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电源装置和照明装置.pdf

  • 上传人:li****8
  • 文档编号:5615687
  • 上传时间:2019-02-24
  • 格式:PDF
  • 页数:18
  • 大小:2.72MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201280036437.X

    申请日:

    2012.08.10

    公开号:

    CN103703575A

    公开日:

    2014.04.02

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01L 33/00申请公布日:20140402|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 33/00申请日:20120810|||公开

    IPC分类号:

    H01L33/00; H02M3/155; H05B37/02

    主分类号:

    H01L33/00

    申请人:

    夏普株式会社

    发明人:

    多田亮平

    地址:

    日本大阪府

    优先权:

    2011.08.12 JP 2011-177081

    专利代理机构:

    北京信慧永光知识产权代理有限责任公司 11290

    代理人:

    鹿屹;李雪春

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    内容摘要

    本发明提供电源装置和照明装置,即使取下负载时也能够防止输出电压成为过电压。电源装置(100)包括:整流电路(10),对来自交流电源(1)的交流电压进行整流;升压电路(11),将整流后的电压升压并生成电压转换部(30)的输入侧电压(Vin);电压转换部(30),将输入侧电压(Vin)降压并输出用于供给至光源(2)的所需的电压(Vout);电压电流检测部(17),用于判断是否连接有光源(2);第一电阻(50)、第二电阻(40),与光源(2)并联;以及输出电压控制部(20),当判断未连接有光源(2)时,将第一电阻(50)的电压(Vout)控制在规定值以下。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种电源装置,其特征在于包括:
    第一电阻,并联在输出端子间;
    判断部,判断所述输出端子间是否连接有负载;
    第二电阻,与所述第一电阻串联;以及
    输出电压控制部,当所述判断部判断未连接有所述负载时,用所述第一电阻和第二电阻将输入侧电压分压,并将所述输出端子间的电压控制在规定值以下。

    2.  根据权利要求1所述的电源装置,其特征在于包括:
    电压转换部,将所述输入侧电压转换为所需的电压并向所述负载输出;以及
    驱动部,驱动所述电压转换部,
    借助所述第二电阻从所述输入侧电压供给用于使所述驱动部动作的电压。

    3.  根据权利要求2所述的电源装置,其特征在于,
    所述第二电阻借助所述电压转换部与所述第一电阻串联,
    所述输出电压控制部在所述判断部判断未连接有所述负载时,停止利用所述驱动部驱动所述电压转换部,并将所述输出端子间的电压控制在规定值以下。

    4.  根据权利要求2或3所述的电源装置,其特征在于,
    所述电压转换部包括:
    FET;
    电感器,一端侧连接于所述FET、另一端侧连接于所述输出端子;以及
    电容器,并联在所述输出端子间,
    利用所述FET的通断动作,用所述电感器降低所述输入侧电压并输出所需的电压,
    所述第二电阻借助所述电感器与所述第一电阻串联,
    所述输出电压控制部停止所述FET的通断动作来停止利用所述电感器对输入侧电压的降压,并将所述输出端子间的电压控制在规定值以下。

    5.  根据权利要求4所述的电源装置,其特征在于,
    所述第二电阻与所述电感器之间具备连接了集电极和发射极的晶体管,
    当所述判断部判断未连接有所述负载时,导通所述晶体管以将用于使所述驱动部动作的电压控制在阈值以下。

    6.  根据权利要求5所述的电源装置,其特征在于,包括与所述晶体管串联的电阻。

    7.  根据权利要求4所述的电源装置,其特征在于,
    所述电压转换部包括:
    多个电感器,串联在所述FET与所述输出端子的一端之间;以及
    多个电容器,并联在所述输出端子间、以及所述电感器彼此的连接端与所述输出端子的另一端之间。

    8.  根据权利要求2~7中任意一项所述的电源装置,其特征在于包括:
    电压生成部,生成用于使所述驱动部动作的电压;以及
    开关元件,安装在所述电压生成部与所述驱动部之间的电路上,
    所述输出电压控制部在所述判断部判断未连接有所述负载时,将所述开关元件断开来停止所述驱动部的动作,并将所述输出端子间的电压控制在规定值以下。

    9.  一种照明装置,其特征在于包括:权利要求1~8中任意一项所述的电源装置以及能装拆的光源,从所述电源装置向所述光源输出所需的电压。

    说明书

    说明书电源装置和照明装置
    技术领域
    本发明涉及具备向负载输出所需电压的电压转换部的电源装置和具备该电源装置的照明装置。
    背景技术
    近年来,开发了各种用途的以LED(发光二极管)为光源的照明装置,不断对使用白炽灯和荧光灯等现有光源的照明装置进行置换。由于LED通常流通规定的电流从而能得到所需的亮度,所以将LED作为光源的照明装置中,采用具备用于驱动LED的恒定电流电路的电源装置。
    例如,公开有一种车辆用后组合灯装置(参照专利文献1),其具备的电源装置通过将来自直流电源的输入电压用升压电路升压并用平滑电容器平滑化,从而把输入电压转换为所需的直流电压。向串联多个LED的LED单元(光源)供给来自所述电源装置的电压。
    专利文献1:日本专利公开公报特开2003-187614号
    可是,现有的照明装置中,为了向LED单元输出脉动小的电压,电源装置具备平滑电容器,该平滑电容器具有较大值的电容量。当因为某种原因从照明装置取下LED单元时,由于流向LED单元的输出电流成为零,所以电源装置为增加输出电流而使输出电压上升。并且,在输出电压达到规定的上限值的时刻,电源装置停止动作。由于平滑电容器中积蓄的电荷仅通过自放电放电,所以平滑电容器的电压长期维持高电压(过电压)。所述状态下再次安装LED单元时,平滑电容器中积蓄的电荷急速经由LED单元流动,存在LED单元中流通过电流的问题。此外,当更换具有同等亮度的、LED串联数少的LED单元时,存在LED单元被施加与LED减少个数部分对应的过电压的问题。
    发明内容
    鉴于上述问题,本发明的目的在于提供即使取出负载(光源)时也 能够防止输出电压成为过电压的电源装置和具备该电源装置的照明装置。
    本发明的电源装置包括:第一电阻,并联在输出端子间;判断部,判断所述输出端子间是否连接有负载;第二电阻,与所述第一电阻串联;以及输出电压控制部,当所述判断部判断未连接有所述负载时,用所述第一电阻和第二电阻将输入侧电压分压,并将所述输出端子间的电压控制在规定值以下。
    按照本发明,具备并联在输出端子间的第一电阻以及与第一电阻串联的第二电阻,利用判断部判断是否连接有负载(例如光源),当判断未连接有负载时,输出电压控制部用第一电阻和第二电阻将输入侧电压分压,并将输出端子间的电压控制在规定值以下。通过借助第一电阻使取下负载后的输出端子间的电压在规定值以下,即使取下负载(光源)时也能够防止输出电压成为过电压。
    本发明的电源装置包括:电压转换部,将所述输入侧电压转换为所需的电压并向所述负载输出;以及驱动部,驱动所述电压转换部,借助所述第二电阻从所述输入侧电压供给用于使所述驱动部动作的电压。
    按照本发明,具备将输入侧电压转换为所需的电压并向负载输出的电压转换部,以及驱动所述电压转换部的驱动部。借助第二电阻从输入侧电压供给用于使驱动部动作的电压。通过兼用作使驱动部动作的起动电阻(用于供给使驱动部动作的起动电压的电阻)和第二电阻,不必在起动电阻以外单独使用用于限制电压转换部的输出电压的电阻(用来与第一电阻串联以构成分压电路的电阻)。由于限制输出电压的电阻要求高耐压特性,所以电阻的尺寸大且成本较高。通过兼用作起动电阻和第二电阻,可以减少高耐压特性的电阻的数量,从而降低安装电源装置的各部件的基板的尺寸,或者实现成本的降低。
    在本发明的电源装置中,所述第二电阻借助所述电压转换部与所述第一电阻串联,所述输出电压控制部在所述判断部判断未连接有所述负载时,停止利用所述驱动部驱动所述电压转换部,并将所述输出端子间的电压控制在规定值以下。
    按照本发明,第二电阻借助电压转换部与第一电阻串联。输出电压控制部在判断部判断未连接有负载时,停止利用驱动部驱动电压转换部,并把输出端子间的电压控制在规定值以下。输出电压控制部在判断未连接有负载时,停止电压转换部的驱动,将输入侧电压用第一和第二电阻分压,并把输出端子间的电压控制在规定值以下。作为比较例,例如将输入侧电压用两个电阻的串联电路分压、以抑制未连接有负载时的输出端子间的过电压,在该结构下,在连接有负载的正常使用时,由于输入侧电压与分压后的电压的电压差被施加于一方的电阻,所以所述一方的电阻的电力消耗变大。由于本发明将用于对输入侧电压进行分压的第二电阻借助电压转换部与第一电阻连接,所以在连接有负载的状态下由电压转换部向负载输出所需的电压时,可以使施加于第二电阻的电压减小相当于停止驱动电压转换部的部分的电压,能够抑制连接有负载的正常使用时的电力消耗。
    在本发明的电源装置中,所述电压转换部包括:FET(场效应晶体管);电感器,一端侧连接于所述FET、另一端侧连接于所述输出端子;以及电容器,并联在所述输出端子间,利用所述FET的通断动作,用所述电感器降低所述输入侧电压并输出所需的电压,所述第二电阻借助所述电感器与所述第一电阻串联,所述输出电压控制部停止所述FET的通断动作来停止利用所述电感器对输入侧电压的降压,并将所述输出端子间的电压控制在规定值以下。
    按照本发明,电压转换部包括:FET;电感器,一端侧连接于FET、另一端侧连接于输出端子;以及电容器,并联在输出端子间,利用FET的通断动作,用电感器降低输入侧电压并输出所需的电压。即,电压转换部用电感器降低输入侧电压。第二电阻借助电感器与第一电阻串联。输出电压控制部停止FET的通断动作来停止利用电感器对输入侧电压的降压,并将输出端子间的电压控制在规定值以下。可以使第二电阻的电压减小相当于电感器的降压部分的电压,能够抑制连接有负载的正常使用时的电力消耗。
    在本发明的电源装置中,所述第二电阻与所述电感器之间具备连接了集电极和发射极的晶体管,当所述判断部判断未连接有所述负载时, 导通所述晶体管以将用于使所述驱动部动作的电压控制在阈值以下。
    按照本发明,第二电阻与电感器之间具备连接了集电极和发射极的晶体管。即,晶体管的集电极和发射极连接在动作电压端子间,该动作电压端子间施加用于使驱动部动作的电压。由于借助第二电阻从输入侧电压供给用于使驱动部动作的电压,所以通过使晶体管导通,向驱动部供给的电压成为阈值以下且驱动部的动作停止。即,当判断未连接有负载时,可以停止驱动部的动作,将未连接有负载的输出端子间的电压设定为将输入侧电压用第二和第一电阻分压后的规定值以下的电压。
    本发明的电源装置包括与所述晶体管串联的电阻。
    按照本发明,具备与晶体管串联的电阻。即使在晶体管导通以停止驱动部的动作时,所述电阻也与第一电阻和第二电阻串联,所述电阻的两端、即驱动部的动作电压端子间存在所需的电压。并且,使驱动部动作的情况下,当借助第二电阻施加输入侧电压时,可以缩短所述电阻上残存有电压的驱动部的动作电压的上升时间。
    在本发明的电源装置中,所述电压转换部包括:多个电感器,串联在所述FET与所述输出端子的一端之间;以及多个电容器,并联在所述输出端子间、以及所述电感器彼此的连接端与所述输出端子的另一端之间。
    按照本发明,电压转换部包括:多个电感器,串联在FET与输出端子的一端之间;以及多个电容器,并联在输出端子间、以及电感器彼此的连接端与输出端子的另一端之间。通过多级设置电感器与所述电感器的输出侧的电容器的组合,可以在维持所需的电压降的状态下减小电容器的电容量,从而减短电容器的放电时间以改善向负载供给的输出电流的脉动。
    本发明的电源装置包括:电压生成部,生成用于使所述驱动部动作的电压;以及开关元件,安装在所述电压生成部与所述驱动部之间的电路上,所述输出电压控制部在所述判断部判断未连接有所述负载时,将所述开关元件断开来停止所述驱动部的动作,并将所述输出端子间的电压控制在规定值以下。
    按照本发明,具备生成用于使驱动部动作的电压的电压生成部,以及安装在电压生成部与驱动部之间的电路上的开关元件。开关元件例如为FET,但是不限于FET,也可以是双极晶体管等。输出电压控制部在判断未连接有负载时,断开所述开关元件,切断从电压生成部向驱动部供给的电压,通过停止驱动部的动作从而将输出端子间的电压控制在规定值以下。例如,当驱动部由IC构成时,即使IC不具备用于停止IC对电压转换部的控制动作的控制用端子,通过切断供给至IC的电压,也可以停止IC的控制动作,从而停止电压转换部的驱动。
    本发明的照明装置包括前述任意一个发明的电源装置以及能装拆的光源,从所述电源装置向所述光源输出所需的电压。
    按照本发明,可以提供即使取下光源时也能够防止输出电压成为过电压的照明装置。
    根据本发明,通过借助第一电阻使取下负载的负载连接端的电压在规定值以下,即使取下负载时也能够防止输出电压成为过电压。
    附图说明
    图1是表示实施方式1的照明装置的构成的一例的框图。
    图2是表示实施方式1的电源装置在取下光源时的动作的一例的时序图。
    图3是表示实施方式1的电源装置在安装光源时的动作的一例的时序图。
    图4是表示实施方式2的照明装置的构成的一例的框图。
    图5是表示实施方式3的照明装置的构成的一例的框图。
    附图标记说明
    2   光源(负载)
    12  DC/DC转换器(电压生成部)
    17  电压电流检测部(判断部)
    20  输出电压控制部
    21  控制IC(驱动部)
    22  微型计算机
    30  电压转换部
    31  FET
    32、34  电感器
    33、35  电容器
    34  二极管
    40  电阻(第二电阻)
    50  电阻(第一电阻)
    71  FET
    具体实施方式
    (实施方式1)
    以下,基于表示实施方式的附图对本发明进行说明。图1是表示实施方式1的照明装置的构成的一例的框图。如图1所示,照明装置具备电源装置100和光源2等。
    光源2例如具备串联的多个LED,并具有相对于串联的多个LED并联的电阻(未图示)。光源2能够装拆,可以从电源装置100取下。另外,光源2可以是多个LED串联的一组LED,或者是将多组LED并联。光源2例如是代替40W型的荧光灯的直管形的LED光源。另外,光源2的形状不限于直管形。
    各LED在流通规定的顺向电流If时,产生规定的顺向电压Vf。设光源2的LED的串联数为N时,光源的各LED的顺向电压的合计值VF为VF=N×Vf。例如,Vf=3.5V左右、N=20时,VF为70V左右。另外,LED的数量、顺向电压Vf为一例,本发明不限于此。
    电源装置100包括:整流电路10,对来自交流电源1的交流电压进行整流;升压电路11,将整流后的电压升压并生成后述的电压转换部30的输入侧电压Vin;电压转换部30,将输入侧电压Vin降压并输出用于供给至光源2的所需的电压Vout;作为判断部的电压电流检测部17,判断是否连接有光源2;第一电阻50、第二电阻40,与光源2并联;以及输出电压控制部20,当判断未连接有光源2时,将第一电阻50的电压 Vout控制在规定值以下(例如45V以下)。可以把光源2能装拆地安装在电源装置100的输出端子(连接端子)之间。以下具体说明电源装置100的构成。
    电压转换部30具备FET31、电感器32、作为平滑用电容器的电容器33和二极管34等。
    FET31的漏极连接于升压电路11的输出端(输入电压侧),由升压电路11升压后的电压作为输入侧电压Vin供给到电压转换部30(FET31的漏极)。FET31的栅极连接于后述的控制IC21的输出端。FET31的源极连接于电感器32的输入端(一端侧)和二极管34的阴极。二极管34的阳极连接于基准电平。另外,也可以取代二极管34而设置FET。此外,基准电平是整流电路10的输出端的负极侧的电位电平。
    电感器32的输出端(另一端侧)连接于光源2的连接端子的一端(输出端子的一端)。电感器32的输出端与基准电平之间(输出端子间),设有与光源2并联的电容器33。第一电阻50也连接在电感器32的输出端和基准电平之间,并与光源2并联。
    电压转换部30对应于控制IC21输出的栅极信号,使FET31进行通断动作。另外,通断动作的频率由控制IC固定为规定值。此外,作为1周期中FET31的导通时间的比例的占空比,由控制IC21控制。
    当FET31导通时,利用来自升压电路11的输入侧电压Vin,电流从电感器32的输入侧流向输出侧,向光源2供给电压Vout。此时,电感器32蓄积能量。
    当FET31断开时,电感器32为了维持流通的电流而产生电动势,电流通过二极管34从电感器32的输入侧流向输出侧,并向光源2供给电压Vout。由此,所需的顺向电流流过光源2,光源2亮灯。
    当FET31进行通断动作时,电感器32产生将输入侧电压Vin降低的电压(降压电压Vd),电源装置100输出所需的输出电压Vout。来自升压电路11的输入侧电压Vin例如为400V,在光源2亮灯的状态下,光源2两端的电压Vout例如为70V。
    电压电流检测部17通过检测与光源2串联的电流检测用的电阻16 的两端电压,检测流过光源2的电流。此外,电压电流检测部17检测电阻50的两端电压。
    从电源装置100取下光源2时,由于流过光源2的电流为零,所以电压转换部30为增加电流而使电压Vout上升。电压电流检测部17在电压Vout达到规定的上限值Vm以上的时刻判断未连接有光源2。另外,也可以在流过光源2的电流达到规定的下限值Im以下的时刻判断未连接有光源2。
    在电压电流检测部17判断光源2被取下时,向后述的微型计算机22输出判断信号。
    输出电压控制部20具备作为驱动部的控制IC21、微型计算机22等。
    升压电路11的输出侧设有DC/DC转换器12,DC/DC转换器12的输出端连接于二极管13的阳极。二极管13的阴极连接于控制IC21的电源用端子。DC/DC转换器12输出规定电压Vs(例如15V)。
    升压电路11的输出端(电压转换部30的输入侧,即FET31的漏极)与第二电阻40的一端连接,电阻40的另一端连接于控制IC21的电源用端子。此外,控制IC21的电源用端子与接地端子之间(动作电压端子间)连接有电容器15。电容器15的两端、即控制IC21的动作电压端子间,连接有电阻60和晶体管14的串联电路。即,电阻40与电感器32之间连接有电阻60和晶体管14的串联电路。另外,也可以省略电阻60。此时,电阻40与电感器32之间具备连接了集电极和发射极的晶体管14。晶体管14的基极连接于微型计算机22的第一输出端。此外,控制IC21的输入端连接于微型计算机22的第二输出端。控制IC21的接地端子连接有FET31的源极、电感器32的输入端等。另外,晶体管14也可以是光耦合器的输出的光敏晶体三极管。
    微型计算机22向控制IC21输出用于停止FET31的通断动作的FET断开信号。
    此外,微型计算机22向晶体管14的基极输出用于将晶体管14导通的Vc短路信号,以使电容器15两端的电压Vc(即控制IC21的动作电压Vc)为零。
    接着,说明本实施方式的电源装置100的动作。图2是表示实施方式1的电源装置100在取下光源2时的动作的一例的时序图。图2的时序图表示了从连接有光源2并亮灯的状态,向在时刻t1从电源装置100取下光源2的状态过渡的情况。另外,图2的时序图没有忠实地描绘实际的电压波形,而是表示了简化后的示意图。
    首先,在光源2的亮灯状态下,微型计算机22不输出FET断开信号和Vc短路信号。因此,晶体管14断开,控制IC21被施加动作电压Vc,控制IC21可以使FET31进行通断动作。
    如图2所示,在FET31导通的期间,FET31的源极、漏极间的电压视为零时,FET31的源极、电感器32的输入端的电压Vg与输入侧电压Vin相等,为400V。
    此时,光源2两端的电压Vout为各LED的顺向电压的合计值VF即70V,电压转换部30把输入侧电压Vin(400V)降压为向光源2的输出电压Vout(70V)。输入侧电压Vin(400V)与输出电压Vout(70V)的差的电压(电压降),是电感器32两端的电压。即,电感器32的两端电压Vd为330V(400V-70V)。
    由于控制IC21的接地端子的电压Vg为400V、动作电压Vc为15V,所以第二电阻40两端的电压Va成为-15V(400V-415V)。
    FET31断开的期间,电感器32产生用于维持电流的反电动势,由于电流通过二极管34流通,所以当二极管34的阳极、阴极间的电压视为零时,FET31的源极、电感器32的输入端的电压Vg成为基准电平,为0V。
    此时,由于光源2两端的电压Vout为各LED的顺向电压的合计值VF即70V,所以电感器32的两端电压Vd为-70V。
    由于控制IC21的接地端子的电压Vg为0V、动作电压Vc为15V,所以第二电阻40两端的电压Va成为385V(400V-15V)。
    如上所述,在连接有光源2的正常使用时,电压转换部30将输入侧电压Vin降低到光源2的输出电压Vout(=VF),输入侧电压Vin与输出电压Vout的差的电压作为所需的电压降由电感器32生成。即,电感 器32的两端电压Vd成为所需的电压降。
    在时刻t1取下光源2时,微型计算机22根据来自电压电流检测部17的判断信号(未连接有光源2的判断结果),向控制IC21输出FET断开信号,并向晶体管14输出Vc短路信号。由此,控制IC21的动作电压Vc成为零,FET31的通断动作停止。
    在不具备电阻60的情况下,当FET31的通断动作停止时,电感器32只会流过恒定的电流(电压转换部30的驱动停止),因电感器32的直流电阻非常小,所以电感器32的两端电压Vd基本为零。此外,因为电容器15的两端被晶体管14短路,所以动作电压Vc为零。因此,第二电阻40和第一电阻50的串联电路成为连接在输入侧电压Vin与基准电平之间的状态,并且电阻50的两端产生由电阻40和电阻50将输入侧电压Vin分压后的电压。
    另一方面,在具备电阻60的情况下,当FET31的通断动作停止时,电感器32只会流过恒定的电流(电压转换部30的驱动停止),因电感器32的直流电阻非常小,所以电感器32的两端电压Vd基本为零。此外,由于电容器15的两端借助电阻60被晶体管14短路,所以动作电压Vc低于控制IC21动作的电压。例如设电阻40为3.6MΩ、电阻50为0.3MΩ、电阻60为0.1MΩ、控制IC21的起动电压为20V且Vin为400V,则当FET31断开时,动作电压Vc成为10V。
    通过将电阻60与晶体管14串联,可以缩短再次连接有光源2时的起动时间。利用电阻60,即使晶体管14的集电极、发射极间处于短路状态,动作电压Vc也不会成为0V,且对电阻60施加被电阻40、电阻50分压后的电压。通过将所述状态下的动作电压Vc(例如10V)设定在控制IC21的起动电压以下,再次连接光源2时的动作电压Vc例如不是从0V而是从10V充电到起动电压即可,可以缩短充电时间,从而缩短控制IC21的驱动所需的时间。再次连接光源2时,控制IC21的动作电压Vc充电到起动电压为止的时间,相比于没有电阻60的情况大约可以缩短到1/2。
    设电阻40的电阻值为3.7MΩ、电阻50的电阻值为0.3MΩ、输入侧 电压Vin为400V时,电阻50两端的电压Vout(=Vg)根据公式Vout=400V×0.3MΩ/(0.3MΩ+3.7MΩ)成为30V,电阻40两端的电压Va成为370V。即,通过适当设定电阻40、50的电阻值,可以使电阻50两端的电压Vout在规定值(例如45V)以下。另外,也能够以使电压Vout在输出端子间连接的光源2的顺向电压VF以下的方式,设定电阻40、50的值。
    如上所述,用电压电流检测部17判断是否连接有光源2(是否取下光源2),当判断未连接有光源2(光源2取下)时,输出电压控制部20把第一电阻50的电压Vout控制在规定值以下。通过将取下光源2的电源装置100的输出端子间的输出电压借助电阻50设定在规定值以下,即使取下光源2时也能够防止输出电压成为过电压。
    此外,电阻40借助电容器15、电压转换部30的电感器32与电阻50串联。换句话说,借助电压转换部30,第二电阻40与第一电阻50串联。未连接有光源2时,由于电容器15的两端被晶体管14短路,并且电感器32不流通电流而使电感器32的两端电压Vd为零,所以电阻40、50成为与串联的状态同等的状态。即,当判断未连接有光源2时,输出电压控制部20停止由电压转换部30(电感器32)生成电压降,将输入侧电压Vin用电阻40、50分压,并将电阻50的电压控制在规定值以下。
    由此,可以使与电阻50并联的电容器33上施加的电压在规定值以下,具体为45V以下,所述状态下即使连接了VF为70V的光源2,也能防止连接时产生流过光源2的过电流。
    作为比较例,例如将输入侧电压用两个电阻的串联电路分压,以抑制未连接有光源时的电源装置的输出端子间的电压的过电压,在该结构下,在连接有负载的正常使用时,由于输入侧电压与分压后的电压的电压差始终施加于一方的电阻,因而所述一方的电阻的电力消耗变大。
    本实施方式中,由于将用于对输入侧电压Vin进行分压的电阻40,借助生成电压降的电压转换部30(电感器32)与电阻50连接,所以连接有光源2的状态下由电压转换部30向光源2输出所需的电压Vout(=VF)时,可以使施加于电阻40的电压减小相当于所述电压降的部分, 能够抑制连接有光源2的正常使用时的电力消耗。具体而言,FET31导通时,输入侧电压Vin(400V)利用与电感器32和光源2并联的电阻50被分压,如图2所示,FET31导通的期间,电阻40的两端电压Va成为-15V。即,由于FET31导通时电感器32连接在电阻40和电阻50之间,所以能减小电阻40的电压,可以降低电阻40的电力消耗。因此,FET31的占空比(导通时间的比例)越大越能够降低电阻40的电力消耗。
    此外,在电压电流检测部17判断未连接有光源2时,输出电压控制部20停止控制IC21的动作来停止FET31的通断动作。通过停止FET31的通断动作,停止电感器32的电压降生成(输入侧电压的降压)。由此,可以将未连接有光源2时的电源装置100的输出端子间的电压,设定为将输入侧电压Vin用电阻40、50分压后的规定值以下的电压。
    图3是表示实施方式1的电源装置在安装光源时的动作的一例的时序图。图3的时序图表示了从取下光源2的状态向在时刻t2将光源2安装于电源装置100的状态过渡的情况。另外,图3的时序图没有忠实地描绘实际的电压波形,而是表示了简化后的示意图。
    在取下光源2的状态下,微型计算机22输出FET断开信号和Vc短路信号。因此,晶体管14导通,控制IC21的动作电压Vc为零,控制IC21停止FET31的通断动作。
    在时刻t2,将光源2安装于电源装置100时,电压电流检测部17判断已连接有光源2,并将判断结果向微型计算机22输出。
    例如可以通过如下方式判断是否将光源2安装于电源装置100。在取下光源2的状态下,如上所述电阻50(电阻值例如为0.3MΩ)两端的电压Vout为30V。光源2中,多个LED的串联电路的两端连接有电阻(电阻值例如为0.3MΩ)。连接了光源2时,光源2侧的电阻与电阻50并联,由于电阻值变小(例如0.15MΩ),所以电阻50的两端电压Vout从30V降低到15V。因此,当电阻50的两端电压Vout达到阈值(例如20V等)以下时,可以判断连接了光源2。
    在连接有光源2时,微型计算机22解除FET断开信号和Vc短路信号的输出。在时刻t2的时点上,因为控制IC21的接地端子的电压Vg为 30V,所以成为二极管13的阳极被施加电压Vs(15V)、阴极被施加电压Vg(30V)的状态,二极管13成为反向偏置,二极管13不流通电流。因此,在时刻t2,控制IC的电源用端子上借助电阻40被施加输入侧电压Vin。即,控制IC21的动作电压Vc,与通过电阻40对电容器15充电的充电电压相等,从零电压以规定的时间常数上升。
    如图3所示,在时刻t3动作电压Vc成为起动电压(控制IC21可以开始动作的电压)时,控制IC21开始FET31的通断动作。
    当FET31开始通断动作时,二极管13的反向偏置被解除,通过二极管13从DC/DC转换器12向电容器15施加电压Vs,电容器15的两端电压(动作电压)Vc成为15V。
    如上所述,输出电压控制部30具有作为驱动FET31的驱动部的控制IC21。借助电阻40从输入侧电压Vin供给用于使控制IC21动作的电压。通过将电阻40兼用作使控制IC21动作的起动电阻(用于供给使控制IC21动作的起动电压的电阻)以及限制电源装置100的输出电压的电阻,不必在起动电阻以外单独设置用于限制电压转换部30的输出电压的电阻(用于和电阻50串联以构成分压电路的电阻)。用于限制未连接有光源2状态下的电源装置100的输出电压的电阻,由于要求高耐压特性,所以电阻的尺寸大且成本较高。通过使从输入侧电压Vin向控制IC21供给电压的起动电阻采用高耐压的电阻,并兼用作起动电阻和电阻40,可以减少高耐压特性的电阻的数量,降低安装电源装置10的各部件的基板的尺寸,或者实现成本降低。
    (实施方式2)
    图4是表示实施方式2的照明装置的构成的一例的框图。实施方式2的电源装置110在实施方式1的电源装置100的构成的基础上还具备电感器34、电容器35。另外,对于和实施方式1相同的部分标注相同的附图标记并省略说明。
    如图4所示,电压转换部30包括:多个电感器32、34,串联在FET31和输出端子的一端之间;电容器35,并联在输出端子间;以及电容器33,并联在电感器32、34彼此的连接端与输出端子的另一端之间。
    即,FET31的源极连接于电感器32的输入端,电感器32的输出端连接于电感器34的输入端,电感器34的输出端连接于光源2的连接端子的一端。电容器33连接在电感器32的输出端与基准电平之间,电容器35连接在电感器34的输出端与基准电平之间。电容器33、35与光源2并联。
    在实施方式1中,例如通过把电感器32的电感设为2mH、把电容器33的电容量设为47μF,可以使电源装置100的输出电流的脉动(例如相对于电流平均值的电流的峰峰值的比例)在1.3以下。
    在实施方式2中,例如通过分别将电感器32、34的电感设为2mH、220μH,将电容器33、35的电容量分别设为1μF、1μF,能够将电容器33、35的放电时间缩短到实施方式1的10%左右,可以进一步改善脉动。如此,通过多级设置电感器与所述电感器的输出侧的电容器的组合,能够在维持所需的电压降的状态下减小电容器的电容量,并缩短电容器的放电时间以改善向光源供给的输出电流的脉动。
    (实施方式3)
    图5是表示实施方式3的照明装置的构成的一例的框图。实施方式3的电源装置120包括:作为电压生成部的DC/DC转换器12,生成用于使控制IC21动作的电压;以及作为开关元件的开关电路70,安装在DC/DC转换器12和控制IC21之间的电路上。此外,代替向驱动IC21输出的FET断开信号,微型计算机22向开关电路70输出电压切断信号。
    如图5所示,开关电路70包括:作为开关元件的FET71,漏极连接于DC/DC转换器12的输出端,源极连接于二极管13的阳极;电阻72,连接在FET71的漏极、栅极间;晶体管73,连接在FET71的栅极与基准电平间;以及电阻74,连接于晶体管74的基极。来自微型计算机22的电压切断信号借助电阻74向晶体管73的基极输出。另外,也可以取代FET71,而是采用双极晶体管等其他的开关元件。
    在取下光源2的状态下,替代实施方式1、2的FET断开信号,微型计算机22向晶体管73(开关电路70)输出电压切断信号。由此,由于晶体管73导通、FET71断开,所以从DC/DC转换器12向控制IC21 供给的电压被切断。在动作电压降低的情况下,控制IC21安全地停止对FET31的驱动,以停止FET31的通断动作。另外,取下光源2的状态下,晶体管14导通。
    即使在控制IC21不具备取得来自微型计算机的信号的控制端子时,也可以在不直接从微型计算机22接收信号的情况下,停止控制IC21的动作。另外,对和实施方式1相同的部分标注相同的附图标记并省略说明。
    实施方式1~3如上所述,由于把控制IC21的起动电阻与用于限制电源装置100未安装光源2时的输出电压的电阻兼用,所以可以削减用于安装电源装置100内的部件的基板面积,并且能够降低部件成本。此外,由于将输出电压限制用的两个电阻中的一个电阻设置在电压转换部30的前级(输入侧),并借助构成降压电路的电感器与另一个电阻连接,所以能够抑制电阻的电力消耗。
    此外,上述的实施方式1~3中不使用用于驱动FET31的变压器,所以能够使电源装置成本低廉且实现小型化。
    在上述的实施方式1~3中,采用了相对于光源2在正侧的电路上安装FET31的所谓高侧(Highside)驱动方式的结构,但是驱动方式不限于高侧驱动,也可以采用相对于光源2在负侧的电路上安装FET的低侧(Lowside)驱动方式。
    在上述的实施方式1~3中,可以对光源2进行调光。对光源2进行调光时,控制从控制IC21向FET31的栅极输出的驱动信号,例如改变FET31的导通时间的占空比以调整流过光源2的电流即可。电感器32的动作状态存在三种模式:流过电感器32的电流始终包含直流成分的连续模式;流过电感器32的电流存在休止期间的不连续模式;以及处于连续模式与不连续模式的边界的临界模式。为了减少包含电感器32的二极管、FET等处的电源装置整体的损失,优选电感器32以临界模式动作。可是,FET31的通断动作的动作频率为可变型的情况下,用临界模式进行调光时(例如流过光源2的电流减少时),FET31的通断动作的动作频率变高,FET31、二极管、FET等的开关损失变大。因此,FET31的通断动 作的动作频率优选固定型。
    上述的实施方式说明了以LED为光源的示例,但是不限于LED,只要是由电流值决定亮度的电流驱动方式的光源即可,也可以应用于EL(Electro-Luminescence:电致发光)等其他的光源。

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    电源 装置 照明
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