CN102969911B - 电源电路及使用该电源电路的照明装置 - Google Patents

Abstract

一种电源电路及使用该电源电路的照明装置。本发明为了提供一种通过降低电压变换时的损耗，能抑制效率下降的电源电路，实现了功率因数改善电路，其特征在于，控制电路执行以下动作，即：输出使第1开关元件(Tr1)接通，使第2开关元件(Tr2)进行开关的控制信号的升压动作和输出使第2开关元件(Tr2)断开，使第1开关元件(Tr1)进行开关的控制信号的降压动作。

Description

电源电路及使用该电源电路的照明装置

技术领域

本发明涉及一种使用于给电子设备或LED照明等供给恒定电压的电源装置中的电源电路。

背景技术

以前，作为给电子设备或LED照明等供给恒定的电流的电源装置，使用将交流电压整流、变压并输出直流电压的电源电路。例如，在将100V的交流输出为100V的直流的电源装置的情况下，由PFC电路一次变换为约380V的直流之后，由DC－DC变换器降压到100V后输出。

在这种电源装置中，由于要通过PFC电路和DC－DC变换器，所以当通过各个电路时有损耗，总的损耗会变大。另外，由于具备PFC电路和DC－DC变换器这二个电路，所以电路结构变大，制造成本由此变高。

此处，在特开2004－135372号公报中，记载了一种功率因数改善变换器，该功率因数改善变换器具备：串联连接于全波整流电路的输出间的第1、第2开关元件；串联连接于输出端间的第3、第4开关元件；以及连接于第1及第2开关元件的节点与第3及第4开关元件的节点之间的电抗器(线圈)，通过将所述第1开关元件～第4开关元件进行同步，同时进行通断控制(开关控制)，来将输入电压进行降压或升压。

另外，在特开平11－98825号中也记载了一种电源电路。该电源电路中串联配置升压型变换器和降压型变换器，当输入电压为规定电压以下时，执行升压动作，当输入电压为规定电压以上时，将升压型变换器中包含的开关元件与降压型开关变换器中包含的开关元件进行同步控制，执行降压动作。

另外，特开2010－273501号公报中公开了一种将公知的升压型变换器电路与降压型变换器电路连接而构成的开关电源电路。在所述开关电源电路中，将所述升压型变换器电路中包含的开关元件与所述降压型变换器电路中包含的开关元件分别独立地进行开关控制，输出比输入电压高或低的电压。

另外，在特开2010－273501号公报中，还公开了一种具备3个二极管、2个线圈、2个电容器及1个开关元件而构成的开关电源电路。在该开关电源电路中，通过变更开关元件的通断比率(占空比（dutyratio）)，能作为将输入电压进行升压的升压变换器或将输入电压进行降压的降压变换器来利用。

在特开2010－268590号公报中，还提议了一种由升压型变换器电路与降压型变换器电路的两方使用共同的线圈的开关电源电路。

但是，特开2004－135372号公报中记载的功率因数改善变换器中，构成为将4个开关元件中的至少2个进行同步来执行开关，另外，特开平11－98825号公报中记载的电源电路中，由于在降压动作时将2个开关元件进行同步来执行开关，所以基于开关的效率下降。另外，由于构成为将2个开关元件进行同步来执行开关，所以有必要在向所述2个开关元件发送控制信号的控制电路中使用高速驱动的元件，或有必要追加将所述控制信号进行信号处理的处理电路(元件)，这样电源电路的成本会上升。

另外，在特开2010－273501中所示的开关电源电路中，在升压型变换器电路与降压型变换器电路的两方中必需线圈，部件个数变多。另外，用于线圈是难以小型化、薄型化的部件，所以开关电源电路的小型化、薄型化就变得很困难。进而，由于使用2个作为高价部件的线圈，所以开关电源电路的制造成本会上升。

进而，特开2010－268590中所示的开关电源电路中，第1开关元件与第2开关元件的连接端子(在晶体管的情况下为源极或发射极)的电位(成为驱动的基准的电位)不同。为此，必须对每个开关元件设置获取控制电路用于驱动第1开关元件及第2开关元件的基准电位的部件(例如自举电路（bootstrapcircuit）)，开关电源电路的结构变复杂。另外，由于基于控制电路的控制也变复杂，所以制造成本的削减并不容易。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种小型、低成本且能降低电压变换时的损耗并抑制效率下降的电源电路。

另外，本发明的目的在于提供一种小型、低成本且使输入电压升压或降压后能输出期望的电压的电压变换装置。

为了达成上述目的，本发明是一种电源电路，具备：整流单元，将交流进行整流并变换为直流；降压部，包含第1开关元件、线圈以及第1二极管，对由所述整流单元变换后的直流的电压进行降压；升压部，包含第2开关元件、所述线圈以及第2二极管，对由所述整流单元变换后的直流的电压进行升压；以及控制单元，控制所述第1开关元件及所述第2开关元件的接通/断开，将交流变换为任意的输出电压的直流，其特征在于，所述控制单元将由所述整流单元整流后的直流的整流电压与所提供的目标电压进行比较，当所述整流电压比目标电压低时，输出使所述第1开关元件接通，使所述第2开关元件进行开关的控制信号，当所述整流电压比所述目标电压高时，输出使所述第2开关元件断开，使所述第1开关元件进行开关的控制信号。

根据该结构，与在升压到高电压后降压以得到期望的电压的直流的现有电源电路的结构相比，不需要升压到高电压的电路。另外，能减少升压到高电压时的损耗。另外，由于在整流电压低时升压，高时降压，所以能防止发生高次谐波，还能改善功率因数。

上述结构中，所述控制单元取得所述输出电压，并将所述目标电压作为所述输出电压也可。

在上述结构中，所述第1开关元件配置在所述第1二极管的阳极与连接于所述整流单元的低电压侧的端子之间，所述第1开关元件的一个输出侧的电极与所述第2开关元件的一个输出侧的电极连接于共同的节点也可。

在上述结构中，以第3开关元件代替所述第1二极管，以第4开关元件代替所述第2二极管，所述控制单元是给所述第1开关元件、所述第2开关元件、所述第3开关元件以及所述第4开关元件发送控制信号的单元，所述控制单元，当对所述第1开关元件进行开关时，输出使所述第4开关元件接通，使所述第3开关元件与所述第1开关元件交替进行通断的控制信号，当对第2开关元件进行开关时，输出使所述第3开关元件断开，使所述第4开关元件与所述第2开关元件交替进行通断的控制信号也可。

在上述结构中，也可具备：电容器，由所述输出电压充电；以及开关元件，将所述电容器的放电或充电进行开关。

作为使用上述电源电路的装置，例如可例举LED这样的具备以直流发光的发光源的照明装置。

根据本发明，能提供一种电源电路，其能抑制效率下降，并抑制电压变换时的效率下降。

附图说明

图1是表示涉及本发明的电源电路的一例的图；

图2是表示图1所示的电源电路的控制的图；

图3是表示控制电路的控制动作的流程图；

图4是表示图1所示的控制电路的控制的时间图；

图5是表示使用图1所示的电源电路以不同的控制方法控制时的控制电路的控制的时间图；

图6是表示涉及本发明的电源电路的另一例的图；

图7是对图6所示的电源电路进行升压动作时的控制信号；

图8是对图6所示的电源电路进行降压动作时的控制信号；

图9是表示涉及本发明的电源电路的又一例的图；

图10是表示涉及本发明的电源电路的一例的图；

图11是表示输入到第1开关元件及第2开关元件的信号的时间图；

图12是表示输入到第1开关元件及第2开关元件的信号的时间图；

图13是表示输入到第1开关元件及第2开关元件的信号的时间图；

图14是表示涉及本发明的电源电路的另一例的图；

图15是使用了图1所示的电源电路的电源装置的图；

图16是表示输入电压的图；

图17是表示整流电压的图；

图18是输入到图15所示的电源电路中包含的第2开关元件的栅极的控制信号；

图19是输入到图15所示的电源电路中包含的第1开关元件的栅极的控制信号；

图20是表示输入电流的图；

图21是表示整流电流的图；

图22是表示输出电压的图；

图23是表示输入电压的图；

图24是表示整流电压的图；

图25是输入到图15所示的电源电路中包含的第2开关元件的栅极的控制信号；

图26是输入到图15所示的电源电路中包含的第1开关元件的栅极的控制信号；

图27是表示输入电流的图；

图28是表示整流电流的图；

图29是表示输出电压的图；

图30是表示整流电压的图；

图31是输入到图15所示的电源电路中包含的第2开关元件的栅极的控制信号；

图32是输入到图15所示的电源电路中包含的第1开关元件的栅极的控制信号；

图33是表示输出电压的图；

图34是表示变更了将升压动作与降压动作进行切换的定时时的整流电压的图；

图35是表示输出电压的图；

图36是使用了图9所示的电源电路的电源装置的图；

图37是使用了涉及本发明的电源电路的电源装置的图；

图38是执行升压动作时供给第2开关元件的控制信号；

图39是表示输入电压的图；

图40是表示输出电压的图；

图41是表示输入电流的图；

图42是执行降压动作时供给第1开关元件的控制信号；

图43是表示输出电压的图；

图44是表示输入电流的图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。

(第1实施方式)

图1是表示涉及本发明的电源电路的一例的图。如图1所示，电源电路A具备第1输入端子In1、第2输入端子In2、第1输出端子Out1及第2输出端子Out2。电源电路A的第1输入端子In1及第2输入端子In2上经整流电路Rc(整流单元)连接交流电源Pa。来自交流电源Pa的交流被整流电路Rc变换为直流的脉动电流，输入到第1输入端子In1及第2输入端子In2。整流电路Rc的高电压侧连接于第1输入端子In1，低电压侧连接于第2输入端子In2。这里，作为整流电路Rc采用执行全波整流的电路。

另外，在第1输出端子Out1及第2输出端子Out2上，作为负载，连接有串联连接25个LED31的LED灯3。分别在第1输出端子Out1上连接LED灯3的正极端子(LED31的阳极)，在第2输出端子Out2上连接LED灯3的负极端子(LED31的阴极)。另外，第2输入端子In2及整流电路Rc的低电压侧与接地线连接(第2输入端子In2不与接地线连接也可)。

另外，电源电路A具备第1开关元件Tr1、第1二极管Di1、线圈L1、第2开关元件Tr2、第2二极管Di2、电容C1以及控制电路Cont(控制单元)。第1开关元件Tr1及第2开关元件Tr2是n型MOSFET。另外，作为开关电路有时使用双极型晶体管，此时，分别将以下所示的源极置换为发射极，将栅极置换为基极，将漏极置换为集电极。

第1开关元件Tr1的源极与第2输入端子In2连接。另外，第1开关元件Tr1的漏极连接第1二极管Di1的阳极。第1开关元件Tr1的漏极与第1二极管Di1的阳极的连接点与第2输出端子Out2连接。第1二极管Di1的阴极连接于线圈L1的一端，第1二极管Di1的阴极与线圈L1的连接点与第1输入端子In1连接。

另外，线圈L1的另一端与第2开关元件Tr2的漏极及第2二极管Di2的阳极连接。而且，第2二极管Di2的阴极与电容C1的一方端子连接，进而该连接点与第1输出端子Out1连接。另外，电容C1的另一方端部连接于第2输出端子Out2。即，在第2输出端子Out2上连接电容C1的另一方端子、LED灯3的负极端子、第1开关元件Tr1的漏极及第1二极管Di1的阳极。另外，第2开关元件Tr2的源极与第2输入端子In2连接。即，在第2输入端子In2上连接第1开关元件Tr1的源极及第2开关元件Tr2的源极。

电源电路A中，由第1开关元件Tr1、第1二极管Di1及线圈L1构成降压变换器，由第2开关元件Tr2、第2二极管Di2及线圈L1构成升压变换器。另外，给第1开关元件Tr1及第2开关元件Tr2的栅极输入来自控制电路Cont的控制信号，由控制信号进行接通/断开切换控制。具体而言，当来自控制电路Cont的信号的电压为高电平时，第1开关元件Tr1及第2开关元件Tr2变为接通，当来自控制电路Cont的信号的电压为低电平时，第1开关元件Tr1及第2开关元件Tr2变为断开。

由第1开关元件Tr1、第1二极管Di1及线圈L1构成将输入电压进行降压并输出的降压变换器。另外，由第2开关元件Tr2、第2二极管Di2及线圈L1构成将输入电压进行升压的升压变换器。即，电源电路A构成为由降压变换器及升压变换器共用1个线圈L1。

电源电路A通过始终断开第2开关元件Tr2，变为降压变换器。即，控制电路Cont给第2开关元件Tr2的栅极发送低电平的控制信号，在第2开关元件Tr2断开的状态下，通过在短时间内将第1开关元件Tr1进行接通/断开的切换(执行开关)，降压由第1输入端子In1及第2输入端子In2上连接的整流电路Rc整流的电压(整流电压Vpfc)，从第1输出端子Out1及第2输出端子Out2输出。

另外，电源电路A通过始终接通第1开关元件Tr1，变为升压变换器。即，控制电路Cont给第1开关元件Tr1的栅极发送高电平的信号，在第1开关元件Tr1接通的状态下，通过开关第2开关元件Tr2，升压由第1输入端子In1及第2输入端子In2上连接的整流电路Rc整流的电压，从第1输出端子Out1及第2输出端子Out2输出。

图1所示的电路具备连接于第1输出端子Out1和第2输出端子Out2的电容C1。通过装配该电容C1，能平滑化从线圈L1输出的电压(无论降压时、升压时)，向LED灯3施加平滑化后的电压。

另外，如图1所示，电源电路A中，第1开关元件Tr1的源极及第2开关元件Tr2的源极均连接于第2输入端子In2(第1开关元件Tr1的源极与第2开关元件Tr2的源极短路，进而，第2输入端子In2短路)。

由于第1开关元件Tr1的源极及第2开关元件Tr2的源极短路，所以源极电压变为相同的电压。

另外，如图1所示，电源电路A具有：检测第1输入端子In1和第2输入端子In2之间的电压(整流电压Vpfc)的整流电压检测部Svp；和检测第1输出端子Out1和第2输出端子Out2之间的电压(输出电压Vo)的输出电压检测部Svo，将整流电压检测部Svp检测到的整流电压Vpfc及输出电压检测部Svo检测到的输出电压Vo输入到控制电路Cont。

控制电路Cont是将电源电路A作为降压变换器或升压变换器进行驱动的电路。控制电路Cont根据整流电压Vpfc及输出电压Vo的电压值，控制第1开关元件Tr1及第2开关元件Tr2的接通/断开，使电源电路A执行降压动作或升压动作。

以下，参照附图来说明控制电路的动作。图2是表示图1所示的整流电路的控制的图，图3是表示控制电路的控制动作的流程图。图2中示出了整流电压Vpfc和输出电压Vo。另外，图2中，将整流电压Vpfc的半波长中与输出电压Vo的交点从左开始作为P1、P2进行说明。

如图2所示，整流电压Vpfc在从0V至交点P1的期间，整流电压Vpfc比输出电压Vo低，在从交点P1至交点P2之间，整流电压Vpfc比输出电压Vo高，在交点P2以后，整流电压Vpfc比输出电压Vo变低。另外，图2中还示出了输入到第1开关元件Tr1的栅极及第2开关元件Tr2的控制信号。

如图3所示，控制电路Cont取得由整流电压检测部Svp检测到的整流电压Vpfc(步骤S11)。控制电路Cont与预先设定的输出电压Vo进行比较(步骤S12)。当整流电压Vpfc比输出电压Vo低时(步骤S12为“是”时)，控制电路Cont给第1开关元件Tr1的栅极始终发送高电平的信号(步骤S13)，给第2开关元件Tr2的栅极输入在短时间内切换为高电平与低电平的信号(开关信号)(步骤S14)。之后，返回步骤S11，进行整流电压Vpfc的取得。由此，电源电路A作为升压变换器进行动作。

当整流电压Vpfc比输出电压Vo高时(步骤S12为“否”时)，控制电路Cont给第2开关元件Tr2的栅极始终发送低电平信号(步骤S15)，给第1开关元件Tr1的栅极输入在短时间内切换为高电平与低电平的信号(开关信号)(步骤S16)。之后，返回步骤S11，进行整流电压Vpfc的取得。由此，电源电路A作为降压变换器进行动作。

控制电路Cont返回步骤S11，取得整流电压检测部Svp检测到的整流电压Vpfc，电源电路A作为升压变换器或降压变换器进行动作。

电源电路A中，通过在整流电压Vpfc比输出电压Vo低的部分将电压进行升压，在整流电压Vpfc比输出电压Vo高的部分将电压进行降压，可将流入到第1输入端子In1的电流值的波形作成沿整流电压Vpfc的波形的形状，抑制高次谐波的发生，同时还改善功率因数。

另外，由于仅开关第1开关元件Tr1或第2开关元件的任一个即可，所以可降低开关元件的开关所造成的损失。另外，由于不将2个开关元件进行同步开关也可，所以不必使控制电路高速动作，仅此就能简化控制电路的结构，进而可降低成本。在本实施方式中，以整流电压Vpfc与输出电压Vo的大小来切换降压动作与升压动作，但并不限于此，也可将整流电压Vpfc与预先提供的目标电压进行比较，以其大小来切换降压动作及升压动作。

(第2实施方式)

说明涉及本发明的电源电路的另一例。电源电路的电路结构与第1实施方式相同，不同之处在于控制电路Cont的控制方法。因此，省略电路结构的详细说明。第1实施方式中，控制电路Cont以整流电压Vpfc与输出电压Vo的大小来进行开关元件的切换。与此不同，控制电路Cont通过将整流电压Vpfc的半波长分割成多个(这里为3个)区域，并进行开关元件的切换，能进行同样的功率因数改善。以下，参照附图来说明控制电路Cont因区域不同而进行不同的开关控制的例示。

以下，参照附图来说明控制电路的动作。图4是表示图1所示的控制电路的控制的另一例的时间图。如图4所示，从整流电路Rc输出的整流电压Vpfc具有正弦波的0V以上的半波长排列的形状。

说明将图4所示的整流电压Vpfc的半波长(一个峰)分成从与0V交叉的部分至第1电压V1间的第1区域F1、从电压V1经最大电压到达第2电压V2的第2区域F2、和整流电压Vpfc从第2电压再到达0V的第3区域F3。另外，图4的下段示出输入到第1开关元件Tr1的栅极及第2开关元件Tr2的控制信号。

如图4所示，在第1区域F1中，由于整流电压Vpfc比电压V1低，所以使电源电路A执行升压动作。即，控制电路Cout始终给第1开关元件Tr1输入高电平的信号，与此同时，给第2开关元件Tr2输入短时间内切换为高电平与低电平的信号(开关信号)。即，第1开关元件Tr1接通，对第2开关元件Tr2进行开关控制。由此，电源电路A将整流电压Vpfc进行升压，并从第1输出端子Out1输出。

另外，在第2区域F2中，由于整流电压Vpfc比电压V2高，所以使电源电路A执行降压动作。即，控制电路Cout始终给第2开关元件Tr2输入低电平的信号，与此同时，给第1开关元件Tr1输入短时间内切换为高电平与低电平的信号(开关信号)。即，第2开关元件Tr2断开，对第1开关元件Tr1进行开关控制。由此，电源电路A将整流电压Vpfc进行降压，并从第1输出端子Out1输出。

如图4所示，整流电压Vpfc在第3区域F3中变得比电压V2低。在该第3区域F3中使电源电路A执行升压动作。控制电路Cout始终给第1开关元件Tr1输入高电平的信号，与此同时，给第2开关元件Tr2输入短时间内切换为高电平与低电平的信号(开关信号)。即，第1开关元件Tr1接通，对第2开关元件Tr2进行开关控制。由此，电源电路A将整流电压Vpfc进行升压，并从第1输出端子Out1输出。

在电源电路A中，通过在整流电压Vpfc比电压V1或电压V2低的区域(第1区域F1及第3区域F3)将电压进行升压，在整流电压Vpfc比电压V2高的区域(第2区域F2)将电压进行降压，能将流入第1输入端子In1的电流值的波形作成沿整流电压Vpfc的波形的形状，改善功率因数。

另外，由于仅开关第1开关元件Tr1或第2开关元件的任一个即可，所以能降低因开关元件的开关所造成的损失。另外，由于不将2个开关元件进行同步开关也可，所以不必使控制电路高速动作，仅此就能简化控制电路的结构，以此降低成本。

这样，通过决定2个电压，即便来自交流电源Pa的交流电压的频率或振幅有偏差，也能输出精度好的输出电压。另外，通过使第1电压V1及第2电压V2适当变动，能调整输出电压，所以即便来自交流电源Pa的交流电压的频率或振幅有偏差，也能以简单的控制输出期望的输出电压。

图5是表示以与图4所示的控制方法不同的控制方法控制时的控制电路的控制的时间图。在图5所示的时间图中，作为以整流电压Vpfc从0V开始上升经过时间T1的时刻来以时间管理第1区域F1与第2区域F2切换的定时，作为以切换为第2区域F2后经过时间T2的时刻来以时间管理第2区域F2与第3区域F3切换的定时。

如上所述，电源电路A在第1区域及第3区域进行升压动作，在第2区域进行降压动作。这样，通过以时间来切换升压动作及降压动作，能以正确的定时进行切换。由此，能输出与期望的电压精度很一致的直流。另外，由于仅调整时间，所以控制电路Cont的控制也能简化。

如此以时间管理并切换升压动作或降压动作的方法适合从交流电源Pa供给频率及振幅的偏差少的交流的情况、或负载基本上不变的状态下使用的情况。

即，通过使用于精度高的输入电压或给变动少的负载供给电力的电路，能减小控制中使用的数据尺寸，所以能小型化、简化。另外，由于以时间切换升压动作与降压动作，所以控制简单。

在本实施方式中，设第1区域、第2区域、第3区域为固定区域，但通过固定第1区域或第3区域(换言之，升压动作与降压动作的切换定时中任一)，使另一方变化，也能使输出电压变化。由此，输出电压的控制变容易。并且，在如LED灯那样负载不变化的情况下，能利用每个电压的查找表，仅此就能减小控制中所需的表的数据尺寸。

(第3实施方式)

参照附图来说明涉及本发明的电源电路的又一例。图6是表示涉及本发明的电源电路的另一例的图。如图4所示，电源电路B构成为将图1所示的电源电路A的第1二极管Di1置换为第3开关元件Tr3，将第2二极管Di2置换为第4开关元件Tr4。并且，构成为控制电路Cont还给第3开关元件Tr3及第4开关元件Tr4发送控制信号。除此之外，具有与电源电路A相同的结构，实质上向相同部分附加相同符号，同时省略相同部分的详细说明。

如上所述，电源电路B中除第1开关元件Tr1及第2开关元件Tr2外，还具备第3开关元件Tr3及第4开关元件Tr4。

电源电路B中，在第1开关元件Tr1接通，第3开关元件Tr3断开的状态下，通过将第2开关元件Tr2与第4开关元件Tr4交替进行接通/断开，作为升压变换器进行动作。

参照附图来说明此时供给各开关元件的控制信号。图7是表示将图6所示的电源电路进行升压动作时的控制信号。如图7所示，从控制电路Cont给第1开关元件Tr1始终输入高电平的控制信号，给第3开关元件Tr3始终输入低电平的控制信号。由此，第1开关元件Tr1始终导通，第3开关元件Tr3始终断开。

在该状态下，当给第2开关元件Tr2输入高电平的控制信号时，给第4开关元件Tr4输入低电平的控制信号。或者相反地，当给第2开关元件Tr2输入低电平的控制信号时，给第4开关元件Tr4输入高电平的控制信号。即，第2开关元件Tr2与第4开关元件Tr4被驱动成当一方接通时，另一方断开，一方断开时，另一方接通(同步开关)。

另外，电源电路B中，在第2开关元件Tr2断开，第4开关元件Tr4接通的状态下，通过将第1开关元件Tr1与第3开关元件Tr3交替进行接通/断开，作为降压变换器进行动作。

参照附图来说明此时供给各开关元件的控制信号。图8表示将图6所示的电源电路进行降压动作时的控制信号。如图8所示，从控制电路Cont给第2开关元件Tr2始终输入低电平的控制信号，给第4开关元件Tr4始终输入高电平的控制信号。由此，第2开关元件Tr2始终断开，第4开关元件Tr4始终接通。

在该状态下，当给第1开关元件Tr1输入高电平的控制信号时，给第3开关元件Tr3输入低电平的控制信号。或者相反地，在给第1开关元件Tr1输入低电平的控制信号时，给第3开关元件Tr3输入高电平的控制信号。即，第1开关元件Tr1与第3开关元件Tr3被驱动成一方接通时，另一方断开，一方断开时，另一方接通(同步开关)。

电源电路B中，控制电路Cont当作为来自整流电路Rc的输出电压的整流电压Vpfc比输出电压Vo低时，给第1开关元件Tr1~第4开关元件Tr4发送图7所示那样的进行升压动作的控制信号。另外，当整流电压Vpfc比输出电压Vo高时，控制电路Cont给第1开关元件Tr1~第4开关元件Tr4发送图8所示那样的进行降压动作的控制信号。由此，与第1实施方式一样，能改善功率因数。

另外，电源电路B中，当处于图4或图5所示的第1区域及第2区域时，控制电路Cont给第1开关元件Tr1~第4开关元件Tr4发送图7所示那样的进行升压动作的控制信号。另外，当第2区域时，控制电路Cont给第1开关元件Tr1~第4开关元件Tr4发送图8所示那样的进行降压动作的控制信号。由此，与第2实施方式一样，能改善功率因数。

由此，在能改善功率因数的同时，当进行升压动作或降压动作时，在2个开关元件的一方接通，另一方断开的状态下，只要将其余的2个开关元件同步进行开关即可，由于同步的开关元件的个数少，仅此就能简化控制电路Cont。

(第4实施方式)

参照附图来说明涉及本发明的电源电路的又一例。图9是涉及本发明的电源电路的又一例的图。图9所示的电源电路C在输出侧具备闪烁防止用电容C2与闪烁防止用开关元件Tro。除此之外的部分具有与图1所示的电源电路A相同的结构，实质上向相同部分附加相同符号，同时省略相同部分的详细说明。

电源电路C是将交流变换为直流后输出的电路。在日本国内，交流频率在东日本为50Hz，在西日本为60Hz，电源电路的输出为直流，但在50Hz~60Hz波动。当以有波动的直流点亮LED灯3时，LED灯3(LED31)闪烁。电源电路A中通过增大电容C1的容量，能消除这种闪烁，但电容若增大容量，则体积变大，另外，成本也变高，所以妨碍小型化、低成本化。

因此，为了抑制这种LED31的闪烁，在图9所示的电源电路C中，连接有闪烁防止用电容C2，该闪烁防止用电容C2以连接第1输出端子Out1和第2输出端子Out2，即与作为负载的LED灯3并联的方式被连接。进而，在第2二极管Di2的阴极与闪烁防止用电容C2的一方端子之间具备闪烁防止用开关元件Tro。如图9所示，将闪烁防止用电容C2装配在比电容C1更靠近输出侧。另外，闪烁防止用开关元件Tro配置在电容C1的一方端子与闪烁防止用电容C2的一方端子之间。

这里，说明基于电源电路C的闪烁抑制方法。当电源电路C的输出(输出电流的电流值)在50Hz~60Hz波动时，LED31的发光辉度也在50Hz~60Hz波动。当在60Hz以下的频率发光辉度切换时，人眼将该切换看成闪烁。因此，通过高速切换闪烁防止用开关元件Tro，供给LED灯3的电流在微小时间内恒定。作为闪烁防止用开关元件Tro的动作频率，通过设为人眼无法辨识闪烁的程度的频率(约200Hz)以上，能抑制闪烁。另外，闪烁防止用开关元件Tro通过来自控制电路Cont的信号进行通断控制。闪烁防止用开关元件Tro当在1MHz以上开关时，开关损失变大，另外，控制变复杂，所以在1MHz以下进行开关。

另外，由于只要闪烁防止用开关元件Tro的动作频率高，在最短时间内供给恒定电流即可，所以即便电容C1及闪烁防止用电容C2的容量小，也能供给LED灯3点亮所需的电流。

如上所述，电源电路C与电源电路A一样，能改善功率因数，同时，能降低开关元件的开关所造成的损失。另外，由于2个开关元件不同步开关也可，所以不必使控制电路高速动作，仅此就能简化控制电路的结构，进而降低成本。并且，不必使用大容量电容也不必利用特殊电路，就能防止LED的闪烁。

在本实施方式中，虽然将闪烁防止用开关元件Tro配置在第1输出端子侧(LED灯3的阳极侧)，但即使配置在第2输出端子侧(LED灯3的阴极侧)，也能构成进行同样动作的电源电路。

就第1开关元件Tr1、第2开关元件Tr2的控制而言，与第1实施方式一样，即，也可以整流电压Vpfc与规定电压(例如输出电压Vo)的大小来切换升压控制/降压控制。另外，与第2实施方式一样，也可分割整流电压Vpfc的半波长期间，在每个期间切换升压控制/降压控制。

(第5实施方式)

上述第1实施方式~第4实施方式所示的电源电路为将交流变换为直流的电源电路，但也可将同样结构的电源电路作为将直流变换为直流的电源电路来利用。

图10是涉及本发明的电源电路的又一例的电路图。如图10所示，除电源电路D不具备整流电压检测部Svp及输出电压检测部Svo这一点及连接于直流电压源Pd这一点之外，与电源电路A结构相同，向实质上相同的部分附加相同符号，同时省略相同部分的详细说明。

电源电路D通过将第2开关元件Tr2始终设为断开，而成为降压变换器。即，控制电路Cont给第2开关元件Tr2的栅极发送低电平的控制信号，在第2开关元件Tr2断开的状态下，通过在短时间内切换第1开关元件Tr1接通/断开(开关)，将来自连接于第1输入端子In1及第2输入端子In2的直流电源Pd的电压进行降压，从第1输出端子Out1及第2输出端子Out2输出。

另外，电源电路D通过将第1开关元件Tr1始终设为接通，而成为升压变换器。即，控制电路Cont给第1开关元件Tr1的栅极发送高电平的信号，在第1开关元件Tr1接通的状态下，通过将第2开关元件Tr2进行开关，将来自连接于第1输入端子In1及第2输入端子In2的直流电源Pd的电压进行升压，从第1输出端子Out1及第2输出端子Out2输出。

图1所示的电路具备连接于第1输出端子Out1和第2输出端子Out2的电容C1。通过装配该电容C1，平滑化从线圈L1输出的电压(无论降压时、升压时)，能向LED灯3施加平滑化后的电压。

接着详细说明作为涉及本发明的电源电路的特征的第1开关元件Tr1及第2开关元件Tr2的连接。如图10所示，电源电路D中，第1开关元件Tr1的源极及第2开关元件Tr2的源极均连接于第2输入端子In2(被短路)，并接地。

开关元件为n型MOSFET，通过向栅极施加电压，在漏极―源极间流过电流。即，为了源极―栅极间变为恒定电压，通过向栅极施加电压，开关元件变为接通。

由于第1开关元件Tr1的源极及第2开关元件Tr2的源极被短路，所以第1开关元件Tr1的源极电压和第2开关元件Tr2的源极电压变为相同电压。施加于栅极的电压只要与源极电压的差成为恒定即可，能将输入到第1开关元件Tr1及第2开关元件Tr2的栅极的控制信号的高电平的电压值及低电平电压值设为共同的电压值。另外，图10所示的电源电路D中，由于第2输入端子In2接地，所以第1开关元件Tr1的源极电压及第2开关元件Tr2的源极电压为0V。

因此，也可不设置用于控制电路Cont分别独立取得第1开关元件Tr1的基准电压(源极电压)及第2开关元件Tr2的基准电压(源极电压)的电路(例如自举电路)，仅此就能简化电源电路D的结构。

下面，参照附图来详细说明电源电路D的动作。图11~图13是表示输入到第1开关元件及第2开关元件的信号的时间图。

如图10所示，在电源电路D的输入端子In1、In2上连接直流电源Pd，在输出端子Out1、Out2上连接LED灯3。多数情况下直流电源Pd是蓄电池，此时，满充电时与放电时，电压不同。另外，在从直流电源Pd给如LED灯3那样的负载提供恒定电流的情况下，多数情况下从直流电源Pd输入电源电路D的输入电压有偏差。

例如，在来自直流电源Pd的输入电压Vi从V1~V2(V1>V2)变化的情况下，由电源电路A如下供给施加于LED灯3的输出电压Vo的输出。

在输出电压Vo比输入电压的最大值V1大的情况下，由于输出电压Vo始终比输入电压大，所以电源电路D将输入电压Vi进行升压并作为输出电压Vo输出。即，如图11所示，控制电路Cont给第1开关元件Tr1的栅极送出高电平信号，在第1开关元件Tr1接通的状态下，给第2开关元件Tr2的栅极输入高电平与低电平在短期间内切换的信号(开关信号)。由此，将输入电压Vi升压到输出电压Vo。

在输出电压Vo比输入电压的最小值V2小的情况下，由于输出电压Vo始终比输入电压Vi小，所以电源电路D将输入电压Vi进行降压并作为输出电压Vo输出。即，如图12所示，控制电路Cont给第2开关元件Tr2的栅极送出低电平信号并断开，给第1开关元件Tr1的栅极输入高电平与低电平在短期间内切换的信号(开关信号)。由此，将输入电压Vi降压到输出电压Vo。

有时输出电压Vo比输入电压的最大值V1小、比最小值V2大。即，由于输入电压Vi有偏差，所以输出电压Vo会变得比输入电压Vi高，也会变得比输入电压Vi低。因此，电源电路D检测输入电压Vi，按该输入电压Vi相对输出电压Vo大还是小来进行不同的控制。

如图13所示，当检测出输入电压Vi比输出电压Vo高时，控制电路Cont给第2开关元件Tr2的栅极发送低电平信号，给第1开关元件Tr1的栅极输入开关信号(图13的区域P1部分)。由此，电源电路D作为降压变换器进行工作。

另外，当直流电源Pd的电压有偏差时，则有时输入电压Vi变得比输出电压Vo低。此时，控制电路Cont给第1开关元件Tr1的栅极发送高电平信号，给第2开关元件Tr2的栅极输入开关信号(图13的区域P2部分)。由此，电源电路D作为升压变换器进行工作。

控制电路Cont检测输入电压Vi，通过将该电压与输出电压Vo进行比较，将电源电路D作为升压变换器或降压变换器动作，由此，即便在输入电压Vi有偏差的情况下，也能高精度地输出恒定的输出电压Vo。

由此，如图10所示，通过将电源电路D用作LED灯3的电源电路的一部分，能向LED灯3高精度地施加恒定的输出电压Vo，所以能抑制LED灯3的闪烁。

另外，如上所述，控制电路Cont通过将第1开关元件Tr1及第2开关元件Tr2的任一个固定为接通或断开，将另一方进行开关控制，能输出恒定电压的输出电压，所以能简化控制电路Cont的结构。

(第6实施方式)

参照附图来说明涉及本发明的电源电路的另一例。图14是表示涉及本发明的电源电路的又一例的图。图4所示的电源电路E除控制电路Cont与第2输入端子In2连接外，具有与图10所示的电源电路D相同的结构，向实质上相同的部分附加相同符号，省略实质上相同部分的说明。

如图14所示，电源电路B中，控制电路Cont构成为检测第2输入端子In2的电压。由于电源电路E与电源电路D一样，第1开关元件Tr1的源极及第2开关元件Tr2的源极连接于第2输入端子In2(各开关元件的源极被短路)，所以控制电路Cont通过检测第2输入端子In2的电压，能取得第1开关元件Tr1及第2开关元件Tr2的源极电压(基准电压)。

而且，由于第1开关元件Tr1的源极电压及第2开关元件的源极电压相等，所以电源电路E与电源电路D一样，能使发送到第1开关元件Tr1的栅极及第2开关元件Tr2的栅极的控制信号的高电平及低电平电压共同化。由此，控制电路Cont不必分别取得第1开关元件Tr1的源极电压及第2开关元件Tr2的源极电压，能简化电路结构。

电源电路E的控制电路Cont除控制信号的高电平及低电平的电压值不同以外，与电源电路D的控制电路Cont相同，能以相同动作输出高精度的恒定电压。另外，电源电路E中，第2输入端子In2不接地，但也可构成为接地。此时，若将控制电路Cont的接地端子连接于第2输入端子In2，则例如即便在因接地布线的布线故障等使接地不充分的情况下，也能向第1开关元件Tr1及第2开关元件Tr2供给正确的电压的控制信号。

【实施例】

(第1实施例)

参照附图来说明使用了上述涉及本发明的电源电路的实施例。图15是使用了涉及本发明的电源电路的电源装置的图。如图15所示，电源装置Ps具备：电源电路A、交流电源Pa、检测来自交流电源Pa的输入电压Vin的输入电压检测部Svi、检测来自交流电源Pa的输入电流Iin的输入电流检测部Sai、全波整流来自交流电源Pa的交流的整流电路Rc、检测由整流电路Rc整流的整流电压Vpfc的整流电压检测部Svp、检测流入到第1输入端子In1的整流电流Ipfc的整流电流检测部Sap、以及检测电源电路的输出电压Vout的输出电压检测部Svo。

参照附图来说明进行升压动作的图15所示的电源装置Ps的实例。图16是表示输入电压的图，图17是表示整流电压的图，图18是输入到图15所示的电源电路中包含的第2开关元件的栅极的控制信号，图19是输入到图15所示的电源电路中包含的第1开关元件的栅极的控制信号，图20是表示输入电流的图，图21是表示整流电流的图，图15是表示输出电压的图。另外，图18、图19中，纵轴表示1是高电平，0是低电平。

如图16所示，交流电源Pa将频率f=50Hz、电压的有效值Vrms=100V(峰值约140V)的交流电压输入到整流电路Rc。当由整流电路Rc全波整流该交流电压时，变为图17所示的正电压的脉波。

控制电路Cont从整流电压检测部Svp取得整流电压Vpfc，从输出电压检测部Svo取得输出电压Vout。当整流电压Vpfc比输出电压Vout低时，控制电路Cont给第1开关元件Tr1的栅极输入高电平的信号，同时，给第2开关元件Tr2的栅极输入在短时间内高电平与低电平进行切换的信号(开关信号、参照图18)。

由于第1开关元件Tr1接通，第2开关元件Tr2进行开关，所以电源电路A执行升压动作。

当整流电压Vpfc上升，并超过输出电压Vout时，控制电路Cont在给第2开关元件Tr2的栅极输入低电平的信号的同时，给第1开关元件Tr1的栅极输入开关信号(参照图19)。由此，由于第2开关元件Tr2断开，第1开关元件Tr1进行开关，所以电源电路A执行降压动作。

这样，通过电源电路A将整流电压Vpfc进行升压或降压，并由电容C1平滑化，由此能输出图15所示的基本恒定的输出电压。另外，当整流电压Vpfc小时进行升压，大时进行降压，从而抑制电流难以流过或短期间内流过大电流。由此，来自交流电源Pa的输入电流Iin及来自整流电路Rc的整流电流Ipfc分别变为图20、图21所示的波形。可知图20所示的输入电流Iin的波形为与输入电压Vin近似的形状，图21所示的整流电流Ipfc的波形为与整流电压Vpfc近似的形状，电源电路A为PFC电路，同时能改善功率因数。

(第2实施例)

在第2实施例中，除控制方法不同外，与第1实施例相同，向实质上相同的部分附加相同符号。参照附图来说明进行升压动作的图15所示的电源装置Ps的实例。图23是表示输入电压的图，图24是表示整流电压的图，图25是输入到图15所示的电源装置中包含的第2开关元件的栅极的控制信号，图26是输入到图15所示的电源装置中包含的第1开关元件的栅极的控制信号，图27是表示输入电流的图，图28是表示整流电流的图，图29是表示输出电压的图。另外，图25、图26中，纵轴表示1是高电平，0是低电平。

控制电路Cont从整流电压检测部Svp取得整流电压Vpfc。控制电路Cont在整流电压Vpfc从0V变化到100V(相当于第1电压V1)的期间(第1区域间)，给第1开关元件Tr1的栅极输入高电平信号，同时，给第2开关元件Tr2的栅极输入短时间内高电平与低电平切换的信号(开关信号、参照图25)。

由于第1开关元件Tr1接通，第2开关元件Tr2进行开关，所以电源电路A执行升压动作。

当整流电压Vpfc上升且超过100V(第1电压V1)时，控制电路Cont在给第2开关元件Tr2的栅极输入低电平信号的同时，给第1开关元件Tr1的栅极输入开关信号(参照图25)。由此，第2开关元件Tr2断开，第1开关元件Tr1进行开关，所以电源电路A执行降压动作。电源电路A在整流电压Vpfc到达60V前的期间(第2区域间)，进行降压动作。

而且，在整流电压Vpfc从60V到0V期间(第3区域间)，给第1开关元件Tr1的栅极输入高电平信号，同时，给第2开关元件Tr2的栅极输入短时间内高电平与低电平切换的信号(开关信号、参照图25)。

这样，通过由电源电路A将整流电压Vpfc进行升压或降压，并由电容C1平滑化，能输出图29所示的基本恒定的输出电压。另外，当整流电压Vpfc小时升压，大时降压，从而抑制难以流过电流或短期间内流过大电流。由此，来自交流电源Pa的输入电流Iin及来自整流电路Rc的整流电流Ipfc分别变为图27、图28所示的波形。可知图27所示的输入电流Iin的波形变为与输入电压Vin近似的形状，图28所示的整流电流Ipfc的波形变为与整流电压Vpfc近似的形状，电源电路A为PFC电路，同时能改善功率因数。

(第3实施例)

在第3实施例中，除控制方法不同外，与第1实施例相同，向实质上相同的部分附加相同符号。图30是表示整流电压的图，图31是输入到图15所示的电源电路中包含的第2开关元件的栅极的控制信号，图32是输入到图15所示的电源电路中包含的第1开关元件的栅极的控制信号，图33是表示输出电压的图。

第3实施例中，向整流电路Rc输入与第1实施例相同的(图23所示的)、频率f=50Hz、电压的有效值Vrms=100V(峰值约140V)的交流电压。当该交流电压由整流电路Rc全波整流时，变为图23所示的正电压的脉波。

控制电路Cont从整流电压检测部Svp取得整流电压Vpfc。如图30所示，控制电路Cont在整流电压Vpfc从0V开始上升起2.5ms间(第1区域间)，给第1开关元件Tr1的栅极输入高电平信号，同时，给第2开关元件Tr2的栅极输入在短时间内高电平与低电平切换的信号(参照图31)。

在整流电压Vpfc从0V开始上升起超过2.5ms至8.5ms间(第2区域间)，控制电路Cont给第2开关元件Tr2的栅极输入低电平信号，同时，给第1开关元件Tr1的栅极输入开关信号(参照图32)。由此，第2开关元件Tr2断开，第1开关元件Tr1进行开关，所以电源电路A执行降压动作。

进而，在整流电压Vpfc从0V开始上升起超过8.5ms至10ms间(第3区域间)，给第1开关元件Tr1的栅极输入高电平信号，同时，给第2开关元件Tr2的栅极输入在短时间内高电平与低电平切换的信号(开关信号、参照图31、32)。

这样，通过控制电源电路A，如图33所示，输出约72V的直流电压。

另外，图34是表示变更将升压动作和降压动作进行切换的定时时的整流电压的图，图35是表示输出电压的图。如图34所示，设第2区域为2.5ms~6.0ms(3.5ms间)，在此期间，控制电路Cont给第2开关元件Tr2的栅极输入低电平信号，同时，给第1开关元件Tr1的栅极输入开关信号。由此，第2开关元件Tr2断开，第1开关元件Tr1进行开关，所以电源电路A执行降压动作。

作为第3区域，设为6.0ms~10ms(4ms)，在此期间，给第1开关元件Tr1的栅极输入高电平信号，同时，给第2开关元件Tr2的栅极输入在短时间内高电平与低电平切换的信号。

这样，通过控制电源电路A，如图35所示，输出约90V的直流电压。

如上所述，通过固定第1区域与第1区域的切换的定时，变更第2区域与第3区域的切换的定时，可变更输出电压。另外，在本实施例中，设第1区域与第2区域的切换的定时固定，但不用说，即便变更第1区域与第2区域的切换的定时，固定第2区域与第3区域的切换的定时也一样。

在来自交流电源Pa的交流波形始终恒定的情况下，也可基于输出电压，具备第1区域、第2区域及第3区域的查找表，由期望的输出电压来读出表。

(第4实施例)

如上所示，参照附图来说明使用了涉及本发明的电源电路的另一实施例。图36是使用了图9所示的电源电路的电源装置的图。涉及本发明的电源电路C是将AC变换为DC并输出的电路。

电源装置Ps2除使用电源电路C，同时具备检测输出电流Aout的输出电流检测部Sao外，具有与图15所示的电源装置Ps相同的结构，向实质上相同的部分附加相同符号，同时，省略相同部分的详细说明。

控制电路Cont在检测由输出电流检测部Sao检测的输出电流的同时，根据该输出电流，切换闪烁防止用开关元件Tro的通断。具体而言，利用由输出电流检测部Sao检测出的电流，以平均电流在微小时间内恒定的方式，控制闪烁防止用开关元件Tro。

说明在10kHz下使闪烁防止用开关元件Tro动作的情况。例如，当输出电流检测部Sao检测出的电流值为10A、供给LED灯3的电流的平均值为1A时，控制电路Cont以导通占空比(onduty)0.1(闪烁防止用开关元件Tro的接通时间0.1ms、断开时间0.9ms)来驱动闪烁防止用开关元件Tro。

此时，在0.1ms间闪烁防止用电容C2被充电，在0.9ms间放电，从而向LED灯3供给电流，LED31发光。通过LED31发光，闪烁防止用电容C2放电，电流值变化，LED31的辉度下降(在C2的容量小的情况下，在0.9ms以内放电，变为不给LED灯3供给电流)。此时的频率为10kHz，人眼无法辨识，能抑制LED31的闪烁。

同样，通过输出电流检测部Sao在2A的情况下以导通占空比0.5驱动，则将平均1A的电流供给LED灯3。此时，也由于LED31高速地重复接通断开，所以人眼无法辨识LED31的闪烁。

在上述实例中，说明在10kHz下驱动闪烁防止用开关元件Tro的实例，但并不限于此，只要是人眼不能辨识的200Hz以上即可。另外，考虑控制的容易性，最好上限为1Mhz左右。

另外，以电源电路的输出电流比供给LED灯3的电流的平均值高的方式，执行第1开关元件Tr1及第2开关元件Tr2的控制。这是因为，例如在电源电路的输出电流与供给LED灯3的电流的平均值相同的情况下，闪烁防止用开关元件Tro的导通占空比为1，即，闪烁防止用开关元件Tro始终接通，闪烁防止效果会下降。

如上所述，通过利用涉及本发明的电源电路，能简化开关控制，进而简化控制电路的结构。另外，由于不必如现有电路那样由PFC电路进行升压，所以仅此就能抑制电压变换时效率的下降。进而，当驱动2个开关元件时，不需要同步开关，所以能抑制开关元件因同步开关而产生的损失，能抑制电压变换时的效率降低。

(第5实施例)

在上述第1~第4实施方式中，将本发明的电源电路用于从交流变换为直流，但也可用于从直流变换为直流。图37是使用了涉及本发明的电源电路的电源装置的图。如图37所示，电源装置Ps3具备：直流电源Pd、构成为控制电路Cont及第2输入端子In2接地的电源电路E1、检测直流电源Pd的电压(输入电压Vi)的输入电压检测部Svi、检测流过第1输入端子In1的电流(输入电流Ii)的输入电流检测部Sai、以及检测电源电路E1的输出电压Vo的输出电压检测部Svo。另外，电源电路E1除连接第1开关元件Tr1的源极与第2开关元件Tr2的源极的布线接地外，与图14所示的电源电路B结构相同。

参照附图来说明进行升压动作的图37所示的电源装置Ps3的实例。图38是进行升压动作时供给第2开关元件的控制信号，图39是表示输入电压的图，图40是表示输出电压的图，图41是表示输入电流的图。图3中，纵轴表示1为高电平，0为低电平。即，在图38的曲线中，示出了高电平与低电平在短期间交替切换的信号。

如图39所示，输入电压Vi为60V，如图40所示，输出电压Vo为80V。即，使电源电路E1作为升压变换器进行动作，将输入电压Vi的60V升压到输出电压Vo的80V。

如上所述，在使电源电路E1进行升压动作的情况下，控制电路Cont设第1开关元件Tr1始终为接通状态，将第2开关元件Tr2进行开关控制。虽然省略图示，但控制电路Cont给第1开关元件Tr1的栅极发送高电平的信号来作为控制信号。另外，如图38所示，控制电路Cont给第2开关元件Tr2的栅极发送导通占空比25%的开关信号来作为控制信号。所谓导通占空比25%是指当开关元件进行接通/断开切换时，按每规定时间的接通时间长度为25%。即，图8所示的开关信号中高电平的比例为25%。

这样，在第1开关元件Tr1始终为接通状态下，通过将第2开关元件Tr2进行开关，可从输入电压Vi(60V)升压到输出电压Vo(80V)。另外，通过变更导通占空比，输出电压Vo也变化。

另外，输入电流Ii如图11所示，配合第2开关元件Tr2的动作进行变化。输入电压Ii的最大值约为10A。

(第6实施例)

参照附图来说明进行降压动作的图37所示的电源装置Ps3的实例。图42是进行降压动作时供给第1开关元件的控制信号，图43是表示输出电压的图，图44是表示输入电流的图。图42与图38一样，表示开关信号。另外，输入电压Vi与图39所示的相同。

如图39所示，输入电压Vi为60V，如图40所示，输出电压Vo为80V。即，使电源电路E1作为升压变换器进行动作，将输入电压Vi的60V升压到输出电压Vo的80V。

如上所述，在使电源电路E1进行降压动作的情况下，控制电路Cont设第2开关元件Tr2始终为断开状态，将第1开关元件Tr1进行开关。虽然省略图示，但控制电路Cont给第1开关元件Tr2的栅极发送低电平信号来作为控制信号。另外，如图42所示，控制电路Cont给第1开关元件Tr1的栅极发送导通占空比67%的开关信号来作为控制信号。即，图42所示的开关信号中高电平的比例为67%。

这样，在设第2开关元件Tr2始终断开的状态下，通过将第1开关元件Tr1进行开关，可从输入电压Vi(60V)降压到输出电压Vo(40V)。通过变更导通占空比，输出电压Vo也变化。输入电流Ii如图44所示，配合第2开关元件Tr2的动作进行变化。还有，输入电压Ii的最大值约为5A，为升压时的一半。

如以上第5实施例及第6实施例所示，涉及本发明的电源电路使用2个开关元件，通过将一方维持成接通或断开，将另一方进行开关，能进行升压及降压。此时，由于能将第1开关元件Tr1的源极电压和第2开关元件Tr2的源极电压简单地设为相同电压，所以能简化生成用于从控制电路驱动各开关元件的控制信号的电路，仅此就能降低电源电路的制造成本。

另外，作为上述开关元件，虽然使用MOSFET，但并不限于此，例如也可广泛采用双极型晶体管、MOS晶体管、IGBT等的开关元件。

以上说明了本发明的实施方式，但本发明不限于该内容。另外，本发明的实施方式只要不脱离发明的精神，可追加各种改变。

涉及本发明的电源电路在能用于以直流电流点亮LED、有机EL等的同时，还能用于照明装置、必须用恒定电压驱动的电子设备的电源电路中。

Claims (12)

1.一种电源电路，具备：

整流单元，将交流进行整流并变换为直流；

降压部，包含第1开关元件、线圈以及第1二极管，对由所述整流单元变换后的直流的电压进行降压；

升压部，包含第2开关元件、所述线圈以及第2二极管，对由所述整流单元变换后的直流的电压进行升压；以及

控制单元，控制所述第1开关元件及所述第2开关元件的接通/断开，

所述电源电路将交流作为任意的输出电压的直流进行输出，

所述电源电路的特征在于，

所述控制单元将从所述整流单元输出的整流波的半波长分成作为电压从0V开始上升的部分的一部分的第1区域；开始于所述第1区域之后，结束于整流波超过最大值且电压下降的部分的第2区域；以及开始于所述第2区域之后，直到电压变为0V的第3区域，

所述控制单元将所述第1区域与所述第2区域切换的定时作为所述整流波到达第1电压值的时刻，将所述第2区域与所述第3区域切换的定时作为所述整流波到达比所述第1电压值低的第2电压值的时刻，

所述控制单元以如下方式向所述第1开关元件及所述第2开关元件输出控制信号：在所述第1区域及所述第3区域中，所述控制单元基于由所述整流单元整流后的整流电压，进行升压控制使所述第1开关元件接通并使所述第2开关元件开关；在所述第2区域中，进行降压控制使所述第2开关元件断开并使所述第1开关元件开关。

2.根据权利要求1所述的电源电路，其中，

所述控制单元根据所述输出电压，变更所述第1区域与所述第2区域的切换的定时和/或所述第2区域与所述第3区域的切换的定时。

3.根据权利要求1或2所述的电源电路，其中，

所述第1开关元件配置在所述第1二极管的阳极与连接于所述整流单元的低电压侧的端子之间，所述第1开关元件的一个输出侧的电极与所述第2开关元件的一个输出侧的电极连接于共同的节点。

4.根据权利要求3所述的电源电路，其中，

以第3开关元件代替所述第1二极管，以第4开关元件代替所述第2二极管，

所述控制单元是给所述第1开关元件、所述第2开关元件、所述第3开关元件、所述第4开关元件发送控制信号的单元，

所述控制单元，当对所述第1开关元件进行开关时，输出使所述第4开关元件接通、使所述第3开关元件与所述第1开关元件交替进行通断的控制信号，当对第2开关元件进行开关时，输出使所述第3开关元件断开、使所述第4开关元件与所述第2开关元件交替进行通断的控制信号。

5.根据权利要求1或2所述的电源电路，其中，

具备：

电容器，由所述输出电压充电；以及

开关元件，对所述电容器的放电或充电进行切换。

6.一种电源电路，具备：

降压部，包含第1开关元件、线圈以及第1二极管，对从电源输入的直流电压进行降压；

升压部，包含第2开关元件、所述线圈以及第2二极管，对从电源输入的直流电压进行升压；以及

控制单元，控制所述第1开关元件及所述第2开关元件的接通/断开，

具备：与所述电源的高电压侧连接的第1输入端子、与低电压侧连接的第2输入端子、与负载的高电压侧连接的第1输出端子、以及与所述负载的低电压侧连接的第2输出端子，

所述电源电路将从电源输入的直流的输入电压进行降压或升压，并作为输出电压向负载供给，

所述电源电路的特征在于，

所述第1二极管的阴极连接于所述第1输入端子，第1二极管的阳极连接于所述第2输出端子，所述线圈的一个电极连接于所述第1输入端子，所述线圈的另一个电极连接于所述第2二极管的阳极及所述第2开关元件的另一个电极，第2二极管的阴极连接于所述第1输出端子，

所述第1开关元件以变为接通时电流从所述第1二极管的阳极侧流到所述电源的低电压侧的方式，配置在所述第1二极管的阳极侧与所述电源的低电压侧之间，

所述第2开关元件以变为接通时电流从所述第2二极管的阳极侧流到所述电源的低电压侧的方式，配置在所述第2二极管的阳极侧与所述电源的低电压侧之间。

7.根据权利要求6所述的电源电路，其中，

所述控制单元取得所述第1开关元件的所述电源的低电压侧的电压。

8.根据权利要求6或7所述的电源电路，其中，

所述电源的低电压侧接地。

9.根据权利要求6或7所述的电源电路，其中，

所述电源是直流电源。

10.根据权利要求6或7所述的电源电路，其中，

所述第1开关元件及所述第2开关元件是n型MOSFET，所述第1开关元件的源极和所述第2开关元件的源极连接于所述电源的低电压侧。

11.根据权利要求7所述的电源电路，其中，

所述控制单元在所述输入电压比所述输出电压小时，输出使所述第2开关元件断开、使所述第1开关元件进行开关动作的驱动信号，

所述控制单元在所述输入电压比所述输出电压大时，输出使所述第1开关元件接通、使所述第2开关元件进行开关动作的驱动信号。

12.一种照明装置，其特征在于，

使用了权利要求1～11中任一项所述的电源电路。