JP7687866B2 - Switching Power Supply Unit - Google Patents
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Description
本発明は、交流入力電力を所望の直流出力電力に変換してLED負荷に供給するスイッ
チング電源装置に関する。
The present invention relates to a switching power supply device that converts AC input power into desired DC output power and supplies it to an LED load.
本出願人は、以下に示す特許文献1によって、簡素な電源構成でLED負荷に流れる電
流の電流リプルを小さくするスイッチング電源装置を提供した。特許文献1では、LED
負荷に直列に接続されリプル電流低減回路として、MOSFET等で構成された可変イン
ピーダンス素子を備えたフィードバック型定電流制御回路を用いている。この構成により
、LED負荷の両端電圧を一定にし、LED負荷に流れる電流の電流リプルを低減するよ
うに制御している。
The applicant of the present invention has provided a switching power supply device that reduces the current ripple of the current flowing through an LED load with a simple power supply configuration in the following
A feedback type constant current control circuit equipped with a variable impedance element composed of a MOSFET etc. is used as a ripple current reduction circuit connected in series with the load. With this configuration, the voltage across the LED load is kept constant, and the current ripple of the current flowing through the LED load is controlled to be reduced.
従来技術では、LED負荷とリプル電流低減回路との接続点におけるフィードバック電
圧VFBの平均電圧が予め設定された目標平均電圧Vrefになるようにスイッチング素
子をオンオフ制御することにより直流出力電力を所定値に制御している。このフィードバ
ック電圧VFBは、図10に示すように、出力電圧VOUTと同様の電圧リプル(電圧変
動)を含む。そして、フィードバック電圧VFBの電圧リプルは、図10(a)、(b)
に示すように、負荷の大きくなるほど大きくなり、図10(c)、(d)に示すように、
出力コンデンサの劣化に伴って大きくなる。
In the conventional technology, the DC output power is controlled to a predetermined value by controlling the on/off of a switching element so that the average voltage of the feedback voltage VFB at the connection point between the LED load and the ripple current reduction circuit becomes a preset target average voltage Vref . As shown in FIG. 10, this feedback voltage VFB contains a voltage ripple (voltage fluctuation) similar to that of the output voltage VOUT . The voltage ripple of the feedback voltage VFB is as shown in FIG. 10(a) and (b).
As shown in Fig. 10(c) and (d), the larger the load, the larger the
It increases as the output capacitor deteriorates.
そして、図10(d)に示すようにフィードバック電圧VFBが電圧リプルによって可
変インピーダンス素子が定電流動作できない電圧以下に下がると、LED負荷の両端電圧
が必要な電圧を維持できなくなり、結果としてLED負荷に流れる電流値が周期的に下が
ってちらつきとして目に見えてしまう。従って、可変インピーダンス素子が定電流制御を
行う事ができる最低限の電圧や各種バラつき(目標平均電圧Vref等)、そして、過渡
動作時におけるフィードバック電圧VFBのアンダーシュートを考慮して設定した動作マ
ージン電圧VMを設定し、この動作マージン電圧VMをフィードバック電圧VFBが下回
らないように、目標平均電圧Vrefが設定される。
10(d), when the feedback voltage VFB falls below a voltage at which the variable impedance element cannot operate at a constant current due to voltage ripple, the voltage across the LED load cannot be maintained at the required voltage, and as a result, the value of the current flowing through the LED load periodically drops, becoming visible as flicker. Therefore, an operating margin voltage VM is set in consideration of the minimum voltage at which the variable impedance element can perform constant current control, various variations (target average voltage Vref , etc.), and the undershoot of the feedback voltage VFB during transient operation, and the target average voltage Vref is set so that the feedback voltage VFB does not fall below this operating margin voltage VM .
しかしながら、このように設定された目標平均電圧Vrefは、出力コンデンサのある
程度の劣化や最大負荷時の電圧リプルが大きい状態を見越して設定することになる。従っ
て、出力コンデンサが劣化していない場合や、軽負荷時や中負荷時の電圧リプルが小さい
状態では、図10(a)、(b)に示すように、フィードバック電圧VFBが動作マージ
ンよりもかなり余裕を持った高い電圧で推移することになり、その余裕分が電源損失とな
ってしまうという問題点があった。
また、電源損失以外の問題点として、電源投入時の起動において出力電圧上昇中に可変
インピーダンス素子の動作が始まるとLED負荷が一瞬発光するちらつきの不具合を生じ
る。これはLED負荷にかかる電圧が不足した状態から点灯すると、LED負荷のI-V
特性に沿って急激に電流が増加し、誤点灯が発生する。この不具合は、フィードバック電
圧VFBが動作マージン近い状態で起きやすく、また、1%調光などの深調光の条件が重
なると起きやすい。この対策として、起動時の可変インピーダンス素子の応答を遅くする
対策が考えられるが、起動時間が長くなり商品価値が損なわれてしまう問題を生じる。
However, the target average voltage Vref thus set is set in anticipation of a certain degree of degradation of the output capacitor and a state in which the voltage ripple is large at maximum load. Therefore, when the output capacitor is not degraded or when the voltage ripple is small at light or medium load, as shown in Figures 10(a) and 10(b), the feedback voltage VFB will remain at a high voltage with a considerable margin above the operating margin, and this margin will result in a power loss.
In addition to the power loss, there is another problem that occurs when the LED load flickers for a moment when the variable impedance element starts to operate during the rise in output voltage at power-on startup. This occurs when the LED load is turned on from a state where the voltage applied to it is insufficient, and the I-V
The current increases suddenly according to the characteristics, causing false lighting. This problem is likely to occur when the feedback voltage VFB is close to the operating margin, and also when deep dimming conditions such as 1% dimming are also present. One possible solution to this problem is to slow down the response of the variable impedance element at startup, but this would result in a longer startup time, which would reduce the product value.
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、その課題を解決し、電源効率をさ
らに改善するとともに起動時間を短縮することができるスイッチング電源装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made in consideration of the above problems, and has an object to provide a switching power supply device that can solve the problems, further improve power supply efficiency, and shorten start-up time.
本発明のスイッチング電源装置は、交流入力電力を所望の直流出力電力に変換してLED負荷に供給するスイッチング電源装置であって、オンオフ制御されるスイッチング素子と、前記LED負荷に直列に接続され、インピーダンスを可変制御することで前記LED負荷に流れる電流リプルを低減するリプル電流低減回路と、前記LED負荷と前記リプル電流低減回路との接続点におけるフィードバック電圧に基づき前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、を具備し、前記制御回路は、起動時に予め設定された目標電圧まで上昇させ、前記目標電圧に到達後に前記リプル電流低減回路を動作させて、前記フィードバック電圧の電圧リプルの大きさに応じて設定した目標平均電圧で、前記フィードバック電圧を平均値制御すると共に、調光信号によって前記LED負荷を流れるLED電流が小さくなるほど、低い前記目標平均電圧に設定することを特徴とする。 The switching power supply of the present invention is a switching power supply that converts AC input power into desired DC output power and supplies it to an LED load, and includes: a switching element that is controlled to be on and off; a ripple current reduction circuit that is connected in series to the LED load and reduces the current ripple flowing through the LED load by variably controlling impedance; and a control circuit that controls the on and off of the switching element based on a feedback voltage at a connection point between the LED load and the ripple current reduction circuit, wherein the control circuit raises the voltage to a preset target voltage at start- up , and operates the ripple current reduction circuit after the target voltage is reached, to average value control the feedback voltage at a target average voltage set in accordance with the magnitude of the voltage ripple of the feedback voltage, and sets the target average voltage lower as the LED current flowing through the LED load due to a dimming signal becomes smaller .
本発明によれば、フィードバック電圧VFBの電圧リプルが小さい動作環境では、目標
平均電圧Vrefを低い値に設定することができ、電源効率を改善できるという効果を奏
する。
According to the present invention, in an operating environment where the voltage ripple of the feedback voltage VFB is small, the target average voltage Vref can be set to a low value, and the power supply efficiency can be improved.
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態に
おいて、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, components having similar functions are denoted by the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted as appropriate.
本実施の形態のスイッチング電源装置は、交流入力電力を直流出力電力に変換してLE
D負荷に供給するスイッチング電源装置であって、LED負荷に直列に接続されリプル電
流低減回路として、MOSFET等で構成された可変インピーダンス素子を備えたフィー
ドバック型定電流制御回路を用い、LED負荷および直列に接続されたリプル電流低減回
路の出力電圧Voutを起動時に予め設定された目標電圧まで上昇させ、目標電圧に到達
後、LED負荷とリプル電流低減回路との接続点におけるフィードバック電圧VFBの平
均電圧を、フィードバック電圧VFBの電圧リップルの大きさに応じて変化させる。
The switching power supply device of this embodiment converts AC input power into DC output power and outputs
A switching power supply device for supplying a D load uses a feedback type constant current control circuit equipped with a variable impedance element constituted by a MOSFET or the like as a ripple current reduction circuit connected in series with an LED load, and increases the output voltage Vout of the LED load and the ripple current reduction circuit connected in series to a preset target voltage at start-up, and after reaching the target voltage, changes the average voltage of the feedback voltage VFB at the connection point between the LED load and the ripple current reduction circuit in accordance with the magnitude of the voltage ripple of the feedback voltage VFB .
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態のスイッチング電源装置1は、直列接続されたn個のLED素子(L
ED21~LED2n)からなるLED負荷2を駆動するフライバック型コンバータであ
り、図1を参照すると、整流回路DBと、トランスTRと、スイッチング素子Q1と、整
流平滑回路3と、制御回路4と、リプル電流低減回路5と、補助電源6とを備えている。
(First embodiment)
The switching
The present invention is a flyback type converter that drives an
整流回路DBは、周知のダイオードブリッジ回路であり、交流入力電源ACに接続され
、交流入力電力を一方向の脈流に整流し、トランスTRに出力する。
The rectifier circuit DB is a known diode bridge circuit that is connected to an AC input power source AC, rectifies the AC input power into a unidirectional pulsating current, and outputs the rectified current to the transformer TR.
トランスTRは、一次巻線W1と二次巻線W2と三次巻線W3とを備えている。一次巻
線W1の一端は、整流回路DBに接続され、他端は、スイッチング素子Q1のドレイン端
子に接続されている。二次巻線W2の両端間には、整流平滑回路3が接続され、三次巻線
W3の両端間には、補助電源6が接続されている。
The transformer TR includes a primary winding W1, a secondary winding W2, and a tertiary winding W3. One end of the primary winding W1 is connected to a rectifier circuit DB, and the other end is connected to a drain terminal of a switching element Q1. A
スイッチング素子Q1は、制御回路4で生成された駆動信号(PWM信号)により駆動
されるFET(Field Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transi
stor)等の素子で構成される。本実施の形態では、スイッチング素子Q1をMOSFET
として説明する。スイッチング素子Q1のソース端子は接地され、ゲート端子は制御回路
4のVG端子に接続されている。
The switching element Q1 is a FET (Field Effect Transistor) or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) driven by a drive signal (PWM signal) generated by the
In this embodiment, the switching element Q1 is a MOSFET.
The source terminal of the switching element Q1 is grounded, and the gate terminal is connected to the VG terminal of the
整流平滑回路3は、ダイオードD1及びコンデンサC1から構成され、ダイオードD1
のカソードとコンデンサC1の一端との接続点AがLED負荷2を構成するLED21の
アノードに接続され、コンデンサC1の他端が接地されている。なお、コンデンサC1は
、出力コンデンサであり、本実施の形態では、電解コンデンサで構成したが、他のコンデ
ンサでも良い。そして、電解コンデンサの寿命と容量については、一般に電解液が封口部
を介して外部に蒸散する現象が支配的であり、静電容量の減少、損失角の正接の増大とな
って現れる。
The rectifying and smoothing
A connection point A between the cathode of the LED 21 and one end of the capacitor C1 is connected to the anode of the LED 21 constituting the
リプル電流低減回路5は、インピーダンスを可変制御するフィードバック型定電流制御
回路として機能し、可変インピーダンス素子Q2と、検出抵抗Rsと、を備えている。可
変インピーダンス素子Q2は、FET、IGBT、BiTr等の素子で構成される。本実
施の形態では、可変インピーダンス素子Q2をMOSFETとして説明する。
The ripple current reducing
可変インピーダンス素子Q2のドレイン端子は、LED負荷2を構成するLED2nの
カソードに接続され、ソース端子は検出抵抗Rsを介して接地され、ゲート端子は制御回
路4のZR端子を介して誤差増幅器AMP1の出力端子に接続されている。
The drain terminal of the variable impedance element Q2 is connected to the cathode of the LED2n that constitutes the
検出抵抗Rsと可変インピーダンス素子Q2のソース端子との接続点は、cc端子を介
して制御回路4の誤差増幅器AMP1の反転入力端子に接続されている。検出抵抗Rsは
、LED負荷2に流れるLED電流ILEDを電圧信号に変換して誤差増幅器AMP1に
出力する。
The connection point between the detection resistor Rs and the source terminal of the variable impedance element Q2 is connected via the cc terminal to the inverting input terminal of the error amplifier AMP1 of the
制御回路4の誤差増幅器AMP1の非反転入力端子は、DAC(デジタルアナログコン
バータ)48を介して、基準電圧49で生成された基準電圧(PWM信号)に接続されて
いる。
言い換えると、基準電圧49で生成されたPWM信号で生成された基準電圧は、DAC
48でアナログ信号に置き換えられて誤差増幅器AMP1の非反転入力端子に入力される
。
The non-inverting input terminal of the
In other words, the reference voltage generated by the PWM signal generated by the
At 48, the signal is converted into an analog signal and input to the non-inverting input terminal of the error amplifier AMP1.
誤差増幅器AMP1の出力端子は、制御回路4のZR端子を介して可変インピーダンス
素子Q2のゲート端子に接続される。誤差増幅器AMP1は、LED負荷2に流れるLE
D電流ILEDと基準値(基準電圧)とに基づく誤差信号を可変インピーダンス素子Q2
に出力する。詳細には、誤差増幅器AMP1は、LED電流ILEDが基準値よりも小さ
くなるほど誤差信号の電圧レベルを大きくし、可変インピーダンス素子Q2のドレイン・
ソース間の抵抗値を低くする。
また、誤差増幅器AMP1は、LED電流ILEDが基準値よりも大きくなるほど誤差信
号の電圧レベルを小さくし、可変インピーダンス素子Q2のドレイン・ソース間の抵抗値
を高くするように動作する。
The output terminal of the error amplifier AMP1 is connected to the gate terminal of the variable impedance element Q2 via the ZR terminal of the
D An error signal based on the current I LED and a reference value (reference voltage) is input to the variable impedance element Q2
In detail, the error amplifier AMP1 increases the voltage level of the error signal as the LED current ILED becomes smaller than the reference value, and
Reduce the resistance between the sources.
Moreover, the error amplifier AMP1 operates to reduce the voltage level of the error signal as the LED current ILED becomes larger than the reference value, thereby increasing the resistance value between the drain and source of the variable impedance element Q2.
すなわち、リプル電流低減回路5の可変インピーダンス素子Q2は、誤差増幅器AMP
1の出力に応じて、LED電流ILEDが基準値(基準電圧)になるように、ドレイン・
ソース間の抵抗値を連続的に変化させる可変インピーダンス素子として機能する。これに
より、LED電流ILEDに含まれる電流リプルを低減することができる。なお、リプル
電流低減回路5の応答速度は、制御回路4の応答速度よりも高く設定され、好ましくは交
流入力電源ACの周波数よりも高く設定される。
That is, the variable impedance element Q2 of the ripple
Depending on the output of 1, the drain and drain
The
制御回路4は、スタート部41と、内部電源部42と、ADC(アナログデジタルコン
バータ)431、432と、演算器44と、PWM生成部45と、ドライバ46とを備え
ている。なお、制御回路4は、全部がデジタル制御回路(ソフトウェアによって動作する
回路も含む)でも良く、またその構成要素の一部がデジタル制御回路であっても良く、さ
らに、全部がアナログ制御回路であっても良い。
The
スタート部41は、ST端子と抵抗R2とを介して整流回路DBとトランスTRの一次
巻線W1との接続点に接続されていると共に、Vcc端子を介してダイオードD2及びコ
ンデンサC2から構成される補助電源6に接続されている。スタート部41は、起動時に
補助電源6のコンデンサC2を充電し、起動後に補助電源6からの電力を、制御回路4内
の内部電源を生成する内部電源回路(REG)42に供給する。
The
ADC431は、CV1端子を介して、整流平滑回路3の電圧を検出する電圧検出回路
7を構成する抵抗R3とR4の接続点に接続され、該接続点の電圧がフィードバック電圧
VFB1として入力される。
ADC432は、CV2端子を介して、LED負荷2とリプル低減回路5(可変インピ
ーダンス素子Q2のドレイン端子)の接続点Bに接続され、接続点Bの電圧がフィードバ
ック電圧VFB2として入力される。
そして、ADC431、ADC432は、フィードバック電圧VFB1、VFB2が含
む電圧リプルの周期よりも十分に短い間隔(例えば、20μs)でフィードバック電圧V
FB1、VFB2をサンプリングし、デジタル化された電圧に変換して演算器44に出力
する。
The
The
The
The signals VFB1 and VFB2 are sampled, converted into digital voltages, and output to the
演算器44は、図2を参照すると、初期電圧設定部440と、平均電圧算出部441と
、平均値制御部442と、操作量算出部443と、ボトム電圧検出部444と、ボトム電
圧比較部445と、目標値補正部446として機能する。
Referring to Figure 2, the
初期電圧設定部440は、起動時に初期設定する初期電圧とADC431から入力され
るフィードバック電圧VFB1とを比較することで、初期電圧とフィードバック電圧VF
B1との誤差を算出し、算出した誤差を誤差信号Vstとして操作量算出部443に出力
する。
ここで初期電圧はLED負荷2とリプル低減回路5とが定電流制御を行う事ができる最
低限の電圧以上に設定されている。
The initial
B1 , and outputs the calculated error to the operation
Here, the initial voltage is set to a minimum voltage or higher at which the
平均電圧算出部441は、ADC432から入力されるフィードバック電圧VFB2に
基づき、例えば、交流入力電源ACの1周期毎にフィードバック電圧VFB2の平均電圧
VAveを算出し、算出した平均電圧VAveを平均値制御部442に出力する。
The average
平均値制御部442は、目標平均電圧Vrefと、平均電圧算出部441で算出された
平均電圧VAveとを比較することで、目標平均電圧Vrefと平均電圧VAveとの誤
差を算出し、算出した誤差を誤差信号として操作量算出部443に出力する。
The average
操作量算出部443は、起動時において初期電圧までA点の出力電圧が上昇すると、初
期電圧設定部440の誤差信号から平均値制御部442の誤差信号へ切り替える。この切
り替え移行時の出力電圧変動を緩やかにしてLED負荷のちらつきなどの誤動作を防止す
るために、平均値制御部442からの誤差信号を予め設定された上限値に設定する。
これは、まず起動時に初期電圧設定部440によるフィードバック制御が行われて整流
平滑回路7の接続点Aの出力電圧Voutが初期電圧に向けて上昇していく。出力電圧V
outが初期電圧に到達した時点では、すでに平均値制御部442からの誤差信号が予め
設定された上限値に達している。ここで、操作量算出部443は初期電圧設定部440に
よるフィードバック制御から平均値制御部442によるフィードバック制御へと切り替え
る。これにより、平均値制御部442は、誤差信号の上限値から下限値へ向けてフィード
バック制御を緩やかに行うことができる。
次に、平均値制御部442の誤差信号を目標平均電圧Vrefと平均電圧VAveとの誤
差信号に基づき上限値から徐々に低下させ、予め設定された下限値に達する。下限値に達
した時点で目標平均電圧Vrefを目標値補正部446からの補正値で補正するように移
行させる。
When the output voltage at point A rises to the initial voltage at startup, the operation
At the time of start-up, feedback control is performed by the initial
When out reaches the initial voltage, the error signal from the average
Next, the error signal of the average
操作量算出部443は、まず起動時の初期電圧設定部440から入力される誤差信号に
基づいて、スイッチング素子Q1をオンオフ制御するPWM(パルス幅変調)信号のオン
時間を増減させる操作量Δを算出し、算出した操作量ΔをPWM生成部45に出力する。
算出した操作量Δがほぼゼロの所定の範囲内になると、初期電圧設定部440から入力
される誤差信号を切り離して、平均値制御部442から入力される誤差信号に基づいて、
スイッチング素子Q1をオンオフ制御するPWM(パルス幅変調)信号のオン時間を増減
させる操作量Δを算出し、算出した操作量ΔをPWM生成部45に出力する。
The operation
When the calculated manipulated variable Δ falls within a predetermined range of approximately zero, the error signal input from the initial
A control amount Δ for increasing or decreasing the on-time of a PWM (pulse width modulation) signal that controls the on-off of the switching element Q1 is calculated, and the calculated control amount Δ is output to the
ボトム電圧検出部444は、ADC43から入力されるフィードバック電圧VFB2の
ボトム電圧VBを検出する。ボトム電圧検出部444は、例えば、ADC43から入力さ
れるフィードバック電圧VFB2電圧値が、1サンプリング前の電圧値と1サンプリング
後の電圧値とのいずれにも下回った場合、その電圧値をボトム電圧VBとして検出する。
The bottom
ボトム電圧比較部445は、予め設定された基準ボトム電圧VBrefと、ボトム電圧
検出部444によって検出されたボトム電圧VBとを比較し、比較結果を目標値補正部4
46に出力する。なお、基準ボトム電圧VBrefは、各種素子のバラつきや過渡動作時
におけるフィードバック電圧VFB2のアンダーシュートを考慮しても、可変インピーダ
ンス素子である可変インピーダンス素子Q2が定電流制御を行う事ができる最低限の電圧
を上回る値に設定されている。
The
The reference bottom voltage VBref is set to a value that exceeds the minimum voltage at which the variable impedance element Q2, which is a variable impedance element, can perform constant current control, even taking into consideration variations in various elements and undershoot of the feedback voltage VFB2 during transient operation.
目標値補正部446は、ボトム電圧VBが基準ボトム電圧VBrefを下回っている場
合、平均値制御部442が平均電圧VAveと比較する目標平均電圧Vrefを上げる方
向に補正し、ボトム電圧VBが基準ボトム電圧VBrefを上回っている場合、平均値制
御部442が平均電圧VAveと比較する目標平均電圧Vrefを下げる方向に補正する
。なお、目標平均電圧Vrefの補正幅は、予め設定された補正値としても良く、ボトム
電圧VBと基準ボトム電圧VBrefとの差分に基づいて算出された補正値としても良い
。
When the bottom voltage VB is lower than the reference bottom voltage VBref , the target
PWM生成部45は、操作量算出部443からの操作量△に基づいてオン時間を増減さ
せたPWM信号を生成し、生成したPWM信号によりドライバ46を介してスイッチング
素子Q1をオンオフ制御する。なお、本実施の形態のように、交流入力電源ACの1周期
毎に算出された平均電圧VAveと目標平均電圧Vrefとの誤差に基づいてオン時間の
操作量Δを算出している場合、PWM信号のオン時間は、交流入力電源ACの1周期にお
いて一定となる。
図3に図1に示すスイッチング電源装置1の起動開始(時刻t0)から定常動作(時刻
t4)に至るまでの出力電圧VOUTのシーケンス図を示す。図3に示すように時刻t0
~t1にかけて出力電圧VOUTは初期電圧を目標に制御され、時刻t1にて初期電圧に
到達後、平均値制御に移行する。出力電圧VOUTは平均値制御の予め設定された目標値
の下限値に向けて徐々に低下させる制御を行う。時刻t2においてLED負荷2に電流が
流れ始めると、時刻t3にて目標値の下限値に達する。ここで目標値の下限値に達した時
刻t3で平均値制御部442は、目標平均電圧Vrefを目標値補正部446からの補正
値で補正するように移行させる。接続点Aの出力電圧VOUTは、ボトム電圧検出部44
4からの基準ボトム電圧VBref信号を基にした基準ボトム電圧になるように平均値制
御が行われる。
3 shows a sequence diagram of the output voltage VOUT from the start of startup (time t0) of the switching
From t1 to t2, the output voltage VOUT is controlled to target an initial voltage, and after reaching the initial voltage at time t1, control is switched to average value control. The output voltage VOUT is controlled to gradually decrease toward the lower limit of a preset target value for average value control. When a current starts to flow through the
The average value is controlled so that the reference bottom voltage becomes the reference bottom voltage based on the reference bottom voltage VBref signal from the
以上のように、起動時において出力電圧VOUTの目標値を初期電圧~平均値制御~基準
ボトム電圧の平均値制御に切り替えることで、起動時間の短縮とLED負荷のちらつき防
止を両立することができる。特に、平均値制御~基準ボトム電圧の平均値制御に切り替え
ることで目標値電圧とフィードバック電圧VFBの差分が大きくならない。これは、平均
値制御はスイッチング周期毎に目標平均値が更新されるように制御を行わせて目標平均値
を徐々に下げることができる。すなわち、基準ボトム電圧の平均値制御においては、目標
平均値の更新は交流入力電力の商用周波数周期8~10msとなり、初期電圧から目標平
均値を徐々に下げることが困難なためであり、一旦、平均値制御を介することで安定して
移行できる。
これにより、図1に示す制御回路4のVcc電圧も出力電圧VOUT同様に変化するの
で安定した電源電圧を確保できる利点がある。
As described above, by switching the target value of the output voltage VOUT from the initial voltage to average value control to average value control of the reference bottom voltage at startup, it is possible to shorten the startup time and prevent flickering of the LED load. In particular, by switching from average value control to average value control of the reference bottom voltage, the difference between the target voltage and the feedback voltage VFB does not become large. This is because average value control performs control so that the target average value is updated every switching period, and the target average value can be gradually lowered. That is, in average value control of the reference bottom voltage, the target average value is updated every 8 to 10 ms with the commercial frequency of the AC input power, making it difficult to gradually lower the target average value from the initial voltage, and a stable transition can be achieved by going through average value control once.
As a result, the Vcc voltage of the
次に、図2、図3を参照すると、起動時のリプル電流低減回路5の動作は、出力電圧V
outが初期電圧に到達した時刻t1にて、基準電圧49から基準電圧信号(PWM信号
)がDAC(デジタルアナログコンバータ)48を介してアナログ信号としてZR端子か
ら可変インピーダンス素子Q2のゲート信号VZRとして出力される。
Next, referring to FIG. 2 and FIG. 3, the operation of the ripple
At time t1 when out reaches the initial voltage, a reference voltage signal (PWM signal) from a
ここで時刻t1~t2期間の基準電圧49から基準電圧信号(PWM信号)は、可変イ
ンピーダンス素子Q2のゲート電圧閾値近傍まで上昇させるために、規定のオン幅よりも
長いオンパルス信号を送出する。これにより時刻t2において可変インピーダンス素子Q
2のゲート信号VZRはゲート電圧閾値近傍まで上昇する。
In this case, in order to raise the reference voltage signal (PWM signal) from the
The gate signal V ZR of No. 2 rises to near the gate voltage threshold value.
次に時刻t2~t4期間では、基準電圧49から基準電圧信号(PWM信号)を規定の
基準電圧になるよう一転してオン幅を絞った状態から徐々にオン幅を広げていく。これに
より可変インピーダンス素子Q2のゲート信号VZRはゲート電圧閾値近傍より徐々に上
昇するので、連動してLED負荷の電流ILEDも時刻t2よりスムーズに増加していく
ことができる。
Next, in the period from time t2 to t4, the reference voltage signal (PWM signal) is changed from the
以上のように、時刻t1~t2、t2~t4の基準電圧信号(PWM信号)を制御する
ことにより、LED負荷の電流ILEDの起動時間を短縮し、かつ、安定に始動させるこ
とが可能になる。
As described above, by controlling the reference voltage signal (PWM signal) from time t1 to t2 and from time t2 to t4, it is possible to shorten the start-up time of the LED load current I LED and to achieve stable start-up.
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態のスイッチング電源装置1aは、図4及び図5を参照すると、基準電
圧49の代わりに調光演算器47をスイッチング電源装置1の制御回路4aに追加して構
成されている。
Second Embodiment
4 and 5, a switching
そして、演算器44aは、目標値設定部447を追加して備えている。目標値設定部4
47は、調光演算器47によって生成された基準電圧値を目標平均電圧Vrefに変換す
る変換テーブルや変換式を有し、調光演算器47によって生成された基準電圧値に応じて
変換した目標平均電圧Vrefを平均値制御部442に設定する。また、目標値設定部4
47はボトム電圧検出部444、ボトム電圧比較部445、目標値補正部446を介して
ボトム電圧VBと基準ボトム電圧VBrefとの差分に基づいた補正値で補正される。目
標値設定部447は、調光演算器47によって生成された基準電圧値が低くLED電流I
LEDが低くなるほど、低い目標平均電圧Vrefに変換して設定する。すなわち、第2
の実施の形態のスイッチング電源装置1bにおいて、フィードバック電圧VFB2の平均
電圧VAveは、調光信号によって変化する電圧リプルの大小に応じて、電圧リプルが大
きくなるほど高く、電圧リプルが小さくなるほど低くなるように制御される。
The
The target
The LED current I is corrected by a correction value based on the difference between the bottom voltage VB and the reference bottom voltage VBref via a bottom
The lower the LED , the lower the target average voltage Vref is set.
In the switching
次に、図6を参照すると、起動時のリプル電流低減回路5の動作は、出力電圧Vout
が初期電圧に到達した時刻t1にて、調光演算器47から基準電圧信号(PWM信号)が
DAC(デジタルアナログコンバータ)48を介してアナログ信号としてZR端子から可
変インピーダンス素子Q2のゲート信号VZRとして出力される。
ここで時刻t1~t2期間の調光演算器47から基準電圧信号(PWM信号)は、可変
インピーダンス素子Q2のゲート電圧閾値近傍まで上昇させるために、規定のオン幅より
も長いオンパルス信号を送出する。これにより時刻t2において可変インピーダンス素子
Q2のゲート信号VZRはゲート電圧閾値近傍まで上昇する。
時刻t2~t4期間では、調光演算器47からの基準電圧信号(PWM信号)を本来の
調光信号の値になるよう一転してオン幅を絞った状態から徐々にオン幅を広げていく。こ
れにより可変インピーダンス素子Q2のゲート信号VZRはゲート電圧閾値近傍より徐々
に上昇するので、連動してLED負荷の電流ILEDも時刻t2よりスムーズに増加して
いくことができる。
以上のように、時刻t1~t2、t2~t4の調光演算器47からの基準電圧信号(P
WM信号)を制御することにより、LED負荷の電流ILEDの起動時間を短縮し、かつ
、安定に始動させることが可能になる。
Next, referring to FIG. 6, the operation of the ripple
At time t1 when the voltage VZR reaches the initial voltage, the dimming
Here, in order to raise the reference voltage signal (PWM signal) from dimming
During the period from time t2 to t4, the reference voltage signal (PWM signal) from the dimming
As described above, the reference voltage signal (P
By controlling the current I LED of the LED load, it is possible to reduce the start-up time of the LED and to start the LED stably.
なお、入力電圧を検出し、入力電圧に応じて変換した目標平均電圧Vrefを平均値制
御部442に設定しても良い。この場合、入力電圧が小さい(低い)ほど電圧リプルが大
きくなる。従って、入力電圧が大きい(高い)ほど、低い目標平均電圧Vrefに変換し
て設定する。これにより、フィードバック電圧VFB2の平均電圧VAveは、入力電圧
によって変化する電圧リプルの大小に応じて、電圧リプルが大きくなるほど高く、電圧リ
プルが小さくなるほど低くなるように制御される。
Alternatively, the input voltage may be detected, and the target average voltage Vref converted according to the input voltage may be set in the average
また、制御回路4aに通算の動作時間を記録し、通算の動作時間に応じて変換した目標
平均電圧Vrefを平均値制御部442に設定しても良い。この場合、通算の動作時間が
長いほどコンデンサC1が劣化して電圧リプルが大きくなる。従って、通算の動作時間が
長くなるほど、高い目標平均電圧Vrefに変換して設定する。これにより、フィードバ
ック電圧VFB2の平均電圧VAveは、通算の動作時間によって変化する電圧リプルの大
小に応じて、電圧リプルが小さい期間は低く、電圧リプルが大きくなる経過時間ほど高く
なるように制御される。
Alternatively, the total operating time may be recorded in the
さらに、温度センサーを用いることで、制御回路4aに環境温度を加味した通算の動作
時間を記録し、環境温度を加味した通算の動作時間に応じて変換した目標平均電圧Vre
fを平均値制御部442に設定しても良い。この場合、環境温度が高い状態で動作させる
ほどコンデンサC1の劣化が早くなり電圧リプルが大きくなる。従って、高い環境温度で
の通算の動作時間が長くなるほど、高い目標平均電圧Vrefに変換して設定する。これ
により、フィードバック電圧VFB2の平均電圧VAveは、環境温度を加味した通算の
動作時間によって変化する電圧リプルの大小に応じて、電圧リプルが小さい期間は低く、
電圧リプルが大きくなるほど高くなるように制御される。
Furthermore, by using a temperature sensor, the total operating time taking into account the environmental temperature is recorded in the
f may be set in the average
It is controlled to be higher as the voltage ripple increases.
図4に示すスイッチング電源装置1aでは、フライバック型コンバータの例を説明した
が、本発明は、バックコンバータ、ブーストコンバータ、バックブーストコンバータに適
用しても良く、図7及び図8にバックブーストコンバータで構成したスイッチング電源装
置1aを示す。なお、スイッチング電源装置1aにおいて、スイッチング電源装置1と同
様の機能を示す構成には、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
Although an example of a flyback converter has been described for the switching
(第2の実施の形態の応用例)
スイッチング電源装置1bは、ダイオードD1として機能する同期整流素子Q3を備え
、制御回路4bは、同期整流素子Q3を駆動するPWM信号を生成するPWM生成部45
aとドライバ46aとを備える。
(Application example of the second embodiment)
The switching
a and a
また、制御回路4bには、リプル電流低減回路5を構成する誤差増幅器AMP1が内蔵
され、調光演算器47と、DAC(デジタルアナログコンバータ)48とを備えている。
調光演算器47は、DIM端子から入力される調光信号に応じたデジタル化された基準電
圧値を生成し、DAC48は、調光演算器47によって生成されたデジタル化された基準
電圧値をアナログ信号に変換して誤差増幅器AMP1の非反転入力端子に入力する。これ
により、LED負荷2に供給するLED電流ILEDを調光信号に応じて制御することが
可能になる。
The
The dimming
図9には、図1に示す接続点Aの出力電圧Vout及び接続点Bのフィードバック電圧V
FB2の波形が示されている。図9において、(a)はコンデンサC1の劣化が小さい状
態での中負荷時、(b)はコンデンサC1の劣化が小さい状態での定格負荷時、(c)は
コンデンサC1の劣化が大きい状態での定格負荷時、(d)はコンデンサC1の劣化がさ
らに大きい状態での定格負荷時におけるそれぞれの出力電圧Vout及びフィードバック電
圧VFB2の波形である。
FIG. 9 shows the output voltage Vout at the connection point A and the feedback voltage V
9, (a) shows the waveforms of the output voltage Vout and the feedback voltage VFB2 at a medium load with little degradation of the capacitor C1, (b) shows the waveforms of the output voltage Vout and the feedback voltage VFB2 at a rated load with little degradation of the capacitor C1, (c) shows the waveforms of the output voltage Vout and the feedback voltage VFB2 at a rated load with much degradation of the capacitor C1, and (d) shows the waveforms of the output voltage Vout and the feedback voltage VFB2 at a rated load with much more degradation of the capacitor C1.
本実施の形態では、図9(a)~(d)に示すように、電圧リプルの大小に拘わらず、
ボトム電圧VBが基準ボトム電圧VBrefになるように、フィードバック電圧VFB2
の平均値制御が行われる。従って、フィードバック電圧VFB2の平均電圧VAveは、
動作環境によって変化する電圧リプルの大小に応じて、電圧リプルが大きくなるほど高く
、電圧リプルが小さくなるほど低くなるように制御される。
In this embodiment, as shown in FIGS. 9(a) to 9(d), regardless of the magnitude of the voltage ripple,
The feedback voltage VFB2 is set so that the bottom voltage VB becomes the reference bottom voltage VBref .
Therefore, the average voltage V Ave of the feedback voltage V FB2 is expressed as follows:
Depending on the magnitude of the voltage ripple, which changes depending on the operating environment, the output voltage is controlled to be higher as the voltage ripple increases and lower as the voltage ripple decreases.
これにより、コンデンサC1の劣化が小さく、電圧リプルが小さい場合には、負荷の大
小に拘わりなく全ての領域で電源効率を改善することができる。例えば、図9(a)、(
b)に示す従来の平均値制御におけるフィードバック電圧VFB2の平均電圧VAveは
、中負荷時及び定格負荷時のいずれでも1.5Vであるのに対し、本実施の形態の平均値
制御におけるフィードバック電圧VFB2の平均電圧VAveは、図9(a)に示す中負
荷時において1.0Vになり、図9(b)に示す定格負荷時において1.2Vになる。つ
まり、中負荷時では、Δ0.5V×LED電流ILEDだけ電源損失を低減ができ、定格
負荷時では、Δ0.3V×LED電流ILEDだけ電源損失を低減ができる。
As a result, when the deterioration of the capacitor C1 is small and the voltage ripple is small, the power supply efficiency can be improved in all ranges regardless of the magnitude of the load. For example, in FIG.
The average voltage VAve of the feedback voltage VFB2 in the conventional average value control shown in Fig. 9(b) is 1.5 V both at medium load and rated load, whereas the average voltage VAve of the feedback voltage VFB2 in the average value control of this embodiment is 1.0 V at medium load as shown in Fig. 9(a) and 1.2 V at rated load as shown in Fig. 9(b). In other words, at medium load, the power loss can be reduced by Δ0.5 V × LED current ILED , and at rated load, the power loss can be reduced by Δ0.3 V × LED current ILED .
また、従来のようにフィードバック電圧VFBの平均電圧VAveを固定する方式では
、図9(c)、(d)に示すような寿命末期や出力コンデンサの容量のバラつき等が生じ
ても、適切な動作マージンが最終的に確保するように見越して設計する必要があった。
これに対し、本実施の形態では、コンデンサC1のバラつきや、コンデンサC1の寿命末期
でも、図9(c)、(d)に示すようにフィードバック電圧VFB2のボトム電圧VBが
基準ボトム電圧VBrefに下限値制御されているために安定しており、フィードバック
電圧VFB2の量産によるバラつきが少ない。つまり、本実施の形態では、電源設計の簡
素化が見込める。
Furthermore, in the conventional method of fixing the average voltage V Ave of the feedback voltage V FB , it was necessary to design in anticipation of the occurrence of end-of-life problems and variations in the capacitance of the output capacitor as shown in FIGS. 9( c) and 9(d) so that an appropriate operating margin would ultimately be secured.
In contrast, in this embodiment, even when the capacitor C1 varies or is at the end of its life, the bottom voltage VB of the feedback voltage VFB2 is controlled to the reference bottom voltage VBref as a lower limit as shown in Figures 9(c) and 9(d), so that the feedback voltage VFB2 is stable and there is little variation due to mass production. In other words, in this embodiment, simplification of the power supply design is expected.
さらに、従来のようにフィードバック電圧VFBの平均電圧VAveを固定する方式で
は、出力コンデンサの劣化が大きくなり、図9(c)、(d)に示すように、フィードバ
ック電圧VFBが動作マージン電圧VMを下回ると、定格電流が取れなかったりちらつき
が発生したりする恐れがある。これに対し、本実施の形態では、出力コンデンサの劣化が
大きくなっても、図9(c)、(d)に示すようにフィードバック電圧VFB2のボトム
電圧VBが基準ボトム電圧VBrefに下限値制御しているため、フィードバック電圧V
FB2のボトム電圧VBが基準ボトム電圧VBrefを大きく超えて下回ることなく、L
ED負荷2を問題なく駆動させることができ、緊急避難的に電源寿命を延長させることが
できる。
Furthermore, in the conventional method of fixing the average voltage V Ave of the feedback voltage V FB , the output capacitor deteriorates significantly, and as shown in Figures 9(c) and (d), when the feedback voltage V FB falls below the operating margin voltage V M , there is a risk that the rated current cannot be obtained or flickering occurs. In contrast, in this embodiment, even if the output capacitor deteriorates significantly, the bottom voltage V B of the feedback voltage V FB2 is controlled to the reference bottom voltage V Bref as shown in Figures 9(c) and (d), so that the feedback voltage V
The bottom voltage VB of FB2 does not fall below the reference bottom voltage VBref by a large amount.
The
なお、図9(d)に示すようにフィードバック電圧VFB2の平均電圧VAveが高く
なりすぎた場合には、他の電源部分の設計によっては動作不能になったり、他の電源素子
に悪影響を及ぼしたりする恐れがある。そこで、演算器44において、フィードバック電
圧VFB2の平均電圧VAveと予め設定された動作停止閾値とを比較し、平均電圧VA
veと予め設定された動作停止閾値を超えた場合には、LED負荷2の駆動を停止させる
ように構成すると好適である。
In addition, as shown in FIG. 9D, if the average voltage V Ave of the feedback voltage V FB2 becomes too high, it may become inoperable or have a negative effect on other power supply elements depending on the design of other power supply parts. Therefore, the
It is preferable to configure the
また、軽負荷時はフィードバック電圧VFB2の電圧リプルが小さくなり、電圧リプル
の検出が困難になることがある。そこで、デミング信号の入力等のフィードバック電圧V
FB2の電圧リプルが小さくなる環境条件において、目標平均電圧Vrefを固定した従
来の平均値制御等の他の制御に切り替えることで安定性を高めても良い。
In addition, when the load is light, the voltage ripple of the feedback voltage VFB2 becomes small, and it may be difficult to detect the voltage ripple.
In environmental conditions where the voltage ripple of FB2 is small, stability may be improved by switching to other control, such as conventional average value control with a fixed target average voltage Vref .
以上説明したように、本実施の形態は、交流入力電力ACを所望の直流出力電力に変換
してLED負荷2に供給するスイッチング電源装置1であって、オンオフ制御されるスイ
ッチング素子であるスイッチング素子Q1と、LED負荷2に直列に接続され、インピー
ダンスを可変制御することでLED負荷2に流れる電流リプルを低減するリプル電流低減
回路5と、LED負荷2とリプル電流低減回路5との接続点Bにおけるフィードバック電
圧VFB2に基づきスイッチング素子Q1をオンオフ制御する制御回路とを具備し、
制御回路は、フィードバック電圧VFB2の電圧リプルの大きさに応じて設定した目
標平均電圧Vrefで、フィードバック電圧VFB2を平均値制御する。
この構成により、フィードバック電圧VFB2の電圧リプルが小さい動作環境では、目標
平均電圧Vrefを低い値に設定することができ、電源効率を改善することができる。
As described above, this embodiment provides a switching
The control circuit controls the average value of the feedback voltage VFB2 with a target average voltage Vref that is set according to the magnitude of the voltage ripple of the feedback voltage VFB2 .
With this configuration, in an operating environment where the voltage ripple of the feedback voltage VFB2 is small, the target average voltage Vref can be set to a low value, thereby improving the power supply efficiency.
さらに、本実施形態において、制御回路は、フィードバック電圧VFB2のボトム圧
VBを検出し、検出したボトム電圧VBが予め設定された基準ボトム電圧VBrefにな
るように前記目標平均電圧を補正する。
この構成により、コンデンサC1の劣化が小さく、電圧リプルが小さい場合には、目標
平均電圧Vrefを低い値に補正することができるため、負荷の大小に拘わりなく全ての
領域で電源効率を改善することができる。また、コンデンサC1のバラつきや、コンデン
サC1の寿命末期でも、フィードバック電圧VFB2のボトム電圧VBが基準ボトム電圧
VBrefに下限値制御されているために安定しており、電源設計の簡素化が見込める。
さらに、出力コンデンサの劣化が大きくなっても、フィードバック電圧VFBのボトム
電圧VBが基準ボトム電圧VBrefを大きく超えて下回ることなく、LED負荷2を問
題なく駆動させることができ、緊急避難的に電源寿命を延長させることができる。
Furthermore, in this embodiment, the control circuit detects the bottom voltage VB of the feedback voltage VFB2 , and corrects the target average voltage so that the detected bottom voltage VB becomes a preset reference bottom voltage VBref .
With this configuration, when the deterioration of the capacitor C1 is small and the voltage ripple is small, the target average voltage Vref can be corrected to a low value, so that the power supply efficiency can be improved in all ranges regardless of the load. In addition, even when the capacitor C1 has variations or is at the end of its life, the bottom voltage VB of the feedback voltage VFB2 is stable because it is controlled to the lower limit of the reference bottom voltage VBref , and the power supply design can be simplified.
Furthermore, even if the degradation of the output capacitor becomes significant, the bottom voltage VB of the feedback voltage VFB does not significantly exceed or fall below the reference bottom voltage VBref , so that the
さらに、本実施形態において、制御回路4a、4bは、調光信号によってLED負荷2
を流れるLED電流ILEDが小さくなるほど、低い目標平均電圧Vrefに設定する。
この構成により、電圧リプルが小さい負荷の小さい領域では、目標平均電圧Vrefを
低い値に設定することができ、電源効率を改善することができる。
Furthermore, in this embodiment, the
The smaller the LED current I LED flowing through the
With this configuration, in a region where the voltage ripple is small and the load is small, the target average voltage Vref can be set to a low value, thereby improving the power supply efficiency.
さらに、本実施形態において、制御回路は、入力電圧が大きいほど、低い目標平均
電圧Vrefに設定する。
この構成により、電圧リプルが小さくなる大きい入力電圧では、目標平均電圧Vref
を低い値に設定することができ、電源効率を改善することができる。
Furthermore, in this embodiment, the control circuit sets a lower target average voltage Vref as the input voltage increases.
With this configuration, at large input voltages where the voltage ripple is small, the target average voltage V ref
can be set to a lower value, improving power supply efficiency.
さらに、本実施形態において、制御回路は、通算の動作時間が長いほど、高い目標
平均電圧Vrefに設定する。
この構成により、通算の動作時間が短く電圧リプルが小さい動作環境では、目標平均電
圧Vrefを低い値に設定することができ、電源効率を改善することができる。
Furthermore, in this embodiment, the control circuit sets a higher target average voltage Vref as the total operating time becomes longer.
With this configuration, in an operating environment where the total operating time is short and the voltage ripple is small, the target average voltage Vref can be set to a low value, thereby improving the power supply efficiency.
さらに、本実施形態において、制御回路は、環境温度が高い状態での通算の動作時間が
長いほど、高い目標平均電圧Vrefに設定する。
この構成により、環境温度での動作時間を加味して基準ボトム電圧VBrefに設定す
ることができる。
Furthermore, in this embodiment, the control circuit sets a higher target average voltage Vref as the total operating time in a high environmental temperature state becomes longer.
With this configuration, the reference bottom voltage V Bref can be set taking into account the operating time at the ambient temperature.
以上、実施形態をもとに本発明を説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構
成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の
範囲にあることは当業者に理解されるところである。
The present invention has been described above based on the embodiment. This embodiment is merely an example, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications are possible in terms of the combination of the respective components, and that such modifications are also within the scope of the present invention.
1、1a、1b スイッチング電源装置
2 LED負荷
3 整流平滑回路
4、4a、4b 制御回路
5 リプル電流低減回路
6 補助電源
7 電圧検出回路
21~2n LED
41 スタート部
42 内部電源部
431、432 ADC
44、44a 演算器
45、45a PWM生成部
46、46a ドライバ
47 調光演算器
48 DAC
49 基準電圧
440 初期電圧設定部
441 平均電圧算出部
442 平均値制御部
443 操作量算出部
444 ボトム電圧検出部
445 ボトム電圧比較部
446 目標値補正部
447 目標値設定部
AC 交流入力電源
AMP1 誤差増幅器
C1、C2 コンデンサ
D1 ダイオード
DB 整流回路
Q1 スイッチング素子
Q2 可変インピーダンス素子
Q3 同期整流素子
R2~R4 抵抗
Rs 検出抵抗
TR トランス
W1 一次巻線
W2 二次巻線
W3 三次巻線
41
44,
49
Claims (2)
オンオフ制御されるスイッチング素子と、
前記LED負荷に直列に接続され、インピーダンスを可変制御することで前記LED負荷に流れる電流リプルを低減するリプル電流低減回路と、
前記LED負荷と前記リプル電流低減回路との接続点におけるフィードバック電圧に基づき前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、を具備し、
前記制御回路は、起動時に予め設定された目標電圧まで上昇させ、前記目標電圧に到達後に前記リプル電流低減回路を動作させて、前記フィードバック電圧の電圧リプルの大きさに応じて設定した目標平均電圧で、前記フィードバック電圧を平均値制御すると共に、調光信号によって前記LED負荷を流れるLED電流が小さくなるほど、低い前記目標平均電圧に設定することを特徴とするスイッチング電源装置。 A switching power supply device that converts AC input power into desired DC output power and supplies the DC output power to an LED load,
A switching element that is on/off controlled;
a ripple current reduction circuit connected in series to the LED load and reducing a current ripple flowing through the LED load by variably controlling an impedance;
a control circuit that controls the switching element to be turned on and off based on a feedback voltage at a connection point between the LED load and the ripple current reduction circuit,
the control circuit raises the voltage to a preset target voltage at start-up, and operates the ripple current reduction circuit after the target voltage is reached to average -value-control the feedback voltage at a target average voltage set in accordance with the magnitude of the voltage ripple of the feedback voltage, and sets the target average voltage lower as the LED current flowing through the LED load by a dimming signal becomes smaller .
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015186384A (en) | 2014-03-25 | 2015-10-22 | ローム株式会社 | Control circuit for digital control power supply circuit, control method, digital control power supply circuit using the same, electronic device and base station |
| JP2021048760A (en) | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 東芝ライテック株式会社 | Power supply device and illumination device |
-
2021
- 2021-05-28 JP JP2021089715A patent/JP7687866B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015186384A (en) | 2014-03-25 | 2015-10-22 | ローム株式会社 | Control circuit for digital control power supply circuit, control method, digital control power supply circuit using the same, electronic device and base station |
| JP2021048760A (en) | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 東芝ライテック株式会社 | Power supply device and illumination device |
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| Publication number | Publication date |
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