JP6447208B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、擬似共振方式のスイッチング電源装置に関する。

ＬＥＤを点灯させるＬＥＤ点灯装置としてスイッチング電源装置を用いる場合、電流値の増減により容易に調光が可能であるが、その際にちらつきが発生すると不快に感じる。ＰＷＭ方式のスイッチング電源装置は、軽負荷状態でも安定制御出来るため、調光時でもちらつきの抑制は容易であるが、低コスト化が可能となる１コンバータ型でＰＷＭ方式を行うと、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）対策が難しくなってしまう。そこで、近年では、ＥＭＩ対策のため、擬似共振方式のスイッチング電源装置がＬＥＤ点灯装置として用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−７５８７５号公報 特開２０１４−２３２０８号公報

しかしながら、擬似共振方式のスイッチング電源装置では、軽負荷となる調光時や高入力電圧時に、スイッチング素子のオン時間が短くなり、発振周波数が上昇する。そして、スイッチング素子のオン時間が最小オン幅以下の制御にかかると、発振周波数が不規則に変化してしまうため、ＬＥＤの点灯がちらつくといった現象が発生してしまう。なお、調光時にボトムスキップ動作をさせれば周波数増加は抑制できる（例えば、特許文献２参照）。しかし、ボトムスキップ動作の切換り点前後での１周期におけるスイッチ電流平均値が異なってくるため、やはりちらつきが発生してしまう。

本発明の目的は、従来技術の上記問題を解決し、ＬＥＤがちらつくことなく安定して発光させ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。

本発明のスイッチング電源装置は、スイッチング素子のターンオフに伴う共振現象を用いて、前記スイッチング素子間に発生する共振電圧が最下点電圧となるボトムタイミングで前記スイッチング素子をターンオンさせるスイッチング電源装置であって、前記共振電圧を検出する共振電圧検出回路と、外部からの調光信号に基づいて前記ボトムタイミングをスキップするスキップ数を決定するスキップ数決定部と、前記共振電圧検出回路による検出結果に基づいて、前記スキップ数の前記ボトムタイミングで前記スイッチング素子のターンオンを指示するターンオン指示信号を生成する信号生成部と、前記ターンオン指示信号に基づいて前記スイッチング素子のターンオンさせる制御回路とを具備し、前記スキップ数決定部によってスキップ数がＮからＭに変更されると（但し、Ｎは、０以上の整数であり、Ｍは、Ｎとは異なる０以上の整数である）、前記信号生成部は、遷移期間を設け、当該遷移期間では、前記スキップ数がＮの前記ボトムタイミングと前記スキップ数がＭの前記ボトムタイミングとの間のタイミングで前記スイッチング素子のターンオンを指示する前記ターンオン指示信号を生成することを特徴とする。
さらに、本発明のスイッチング電源装置において、前記信号生成部は、前記遷移期間に生成する前記ターンオン指示信号において、前記スイッチング素子のターンオンを指示するタイミングを前記スキップ数がＮの前記ボトムタイミングから前記スキップ数がＭの前記ボトムタイミングに徐々に近づけても良い。
さらに、本発明のスイッチング電源装置において、前記スキップ数決定部は、前記調光信号と入力電圧とに基づいて前記スキップ数を決定しても良い。
さらに、本発明のスイッチング電源装置において、前記遷移期間は、商用交流電源の周期の２〜３倍に設定されていても良い。

本発明によれば、ボトムスキップ動作の切換りで、スイッチ電流平均値の急激な変化を防止することができ、ＬＥＤをちらつくことなく安定して発光させることができるという効果を奏する。

本発明に係るスイッチング電源装置の実施の形態の構成を示す回路構成図である。 図１に示すマイコンに入力される補助巻線信号及びＢＤ信号の波形図である。 図１に示すマイコンの構成を示すブロック図である。 図３に示すスキップテーブル例を示す図である。 図３に示すマスク信号生成部におけるマスク信号生成動作を説明するための波形図である。

本実施の形態は、調光対応の擬似共振方式のスイッチング電源装置であり、非絶縁のバックブースト方式で構成されている。本実施の形態のスイッチング電源装置は、図１を参照すると、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１を駆動する制御回路１１とが内蔵されたコントローラＩＣ１と、スイッチング素子Ｑ１のオンタイミングを制御するマイコン２とを備えている。

整流回路ＤＢの交流入力端子にＥＭＩフィルタＦ１を介して商用交流電源ＡＣが接続され、整流回路ＤＢの整流出力正極端子と整流出力負極端子との間には、入力コンデンサＣｉｎが接続されている。また、整流回路ＤＢの整流出力正極端子は、フィルタＦ２を介してコントローラＩＣ１のＤ／ＳＴ端子が接続されている。Ｄ／ＳＴ端子は、スイッチング素子Ｑ１のドレインに接続された端子である。そして、整流回路ＤＢの整流出力負極端子は、リアクトルＬ１と、抵抗Ｒｏｃｐとを介してコントローラＩＣ１のＳ／ＧＮＤ端子に接続されている。Ｓ／ＧＮＤ端子は、スイッチング素子Ｑ１のソースに接続された端子である。これにより、入力コンデンサＣｉｎの両端子間、すなわち商用交流電源ＡＣの交流電圧を整流した直流電圧の両端子聞に、スイッチング素子Ｑ１とリアクトルＬ１とが直列に接続された閉回路が形成され、スイッチング素子Ｑ１がオンされると、リアクトルＬ１が励磁される。なお、コントローラＩＣ１のＤ／ＳＴ端子とＳ／ＧＮＤ端子との間には、電圧共振コンデンサＣｖが接続されている。電圧共振コンデンサＣｖは、スイッチング素子Ｑ１がターンオフしたとき、リアクトルＬ１との間で共振回路を形成する。

コントローラＩＣ１のＳ／ＧＮＤ端子には、電流検出用の抵抗Ｒｓを介して、ダイオードＤ１のカソードが接続され、ダイオードＤ１のアノードは、複数のＬＥＤ素子からなるＬＥＤ負荷ＲＬが接続される負側出力端子である出力コンデンサＣｏの負極端子に接続されている。そして、ＬＥＤ負荷ＲＬが接続される正側出力端子である出力コンデンサＣｏの正極端子は、リアクトルＬ１と整流回路ＤＢの整流出力負極端子との接続点に接続されている。リアクトルＬＩに接続されたダイオードＤ１と出力コンデンサＣｏとは、整流平滑回路として機能する。これにより、出力コンデンサＣｏとＬＥＤ負荷ＲＬとが並列接続された並列回路が形成され、スイッチング素子Ｑ１がオフされると、ダイオードＤ１がオンされ、リアクトルＬ１に励磁された電力が出力される。

また、コントローラＩＣ１には、電源入力端子であるＶＣＣ端子と、過電流保護信号とマイコン２からのマスク信号とが入力されるＯＣＰ／ＢＤ端子と、フィードバック位相補償用のＣＯＭＰ端子と、調光信号が入力されるＶＲＥＦ端子と、フィードバック電流検出信号が入力されるＩＳＥＮＳＥ端子とが備えられている。

コントローラＩＣ１のＯＣＰ／ＢＤ端子は、抵抗Ｒ１を介してコントローラＩＣ１のＳ／ＧＮＤ端子に接続されたＣＯＭＭＯＮラインに接続されている。

また、コントローラＩＣ１のＶＣＣ端子と、コントローラＩＣ１のＳ／ＧＮＤ端子に接続されたＣＯＭＭＯＮラインとの間には、制御回路用コンデンサＣａが接続されている。そして、リアクトルＬ１の補助出力端子が抵抗Ｒ２を介してダイオードＤ２のアノードに接続され、ダイオードＤ２のカソードがコントローラＩＣ１のＶＣＣ端子に接続されている。これにより、リアクトルＬ１に充電された電力の出力に伴って、制御回路用コンデンサＣａが充電される。

コントローラＩＣ１のＣＯＭＰ端子、ＶＲＥＦ端子及びＩＳＥＮＳＥ端子と、ＣＯＭＭＯＮラインとの間には、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３がそれぞれ接続されている。また、電流検出用の抵抗ＲｓとダイオードＤ１のカソードとの接続点は、抵抗Ｒ３を介してコントローラＩＣ１のＩＳＥＮＳＥ端子に接続されている。抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３とは、フィルタとして機能し、ＬＥＤ負荷ＲＬに流れる電流値がフィードバック電流検出信号としてＩＳＥＮＳＥ端子に入力される。

マイコン２は、ＡＣ値入力端子と、補助巻線信号入力端子と、ＢＤ（ボトムディテクト）信号入力端子と、調光信号入力端子と、マスク信号出力端子とを備えている。

リアクトルＬ１の補助出力端子は、抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ４と、抵抗Ｒ５とを介して接地端子に接続されている。そして、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点がマイコン２の補助巻線信号入力端子に接続されていると共に、抵抗Ｒ５と並列にダイオードＤ３が接続されて負電位がマイコンに入力されるのを防止している。また、リアクトルＬ１の補助出力端子は、抵抗Ｒ２と、コンデンサＣ４と、抵抗Ｒ６と、抵抗Ｒ７とを介してマイコン２の電源電圧ＶＤＤに接続されている。抵抗Ｒ７の両端子間にはダイオードＤ５とトランジスタＱ２のエミッタ・ベースが接続され、トランジスタＱ２のコレクタは、抵抗Ｒ８を介して接地端子に接続されている。トランジスタＱ２のコレクタと抵抗Ｒ８との接続点はマイコン２のＢＤ信号入力端子に接続されている。これにより、マイコン２の補助巻線信号入力端子には、図２（ａ）に示す補助巻線電圧が、図２（ｂ）に示す補助巻線信号に整形されて入力される。また、マイコン２のＢＤ信号入力端子には、図２（ａ）に示す補助巻線電圧から、図２（ｃ）に示すＢＤ信号が生成されて入力される。ＢＤ信号は、共振電圧を検出するための信号であり、コンデンサＣ４、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ６〜抵抗Ｒ８等は、共振電圧を検出する共振電圧検出回路として機能する。なお、ＢＤ信号において、立下りがスイッチング素子Ｑ１をターンオフした際に生じる共振電圧のボトム（最下点電圧）となるように、共振電圧検出回路を構成するコンデンサＣ４、抵抗Ｒ６〜抵抗Ｒ８の値が設定されている。

また、リアクトルＬ１の補助出力端子は、抵抗Ｒ２と、カソードが抵抗Ｒ２に接続されたダイオードＤ４と、ダイオードＤ４のアノードに接続された抵抗Ｒ９と、アノードが抵抗Ｒ９に接続されたツェナーダイオードＺＤ１と、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードに接続された抵抗Ｒ１０と、抵抗Ｒ１１とを介してマイコン２の電源電圧ＶＤＤに接続されている。そして、ツェナーダイオードＺＤ１のアノードと抵抗Ｒ９との接続点は、コンデンサＣ５を介して接地端子に接続され、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１との接続点がマイコン２のＡＣ値入力端子に接続されている。これにより、マイコン２のＡＣ値入力端子には、入力電圧、すなわち商用交流電源ＡＣの交流電圧に応じたＡＣ値が入力される。

ＰＷＭ信号として外部から入力される調光信号は、調光信号処理部に入力される。調光信号処理部は、ＰＷＭ信号を平滑する調光信号生成回路を備え、調光信号生成回路によって平滑化され、平滑化された調光信号は、コントローラＩＣ１のＶＲＥＦ端子と、マイコン２の調光信号入力端子とに入力される。

マイコン２のマスク信号出力端子は、アノードがマスク信号出力端子に接続されたダイオードＤ６と、ダイオードＤ６のカソードに接続された抵抗Ｒ１２とを介してコントローラＩＣ１のＯＣＰ／ＢＤ端子に接続されている。これにより、マイコン２のマスク信号出力端子から出力されたマスク信号がコントローラＩＣ１のＯＣＰ／ＢＤ端子に入力される。マスク信号は、その立下りでスイッチング素子Ｑ１をターンオンするタイミングを通知するターンオン指示信号であり、コントローラＩＣ１の制御回路１１は、マスク信号の立下りを検出することで、スイッチング素子Ｑ１をターンオンさせる。スイッチング素子Ｑ１をターンオフするタイミングは、ＶＲＥＦ端子に入力される調光信号と、ＩＳＥＮＳＥ端子に入力されるフィードバック電流検出信号とに基づいて決定される。コントローラＩＣ１の制御回路１１は、フィードバック電流検出信号と調光信号との比較結果に基づいて、スイッチング素子Ｑ１をターンオフさせる。

マイコン２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性記憶領域、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性記憶領域等を備えたマイクロコンピューター等の情報処理部である。不揮発性記憶領域には動作制御を行うための制御プログラムが記憶されている。マイコン２は、不揮発性記憶領域に記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムを揮発性記憶領域に展開させることで、図３に示すように、スキップ数決定部２１と、マスク信号生成部２２として機能する。また、マイコン２の不揮発性記憶領域には、スキップテーブル２３が記憶されている。

スキップテーブル２３は、入力電圧と調光率とに対応したスキップ数が設定されている。スキップ数は、共振電圧がボトム（最下点電圧）となるボトムタイミングをスキップ、すなわち無視する回数を示している。本実施の形態では、図４に示すように、入力電圧が１３２Ｖ未満である場合に参照され、調光率に応じたスキップ数が設定されている第１テーブル２３ａと、入力電圧が１３２Ｖ以上１７６Ｖ未満である場合に参照され、調光率に応じたスキップ数が設定されている第２テーブル２３ｂと、入力電圧が１７６Ｖ以上である場合に参照され、調光率に応じたスキップ数が設定されている第３テーブル２３ｃとがスキップテーブル２３として不揮発性記憶領域に記憶されている。第１テーブル２３ａでは、調光率が６６％以上でスキップ数は０に、調光率が３３％以上６６％未満でスキップ数は１に、調光率が３３％未満でスキップ数は２にそれぞれ設定されている。第２テーブル２３ｂでは、調光率が７０％以上でスキップ数は０に、調光率が４０％以上７０％未満でスキップ数は１に、調光率が４０％未満でスキップ数数は２にそれぞれ設定されている。第３テーブル２３ｃでは、調光率が８０％以上でスキップ数は０に、調光率が５０％以上８０％未満でスキップ数は１に、調光率が５０％未満でスキップ数は２にそれぞれ設定されている。なお、調光率は、パーセンテージが大きいほど明るいことを示す。第１テーブル２３ａ、第２テーブル２３ｂ及び第３テーブル２３ｃによると、調光率のパーセンテージが小さい、すなわち調光が絞られるほど、スキップ数が大きくなる傾向にある。また、調光率が同じパーセンテージでも、ＡＣ値が大きいほど、スキップ数が大きくなる傾向にある。例えば、調光率が６８％である場合には、入力電圧が１３２Ｖ未満でスキップ数は０に、入力電圧が１３２Ｖ以上１７６Ｖ未満でスキップ数は１に、入力電圧が１７６Ｖ以上でスキップ数は１にそれぞれ設定されている。

スキップ数決定部２１は、ＡＣ値入力端子に入力されるＡＣ値に基づいて商用交流電源ＡＣの入力電圧を認識すると共に、調光信号入力端子に入力される調光信号に基づいて調光率を認識する。そして、スキップ数決定部２１は、スキップテーブル２３を参照することで入力電圧と調光率とに対応するスキップ数を特定してマスク信号生成部２２に通知する。

スキップ数決定部２１から通知されたスキップ数がＮの場合、マスク信号生成部２２は、補助巻線信号入力端子に入力される補助巻線信号の立ち上がりのタイミングでＨｉレベルとなり、ＢＤ信号入力端子に入力されるＢＤ信号の立下りのタイミングをＮ回スキップした後、（Ｎ＋１）回目の立下りのタイミングでＬｏｗレベルとなるマスク信号を生成し、生成したマスク信号をマスク信号出力端子から出力する。但し、Ｎは、０以上の整数である。

図５（Ａ）には、スキップ数としてＮ＝０が通知されている場合のマスク信号例が示されている。マスク信号生成部２２は、補助巻線信号が立ち上がる時刻ｔ１のタイミングでマスク信号をＨｉレベルとする。そして、マスク信号生成部２２は、マスク信号をＨｉレベルにした後、ＢＤ信号入力端子に入力されるＢＤ信号の立下りをスキップすることなく、ＢＤ信号が（０＋１＝１）回目に立下る時刻ｔ２のタイミングでマスク信号をＬｏｗレベルとする。これにより、マスク信号は、スキップ数が０のボトムタイミングでスイッチング素子Ｑ１のターンオンを指示するターンオン指示信号となり、共振電圧がボトム（最下点電圧）となるボトムタイミングでスイッチング素子Ｑ１をターンオンさせるボトムスイッチング動作が行われ、スイッチング損失を低減させることができる。

また、図５（Ｂ）には、スキップ数としてＮ＝１が通知されている場合のマスク信号例が示されている。マスク信号生成部２２は、補助巻線信号が立ち上がる時刻ｔ１のタイミングでマスク信号をＨｉレベルとする。そして、マスク信号生成部２２は、マスク信号をＨｉレベルにした後、ＢＤ信号が１回目に立下る時刻ｔ２のタイミングはスキップし、ＢＤ信号が（１＋１＝２）回目に立下る時刻ｔ３のタイミングでマスク信号をＬｏｗレベルとする。これにより、マスク信号は、スキップ数が１のボトムタイミングでスイッチング素子Ｑ１のターンオンを指示するターンオン指示信号となり、共振電圧がボトム（最下点電圧）となる最初のボトムタイミングをスキップして、次のボトムタイミングでスイッチング素子Ｑ１をターンオンさせるボトムスキップ動作が行われる。ボトムスキップ動作により、スイッチング素子Ｑ１がターンオンされるまでの時間を延ばすことができ、周波数上昇の抑制とスイッチング損失の低減とを両立させることができる。

また、マスク信号生成部２２は、スキップ数決定部２１によって決定されるスキップ数がＮからＭに変更されると、遷移期間を設け、当該遷移期間では、変更前のスキップ数がＮのボトムタイミングと変更後のスキップ数がＭのボトムタイミングとの間のタイミングでスイッチング素子のターンオンを指示するターンオン指示信号を生成する。但し、Ｍは、Ｎとは異なる０以上の整数である。

例えば、スキップ数決定部２１から通知されるスキップ数がＮからＭに増加されると、マスク信号生成部２２は、遷移期間を設ける。この遷移期間において、マスク信号生成部２２は、補助巻線信号入力端子に入力される補助巻線信号の立ち上がりのタイミングでＨｉレベルとなり、ＢＤ信号入力端子に入力されるＢＤ信号の（Ｎ＋１）回目の立下りから遅延時間Ｔｄｅｌｅｙ分遅らせたタイミングでＬｏｗレベルとなるマスク信号を生成し、生成したマスク信号をマスク信号出力端子から出力する。遷移期間は、商用交流電源ＡＣの周期の２〜３倍に設定され、数十ｍｓ（ＣＯＭＰ端子定数の２〜３倍の時定数）に設定されている。そして、遅延時間Ｔｄｅｌｅｙは、０〜共振周期ＴｒｅｓのＡ倍（但し、Ａは、ＮからＭの増加数である）の範囲で設定され、遷移期間で徐々に延長される。これにより、マスク信号において、スイッチング素子Ｑ１のターンオンを指示するタイミングは、変更前のスキップ数がＮのボトムタイミング、すなわち（Ｎ＋１）回目のボトムタイミングから、変更後のスキップ数がＭのボトムタイミング、すなわち（Ｍ＋１）回目のボトムタイミングに徐々に近づくことになり、ボトムスキップ動作の切換りで、スイッチ電流平均値の急激な変化を防止することができ、ＬＥＤをちらつくことなく安定して発光させることができる。なお、遅延時間Ｔｄｅｌｅｙは、リニアに延長するようにしても良く、デジタル制御であれば分解能を大きくとって段階的に延長するようにしても良い。

また、スキップ数決定部２１から通知されるスキップ数がＮからＭに減少されると、マスク信号生成部２２は、スキップ数が増加された場合と同様に遷移期間を設ける。この遷移期間において、マスク信号生成部２２は、補助巻線信号入力端子に入力される補助巻線信号の立ち上がりのタイミングでＨｉレベルとなり、ＢＤ信号入力端子に入力されるＢＤ信号の（Ｍ＋１）回目の立下りから遅延時間Ｔｄｅｌｅｙ分遅らせたタイミングでＬｏｗレベルとなるマスク信号を生成し、生成したマスク信号をマスク信号出力端子から出力する。そして、遅延時間Ｔｄｅｌｅｙは、０〜共振周期ＴｒｅｓのＢ倍の範囲で設定され、遷移期間で徐々に短縮される（但し、Ｂは、ＮからＭの減少数である）。これにより、マスク信号において、スイッチング素子Ｑ１のターンオンを指示するタイミングは、変更前のスキップ数がＮのボトムタイミング、すなわち（Ｎ＋１）回目のボトムタイミングから、変更後のスキップ数がＭのボトムタイミング、すなわち（Ｍ＋１）回目のボトムタイミングに徐々に近づくことになり、ボトムスキップ動作の切換りで、スイッチ電流平均値の急激な変化を防止することができ、ＬＥＤをちらつくことなく安定して発光させることができる。なお、遅延時間Ｔｄｅｌｅｙは、リニアに短縮するようにしても良く、デジタル制御であれば分解能を大きくとって段階的に短縮するようにしても良い。

図５（Ｃ）には、スキップ数がＮ＝０からＭ＝１に増加、もしくはスキップ数がＮ＝１からＭ＝０に減少された際の遷移期間でのマスク信号例が示されている。マスク信号生成部２２は、補助巻線信号が立ち上がる時刻ｔ１のタイミングでマスク信号をＨｉレベルとする。そして、マスク信号生成部２２は、マスク信号をＨｉレベルにした後、ＢＤ信号の１回目の立下り（時刻ｔ２）から遅延時間Ｔｄｅｌｅｙ分遅れた時刻ｔ４のタイミングでマスク信号をＬｏｗレベルとする。図５（Ｃ）に示すように、遷移期間のスイッチング動作は、共振電圧のボトム（最小電圧）でスイッチング素子Ｑ１がターンオンさせるボトムスイッチング動作ではなく、共振電圧に関わりなくスイッチング素子Ｑ１がターンオンさせるハードボトムスイッチング動作になるため、スイッチング損失が一時的に増加するが、数十ｍｓの時間でありスイッチング素子Ｑ１の永続的な過熱は発生しない。

なお、本実施形態では、バックブースト方式を例にとって説明したが、本発明は、バックブースト方式以外の各種チョッパー方式やフライバック方式に適用することができる。また、マイコン２は、アナログ回路で構成するようにしても良いが、各種ＬＥＤ灯具に合わせてより柔軟に対応するには、スイッチング素子Ｑ１がターンオンするタイミングをマイコン２によってプログラム制御することが好ましい。

以上のように、本実施の形態では、スイッチング素子Ｑ１のターンオフに伴う共振現象を用いて、共振電圧がボトムとなるボトムタイミングでスイッチング素子Ｑ１をターンオンさせるスイッチング電源装置であって、共振電圧を検出する共振電圧検出回路（コンデンサＣ４、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ６〜抵抗Ｒ８等）と、外部からの調光信号に基づいて前記ボトムタイミングをスキップするスキップ数を決定するスキップ数決定部２１と、共振電圧検出回路による検出結果に基づいて、スキップ数のボトムタイミングでスイッチング素子のターンオンを指示するターンオン指示信号としてマスク信号を生成するマスク信号生成部２２と、マスク信号に基づいてスイッチング素子Ｑ１のターンオンさせるコントローラＩＣ１とを備え、スキップ数決定部２１によって決定されるスキップ数がＮからＭに変更されると、マスク信号生成部２２は、遷移期間を設け、当該遷移期間では、変更前のスキップ数がＮのボトムタイミングと変更後のスキップ数がＭのボトムタイミングとの間のタイミングでスイッチング素子Ｑ１のターンオンを指示するマスク信号を生成する。
この構成により、ボトムスキップ動作によって、周波数の安定制御とスイッチング損失の低減とを両立させた制御方式において、ボトムスキップ動作の切換りで、スイッチ電流平均値の急激な変化を防止することができ、ＬＥＤをちらつくことなく安定して発光させることができる。

さらに、本実施の形態では、マスク信号生成部２２は、遷移期間に生成するマスク信号において、スイッチング素子Ｑ１のターンオンを指示するタイミングを変更前のスキップ数がＮのボトムタイミングからスキップ数がＭのボトムタイミングに徐々に近づける。
この構成により、ボトムスキップ動作の切換りで、スイッチ電流平均値を徐々に変化させることができるので、ＬＥＤのちらつきを確実に防止することができる。

さらに、本実施の形態では、スキップ数決定部２１は、調光信号と入力電圧とに基づいてスキップ数を決定する。
この構成により、入力電圧に応じた適切なスキップ数を設定することができる。

さらに、本実施の形態では、遷移期間は、商用交流電源ＡＣの周期の２〜３倍に設定されている。
この構成により、制御スピードが比較的の遅い力率改善機能付き１コンバータ方式でも、ＬＥＤのちらつきを確実に防止することができる。

以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、上記実施形態は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更して実施できることは言うまでも無い。

１ コントローラＩＣ
２ マイコン
１１ 制御回路
２１ スキップ数決定部
２２ マスク信号生成部
２３ スキップテーブル
２３ａ 第１テーブル
２３ｂ 第２テーブル
２３ｃ 第３テーブル
Ｃ１〜Ｃ５ コンデンサ
Ｃａ 制御回路用コンデンサ
Ｃｉｎ 入力コンデンサ
Ｃｏ 出力コンデンサ
Ｃｖ 電圧共振コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード
Ｌ１ リアクトル
Ｒｓ、Ｒｏｃｐ、Ｒ１〜Ｒ１２ 抵抗
Ｑ１ スイッチング素子
Ｑ２ トランジスタ
ＺＤ１ ツェナーダイオード

Claims (4)

1. スイッチング素子のターンオフに伴う共振現象を用いて、前記スイッチング素子間に発生する共振電圧が最下点電圧となるボトムタイミングで前記スイッチング素子をターンオンさせるスイッチング電源装置であって、
   前記共振電圧を検出する共振電圧検出回路と、
   外部からの調光信号に基づいて前記ボトムタイミングをスキップするスキップ数を決定するスキップ数決定部と、
   前記共振電圧検出回路による検出結果に基づいて、前記スキップ数の前記ボトムタイミングで前記スイッチング素子のターンオンを指示するターンオン指示信号を生成する信号生成部と、
   前記ターンオン指示信号に基づいて前記スイッチング素子のターンオンさせる制御回路とを具備し、
   前記スキップ数決定部によってスキップ数がＮからＭに変更されると（但し、Ｎは、０以上の整数であり、Ｍは、Ｎとは異なる０以上の整数である）、前記信号生成部は、遷移期間を設け、当該遷移期間では、前記スキップ数がＮの前記ボトムタイミングと前記スキップ数がＭの前記ボトムタイミングとの間のタイミングで前記スイッチング素子のターンオンを指示する前記ターンオン指示信号を生成することを特徴とするスイッチング電源装置。
2. 前記信号生成部は、前記遷移期間に生成する前記ターンオン指示信号において、前記スイッチング素子のターンオンを指示するタイミングを前記スキップ数がＮの前記ボトムタイミングから前記スキップ数がＭの前記ボトムタイミングに徐々に近づけることを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。
3. 前記スキップ数決定部は、前記調光信号と入力電圧とに基づいて前記スキップ数を決定することを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。
4. 前記遷移期間は、商用交流電源の周期の２〜３倍に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスイッチング電源装置。

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