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JP7680713B2 - power supply - Google Patents
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Description

本発明の実施形態は、スイッチングトランスを有する電力変換回路を備える電源装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a power supply device including a power conversion circuit having a switching transformer.

従来、避難通路等の案内表示を行うための照明装置として、誘導灯や非常灯がある。誘導灯は、商用交流電源等の外部電源が入力される常時には、外部電源からの電力により負荷であるLED等の光源を点灯させるとともに二次電池を充電し、停電等による外部電源の遮断時、つまり外部電源の非入力時である非常時には、充電された二次電池からの電力により非常用の光源を点灯させる。このような電源装置は通常、3W以下程度の消費電力で設計することが一般的である。一方で、照明器具の入力電流高調波規格において、同一器具内に複数の電源ユニットを結線して構成する場合には、電源ユニットの消費電力が2W以下であれば、高調波電流の測定が不要な十分消費電力が小さい機器と判断される。このように、消費電力を低下させることで、上記の高調波規格の適用上有利となることから、低消費電力化が望まれる。 Conventionally, there are emergency lights and emergency lights as lighting devices for displaying directions to evacuation routes, etc. In emergency lights, when an external power source such as a commercial AC power source is input, the power from the external power source is used to light a load such as an LED and charge a secondary battery, and when the external power source is cut off due to a power outage, that is, in an emergency when the external power source is not input, the emergency light source is turned on by the power from the charged secondary battery. Such power supply devices are generally designed to consume less than 3W of power. On the other hand, in the input current harmonic standard for lighting fixtures, when multiple power supply units are wired together in the same fixture, if the power consumption of the power supply unit is 2W or less, it is determined that the equipment consumes sufficiently little power that harmonic current measurement is not required. In this way, reducing power consumption is advantageous for the application of the above harmonic standard, so low power consumption is desirable.

特開2009-54509号公報JP 2009-54509 A

本発明が解決しようとする課題は、消費電力を抑制できる電源装置を提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide a power supply device that can reduce power consumption.

実施形態の電源装置は、第一電力変換回路と、充電回路と、制御部と、第二電力変換回路と、を備える。第一電力変換回路は、スイッチングトランスを有し、入力電圧が入力される。充電回路は、スイッチングトランスの一の二次巻線から蓄電池を充電する。制御部は、入力電圧の入力時には、スイッチングトランスの一の二次巻線と異なる他の二次巻線から電源を得る。第二電力変換回路は、制御部により動作が制御される。消費電力が2W以下となるように制御部による充電回路での蓄電池の充電制御を間欠する A power supply device according to an embodiment includes a first power conversion circuit, a charging circuit, a control unit, and a second power conversion circuit. The first power conversion circuit has a switching transformer and receives an input voltage. The charging circuit charges a storage battery from one secondary winding of the switching transformer. The control unit obtains power from another secondary winding different from the one secondary winding of the switching transformer when the input voltage is input. The operation of the second power conversion circuit is controlled by the control unit . The control unit intermittently controls charging of the storage battery in the charging circuit so that power consumption is 2 W or less .

実施形態の電源装置によれば、制御部での損失を抑制して、消費電力を抑制することが期待できる。 The power supply device of the embodiment is expected to reduce losses in the control unit and reduce power consumption.

一実施形態を示す電源装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a power supply device according to an embodiment;

以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。 An embodiment will be described below with reference to the drawings.

図1において、1は照明装置である。照明装置1は、本実施形態において、誘導灯を例に挙げて説明する。照明装置1は、電源装置2に対し、負荷である光源3を備える負荷モジュールである光源モジュール4が着脱可能である。光源3としては、電球や発光素子等を用いることができるが、本実施形態では例えば固体光源である発光素子としてのLEDが用いられ、例えばこれら光源3が電気的に直列に接続されて構成されている。なお、光源3としては、LEDに代えて、有機EL素子、あるいは無機EL素子等を用いてもよい。 In FIG. 1, 1 is a lighting device. In this embodiment, the lighting device 1 will be described using an emergency light as an example. In the lighting device 1, a light source module 4, which is a load module equipped with a light source 3 as a load, can be detachably attached to a power supply device 2. As the light source 3, a light bulb or a light-emitting element can be used, but in this embodiment, for example, an LED is used as a light-emitting element that is a solid-state light source, and these light sources 3 are electrically connected in series, for example. Note that instead of an LED, an organic EL element or an inorganic EL element may be used as the light source 3.

電源装置2は、電力変換回路である第一電力変換回路5と、バックアップ電源である蓄電池、すなわち二次電池(バッテリ)6と、二次電池6を充電する充電回路7と、電力変換回路である第二電力変換回路8と、を備えている。二次電池6は、複数の直流電源を電気的に直列に接続した充電可能なバッテリパックであり、商用交流電源等の外部電源である入力電圧9の遮断時に、光源3を所定の光束で所定の時間以上点灯状態を維持できる容量を有している。二次電池6としては、例えばニッケル水素電池等が用いられる。二次電池6は、1以上のセルを有する。 The power supply device 2 comprises a first power conversion circuit 5 which is a power conversion circuit, a storage battery, i.e. a secondary battery (battery) 6 which is a backup power source, a charging circuit 7 which charges the secondary battery 6, and a second power conversion circuit 8 which is a power conversion circuit. The secondary battery 6 is a rechargeable battery pack in which multiple DC power sources are electrically connected in series, and has a capacity which allows the light source 3 to be kept lit with a predetermined luminous flux for a predetermined period of time or more when the input voltage 9 which is an external power source such as a commercial AC power source is cut off. For example, a nickel-metal hydride battery is used as the secondary battery 6. The secondary battery 6 has one or more cells.

そして、照明装置1は、入力電圧9の入力時である常時において、電源装置2が、入力電圧9を電源として、この入力電圧9の電圧を変換した第一電力変換回路5からの出力により充電回路7によって二次電池6を充電するとともに第一電力変換回路5からの出力を第二電力変換回路8によって変換し光源3に供給して光源3を点灯させ、入力電圧9の非入力時である非常時または停電時(遮断時)には、二次電池6を電源として、この二次電池6からの出力を第二電力変換回路8によって変換し光源3に供給して光源3を点灯させることにより、避難口の位置や避難方向を的確に知らせ、誘導を行うものである。照明装置1は、例えば天井面や垂直な壁面等の設置面に取り付けられたり、床面に埋め込まれたりして設置される。 In the lighting device 1, when the input voltage 9 is being input at all times, the power supply device 2 uses the input voltage 9 as a power source, and charges the secondary battery 6 through the charging circuit 7 with the output from the first power conversion circuit 5, which converts the voltage of the input voltage 9, and converts the output from the first power conversion circuit 5 through the second power conversion circuit 8 and supplies it to the light source 3 to light it up. In an emergency or power outage (cutoff), when the input voltage 9 is not being input, the lighting device 1 uses the secondary battery 6 as a power source, and converts the output from the secondary battery 6 through the second power conversion circuit 8 and supplies it to the light source 3 to light it up, thereby accurately informing people of the location of the emergency exit and the evacuation direction and providing guidance. The lighting device 1 is installed, for example, by attaching it to an installation surface such as a ceiling surface or a vertical wall surface, or by embedding it in the floor surface.

第一電力変換回路5は、入力電圧9を入力側とし、充電回路7つまり二次電池6を出力側とする。本実施形態において、入力電圧9が交流電圧であり、第一電力変換回路5は、交流電圧である入力電圧9が整流された電圧を入力とする。第一電力変換回路5は、入力電圧9の入力時、入力された交流電圧を定電流制御、定電圧制御、または定電力制御する。第一電力変換回路5は、入力電圧9側からのノイズを除去するフィルタ回路である雑音防止回路11と、入力電圧9からの交流電圧を整流する整流手段である一次側整流手段12と、一次側整流手段12の出力を平滑する平滑手段である一次側平滑手段13と、を介して入力電圧9と電気的に接続されている。つまり、第一電力変換回路5には、直流電圧が入力される。雑音防止回路11は、図示しないが、例えば電源ライン間に電気的に接続されたバリスタおよびコンデンサと、コモンモードチョークコイル等と、を備えている。雑音防止回路11の出力側に一次側整流手段12が電気的に接続されている。一次側整流手段12は、ダイオードブリッジ等の全波整流手段が用いられる。一次側整流手段12の出力側に一次側平滑手段13が電気的に接続されている。一次側平滑手段13は、電解コンデンサ等の平滑素子が用いられる。 The first power conversion circuit 5 has the input voltage 9 as its input side and the charging circuit 7, i.e., the secondary battery 6, as its output side. In this embodiment, the input voltage 9 is an AC voltage, and the first power conversion circuit 5 receives the voltage obtained by rectifying the input voltage 9, which is an AC voltage. When the input voltage 9 is input, the first power conversion circuit 5 performs constant current control, constant voltage control, or constant power control on the input AC voltage. The first power conversion circuit 5 is electrically connected to the input voltage 9 via a noise prevention circuit 11, which is a filter circuit that removes noise from the input voltage 9 side, a primary side rectification means 12, which is a rectification means that rectifies the AC voltage from the input voltage 9, and a primary side smoothing means 13, which is a smoothing means that smoothes the output of the primary side rectification means 12. In other words, a DC voltage is input to the first power conversion circuit 5. The noise prevention circuit 11 includes, for example, a varistor and a capacitor electrically connected between the power supply lines, and a common mode choke coil, although not shown. The primary side rectification means 12 is electrically connected to the output side of the noise prevention circuit 11. A full-wave rectification means such as a diode bridge is used as the primary side rectification means 12. A primary side smoothing means 13 is electrically connected to the output side of the primary side rectification means 12. A smoothing element such as an electrolytic capacitor is used as the primary side smoothing means 13.

また、第一電力変換回路5は、二次電池6側と入力電圧9側とを絶縁している。照明装置1では二次電池6を充電するため、安全性を考慮し、第一電力変換回路5が入力電圧9に対し絶縁されていることが好ましい。本実施形態において、第一電力変換回路5は、絶縁型のフライバックコンバータである。また、第一電力変換回路5は、少なくとも一つのスイッチ手段を有するスイッチング回路であり、スイッチ手段のスイッチング動作により入力電圧9を変換する。第一電力変換回路5は、スイッチングトランス15を備え、スイッチングトランス15の一次巻線15aにスイッチ手段16が電気的に接続され、スイッチングトランス15の一の二次巻線15b1に整流手段である一の第一整流手段17が電気的に接続されている。一の第一整流手段17は、ダイオード等の半波整流素子が用いられる。そして、第一電力変換回路5の一の二次巻線15b1の出力側、すなわち一の第一整流手段17に、平滑手段である一の第一平滑手段18と、充電回路7と、が電気的に接続されている。スイッチングトランス15の一次巻線15aが一次側平滑手段13の出力側に電気的に接続され、一次巻線15aに対し所定の一の巻数比に設定された一の二次巻線15b1が充電回路7に電気的に接続される。本実施形態において、スイッチングトランス15により、第一電力変換回路5が受電電圧を降圧して出力するようになっている。スイッチ手段16は、例えばIPD回路等が用いられる。スイッチ手段16は、制御部である図示しない第一制御部によりスイッチングが制御される。第一制御部は、フォトカプラ等を用い、スイッチングトランス15の一の二次巻線15b1に対して絶縁された状態で接続される。本実施形態において、第一制御部は、例えばスイッチングトランス15の二次側の電気的特性をフィードバックする検出回路と電気的に接続されて、第一電力変換回路5の出力電圧が所定の一定電圧となるようにスイッチ手段16のスイッチングを制御する。 In addition, the first power conversion circuit 5 insulates the secondary battery 6 side from the input voltage 9 side. Since the lighting device 1 charges the secondary battery 6, it is preferable that the first power conversion circuit 5 is insulated from the input voltage 9 in consideration of safety. In this embodiment, the first power conversion circuit 5 is an isolated flyback converter. In addition, the first power conversion circuit 5 is a switching circuit having at least one switch means, and converts the input voltage 9 by the switching operation of the switch means. The first power conversion circuit 5 includes a switching transformer 15, and a switch means 16 is electrically connected to a primary winding 15a of the switching transformer 15, and a first rectifying means 17, which is a rectifying means, is electrically connected to a first secondary winding 15b1 of the switching transformer 15. A half-wave rectifying element such as a diode is used for the first rectifying means 17. And, a first smoothing means 18, which is a smoothing means, and a charging circuit 7 are electrically connected to the output side of the first secondary winding 15b1 of the first power conversion circuit 5, i.e., the first rectifying means 17. The primary winding 15a of the switching transformer 15 is electrically connected to the output side of the primary side smoothing means 13, and a secondary winding 15b1 set to a predetermined turn ratio with respect to the primary winding 15a is electrically connected to the charging circuit 7. In this embodiment, the first power conversion circuit 5 steps down the received voltage and outputs it by the switching transformer 15. The switch means 16 is, for example, an IPD circuit or the like. The switching of the switch means 16 is controlled by a first control unit (not shown) which is a control unit. The first control unit is connected in an insulated state to the secondary winding 15b1 of the switching transformer 15 using a photocoupler or the like. In this embodiment, the first control unit is, for example, electrically connected to a detection circuit that feeds back the electrical characteristics of the secondary side of the switching transformer 15, and controls the switching of the switch means 16 so that the output voltage of the first power conversion circuit 5 becomes a predetermined constant voltage.

一の第一平滑手段18は、電解コンデンサ等の平滑素子が用いられる。一の第一平滑手段18と充電回路7と第二電力変換回路8とが一の第一整流手段17のカソード側に電気的に接続されている。 The first smoothing means 18 is a smoothing element such as an electrolytic capacitor. The first smoothing means 18, the charging circuit 7, and the second power conversion circuit 8 are electrically connected to the cathode side of the first rectifying means 17.

充電回路7は、スイッチングトランス15の一の二次巻線15b1から二次電池6を充電する回路である。充電回路7は、例えば二次電池6の充電電流を設定する電流設定手段である抵抗と、二次電池6とが電気的に直列に接続されて構成されている。充電回路7は、抵抗により設定された充電電流によって二次電池6を定電流で充電する定電流回路である。また、充電回路7には、抵抗と二次電池6との接続点に、切換手段である第一スイッチが電気的に接続されている。また、抵抗と第一スイッチとに対し、切換手段である第二スイッチが電気的に並列に接続されている。第二スイッチは、第一スイッチと二次電池6との接続点に電気的に接続されている。第一スイッチは、入力電圧9の入力時にオンされ、第二スイッチは、入力電圧9の非入力時、すなわち二次電池6の放電時にオンされる。つまり、第一スイッチと第二スイッチとは、入力電圧9の入力と非入力とに応じて選択的に切り替えられる選択手段を構成している。第一スイッチは、充電回路7から二次電池6を切り離す手段である。充電回路7と第一スイッチおよび第二スイッチとにより、充放電回路が構成されている。 The charging circuit 7 is a circuit that charges the secondary battery 6 from one secondary winding 15b1 of the switching transformer 15. The charging circuit 7 is configured, for example, by electrically connecting a resistor, which is a current setting means for setting the charging current of the secondary battery 6, and the secondary battery 6 in series. The charging circuit 7 is a constant current circuit that charges the secondary battery 6 with a constant current by the charging current set by the resistor. In addition, a first switch, which is a switching means, is electrically connected to the connection point between the resistor and the secondary battery 6 in the charging circuit 7. In addition, a second switch, which is a switching means, is electrically connected in parallel to the resistor and the first switch. The second switch is electrically connected to the connection point between the first switch and the secondary battery 6. The first switch is turned on when the input voltage 9 is input, and the second switch is turned on when the input voltage 9 is not input, that is, when the secondary battery 6 is discharged. In other words, the first switch and the second switch constitute a selection means that is selectively switched depending on whether the input voltage 9 is input or not. The first switch is a means for disconnecting the secondary battery 6 from the charging circuit 7. The charging circuit 7, the first switch, and the second switch form a charging/discharging circuit.

また、本実施形態においては、第一電力変換回路5の出力側に、第二電力変換回路8が電気的に接続される。第二電力変換回路8は、充電回路7つまり二次電池6が入力側にある。図示される例では、第二電力変換回路8は、入力電圧9の入力時と非入力時とに拘らず、光源3に給電する点灯回路(常時点灯回路および非常時点灯回路)として作用する。第二電力変換回路8は、少なくとも一つのスイッチング素子20を備え、スイッチング素子20のスイッチング動作により入力電圧を変換する放電回路である。本実施形態において、二次電池6の電圧は、光源3の順方向電圧(個々の光源3の順方向電圧を加算した電圧)より低く設定されているため、第二電力変換回路8は、昇圧回路である。昇圧回路の例として、本実施形態では昇圧チョッパ回路が用いられる。すなわち、第二電力変換回路8は、一の第一平滑手段18の出力側にインダクタ21とスイッチング素子20との直列回路が電気的に接続されるとともに、スイッチング素子20に対して並列に、整流手段である第二整流手段22が電気的に接続されている。第二整流手段22は、ダイオード等の半波整流手段が用いられる。第二電力変換回路8の出力側に、平滑手段である第二平滑手段24を介して光源モジュール4が電気的に接続される。第二平滑手段24は、電解コンデンサ等の平滑素子が用いられる。 In this embodiment, the second power conversion circuit 8 is electrically connected to the output side of the first power conversion circuit 5. The second power conversion circuit 8 has a charging circuit 7, i.e., a secondary battery 6, on the input side. In the illustrated example, the second power conversion circuit 8 acts as a lighting circuit (a constant lighting circuit and an emergency lighting circuit) that supplies power to the light source 3 regardless of whether the input voltage 9 is input or not. The second power conversion circuit 8 is a discharge circuit that includes at least one switching element 20 and converts the input voltage by the switching operation of the switching element 20. In this embodiment, the voltage of the secondary battery 6 is set lower than the forward voltage of the light source 3 (the voltage obtained by adding up the forward voltages of the individual light sources 3), so the second power conversion circuit 8 is a boost circuit. As an example of the boost circuit, a boost chopper circuit is used in this embodiment. That is, in the second power conversion circuit 8, a series circuit of an inductor 21 and a switching element 20 is electrically connected to the output side of one first smoothing means 18, and a second rectification means 22, which is a rectification means, is electrically connected in parallel to the switching element 20. The second rectifier 22 is a half-wave rectifier such as a diode. The light source module 4 is electrically connected to the output side of the second power conversion circuit 8 via the second smoothing means 24, which is a smoothing means. The second smoothing means 24 is a smoothing element such as an electrolytic capacitor.

スイッチング素子20は、制御部である第二制御部25によりスイッチングが制御される。第二制御部25は、入力電圧9の入力時、非入力時に拘らず、光源3に流れる電流に応じてスイッチング素子20のスイッチングを制御する。例えば、第二制御部25は、スイッチング素子20を所定のスイッチング周波数でスイッチングする。スイッチング周波数は、例えば250kHz等に設定されている。また、第二制御部25は、入力電圧9の有無に応じて第一スイッチと第二スイッチとのオンオフを切り換えることで、充電回路7による二次電池6の充放電を制御する。スイッチング素子20は、FET等が用いられる。 The switching of the switching element 20 is controlled by the second control unit 25, which is a control unit. The second control unit 25 controls the switching of the switching element 20 according to the current flowing through the light source 3, regardless of whether the input voltage 9 is being input or not. For example, the second control unit 25 switches the switching element 20 at a predetermined switching frequency. The switching frequency is set to, for example, 250 kHz. The second control unit 25 also controls the charging and discharging of the secondary battery 6 by the charging circuit 7 by switching the first switch and the second switch on and off depending on whether the input voltage 9 is present. The switching element 20 is, for example, a FET.

第二制御部25は、第一電力変換回路5の出力側すなわちスイッチングトランス15の他の二次巻線15b2、二次電池6、および、第二電力変換回路8の出力側から得た電力から電源用レギュレータ26により電源が生成される。すなわち、第二制御部25は、入力電圧9の入力時には、第一電力変換回路5から他の二次巻線15b2を介して電源を取り、入力電圧9の非入力時には、二次電池6または第二電力変換回路8から電源を取る。電源用レギュレータ26は、第一電力変換回路5の他の二次巻線15b2、二次電池6、および、第二電力変換回路8の出力側に対し、それぞれ保護手段27,28,29を介して電気的に接続されている。電源用レギュレータ26は、3端子レギュレータ等が用いられる。保護手段27,28,29は、ダイオード等の保護素子が用いられる。 The second control unit 25 generates power from the power obtained from the output side of the first power conversion circuit 5, i.e., the other secondary winding 15b2 of the switching transformer 15, the secondary battery 6, and the output side of the second power conversion circuit 8, by the power supply regulator 26. That is, when the input voltage 9 is input, the second control unit 25 obtains power from the first power conversion circuit 5 via the other secondary winding 15b2, and when the input voltage 9 is not input, obtains power from the secondary battery 6 or the second power conversion circuit 8. The power supply regulator 26 is electrically connected to the other secondary winding 15b2 of the first power conversion circuit 5, the secondary battery 6, and the output side of the second power conversion circuit 8, respectively, via protection means 27, 28, and 29. A three-terminal regulator or the like is used as the power supply regulator 26. Protection elements such as diodes are used as the protection means 27, 28, and 29.

ここで、スイッチングトランス15の他の二次巻線15b2は、第二制御部25の電源を取るための専用の二次巻線である。他の二次巻線15b2は、一次巻線15aに対し所定の一の巻数比とは異なる所定の他の巻数比に設定されている。他の二次巻線15b2の巻数比は、一の二次巻線15b1の巻数比よりも小さく、一の二次巻線15b1よりも出力電圧が小さくなるように設定されている。他の二次巻線15b2の巻数比は、予め設定されている第二制御部25の電源電圧に応じて決められる。他の二次巻線15b2からの出力電圧は、第二制御部25の電源電圧に近く、二次電池6の電圧よりも低い電圧に設定される。他の二次巻線15b2には、整流手段である他の第一整流手段31が電気的に接続されている。他の第一整流手段31は、ダイオード等の半波整流素子が用いられる。そして、第一電力変換回路5の他の二次巻線15b2の出力側、すなわち他の第一整流手段31に、平滑手段である他の第一平滑手段32が電気的に接続されている。 Here, the other secondary winding 15b2 of the switching transformer 15 is a secondary winding dedicated to powering the second control unit 25. The other secondary winding 15b2 is set to a predetermined other winding ratio different from the predetermined one winding ratio with respect to the primary winding 15a. The winding ratio of the other secondary winding 15b2 is set to be smaller than the winding ratio of the one secondary winding 15b1, so that the output voltage is smaller than that of the one secondary winding 15b1. The winding ratio of the other secondary winding 15b2 is determined according to the power supply voltage of the second control unit 25 that is set in advance. The output voltage from the other secondary winding 15b2 is set to a voltage close to the power supply voltage of the second control unit 25 and lower than the voltage of the secondary battery 6. The other secondary winding 15b2 is electrically connected to the other first rectifying means 31, which is a rectifying means. A half-wave rectifying element such as a diode is used as the other first rectifying means 31. The output side of the other secondary winding 15b2 of the first power conversion circuit 5, i.e., the other first rectification means 31, is electrically connected to the other first smoothing means 32, which is a smoothing means.

他の第一平滑手段32は、電解コンデンサ等の平滑素子が用いられる。他の第一平滑手段32、および、保護手段27を介して電源用レギュレータ26が他の第一整流手段31のカソード側に電気的に接続されている。 The other first smoothing means 32 is a smoothing element such as an electrolytic capacitor. The power supply regulator 26 is electrically connected to the cathode side of the other first rectifying means 31 via the other first smoothing means 32 and the protection means 27.

そして、上記の照明装置1は、入力電圧9の入力時、すなわち常時、換言すれば照明装置1が入力電圧9により動作されているときには、電源装置2において、第一電力変換回路5のスイッチングトランス15の他の二次巻線15b2から電源用レギュレータ26を介して電源を取った第二制御部25により第一スイッチがオンされて第二スイッチがオフされ、第一電力変換回路5において、第一制御部が、第一電力変換回路5の出力電圧が所定の定電圧となるようにスイッチ手段16をスイッチングする。第二制御部25により動作が制御される充電回路7においては、抵抗によって設定される定電流の充電電流で二次電池6を充電する。また、第二制御部25により動作が制御される第二電力変換回路8においては、第二制御部25が光源モジュール4、すなわち光源3に流れる電流を検出し、この電流が一定となるようにスイッチング素子20をスイッチングし、第二整流手段22および第二平滑手段24を介して光源モジュール4、すなわち光源3に給電し、光源3を点灯させる。この結果、第二電力変換回路8が昇圧チョッパ回路として作用する。このように、光源3の電流を一定とすることで、第二電力変換回路8の出力電圧が光源3、本実施形態ではLEDの順方向電圧と略一定になるように制御され、第二電力変換回路8が定電圧源として作用する。 And, in the above-mentioned lighting device 1, when the input voltage 9 is input, that is, always, in other words, when the lighting device 1 is operated by the input voltage 9, in the power supply device 2, the first switch is turned on and the second switch is turned off by the second control unit 25 that takes power from the other secondary winding 15b2 of the switching transformer 15 of the first power conversion circuit 5 via the power regulator 26, and in the first power conversion circuit 5, the first control unit switches the switch means 16 so that the output voltage of the first power conversion circuit 5 becomes a predetermined constant voltage. In the charging circuit 7 whose operation is controlled by the second control unit 25, the secondary battery 6 is charged with a constant charging current set by a resistor. Also, in the second power conversion circuit 8 whose operation is controlled by the second control unit 25, the second control unit 25 detects the current flowing in the light source module 4, i.e., the light source 3, switches the switching element 20 so that this current is constant, and supplies power to the light source module 4, i.e., the light source 3, via the second rectification means 22 and the second smoothing means 24, to light the light source 3. As a result, the second power conversion circuit 8 acts as a boost chopper circuit. In this way, by keeping the current of the light source 3 constant, the output voltage of the second power conversion circuit 8 is controlled to be approximately constant as the forward voltage of the light source 3, which in this embodiment is the LED, and the second power conversion circuit 8 acts as a constant voltage source.

このように、一実施形態によれば、スイッチングトランス15を有する第一電力変換回路5を有する照明装置1用の電源装置2において、二次電池6を充電する充電回路7の電源となるスイッチングトランス15の一の二次巻線15b1とは異なる他の二次巻線15b2から第二電力変換回路8の制御用の第二制御部25の電源を取ることにより、他の二次巻線15b2から出力される電圧を第二制御部25の電源電圧に近づけることで、第二制御部25の電源用レギュレータ26での損失を抑制できるため、消費電力を抑制できる。 Thus, according to one embodiment, in a power supply device 2 for a lighting device 1 having a first power conversion circuit 5 having a switching transformer 15, the power supply for the second control unit 25 for controlling the second power conversion circuit 8 is taken from another secondary winding 15b2 different from one secondary winding 15b1 of the switching transformer 15 which serves as the power supply for the charging circuit 7 that charges the secondary battery 6. By bringing the voltage output from the other secondary winding 15b2 closer to the power supply voltage of the second control unit 25, it is possible to suppress losses in the power supply regulator 26 of the second control unit 25, and therefore to suppress power consumption.

また、電源用レギュレータ26は、通常3端子レギュレータが用いられるが、3端子レギュレータは入力電圧と出力電圧との差が大きいほど発熱する発熱部品であるから、上記のようにスイッチングトランス15の他の二次巻線15b2からの入力電圧を第二制御部25の電源電圧に近づけることによって電源用レギュレータ26での発熱を抑制でき、電源装置2の温度低下を図ることができる。そのため、発熱による回路基板上の部品配置と集約度との制限を受けにくくなって配置自由度が向上するので、高密度化および小型化が可能となる。 The power supply regulator 26 is usually a three-terminal regulator, but the three-terminal regulator is a heat-generating component that generates more heat the greater the difference between the input voltage and the output voltage. Therefore, by bringing the input voltage from the other secondary winding 15b2 of the switching transformer 15 closer to the power supply voltage of the second control unit 25 as described above, heat generation in the power supply regulator 26 can be suppressed, and the temperature of the power supply device 2 can be reduced. As a result, the component placement and integration on the circuit board are less subject to restrictions due to heat generation, improving the degree of freedom in placement, which allows for higher density and smaller size.

特に、第二制御部25の電源電圧が二次電池6の電圧よりも低い電源装置2の場合、スイッチングトランス15の二次巻線を一系統とし、充電回路7による二次電池6の充電用の電源と第二制御部25の電源とを取る従来例では、第二制御部25の電源用レギュレータ26での降圧が大きくなり、損失が大きくなるのに対し、本実施形態では、第二制御部25の電源電圧を取るための専用の他の二次巻線15b2を設定することで、第二制御部25での損失を抑制できる。 In particular, in the case of a power supply device 2 in which the power supply voltage of the second control unit 25 is lower than the voltage of the secondary battery 6, in the conventional example in which the secondary winding of the switching transformer 15 is a single system and the power supply for charging the secondary battery 6 by the charging circuit 7 and the power supply for the second control unit 25 are taken, the voltage step-down in the power supply regulator 26 of the second control unit 25 becomes large, resulting in large losses. In contrast, in this embodiment, by setting another secondary winding 15b2 dedicated to taking the power supply voltage of the second control unit 25, it is possible to suppress losses in the second control unit 25.

また、電源装置2の消費電力は、入力電圧9が入力されている常時においては、充電回路7とその負荷である二次電池6と主に電力を必要とするのに加え、第二制御部25自体の電力も大きな割合を示す。そこで、上記のように第二制御部25での消費電力を抑制し、電源装置2として消費電力が2W以下となるようにすることで、電源装置2は照明器具の入力電流高調波規格において高調波電流の測定が不要な機器とみなされるため、例えば複数の電源装置2を組み合わせて照明器具を構成する場合などにおいて、高調波規格の適用上有利となる。 When the input voltage 9 is constantly being input, the power consumption of the power supply device 2 is mainly the power required by the charging circuit 7 and its load, the secondary battery 6, but the power consumption of the second control unit 25 itself also accounts for a large proportion. Therefore, by suppressing the power consumption of the second control unit 25 as described above and making the power consumption of the power supply device 2 2 W or less, the power supply device 2 is considered to be a device that does not require measurement of harmonic current in the input current harmonic standard for lighting fixtures, which is advantageous in applying the harmonic standard when, for example, a lighting fixture is constructed by combining multiple power supply devices 2.

なお、入力電圧9の非入力時、すなわち非常時、換言すれば停電時には、電源装置2において、第一電力変換回路5は動作せず、二次電池6から電源用レギュレータ26を介して電力を取った第二制御部25により第一スイッチがオフされて第二スイッチがオンされることで、二次電池6が第二電力変換回路8に放電する。第二電力変換回路8において、第二制御部25が光源モジュール4、すなわち光源3に流れる電流を検出し、この電流が一定となるようにスイッチング素子20をスイッチングし、第二整流手段22および第二平滑手段24を介して光源モジュール4、すなわち光源3に給電する。この結果、第二電力変換回路8が昇圧チョッパ回路として作用する。 When the input voltage 9 is not being input, i.e., during an emergency, in other words, during a power outage, the first power conversion circuit 5 in the power supply device 2 does not operate, and the second control unit 25, which takes power from the secondary battery 6 via the power regulator 26, turns off the first switch and turns on the second switch, discharging the secondary battery 6 to the second power conversion circuit 8. In the second power conversion circuit 8, the second control unit 25 detects the current flowing through the light source module 4, i.e., the light source 3, switches the switching element 20 so that this current is constant, and supplies power to the light source module 4, i.e., the light source 3, via the second rectifier means 22 and the second smoothing means 24. As a result, the second power conversion circuit 8 acts as a boost chopper circuit.

このように、入力電圧9の非入力時、第二制御部25が二次電池6の電圧または二次電池6の昇圧電圧から電源を得ることで、入力電圧9が入力されずに第一電力変換回路5の出力が確保できない場合でも、二次電池6から電源を取ることで、第二制御部25の動作を継続できる。 In this way, when the input voltage 9 is not being input, the second control unit 25 obtains power from the voltage of the secondary battery 6 or the boosted voltage of the secondary battery 6. Even when the input voltage 9 is not being input and the output of the first power conversion circuit 5 cannot be secured, the second control unit 25 can continue to operate by obtaining power from the secondary battery 6.

なお、上記一実施形態において、第二制御部25による充電回路7での二次電池6の充電制御を間欠することにより消費電力が2W以下となるようにしてもよい。 In the above embodiment, the second control unit 25 may intermittently control the charging of the secondary battery 6 in the charging circuit 7 to reduce power consumption to 2 W or less.

また、照明装置1が、入力電圧9の非入力時にのみ第二電力変換回路8が光源3を点灯させる非常灯である場合でも、上記の電源装置2を同様に適用できる。 The above power supply device 2 can also be applied in a similar manner when the lighting device 1 is an emergency light in which the second power conversion circuit 8 turns on the light source 3 only when the input voltage 9 is not being input.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.

2 電源装置
5 第一電力変換回路
6 蓄電池である二次電池
7 充電回路
8 第二電力変換回路
9 入力電圧
15 スイッチングトランス
15b1 一の二次巻線
15b2 他の二次巻線
25 制御部である第二制御部
Reference Signs List 2 Power supply device 5 First power conversion circuit 6 Secondary battery as a storage battery 7 Charging circuit 8 Second power conversion circuit 9 Input voltage 15 Switching transformer 15b1 First secondary winding 15b2 Second secondary winding 25 Second control unit as a control unit

Claims (3)

スイッチングトランスを有し、入力電圧が入力される第一電力変換回路と;
前記スイッチングトランスの一の二次巻線から蓄電池を充電する充電回路と;
前記入力電圧の入力時には、前記スイッチングトランスの前記一の二次巻線と異なる他の二次巻線から電源を得る制御部と;
前記制御部により動作が制御される第二電力変換回路と;を備え
消費電力が2W以下となるように前記制御部による前記充電回路での前記蓄電池の充電制御を間欠する
ことを特徴とする電源装置。
a first power conversion circuit having a switching transformer and receiving an input voltage;
a charging circuit for charging a storage battery from one secondary winding of the switching transformer;
a control unit that obtains power from another secondary winding different from the one secondary winding of the switching transformer when the input voltage is input;
A second power conversion circuit whose operation is controlled by the control unit ;
The control unit controls charging of the storage battery in the charging circuit intermittently so that power consumption is 2 W or less.
A power supply device comprising:
前記制御部の電源電圧は、前記蓄電池の電圧よりも低い
ことを特徴とする請求項1記載の電源装置
2. The power supply device according to claim 1, wherein a power supply voltage of the control unit is lower than a voltage of the storage battery .
前記制御部は、前記入力電圧の非入力時、前記蓄電池の電圧または前記蓄電池の昇圧電圧から電源を得る
ことを特徴とする請求項1または2記載の電源装置。
3. The power supply device according to claim 1, wherein the control unit obtains power from a voltage of the storage battery or a boosted voltage of the storage battery when the input voltage is not being input.
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