(57)【要約】      （修正有）【課題】瞬断等の発生時も安定して動作し、突入電流による損傷も抑制できるスイッチング電源装置の提供。【解決手段】スイッチング電源装置は、トランスＴの一次側のコイルＴＬ１に接続されコイルＴＬ１に流れる電流をスイッチングするトランジスタＱ１と、コイルＴＬ１及びトランジスタＱ１に並列に接続される平滑用コンデンサであるコンデンサＣ２と、トランジスタＱ１のスイッチングに基づいてオンするトライアックＴＡＣと、トライアックＴＡＣに並列に接続される抵抗Ｒ２とを有するスイッチング電源部ＰＳと、スイッチング電源部ＰＳに印加される電圧を検出し、電圧が非検出となるときからコンデンサＣ２の放電時間より短い所定時間ｔ１後にトランジスタＱ１のスイッチングを停止させる信号を出力するスイッチング制御部ＳＣとを備える。【選択図】図１
2016027778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスの一次側のコイルに接続され前記コイルに流れる電流をスイッチングするスイッチング素子と、前記コイル及び前記スイッチング素子に並列に接続され前記コイルに印加される電圧の平滑を行う平滑用コンデンサと、入力端子から前記コイルに至る経路に配置され前記スイッチング素子のスイッチングに基づいてオンする突入電流防止素子と、前記突入電流防止素子に並列に接続される抵抗と、を有するスイッチング電源部と、
前記スイッチング電源部に印加される電圧を検出し、当該電圧の検出状態で前記スイッチング素子がスイッチングするよう制御し、前記電圧が非検出となるときから前記平滑用コンデンサの放電時間より短い所定時間後に前記スイッチング素子のスイッチングを停止させる信号を出力するスイッチング制御部と、
を備える
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記電圧が非検出となるときから２０ｍ秒以内に前記スイッチングが停止する時間とされる
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記所定時間は、前記平滑用コンデンサの放電量が容量の３０％を超える前に前記スイッチングが停止する時間とされる
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記所定時間は１ｍ秒以上とされる
ことを特徴とする請求項２または３に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記スイッチング制御部は、前記スイッチング電源部に印加される前記電圧を検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路において前記電圧が非検出となるときから前記所定時間の間前記電圧の検出状態を維持する電圧検出維持回路を有する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記電圧検出維持回路はコンデンサを含み、当該コンデンサの放電により前記電圧の検出状態が維持される
ことを特徴とする請求項５に記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】
前記スイッチング電源部は、商用電源を整流する整流回路を有し、
前記電圧検出回路は、前記整流回路から出力する電圧を検出する
ことを特徴とする請求項５または６に記載のスイッチング電源装置。
【請求項８】
前記突入電流防止素子は、トライアックである
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項９】
前記突入電流防止素子は、電界効果トランジスタである
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング電源装置に関し、瞬断等が生じたときであっても安定して動作しつつ、突入電流による損傷を抑制する場合に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
家電や製造機具等の電源としてスイッチング電源装置が用いられている。スイッチング電源装置としてトランスを用いた絶縁型のものがあり、一次側の回路に平滑用のコンデンサを用いたものがある。このようなスイッチング電源装置には、入力端子から一次側コイルまでの経路にトライアックと抵抗とを並列に接続した並列回路が配置されたものがある。この並列回路は、電源投入時に電流がトライアックを流れずに抵抗を流れることで、突入電流が流れることを防止するためのものである。すなわち、スイッチング電源装置の運転開始直後はトライアックがオフしているので、突入電流は当該並列回路の抵抗を介して１次側の平滑用コンデンサに流れ、この抵抗により電流値が低減される。
【０００３】
下記特許文献１には、このようなスイッチング電源装置が記載されている。この特許文献１よれば、上記のような並列回路を有するスイッチング電源装置には、次の様な課題があることが指摘されている。すなわち、スイッチング電源装置の運転スイッチがオフとされた直後は、平滑用のコンデンサからの放電により、制御回路がスイッチング素子のスイッチングを継続し、トライアックも当該スイッチングに応動してオンしている。このため、例えばヒューズの破綻や誤操作により、スイッチング電源装置の運転スイッチがオフとされその後すぐに運転スイッチがオンとされると、突入電流はトライアックに並列に接続される抵抗に流れず、トライアックを介して１次側の平滑用コンデンサに流れる。従って、上記のような運転スイッチのオフ／オン動作が行われると、突入電流の電流値が低減されずにスイッチング電源装置に損傷を与える場合がある。
【０００４】
そこで、特許文献１のスイッチング電源装置は、運転スイッチのオフ動作を検知するスイッチオフ検知手段と、この検知手段によりオフ動作が検知されると直ちにスイッチング制御回路を停止させる停止信号を発生する停止信号発生手段と、この停止信号発生手段により停止信号が発生された後、１次側平滑用コンデンサを強制的に放電させるコンデンサ強制放電手段とを備える。
【０００５】
このスイッチング電源装置では、スイッチング電源装置の運転中にスイッチオフ検知手段が運転スイッチのオフ動作を検知すると、停止信号発生手段は直ちにスイッチング制御回路を停止させる停止信号を発生する。これにより、スイッチング制御回路は停止するため、スイッチング素子への制御信号の供給も停止し、トライアックのゲート素子がオフする。そして、停止信号発生後、１次側平滑用コンデンサを強制的に放電させる。その後、運転スイッチがオンされると、突入電流制限用抵抗を介して１次側平滑用コンデンサを充電してスイッチング制御回路が起動する。これにより、スイッチング電源装置が動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−１６３１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、スイッチング電源装置への電力供給が停止するのは、運転スイッチがオフとされる場合に限らない。例えば、運転スイッチがオンの状態であっても、外的要因によりごく短い間スイッチング電源装置に電力が供給されない場合がある。また、商用電源の瞬断が生じる度にスイッチング電源装置が運転停止すると、使用環境によっては、スイッチング電源装置の運転と停止とが繰り返されて、安定した電源装置の動作が行われない。
【０００８】
そこで、瞬断等が生じたときであっても安定して動作しつつ、突入電流による損傷を抑制できるスイッチング電源装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のスイッチング電源装置は、トランスの一次側のコイルに接続され前記コイルに流れる電流をスイッチングするスイッチング素子と、前記コイル及び前記スイッチング素子に並列に接続され前記コイルに印加される電圧の平滑を行う平滑用コンデンサと、入力端子から前記コイルに至る経路に配置され前記スイッチング素子のスイッチングに基づいてオンする突入電流防止素子と、前記突入電流防止素子に並列に接続される抵抗と、を有するスイッチング電源部と、前記スイッチング電源部に印加される電圧を検出し、当該電圧の検出状態で前記スイッチング素子がスイッチングするよう制御し、前記電圧が非検出となるときから前記平滑用コンデンサの放電時間より短い所定時間後に前記スイッチング素子のスイッチングを停止させる信号を出力するスイッチング制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
このようなスイッチング電源装置によれば、スイッチング電源部に印加される電圧が前記の所定時間よりも短い時間断たれたとしても、スイッチング素子はスイッチングを続ける。従って、スイッチング電源装置へ供給される電力に瞬断が生じる場合であっても、電力の出力を安定して行うことができる。そして、スイッチング素子が継続してスイッチングしている間、突入電流防止素子は動作を続けている。従って、スイッチング電源装置へ供給される電力が断たれてから前記の所定時間以内に再度スイッチング電源装置に電力が供給される場合、突入電流は突入電流防止素子を介して流れる。しかし、この所定時間は平滑用コンデンサの放電時間よりも短い時間とされる。従って、平滑用コンデンサが放電された後の状態で突入電流が流れる場合よりも、突入電流を抑えることができる。
【００１１】
一方、前記の所定時間よりも長い時間にわたりスイッチング電源部に印加される電圧が断たれる場合、スイッチング制御部はスイッチング素子のスイッチングを停止させる。従って、この場合に再度スイッチング電源装置に電力が供給され突入電流が流れるとしても、突入電流防止素子がオフとなるため、突入電流は抵抗を流れ、電流値が低減されることになる。
【００１２】
つまり、上記特許文献１のスイッチング電源装置では平滑用コンデンサを強制放電するのに対し、本発明のスイッチング電源装置では、平滑用コンデンサが放電する時間よりも前の所定時間内に再度電力供給がある場合には、スイッチング電源部をそのまま動作させて、出来るだけ平滑用コンデンサの電圧が下がらないようにするのである。
【００１３】
従って、前記所定時間は、前記電圧が非検出となるときから２０ｍ秒以内に前記スイッチングが停止する時間とされることが好ましい。一般的なスイッチング電源装置において、変換される電圧を平滑する一次側の平滑用コンデンサの放電時間は、出力負荷容量にもよるが、一般的に２０ｍ秒よりも十分に長い。従って、前記所定時間をスイッチングが２０ｍ秒以内に停止する時間とすることで、平滑用コンデンサの放電量が多い状態で、突入電流防止素子を通じた電流の再突入を防止することができる。
【００１４】
或いは、前記所定時間は、平滑用コンデンサの放電量が容量の３０％を超える前に前記スイッチングが停止する時間とされても良い。放電量が平滑用コンデンサの容量の３０％未満であれば、突入電流防止素子がオンの状態で突入電流が流れる場合であっても、平滑用コンデンサに流れる電流の量が限られるため、突入電流の電流値を抑えることができる。
【００１５】
また、前記所定時間が１ｍ秒以上とされることが好ましく、この場合１ｍ秒より短い時間の瞬断等が生じても、スイッチング電源装置の運転が停止されることを防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明のスイッチング電源装置によれば、瞬断等が生じたときであっても安定して動作しつつ、突入電流による損傷を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るスイッチング電源装置を示す回路図である。
【図２】電源スイッチＳＷ１がオン状態において第１所定時間より長い間電力の供給が断たれる場合の図１の照明用電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】電源スイッチＳＷ１がオン状態において第１所定時間より短い間電力の供給が断たれる場合の図１の照明用電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】設定スイッチがオンの場合において、図１の照明用電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】設定スイッチがオフの場合において、図１の照明用電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係るスイッチング電源装置を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るスイッチング電源装置の好適な実施形態について、照明用電源装置を例に図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書にて、接続という場合には、電気的な接続を意味する場合がある。
【００１９】
図１に示すように本実施形態のスイッチング電源装置は、照明用電源装置であり、照明用電源装置のオン／オフを切り替える電源スイッチＳＷ１と、商用のＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換して出力するスイッチング電源部ＰＳと、スイッチング電源部ＰＳを制御するスイッチング制御部ＳＣと、照明用電源装置に接続される照明器ＬＤの明るさを切り換える明暗設定回路ＳＷ２と、明暗設定回路ＳＷ２の状態によりスイッチング制御部ＳＣに発光強度信号を出力する調光部ＤＭと、とを備える。
【００２０】
＜スイッチング電源部ＰＳの構成＞
スイッチング電源部ＰＳは、フライバック方式とされ、電源スイッチＳＷ１を介して商用電源に接続されている。商用電源に接続されるそれぞれ入力端子ＣＮ１，ＣＮ２の一方の入力端子ＣＮ１には、ヒューズＦ１が接続されている。また、それぞれの入力端子ＣＮ１，ＣＮ２間は、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１でそれぞれ接続されている。さらに、入力端子ＣＮ１及び入力端子ＣＮ２にはそれぞれコイルＬ１が接続され、それぞれのコイルＬ１が互いに磁気結合している。このコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１及び一対のコイルＬ１によりフィルタが形成され、商用電源から入力するスパイクノイズ等が低減される。
【００２１】
入力端子ＣＮ１には、ヒューズＦ１を介して、トライアックＴＡＣと抵抗Ｒ２とが並列に接続されている。本実施形態では、このトライアックＴＡＣが突入電流防止素子とされる。整流回路ＲＣ１は、一対の入力端子及び一対の出力端子を有し、例えばブリッジダイオード回路等の全波整流回路とされる。上記のトライアックＴＡＣと抵抗Ｒ２とからなる並列回路は、整流回路ＲＣ１の一方の入力端子に接続されている。つまりトライアックＴＡＣは、一方のターミナルが入力端子ＣＮ１に接続され、他方のターミナルが整流回路ＲＣ１に接続されている。また、入力端子ＣＮ２は整流回路ＲＣ１の他方の入力端子に接続されている。
【００２２】
整流回路ＲＣ１の一方の出力端子は、ダイオードＤ１のアノードに接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、トランスＴの一次側のコイルＴＬ１の一端に接続されている。コイルＴＬ１の他端は、トランジスタＱ１のドレインに接続されている。なお、本実施形態では、トランジスタＱ１は、ＭＯＳ型の電界効果トランジスタとされる。このトランジスタＱ１がスイッチング電源部ＰＳのスイッチング素子とされる。トランジスタＱ１のソースは抵抗Ｒ４の一端に接続されている。そして、抵抗Ｒ４の他端は整流回路ＲＣ１の他方の出力端子に接続されている。また、ダイオードＤ１とコイルＴＬ１との間と、抵抗Ｒ４と整流回路ＲＣ１との間とは、コンデンサＣ２で接続されている。つまり、コンデンサＣ２は、コイルＴＬ１とトランジスタＱ１と抵抗Ｒ４とからなる直列回路に並列に接続されている。このコンデンサＣ２は、平滑用コンデンサとされる。
【００２３】
また、トライアックＴＡＣの整流回路ＲＣ１に接続される側のターミナル、及び、抵抗Ｒ２の整流回路ＲＣ１に接続される側は、トランスＴのコイルＴＬ３の一端に接続されている。このコイルＴＬ３は、コイルＴＬ１と同極性とされてコイルＴＬ１と磁気結合している。コイルＴＬ３の他端は、ダイオードＤ２のアノードに接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、抵抗Ｒ３を介して、トライアックＴＡＣのゲートに接続されている。また、コイルＴＬ３の一端とトライアックＴＡＣのターミナルとの間と、ダイオードＤ２のカソードと抵抗Ｒ３との間とはコンデンサＣ３で接続されている。つまり、コンデンサＣ３は、コイルＴＬ３とダイオードＤ２とからなる直列回路に並列に接続されている。トライアックＴＡＣと抵抗Ｒ２がこのように接続されることにより、電源スイッチＳＷ１がオンとされる直後は抵抗Ｒ２を介して整流回路ＲＣ１に電流が流れ、スイッチング電源部ＰＳが動作した後は、トライアックＴＡＣを介して整流回路ＲＣ１に電流が流れる。このようにすることで、電源投入時のスパイクノイズを抵抗Ｒ２で低減し、その後はトライアックＴＡＣを介することで、不要な電力消費を抑えている。
【００２４】
また、トランスＴの二次側のコイルＴＬ２は、コイルＴＬ１と逆極性とされコイルＴＬ１と磁気結合している。コイルＴＬ２の一端にはダイオードＤ４のアノードが接続されておりダイオードＤ４のカソードはスイッチング電源部ＰＳの一方の出力端子ＣＮ３に接続されている。この出力端子ＣＮ３はグランドに対し＋Ｖボルトの電圧とされる。また、コイルＴＬ２の他端は抵抗Ｒ１０の一端に接続されており、抵抗Ｒ１０の他端はスイッチング電源部ＰＳの他方の出力端子ＣＮ４に接続されている。この出力端子ＣＮ４はグランドとされる。さらに、ダイオードＤ４のカソードとコイルＴＬ２の他端は、コンデンサＣ８で接続されている。つまり、コンデンサＣ８は、コイルＴＬ２とダイオードＤ４からなる直列回路に並列に接続されている。このダイオードＤ４とコンデンサＣ８とで、整流回路が形成される。
【００２５】
また、図１において点線で示すようにスイッチング電源部ＰＳの出力端子ＣＮ３，ＣＮ４間には、照明器ＬＤが接続される。例えば、図１のように照明器ＬＤが発光ダイオードから成る場合、出力端子ＣＮ３に発光ダイオードのアノードが接続され、出力端子ＣＮ４に発光ダイオードのカソードが接続される。
【００２６】
＜スイッチング制御部ＳＣの構成＞
トランスＴのコイルＴＬ４は、コイルＴＬ１と同極性とされ、コイルＴＬ１と磁気結合している。コイルＴＬ４の一端はダイオードＤ３のアノードに接続されている。ダイオードＤ３のカソードはスイッチングパルス発生回路ＩＣ１の電源端子ＶＣＣ１に接続されている。また、コイルＴＬ４の他端はグランドレベルとされるスイッチングパルス発生回路ＩＣ１のグランド端子ＧＮＤ１に接続されている。また、ダイオードＤ３のカソードとコイルＴＬ４の他端は、コンデンサＣ７で接続されている。つまり、コンデンサＣ７は、コイルＴＬ４とダイオードＤ３からなる直列回路に並列に接続されている。このダイオードＤ３とコンデンサＣ７とで、整流回路が形成される。従って、スイッチングパルス発生回路ＩＣ１の電源端子ＶＣＣ１には、直流電圧が印加される。
【００２７】
スイッチングパルス発生回路ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１は、トランジスタＱ１のゲートに接続されている。スイッチングパルス発生回路ＩＣ１は、出力端子ＯＵＴ１からスイッチングパルスを出力して、トランジスタＱ１のスイッチングを行わせる回路であり、後述の所定の条件でスイッチングパルスの出力を停止したり、スイッチングパルスがＨｉｇｈレベルとされるパルス幅を変更したりする。また、スイッチングパルス発生回路ＩＣ１の入力端子ＣＳは、トランジスタＱ１のソースに接続されている。スイッチングパルス発生回路ＩＣ１は、トランジスタＱ１から出力する電流を検出し、上記のようにスイッチングパルスがＨｉｇｈレベルとされるパルス幅を変更することで、トランジスタＱ１に所定の電流が流れるよう制御している。
【００２８】
また、ダイオードＤ３のカソードは、抵抗Ｒ８の一端に接続されており、抵抗Ｒ８の一端は抵抗Ｒ５を介してスイッチング電源部ＰＳのダイオードＤ１のカソードに接続されている。従って、抵抗Ｒ８の一端の電圧は、ダイオードＤ１からの電圧によりプルアップされる。抵抗Ｒ８の他端は抵抗Ｒ９の一端に接続されており、抵抗Ｒ９の他端はスイッチングパルス発生回路ＩＣ１のグランド端子ＧＮＤ１に接続されている。また、抵抗Ｒ８の他端と抵抗Ｒ９の一端はそれぞれトランジスタＱ３のゲートに接続されている。なお、本実施形態では、トランジスタＱ３は、ＭＯＳ型の電界効果トランジスタとされる。トランジスタＱ３のゲート及び抵抗Ｒ９の一端は、コンデンサＣ５を介して、グランド端子ＧＮＤ１に接続されている。つまり、コンデンサＣ５と抵抗Ｒ９は並列に接続されている。また、トランジスタＱ３のドレインはスイッチングパルス発生回路ＩＣ１のフィードバック端子ＦＢに接続されており、ソースはグランド端子ＧＮＤ１に接続されている。スイッチングパルス発生回路ＩＣ１は、フィードバック端子ＦＢの電圧が低くなると、出力端子ＯＵＴ１から出力されるスイッチングパルスがＨｉｇｈレベルとされるパルス幅を狭くする。さらに、スイッチングパルス発生回路ＩＣ１は、フィードバック端子ＦＢの電圧が所定の電圧レベルより低いＬｏｗレベルとなると出力端子ＯＵＴ１からのスイッチングパルスの出力を停止する。従って、トランジスタＱ３がオンの場合に、出力端子ＯＵＴ１からのスイッチングパルスの出力が停止される。
【００２９】
トランジスタＱ２のゲートは、抵抗Ｒ６を介して、スイッチング電源部ＰＳの整流回路ＲＣ１の出力端子に接続されている。つまり抵抗Ｒ６は、一端が整流回路ＲＣ１の出力端子に接続され、他端がトランジスタＱ２のゲートに接続されている。なお、本実施形態では、トランジスタＱ２は、ＭＯＳ型の電界効果トランジスタとされる。さらに抵抗Ｒ６の他端は抵抗Ｒ７の一端に接続され、抵抗Ｒ７の他端はグランド端子ＧＮＤ１に接続されている。このように接続される抵抗Ｒ６により整流回路ＲＣ１から出力する電圧を検出することができる。スイッチング電源部ＰＳに電圧が印加されると整流回路ＲＣ１から電圧が出力されるため、抵抗Ｒ６は、スイッチング電源部ＰＳに印加される電圧を検出することとなる。従って、抵抗Ｒ６は電圧検出回路とされる。トランジスタＱ２のゲート及び抵抗Ｒ７の一端は、コンデンサＣ４を介して、グランド端子ＧＮＤ１に接続されている。つまり、コンデンサＣ４と抵抗Ｒ７は並列に接続されている。このように接続されるコンデンサＣ４は、抵抗Ｒ６を介してスイッチング電源部ＰＳから電圧が印加されなくなるとき、すなわち抵抗Ｒ６が電圧を非検出となるときから放電を行って、第１所定時間の間トランジスタＱ２のゲートにトランジスタＱ２がオン状態となる電圧を印加する。つまり、コンデンサＣ４は、放電により前記第１所定時間電圧の検出状態を維持する。従って、コンデンサＣ４は、電圧検出維持回路とされる。なお、コンデンサＣ４が、電圧の検出状態を維持する前記第１所定時間は、コンデンサＣ４及び抵抗Ｒ７の時定数により定まる。また、トランジスタＱ２のドレインはトランジスタＱ３のゲートに接続されている。上記のようにトランジスタＱ３のゲートは、抵抗Ｒ８の他端に接続されているため、トランジスタＱ２のドレインも抵抗Ｒ８の他端に接続されている。トランジスタＱ２のソースはグランド端子ＧＮＤ１に接続されている。このような構成によりトランジスタＱ３のオン／オフはトランジスタＱ２のオン／オフにより制御される。つまりトランジスタＱ２，Ｑ３は、スイッチングパルス発生回路ＩＣ１にスイッチングパルスの出力の停止をさせるスイッチングパルス停止スイッチとされ、トランジスタＱ１は、上記のように抵抗Ｒ６が電圧を非検出となるときから第１所定時間より後の第２所定時間後にスイッチングを停止する。この第１所定時間から第２所定時間までの時間は、通常、１ｍ秒程度とされる。
【００３０】
また、スイッチングパルス発生回路ＩＣ１のフィードバック端子ＦＢは、トランジスタＱ３のドレインの他に第１フォトカプラのフォトトランジスタＰＨＣ１Ｔのコレクタが接続されている。フォトトランジスタＰＨＣ１Ｔは、後述の調光部ＤＭの第１フォトカプラの発光ダイオードＰＨＣ１Ｄと光学的にカップリングされており、発光ダイオードＰＨＣ１Ｄの発光により、フォトトランジスタＰＨＣ１Ｔのコレクタ−エミッタ間に電流が流れる。フォトトランジスタＰＨＣ１Ｔのエミッタは、グランド端子ＧＮＤ１に接続されている。従って、フォトトランジスタＰＨＣ１Ｔが短時間だけオンとなるとスイッチングパルス発生回路ＩＣ１のフィードバック端子ＦＢの電圧が下がる。そして、スイッチングパルス発生回路ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力するスイッチングパルスのＨｉｇｈレベルのパルス幅が狭くなる。
【００３１】
また、フィードバック端子ＦＢとグランド端子ＧＮＤ１間には、フォトトランジスタＰＨＣ１Ｔと並列にコンデンサＣ６が接続されている。コンデンサＣ６はノイズ吸収用のコンデンサである。
【００３２】
＜調光部ＤＭの構成＞
スイッチング電源部ＰＳの入力端子ＣＮ１，ＣＮ２には、照明器ＬＤの発光強度を設定するための明暗設定回路ＳＷ２が接続されている。本実施形態では、明暗設定回路ＳＷ２はスイッチから構成されており、明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオフの状態で照明器ＬＤが明るく発光する状態とされ、明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオンの状態で照明器ＬＤが暗く発光する状態とされる。
【００３３】
調光部ＤＭは、第２フォトカプラで絶縁された１次側と２次側とからなる。まず、１次側の構成を説明する。調光部ＤＭの入力端子ＣＮ５，ＣＮ６は、明暗設定回路ＳＷ２を介して、スイッチング電源部ＰＳの入力端子ＣＮ１，ＣＮ２に接続されている。明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオフの状態では、商用電源から調光部ＤＭへの交流電圧の印加がなく、この状態は設定信号が非入力の状態とされる。一方、明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオンの状態では、商用電源から調光部ＤＭへ交流電圧が印加され、この状態は設定信号が入力の状態とされる。つまり、本実施形態では、設定信号は、スイッチング電源部ＰＳに印加される商用電圧の一部を分岐して生成されている。
【００３４】
それぞれの入力端子ＣＮ５，ＣＮ６の一方の入力端子ＣＮ５には、ヒューズＦ２が接続されている。整流回路ＲＣ２は、整流回路ＲＣ１と同様に一対の入力端子と一対の出力端子とを有し、例えばブリッジダイオード回路等の全波整流回路とされる。入力端子ＣＮ５はヒューズＦ２を介して整流回路ＲＣ２の一方の入力端子に接続されている。入力端子ＣＮ６は整流回路ＲＣ２の他方の入力端子に接続されている。整流回路ＲＣ２の一方の出力端子には抵抗Ｒ１４の一端が接続され、抵抗Ｒ１４の他端には第２フォトカプラの発光ダイオードＰＨＣ２Ｄのアノードが接続されている。発光ダイオードＰＨＣ２Ｄのカソードは、整流回路ＲＣ２の他方の出力端に接続されている。
【００３５】
次に２次側の説明をする。トランスＴのコイルＴＬ５は、コイルＴＬ１と同極性とされ、コイルＴＬ１と磁気結合している。コイルＴＬ５の一端はダイオードＤ５のアノードに接続されている。また、ダイオードＤ５のカソードは発光強度安定回路ＩＣ２の電源端子ＶＣＣ２に接続されている。また、コイルＴＬ５の他端はグランドとされる発光強度安定回路ＩＣ２のグランド端子ＧＮＤ２に接続されている。また、ダイオードＤ５のカソードとコイルＴＬ５の他端は、コンデンサＣ９で接続されている。つまり、コンデンサＣ９は、コイルＴＬ５とダイオードＤ５からなる直列回路に並列に接続されている。このダイオードＤ５とコンデンサＣ９とで、整流回路が形成されている。従って、発光強度安定回路ＩＣ２の電源端子ＶＣＣ２には、直流電圧が入力される。
【００３６】
この発光強度安定回路ＩＣ２は、所定の条件で、第１フォトカプラのフォトトランジスタＰＨＣ１Ｔを用いて、スイッチングパルス発生回路ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力されるスイッチングパルスがＨｉｇｈレベルとされるパルス幅を狭くする。例えば、照明器ＬＤに設定よりも多くの電流が流れている場合に、所定の期間フォトトランジスタＰＨＣ１Ｔをオン状態とする電圧を出力する。
【００３７】
発光強度安定回路ＩＣ２の入力端子ＩＮ１は抵抗Ｒ１２の一端に接続されており、抵抗Ｒ１２の他端はスイッチング電源部ＰＳの出力端子ＣＮ３に接続されている。また、入力端子ＩＮ１及び抵抗Ｒ１２の一端は、抵抗Ｒ１３の一端に接続されており、抵抗Ｒ１３の他端は発光強度安定回路ＩＣ２のグランド端子ＧＮＤ２に接続されている。従って、発光強度安定回路ＩＣ２は、入力端子ＩＮ１から抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３との分圧を検出することで、スイッチング電源部ＰＳの出力電圧を検出することができる。
【００３８】
また、発光強度安定回路ＩＣ２の入力端子ＩＮ２は、スイッチング電源部ＰＳの出力端子ＣＮ４に接続されている。さらに発光強度安定回路ＩＣ２のグランド端子ＧＮＤ２はスイッチング電源部ＰＳのコイルＴＬ２の他端と抵抗Ｒ１０の一端との間に接続されている。発光強度安定回路ＩＣ２は、入力端子ＩＮ２に印加される電圧とグランド端子ＧＮＤ２との電圧から抵抗Ｒ１０における電圧を検出することで、抵抗Ｒ１０に流れる電流を検出することができる。この電流の検出により、照明器ＬＤに流れる電流を検出することができる。
【００３９】
また、ダイオードＤ５のカソードは、抵抗Ｒ１１の一端に接続されており、抵抗Ｒ１１の他端は第１フォトカプラの発光ダイオードＰＨＣ１Ｄのアノードに接続されている。また、第１フォトカプラの発光ダイオードＰＨＣ１Ｄのカソードは、発光強度安定回路ＩＣ２の出力端子ＯＵＴ２に接続されている。従って、発光強度安定回路ＩＣ２の出力端子ＯＵＴ２の電圧がＨｉｇｈレベルである場合に、第１フォトカプラの発光ダイオードＰＨＣ１Ｄは発光せず、当該出力端子ＯＵＴ２の信号電圧がＬｏｗレベルである場合に、第１フォトカプラの発光ダイオードＰＨＣ１Ｄは発光する。発光強度安定回路ＩＣ２は、入力端子ＩＮ１に印加される電圧や、入力端子ＩＮ２に印加される電圧が所定のリファレンス電圧を超えると、出力端子ＯＵＴ２にの電圧をＬｏｗレベルとする。そうすると第１フォトカプラの発光ダイオードＰＨＣ１Ｄが発光する。上記のように発光ダイオードＰＨＣ１Ｄの発光により、フォトトランジスタＰＨＣ１Ｔがオンとなり、スイッチングパルス発生回路ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力するスイッチングパルスのＨｉｇｈレベルのパルス幅が狭くなる。従って、入力端子ＩＮ１に印加される電圧や入力端子ＩＮ２に印加される電圧が所定の電圧値を超えると、出力端子ＣＮ３，ＣＮ４から出力される電圧が低下し、適正な電圧とされる。
【００４０】
また、ダイオードＤ５のカソードは発光強度制御回路ＩＣ３の電源端子ＶＤＤに接続されている。従って、発光強度制御回路ＩＣ３には発光強度安定回路ＩＣ２と同様に直流電圧が印加される。また、このように発光強度制御回路ＩＣ３の電源端子ＶＤＤに接続されるダイオードＤ５のカソードには、さらに抵抗Ｒ１８の一端が接続され、抵抗Ｒ１８の他端にはトランジスタＱ４のコレクタが接続されている。トランジスタＱ４のエミッタは、グランドとされる発光強度制御回路ＩＣ３のグランド端子ＶＳＳに接続される。また、抵抗Ｒ１８の他端及びトランジスタＱ４のコレクタは、発光強度制御回路ＩＣ３の入力端子ＤＩＭＩＮに接続されている。従って、トランジスタＱ４がオンであれば、入力端子ＤＩＭＩＮの電圧レベルはＬｏｗレベルとされ、トランジスタＱ４がオフであれば、抵抗Ｒ１８を介してトランジスタＱ４のコレクタに印加される電圧により入力端子ＤＩＭＩＮの電圧レベルはＨｉｇｈレベルとされる。また、発光強度制御回路ＩＣ３の出力端子ＤＩＭＯＵＴは、発光強度安定回路ＩＣ２の入力端子ＩＮ３に接続されている。発光強度制御回路ＩＣ３は、入力端子ＤＩＭＩＮの電圧レベルがＬｏｗである場合に出力端子ＤＩＭＯＵＴから電圧がＬｏｗレベルの信号を出力し、入力端子ＤＩＭＩＮの電圧レベルがＨｉｇｈである場合に出力端子ＤＩＭＯＵＴから電圧がＨｉｇｈレベルの信号を出力する。
【００４１】
発光強度安定回路ＩＣ２は、入力端子ＩＮ３に印加される電圧がＬｏｗレベルである場合に、リファレンス電圧の設定を低くする。このリファレンス電圧は、出力端子ＯＵＴ２に印加する電圧をＬｏｗレベルとする際に、入力端子ＩＮ１に印加される電圧や入力端子ＩＮ２に印加される電圧と比較する電圧である。従って、入力端子ＩＮ３に印加される電圧がＬｏｗレベルである場合には、入力端子ＩＮ３に印加される電圧がＨｉｇｈレベルである場合よりも、入力端子ＩＮ１に印加される電圧や入力端子ＩＮ２に印加される電圧が低い状態で発光ダイオードＰＨＣ１Ｄが発光する。
【００４２】
また、電源端子ＶＤＤに接続されるダイオードＤ５のカソードには、さらに抵抗Ｒ１５の一端が接続され、抵抗Ｒ１５の他端には、第２フォトカプラのフォトトランジスタＰＨＣ２Ｔのコレクタが接続されている。このフォトトランジスタＰＨＣ２Ｔは、一次側の発光ダイオードＰＨＣ２Ｄと光学的にカップリングされており、発光ダイオードＰＨＣ２Ｄの発光により、フォトトランジスタＰＨＣ２Ｔのコレクタ−エミッタ間に電流が流れる。上記のように本実施形態では、設定信号は、スイッチング電源部ＰＳに印加される電圧から成り、設定信号が入力されている状態で第２フォトカプラの発光ダイオードＰＨＣ２Ｄが発光する。従って、この発光ダイオードＰＨＣ２Ｄの発光を検出するフォトトランジスタＰＨＣ２Ｔは、設定信号検出回路とされる。第２フォトカプラのフォトトランジスタＰＨＣ２Ｔのエミッタには、抵抗Ｒ１６の一端が接続されており、抵抗Ｒ１６の他端は発光強度制御回路ＩＣ３のグランド端子ＶＳＳに接続されている。なお、発光強度制御回路ＩＣ３のグランド端子ＶＳＳと発光強度安定回路ＩＣ２のグランド端子ＧＮＤ２とは互いに接続されている。また、フォトトランジスタＰＨＣ２Ｔのエミッタ及び抵抗Ｒ１６の一端は、抵抗Ｒ１７の一端に接続されており、抵抗Ｒ１７の他端は、トランジスタＱ４のベースに接続されている。従って、第２フォトカプラの発光ダイオードＰＨＣ２Ｄが発光している状態では、トランジスタＱ４にベース電流が流れ、トランジスタＱ４がオンとなる。従って、上記のように入力端子ＤＩＭＩＮの電圧レベルはＬｏｗレベルとなる。
【００４３】
また、抵抗Ｒ１７の一端に接続されるフォトトランジスタＰＨＣ２Ｔのエミッタ及び抵抗Ｒ１６の一端は、コンデンサＣ１０を介して、発光強度制御回路ＩＣ３のグランド端子ＶＳＳに接続される。つまり、コンデンサＣ１０と抵抗Ｒ１６とは並列接続されている。このように接続されるコンデンサＣ１０は、フォトトランジスタＰＨＣ２Ｔから電圧が印加されなくなるとき、すなわちフォトトランジスタＰＨＣ２Ｔが設定信号を非検出となるときから放電を行って、ある特定の時間トランジスタＱ４のベースにトランジスタＱ４がオン状態となる電圧を印加する。つまり、コンデンサＣ１０は、放電により前記特定の時間だけ設定信号が検出される状態を維持する。従って、コンデンサＣ１０は、設定信号維持回路とされる。なお、コンデンサＣ１０が設定信号の検出状態を維持する特定の時間は、コンデンサＣ１０及び抵抗Ｒ１６の時定数により定まる。このコンデンサＣ１０が設定信号の検出状態を維持する前記特定の時間は、スイッチング制御部ＳＣにおいてコンデンサＣ４が電圧の検出状態を維持する第１所定時間よりも長く設定され、上記第２所定時間よりも長く設定されることが好ましい。つまり、コンデンサＣ１０を含む設定信号維持回路は、入力端子ＣＮ１，ＣＮ２に電圧が印加されなくなるタイミングと設定信号が非入力となるタイミングが同じ場合に、トランジスタＱ１がスイッチングを停止する第２所定時間の経過後まで、設定信号の検出状態を維持する。
【００４４】
また、上記のように発光強度安定回路ＩＣ２は、発光強度制御回路ＩＣ３の出力端子ＤＩＭＯＵＴから入力端子ＩＮ３に印加される電圧がＬｏｗレベルである場合に、入力端子ＩＮ３に印加される電圧がＨｉｇｈレベルである場合よりも、入力端子ＩＮ１に印加される電圧や入力端子ＩＮ２に印加される電圧が低くても発光ダイオードＰＨＣ１Ｄが発光させる。従って、フォトトランジスタＰＨＣ２Ｔが設定信号の入力を検出し、発光強度制御回路ＩＣ３が出力端子ＤＩＭＯＵＴから入力端子ＩＮ３に印加される電圧がＬｏｗレベルとすることにより、出力端子ＯＵＴ１からのスイッチングパルスの出力が停止される期間が長くなる。こうして、出力端子ＣＮ３，ＣＮ４から出力される適正な電圧値を低下させることができる。つまり、発光強度制御回路ＩＣ３の出力端子ＤＩＭＯＵＴから出力される電圧を発光強度指示信号と理解することができ、発光強度制御回路ＩＣ３は発光強度安定回路ＩＣ２の制御を利用して、発光強度を制御している。そして、本実施形態では、第１フォトカプラの発光ダイオードＰＨＣ２Ｄからの光信号に基づいて、スイッチング制御部ＳＣは、トランジスタＱ１のスイッチングを制御する。従って、本実施形態では、発光ダイオードＰＨＣ２Ｄから出力する光信号が調光部ＤＭから出力する発光強度信号とされる。この発光強度信号は、上記のように設定信号等に基づいて生成される。また調光部ＤＭは、コンデンサＣ１０が上記の第２所定時間経過後まで設定信号の検出状態を維持するため、第２所定時間経過後まで設定信号が非入力となる直前の発光強度信号を出力する。
【００４５】
＜電力の供給が一時的に断たれる場合の照明用電源装置の動作＞
次に電力の供給が一時的に断たれる場合の照明用電源装置の動作について説明する。図２、図３では、記載されるそれぞれの部位の電圧を示している。ただし、本説明では、理解の容易のため、時間軸のスケールが各部位で異なる場合がある。
【００４６】
まず、電源スイッチＳＷ１がオン状態において第１所定時間より長い間電力の供給が断たれる場合の図１の照明用電源装置の動作について図２を用いて説明する。
【００４７】
図２に示すように、電源スイッチＳＷ１がオンの状態では、入力端子ＣＮ１，ＣＮ２に商用電源からの電圧が印加される。この状態では、整流回路ＲＣ１から出力電圧が全波整流の波形で出力する。そして、平滑用のコンデンサＣ２により平滑された電圧がコイルＴＬ１に印加する。スイッチング素子であるトランジスタＱ１がオンの状態では、コイルＴＬ１と抵抗Ｒ４に電流が流れる。このときトランスＴに電力を蓄える。そして、トランジスタＱ１がオフとなり、コイルＴＬ１と抵抗Ｒ４に電流が流れない状態において、絶縁トランスの逆起電力を利用して、蓄えられていた電力をコイルＴＬ２から放出する。するとダイオードＤ４とコンデンサＣ８による整流回路を介して、出力端子ＣＮ３，ＣＮ４から直流の電圧が出力する。このように、トランジスタＱ１がスイッチングし続けることで、出力端子ＣＮ３，ＣＮ４から電圧が出力する。ＣＮ３、ＣＮ４から電圧が出力すると、照明器ＬＤが点灯する。なお、照明器ＬＤが発光ダイオードである場合には定電流動作とされる。
【００４８】
上記のように電源スイッチＳＷ１がオンとされた直後においては、電流は抵抗Ｒ２を介して整流回路ＲＣ１に流れて、平滑用コンデンサであるコンデンサＣ２が充電されスイッチング電源部ＰＳが動作する。そして、スイッチング電源部ＰＳが動作した後は、トライアックＴＡＣを介して整流回路ＲＣ１に電流が流れる。このように動作することで、電源スイッチがオンとされた直後に発生し易い突入電流の電流値を抑制することができる。そして、スイッチング電源部ＰＳが動作している状態では、トライアックＴＡＣを通じて電流を流すことで、電流を流し易くしている。
【００４９】
整流回路ＲＣ１から電圧が出力している状態では、トランジスタＱ２のゲートに印加される電圧はＨｉｇｈレベルとされ、トランジスタＱ２はオン状態とされる。なお、整流回路ＲＣ１からの出力電圧は瞬間的にゼロとなる場合があるが、この場合コンデンサＣ４が、トランジスタＱ２のゲートに印加される電圧を所定レベル以上に保ち、トランジスタＱ２はオン状態を維持する。
【００５０】
トランジスタＱ２がオンとされると、抵抗Ｒ５，Ｒ８を流れる電流はトランジスタＱ２を介してグランドに流れるため、トランジスタＱ３のゲートに印加される電圧はＬｏｗレベルとされ、トランジスタＱ３はオフ状態とされる。従ってスイッチングパルス発生回路のフィードバック端子ＦＢの電圧はＨｉｇｈレベルとされる。従って、この間、スイッチングパルス制御回路の出力端子ＯＵＴ１からは、トランジスタＱ１のゲートに入力するスイッチングパルスが出力し続ける。
【００５１】
なお、上記のように発光強度安定回路ＩＣ２の入力端子ＩＮ１，ＩＮ２に印加される電圧が所定のリファレンス電圧を超える場合には、発光ダイオードＰＨＣ１Ｄが発光して、フィードバック端子ＦＢの電圧が低下し、スイッチングパルスのＨｉｇｈレベルのパルス幅が狭くなる。このスイッチングパルスのＨｉｇｈレベルのパルス幅の狭小化により、出力端子ＣＮ３，ＣＮ４から出力する電圧が低下する。そして、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２に印加される電圧が所定のリファレンス電圧以下となると、発光ダイオードＰＨＣ１Ｄの発光が停止して、フィードバック端子ＦＢの電圧がＨｉｇｈレベルとされ、スイッチングパルスが元の状態に戻る。従って、図２では特に示さないが、トランジスタＱ３はオフ状態とされる最中においても、フィードバック端子ＦＢの電圧は一定では無い。
【００５２】
また、明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオンとされる場合には、調光部ＤＭの入力端子ＣＮ５，ＣＮ６には、入力端子ＣＮ１，ＣＮ２に印加される電圧と同様の電圧である設定信号が入力する。すると、第２フォトカプラの発光ダイオードＰＨＣ２Ｄが発光し、トランジスタＱ４のベースに印加される電圧がＨｉｇｈレベルとされる。従って、トランジスタＱ４はオン状態とされ、発光強度制御回路ＩＣ３の入力端子ＤＩＭＩＮの電圧はＬｏｗレベルとされる。すると発光強度制御回路ＩＣ３の出力端子ＤＩＭＯＵＴから発光強度安定回路ＩＣ２の入力端子ＩＮ３には、発光強度指示信号であるＬｏｗレベルの電圧が印加される。従って、上記の発光強度安定回路ＩＣ２は、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２に印加される電圧と比較するリファレンス電圧を低めに設定する。従って、フィードバック端子ＦＢの電圧が低くなり易い。こうして、明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオンとされることで、照明器ＬＤは暗めに発光する。
【００５３】
一方、明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオフとされる場合には、調光部ＤＭの入力端子ＣＮ５，ＣＮ６には、設定信号である電圧が入力しない。すると、第２フォトカプラの発光ダイオードＰＨＣ２Ｄは発光せず、トランジスタＱ４はオフ状態とされる。このため、発光強度制御回路ＩＣ３の入力端子ＤＩＭＩＮの電圧はＨｉｇｈレベルとされる。すると発光強度制御回路ＩＣ３の出力端子ＤＩＭＯＵＴから発光強度安定回路ＩＣ２の入力端子ＩＮ３には、発光強度指示信号としてＨｉｇｈレベルの電圧が印加される。従って、上記の発光強度安定回路ＩＣ２は、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２に印加される電圧と比較するリファレンス電圧を高めに設定する。従って、発光ダイオードＰＨＣ２Ｄが発光しづらく、明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオンとされる場合と比べて、フィードバック端子ＦＢの電圧が低くなりづらい。こうして、明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオフとされることで、照明器ＬＤは明るく発光する。
【００５４】
ここで、時刻ｔ０において、入力端子ＣＮ１、ＣＮへの電力供給が停止する。例えば、誤操作等により電源スイッチＳＷ１がオフとされたり、外的要因で入力端子ＣＮ１、ＣＮへの電力供給が停止したりする。入力端子ＣＮ１，ＣＮ２に印加される電圧がゼロとなると、整流回路ＲＣ１からの出力が無くなる。しかし、コンデンサＣ２が放電をすることで、スイッチング電源部ＰＳはすぐに動作を停止しない。
【００５５】
また、整流回路ＲＣ１からの出力が無くなるため、抵抗Ｒ６は電圧を検出することができなくなる。しかし、上記のように、電圧検出維持回路であるコンデンサＣ４は、電圧の検出状態を維持すべく、放電により前記第１所定時間だけトランジスタＱ２のゲートにトランジスタＱ２がオン状態となる電圧を印加する。従って、コンデンサＣ４からの放電により、トランジスタＱ２のゲートに印加される電圧は、すぐにＬｏｗレベルとならず、徐々に低下する。そして、時刻ｔ０から第１所定時間後の時刻ｔ１において、トランジスタＱ２のゲートに印加される電圧が、トランジスタＱ２がオン状態を維持する電圧より小さくなり、トランジスタＱ２はオフ状態となる。トランジスタＱ２はオフ状態となると、トランジスタＱ３のゲートに印加される電圧が上昇して、トランジスタＱ３はオン状態となる。このためフィードバック端子ＦＢの電圧はＬｏｗ状態となり、時刻ｔ０から第２所定時間後の時刻ｔ２においてトランジスタＱ１のスイッチングが停止する。こうして、トランジスタＱ１は、コンデンサＣ２が放電を完了する前にスイッチングを停止する。
【００５６】
なお、上記第１所定時間は、コンデンサＣ２の放電によりスイッチング電源部ＰＳが動作する時間よりも短い時間とされる。例えば、上記第１所定時間は、前記電圧が非検出となるときから２０ｍ秒以内に前記スイッチングが停止する時間とされる。また、例えば、この第１所定時間は、コンデンサＣ２の放電量がコンデンサＣ２の容量の３０％を超えるまでにトランジスタＱ１がスイッチングを停止するような時間とされる。これらの場合、第１所定時間は、例えば、１ｍ秒以上とされる。
【００５７】
トランジスタＱ１のスイッチングが停止すると、トライアックＴＡＣのゲートに印加される電圧が低下してトライアックＴＡＣはオフとなる。こうして、照明器ＬＤは消灯する。
【００５８】
次に、時刻ｔ２よりも後のｔ３に再び入力端子ＣＮ１，ＣＮ２に電力が供給される。つまり、時刻ｔ０から第１所定時間経過後に入力端子ＣＮ１，ＣＮ２に再び電力が供給される。この場合、時刻ｔ０からコンデンサＣ２の電位は下がっている。従って、コンデンサＣ２に高い電流値の電流が流れ得る状況である。しかし、図２に示すように、この時点でトライアックＴＡＣはオフとされている。従って、この時点で流れる電流は、上記のように電源スイッチＳＷ１がオンとされた直後と同様にして、抵抗Ｒ２を介して整流回路ＲＣ１に流れて、平滑用コンデンサであるコンデンサＣ２は充電される。従って、コンデンサＣ２の電位が低くても、抵抗Ｒ２により突入電流の電流値が低く抑えられる。
【００５９】
入力端子ＣＮ１，ＣＮ２に電力が供給されると、再びトランジスタＱ２のゲートに印加される電圧が上昇して、トランジスタＱ２がオンとなる。トランジスタＱ２がオンとなるとトランジスタＱ３のゲートに印加される電圧が下がり、トランジスタＱ３はオフとなる。そして、ＦＢ端子の電圧が上がり、再びトランジスタＱ１はスイッチングを開始する。こうして、照明用電源装置は再び動作する。
【００６０】
次に、電源スイッチＳＷ１がオン状態において第１所定時間より短い間電力の供給が断たれる場合の図１の照明用電源装置の動作について図３を用いて説明する。なお、本動作を説明するに当たり、図２を用いて説明した動作と同一の動作については、特に説明する場合を除き、その説明を省略する。
【００６１】
図２を用いて説明した動作と同様に、時刻ｔ０において、一時的に入力端子ＣＮ１、ＣＮへの電力供給が停止する。すると、入力端子ＣＮ１，ＣＮ２に印加される電圧がゼロとなり、整流回路ＲＣ１からの出力が無くなる。しかし、コンデンサＣ２が放電をすることで、スイッチング電源部ＰＳはすぐに動作を停止しない。
【００６２】
また、図２を用いて説明した動作と同様にして、整流回路ＲＣ１からの出力が無くなるが、コンデンサＣ４は、放電により第１所定時間だけトランジスタＱ２のゲートにトランジスタＱ２がオン状態となる電圧を印加する。従って、トランジスタＱ２のゲートに印加される電圧は、すぐにＬｏｗレベルとならず、徐々に低下する。しかし、本例では、上記時刻ｔ１よりも前の時刻ｔ４において、再び入力端子ＣＮ１，ＣＮ２に電力が供給される。つまり、時刻ｔ０から第１所定時間経過する前に入力端子ＣＮ１，ＣＮ２に再び電力が供給される。この時刻ｔ４においては、トランジスタＱ２はオン状態である。従って、スイッチング電源部ＰＳは動作を止めていない。このため、電流は抵抗Ｒ２ではなくトライアックＴＡＣを介してコンデンサＣ２に流れる。しかし、この状態では、コンデンサＣ２は然程放電していないため、電流は流れづらい。従って、再び入力端子ＣＮ１，ＣＮ２に電力が供給される際に、突入電流が流れる場合であっても、その電流値が低く抑えられる。
【００６３】
＜電力の供給が断たれる場合の照明用電源装置の調光に係る動作＞
次に照明用電源装置の調光に係る動作について説明する。図４、図５では、記載されるそれぞれの部位の電圧を示している。ただし、本説明では、理解の容易のため、時間軸のスケールが各部位で異なる場合がある。また、図２、図３を用いて説明した内容と同様の内容については、特に説明がない限り、同じ記号を用いて詳細な説明を省略する。
【００６４】
まず、明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオンとされ、電源スイッチＳＷ１がオン状態からオフ状態とされる動作について図４を用いて説明する。上記のように明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオンの状態は、照明器ＬＤが暗く発光する。
【００６５】
ここで、時刻ｔ０において、電源スイッチＳＷ１がオフとされる。この場合、上記電力の供給が一時的に断たれる場合の照明用電源装置の動作の説明と同様にして、時刻ｔ２においてトランジスタＱ１のスイッチングが停止し、照明器ＬＤは消灯する。
【００６６】
ところで、上記のようにコンデンサＣ１０を含む設定信号維持回路は、入力端子Ｃ１，Ｃ２に電圧が印加されなくなるタイミングと設定信号が非入力となるタイミングが同じ場合に、トランジスタＱ１がスイッチングを停止する第２所定時間経過後まで、設定信号の検出状態を維持する。従って、コンデンサＣ１０は、放電により第２所定時間経過後までトランジスタＱ４のベースにトランジスタＱ４がオン状態となる電圧を印加する。このため、図４に示すようにトランジスタＱ４のベースに印加される電圧は、時刻ｔ０から徐々に低下するが、トランジスタＱ４がオフとなるのは、時刻ｔ０から第２所定時間である時刻ｔ２よりも後の時刻ｔ５となる。つまり、調光部ＤＭは、第２所定時間経過後まで設定信号が非入力となる直前の発光強度信号を出力する。トランジスタＱ４がオフとなると発光強度制御回路ＩＣ３の入力端子ＤＩＭＩＮの電圧がＨｉｇｈレベルとされ、発光強度安定回路ＩＣ２の入力端子ＩＮ３にＨｉｇｈレベルの電圧が印加される。しかし、既にトランジスタＱ１のスイッチングが停止しているため、スイッチング電源部ＰＳから出力する電圧に影響は無い。このため、電源スイッチＳＷ１がオフとされてから照明器ＬＤが消灯するまでの間に、照明器ＬＤが暗く発光する状態から明るく発光する状態に変化することを防止できる。
【００６７】
次に、明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオフとされ、電源スイッチＳＷ１がオン状態からオフ状態とされる動作について図５を用いて説明する。なお、本動作を説明するに当たり、図４を用いて説明した明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオンとされる動作と同一の動作については、特に説明する場合を除き、その説明を省略する。上記のように明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオフの状態は、照明器ＬＤが明るく発光する。
【００６８】
ここで、時刻ｔ０において、電源スイッチＳＷ１がオフとされる。すると、明暗設定回路ＳＷ２のスイッチがオンとされた状態で電源スイッチＳＷ１がオフとされる場合と同様にして照明器ＬＤは消灯する。
【００６９】
本動作では、上記のように調光部ＤＭの入力端子ＣＮ５，ＣＮ６には、設定信号である電圧が入力しない。従って、図５に示すように、電源スイッチＳＷ１がオン状態からオフ状態とされる前後において、発光強度制御回路ＩＣ３の出力端子ＤＩＭＯＵＴから発光強度安定回路ＩＣ２の入力端子ＩＮ３に印加される電圧は変化せず、Ｈｉｇｈレベルのままである。従って、電源スイッチＳＷ１がオフとされてから照明器ＬＤが消灯するまで、照明器ＬＤは明るめに発光する。
【００７０】
以上、上記の第１所定時間を単に所定時間として、本実施形態のスイッチング電源装置纏めると次のようになる。すなわち、本実施形態のスイッチング電源装置は、トランスＴの一次側のコイルＴＬ１に接続されコイルＴＬ１に流れる電流をスイッチングするスイッチング素子であるトランジスタＱ１と、コイルＴＬ１及びトランジスタＱ１に並列に接続されコイルＴＬ１に印加される電圧の平滑を行う平滑用コンデンサであるコンデンサＣ２と、入力端子ＣＮ１，ＣＮ２からコイルＴＬ１に至る経路に配置されトランジスタＱ１のスイッチングに基づいてオンするトライアックＴＡＣと、トライアックＴＡＣに並列に接続される抵抗Ｒ２と、を有するスイッチング電源部ＰＳと、スイッチング電源部ＰＳに印加される電圧を検出し、電圧の検出状態でトランジスタＱ１がスイッチングするよう制御し、電圧が非検出となるときからコンデンサＣ２の放電時間より短い所定時間ｔ１後にトランジスタＱ１のスイッチングを停止させる信号を出力するスイッチング制御部ＳＣと、を備える。
【００７１】
このようなスイッチング電源装置によれば、スイッチング電源部ＰＳに印加される電圧が所定時間ｔ１よりも短い時間断たれたとしても、トランジスタＱ１はスイッチングを続ける。従って、スイッチング電源装置へ供給される電力に瞬断が生じる場合であっても、電力の出力を安定して行うことができる。そして、トランジスタＱ１が継続してスイッチングしている間、トライアックＴＡＣは動作を続けている。従って、スイッチング電源装置へ供給される電力が断たれてから所定時間ｔ１以内に再度スイッチング電源装置に電力が供給される場合、突入電流はトライアックを介して流れる。しかし、この所定時間ｔ１は平滑用コンデンサの放電時間よりも短い時間とされる。従って、平滑用コンデンサが放電された後の状態で突入電流が流れる場合よりも、突入電流を抑えることができる。
【００７２】
また、所定時間ｔ１よりも長い時間にわたりスイッチング電源部ＰＳに印加される電圧が断たれる場合、スイッチング制御部ＳＣはトランジスタＱ１のスイッチングを停止させる。従って、この場合に再度スイッチング電源装置に電力が供給され突入電流が流れるとしても、トライアックＴＡＣがオフとなるため、突入電流は抵抗Ｒ２を流れ、電流値が低減されることになる。
【００７３】
また、本実施形態のスイッチング電源装置では、所定時間ｔ１が、前記電圧が非検出となるときから２０ｍ秒以内に前記スイッチングが停止する時間とされる。一般的なスイッチング電源装置において、変換される電圧を平滑する一次側の平滑用コンデンサＣ２の放電時間は２０ｍ秒よりも十分に長い。従って、所定時間が上記のようにされることで、コンデンサＣ２の放電量が多い状態、すなわちコンデンサＣ２の電位が低い状態で、トライアックＴＡＣを通じた電流の再突入を防止することができる。或いは、本実施形態のスイッチング電源装置では、所定時間ｔ１がコンデンサＣ２の放電量が容量の３０％を超えない時間される。コンデンサＣ２の放電量がコンデンサＣ２の容量の３０％未満であれば、トライアックＴＡＣがオンの状態で突入電流が流れる場合であっても、コンデンサＣ２に流れる電流の量が限られるため、突入電流の電流値を抑えることができる。また、本実施形態のスイッチング電源装置では、前記所定時間ｔ１が１ｍ秒以上とされる。このように所定時間が設定されることで、１ｍ秒より短い時間の瞬断等が生じても、スイッチング電源装置の運転が停止されることを防止できる。なお、上記所定時間（第１所定時間）は、上記のように設定されることが好ましいが、スイッチング電源部ＰＳに印加される電圧が非検出となるときからコンデンサＣ２の放電時間より短い時間であれば、特に限定されない。
【００７４】
また、スイッチング制御部ＳＣは、スイッチング電源部ＰＳに印加される電圧を検出する電圧検出回路としての抵抗Ｒ６と、抵抗Ｒ６において電圧が非検出となるときから所定時間の間電圧の検出状態を維持する電圧検出維持回路としてのコンデンサＣ４を有する構成とされた。そして、コンデンサＣ４の放電により電圧の検出状態が維持される構成とされた。
【００７５】
このようにコンデンサや抵抗により、検出回路や維持回路を形成することで、その時定数を変化させて、電圧の検出状態を維持する時間や、設定信号の入力が非検出となる直前の設定信号の検出状態を維持する時間を容易に設定することができる。
【００７６】
また、スイッチング電源部ＰＳは、商用電源を整流する整流回路ＲＣ１を有し、電圧検出回路である抵抗Ｒ６は、整流回路ＲＣ１から出力する電圧を検出する構成とされた。このように整流回路ＲＣ１から出力される電圧は、瞬間的にゼロ電位となる場合がある。しかし、本実施形態の照明用電源装置では、コンデンサＣ４により、電圧の検出状態を所定時間維持することができる。従って、動作が不安定となることを防止することができる。
【００７７】
以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７８】
例えば、上記実施形態では、入力端子ＣＮ１，ＣＮ２からコイルＴＬ１に至る経路に配置されトランジスタＱ１のスイッチングに基づいてオンする突入電流防止素子としてトライアックＴＡＣを用いたが、これに限定されない。図６に示すように、突入電流防止素子としてＭＯＳ型の電界効果トランジスタＦＥＴを用いることができる。ＭＯＳ型の電界効果トランジスタＦＥＴを用いることで、電源効率をより良くすることができる。通常、ＭＯＳ型の電界効果トランジスタＦＥＴは、動作時に流れる電流サージ耐量が低く突入電流により損傷する恐れがあるため使用できなかったが、本実施形態の回路を用いることで使用が可能となる。
【００７９】
さらに、この他にも突入電流防止素子としては、バイポーラ型トランジスタや、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、サイリスタ、半導体解放スイッチ、リレーなどのスイッチ素子を用いることができる。
【００８０】
また、上記実施形態では、突入電流防止素子であるトライアックＴＡＣと抵抗Ｒ２とからなる並列回路が、ヒューズＦ１と整流回路ＲＣ１の一方の入力端子の間に接続されているが、これに限定されない。図６に示すように、突入電流防止素子であるＭＯＳ型の電界効果トランジスタＦＥＴと抵抗Ｒ２とからなる並列回路を整流回路ＲＣ１の一方の出力端子とダイオードＤ１のアノードの間に接続してもよい。このような構成にすることで、図６で用いているＭＯＳ型の電界効果トランジスタＦＥＴのように、一方向のオン／オフを制御する突入電流防止素子を安定して使用することが可能となる。
【００８１】
また、上記実施形態では、トライアックＴＡＣの動作にトランスＴに磁気結合されたＴＬ３を用いたが、これに限定されない。図１において、一次側回路、例えば、整流回路ＲＣ１に接続されたコンデンサＣ２とＴＬ１、Ｒ４の間に、電源効率改善のためのＰＦＣ回路を設け、そのＰＦＣ回路を構成するインダクタに磁気結合されたコイルを用いて、トライアックＴＡＣ等の突入電流防止素子を動作させても良い。
【００８２】
また、上記実施形態では、スイッチング電源装置として照明用電源装置を例に説明した。しかし、本発明は他の用途の電源装置にも用いることができ、例えば、モーター駆動用電源装置に用いられても良い。
【００８３】
また、上記実施形態では、スイッチング電源部ＰＳとして、フライバック方式のスイッチング電源を例に説明をした。しかし、スイッチング電源部ＰＳの方式は特に限定されず、例えば、スイッチング電源部ＰＳはフォワード方式であっても良い。
【００８４】
また、上記実施形態では、調光部ＤＭの入力端子ＣＮ５は、明暗設定回路ＳＷ２を介して、スイッチング電源部ＰＳの入力端子ＣＮ１に接続され、入力端子ＣＮ６は入力端子ＣＮ２に接続されている。このため、照明用電源装置の電源がオフにされると、スイッチング電源部ＰＳへの電圧印加と、調光部ＤＭへの設定信号の入力が同時に断たれる。しかし、入力端子ＣＮ５，ＣＮ６は入力端子ＣＮ１、ＣＮ２に接続されずに、設定信号としての電力を供給する他の電源に接続されていても良い。この場合、例えば、照明用電源装置の電源がオフにされると、入力端子ＣＮ１，ＣＮ２への電圧印加と、当該他の電源から入力端子ＣＮ５、ＣＮ６への設定信号の供給と同時に断たれるようにしても良い。この他の電源が直流電源であれば、整流回路ＲＣ２は不要となる。
【００８５】
また、上記実施形態では、トランジスタＱ２，Ｑ３から成るスイッチングパルス停止スイッチにより、フィードバック端子ＦＢの電圧をＬｏｗレベルとして、スイッチングパルス発生回路ＩＣ１からのスイッチングパルスの出力の停止をさせた。しかし本発明において、トランジスタＱ１のスイッチングを停止させる方法は他の方法でも良く、例えば、トランジスタＱ２がオフとなるとスイッチングパルス発生回路ＩＣ１が一切の動作を停止する構成としても良い。
【００８６】
また、上記実施形態では、スイッチング素子のトランジスタＱ１としてＭＯＳ型の電界効果トランジスタを用いた。しかし、スイッチング素子の構成は特に限定されない。
【００８７】
また、上記実施形態では、第１フォトカプラの発光ダイオードから発光強度信号をスイッチング制御部ＳＣに出力したが、他の方法により調光部ＤＭからスイッチング制御部ＳＣに発光強度信号を出力しても良い。例えば、発光強度制御回路ＩＣ３から直接スイッチングパルス発生回路に発光強度信号を出力しても良い。
【００８８】
また、スイッチング電源部ＰＳに印加される電圧を検出する電圧検出回路は抵抗に限らず他の構成であっても良く、電圧の検出状態を維持する電圧検出維持回路はコンデンサに限らず他の構成であっても良い。
【００８９】
また、上記実施形態では、照明用電源装置が調光部ＤＭを有し、調光部ＤＭは、設定信号が非入力となる場合に、第２所定時間経過後まで設定信号が非入力となる直前の発光強度信号を出力するものとした。しかし、本発明は調光部ＤＭのこのような動作は必須では無く、また、調光部ＤＭを有していなくても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上説明したように、本発明によれば、瞬断等が生じたときであっても安定して動作しつつ、突入電流による損傷を抑制できるスイッチング電源装置が提供され、照明やモーター駆動の分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
ＰＳ・・・スイッチング電源部
ＳＣ・・・スイッチング制御部
ＤＭ・・・調光部
ＩＣ１・・・スイッチングパルス発生回路
ＩＣ２・・・発光強度安定回路
ＩＣ３・・・発光強度制御回路
ＬＤ・・・照明器
Ｑ１・・・トランジスタ（スイッチング素子）
Ｔ・・・トランス
ＴＡＣ・・・トライアック
ＦＥＴ・・・電界効果トランジスタ
【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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【図６】
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