帰還回路８の間に設けても構わず、また、負荷電流ＩＬが流れている時には第１の帰還信号Ｆ１をそのまま通過させるような構成とした切替回路９であれば、帰還回路８と制御回路４の間に設けても構わない。
【００２８】
図４には本発明によるスイッチング定電流電源装置の具体的な回路を示した。
図４の実施例の回路は、入力端子１と一方の出力端子２ａの間に、チョークコイルＬ１、スイッチングトランジスタＱ１、整流ダイオードＤ１および平滑コンデンサＣ１が昇圧チョッパコンバータを形成するように接続構成された電力変換回路３が接続されている。出力端子２ａ、２ｂ間には断続動作を行う負荷６が接続され、他方の出力端子２ｂとグランドとの間には電流検出回路５が接続されている。そして、その内部の誤差増幅器ＥＡ１に供給される帰還信号の信号レベルに応じて電力変換回路３を駆動するための制御回路４が電力変換回路３に接続されている。
【００２９】
ここで電流検出回路５は、出力端子２ｂとグランドとの間に接続された抵抗Ｒ４と、非反転入力端子（＋）が抵抗Ｒ４の出力端子２ｂ側端子に接続された増幅器ＥＡ２と、増幅器ＥＡ２の反転入力端子（−）とグランドとの間に接続された抵抗Ｒ５と、増幅器ＥＡ２の出力端子と反転入力端子（−）との間に接続された抵抗Ｒ６から構成されている。
【００３０】
そして、出力端子２ａとグランドとの間には抵抗Ｒ１、Ｒ２およびＲ３が直列に接続され、抵抗Ｒ３に対して並列にトランジスタＱ２の主電流路が接続されている。トランジスタＱ２のベースはバッファ回路Ｂｕｆの出力側に接続され、バッファ回路Ｂｕｆの入力側は電流検出回路５の抵抗Ｒ４の出力端子２ｂ側端子に接続されている。この抵抗Ｒ１とＲ２により電圧検出回路７が構成され、抵抗Ｒ３とトランジスタＱ２とバッファ回路Ｂｕｆにより切替回路９が構成されている。
【００３１】
また、２つの増幅器ＥＡ３とＥＡ４が設けられ、増幅器ＥＡ３の非反転入力端子（＋）は抵抗Ｒ１とＲ２の共通接続点に接続され、増幅器ＥＡ４の非反転入力端子（＋）は増幅器ＥＡ２の出力端子に接続されている。増幅器ＥＡ３の出力端子は逆流防止用のダイオードＤ２のアノードに接続され、増幅器ＥＡ４の出力端子は逆流防止用のダイオードＤ３のアノードに接続され、ダイオードＤ２とＤ３のカソードは共通接続されている。このダイオードＤ２とＤ３のカソードの共通接続点は増幅器ＥＡ３とＥＡ４の各反転入力端子（−）に接続され、さらに制御回路４、具体的には制御回路４の内部の誤差増幅器ＥＡ１の非反転入力端子（＋）に接続されている。これら増幅器ＥＡ３、ＥＡ４、ダイオードＤ２、Ｄ３により帰還回路８が構成されている。
【００３２】
このような構成の回路では、負荷６に負荷電流ＩＬが流れている時、電流検出回路５内部の抵抗Ｒ４の端子間に所定の電圧が発生する。この電圧は増幅器ＥＡ２において適当な信号レベルに増幅された後、第１の帰還信号Ｆ１として帰還回路８に供給される。
この抵抗Ｒ４の端子間電圧は切替回路９のバッファ回路Ｂｕｆにも供給され、これを受けたバッファ回路ＢｕｆはトランジスタＱ２をオンさせる。するとトランジスタＱ２によって抵抗Ｒ３の端子間が短絡され、抵抗Ｒ１とＲ２の共通接続点に現れる電圧は、電力変換回路３の出力電圧を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧した値になる。この時に抵抗Ｒ１とＲ２の共通接続点に現れた電圧は制御回路４内部の基準電圧Ｖｒｅｆより若干低い値となり、第２の帰還信号Ｆ２として帰還回路８に供給される。
【００３３】
ここで帰還回路８は、増幅器ＥＡ３と増幅器ＥＡ４の各反転入力端子（−）に同じ信号が帰還される回路構成となっているため、増幅器ＥＡ３に供給される第２の帰還信号Ｆ２と増幅器ＥＡ４に供給される帰還信号Ｆ１のうち、信号レベルの高い方の帰還信号が帰還回路８から制御回路４に供給される。ちなみに、負荷電流ＩＬが安定化目標値にほぼ等しい値である時、第１の帰還信号Ｆ１は制御回路４内部の基準電圧Ｖｒｅｆとほぼ同じになる。一方、第２の帰還信号Ｆ２は切替回路９の作用により、基準電圧Ｖｒｅｆより若干低い値になる。このため負荷６に負荷電流ＩＬが流れている時には、第１の帰還信号Ｆ１が制御回路４に供給されることになる。
【００３４】
第１の帰還信号Ｆ１が供給された制御回路４は、その内部に構成された制御ロジックに従い、スイッチングトランジスタＱ１に対して第１の帰還信号Ｆ１の信号レベルに応じたオンデューティにてオン、オフ動作させる信号を供給する。その結果、負荷電流ＩＬは安定化目標値に等しい値に誘導され、安定化されることになる。
所定時間後に負荷６に流れていた負荷電流ＩＬが遮断されると、抵抗Ｒ４の端子間に生じていた電圧はほぼゼロとなる。すると増幅器ＥＡ２から出力される第１の帰還信号Ｆ１の信号レベルもほぼゼロとなる。
【００３５】
ここで、バッファ回路Ｂｕｆは、抵抗Ｒ４の端子間電圧がほぼゼロとなったのに応じてトランジスタＱ２をオフさせる。すると、抵抗Ｒ１とＲ２の共通接続点に現れる電圧は、電力変換回路３の出力電圧を抵抗Ｒ１と（抵抗Ｒ２＋抵抗Ｒ３）で分圧した値になる。つまり、この時に抵抗Ｒ１とＲ２の共通接続点に現れる電圧は抵抗Ｒ３の端子間に生じる電圧降下の分だけ嵩上げされ、これにより第２の帰還信号Ｆ２の信号レベルは制御回路４内部の基準電圧Ｖｒｅｆより若干高い値となる。
【００３６】
帰還回路８は信号レベルの高い方の帰還信号を制御回路４に供給する回路構成であるため、負荷電流ＩＬが遮断された時には第２の帰還信号Ｆ２が制御回路４に供給されることになる。
第２の帰還信号Ｆ２の信号レベルは基準電圧Ｖｒｅｆより若干高い値であることから、第１の帰還信号Ｆ１が供給された制御回路４はスイッチングトランジスタＱ１のオン、オフ動作を停止させる。その結果、負荷電流ＩＬが流れない電流遮断期間に平滑コンデンサＣ１の端子間電圧が上昇することが無くなり、次の電流流通期間に安定化目標値以上の負荷電流ＩＬが流れるという不都合な現象が発生しなくなる。
【００３７】
以上までの各実施例の説明では、電力変換回路３に昇圧チョッパ型の回路、制御回路４に他励ＰＷＭ型の制御用ＩＣを想定して説明したが、本発明を適用するスイッチング定電流電源装置はこれに限定されるものではない。また、各実施例の説明では、基準電圧Ｖｒｅｆよりも高い第２の帰還信号が供給された時、制御回路４はスイッチングトランジスタＱ１のオン、オフ動作を完全に停止させるものとして説明したが、オン期間の極めて短いオン、オフ動作をさせるものであっても構わない。さらに、電流検出回路５や電圧検出回路７も抵抗検出以外の検出方法を用いても良く、本発明の要旨を変更しない範囲であれば具体的な回路構成の変形が可能であることは言うまでも無い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によるスイッチング定電流電源装置は、電力変換回路の出力側に電圧検出回路と共に設けられた切替回路の動作により、電流流通期間には第２の帰還信号の信号レベルを制御回路内で同一の誤差増幅器に供給される基準電圧よりも低い値とし、逆に電流遮断期間には第２の帰還信号の信号レベルを基準電圧よりも高い値とする。そして、電圧検出回路と電流検出回路と制御回路の間に設けられた帰還回路の動作により、電流遮断期間中には第２の帰還信号を制御回路に供給し、実質的に電力変換回路の動作を停止させることを特徴としている。
【００３９】
このような本発明によれば、電流遮断期間中に平滑コンデンサの端子間電圧が上昇することが無くなり、フィードバックループの電流制御動作の応答速度が負荷変動に追従できなくなる事態が防止される。その結果、負荷が断続される場合にも負荷電流を安定化できるスイッチング定電流電源装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスイッチング定電流電源装置の実施例を示すブロック図。
【図２】図１の回路中に現れる信号及び負荷電流のタイミングチャート。
【図３】切替回路の具体的な実施例の回路図。
【図４】本発明の実施例の具体的な回路図。
【図５】従来のスイッチング定電流電源装置の一例の回路図。
【符号の説明】
１：入力端子      ２ａ、２ｂ：出力端子      ３：電力変換回路      ４：制御回路      ５：電流検出回路      ６：負荷（断続を繰り返す負荷）      ７：電圧検出回路      ８：帰還回路      ９：切替回路      Ｆ１：第１の帰還信号      Ｆ２：第２の帰還信号      ＩＬ：負荷電流      ＥＡ１：制御回路内の誤差増幅器      Ｖｒｅｆ：基準電圧（帰還信号と同一の誤差増幅器に供給される基準電圧）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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