(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022161716
(43)【公開日】2022-10-21
(54)【発明の名称】スイッチング電源装置及び制御装置
(51)【国際特許分類】
H02M 3/155 20060101AFI20221014BHJP
H05B 47/16 20200101ALI20221014BHJP
H05B 45/375 20200101ALI20221014BHJP
H05B 45/38 20200101ALI20221014BHJP
H05B 45/355 20200101ALI20221014BHJP
【ＦＩ】
H02M3/155 N
H02M3/155 Q
H05B47/16
H05B45/375
H05B45/38
H05B45/355
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021066743
(22)【出願日】2021-04-09
(71)【出願人】
【識別番号】000002037
【氏名又は名称】新電元工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】林 正明
(72)【発明者】
【氏名】原 裕樹
【テーマコード（参考）】
3K273
5H730
【Ｆターム（参考）】
3K273AA09
3K273BA07
3K273BA24
3K273BA25
3K273CA02
3K273CA12
3K273CA27
3K273DA07
3K273EA06
3K273EA24
3K273EA36
3K273FA03
3K273FA14
3K273FA40
3K273GA03
3K273GA14
5H730AA02
5H730AA18
5H730AS04
5H730AS05
5H730AS11
5H730BB13
5H730BB14
5H730BB61
5H730BB86
5H730BB88
5H730CC04
5H730DD04
5H730EE58
5H730FD26
5H730FF09
(57)【要約】 （修正有）
【課題】バックコンバータを用いた構成で電子機器から発生するノイズを低減するスイッチング電源装置及び制御装置を提供する。
【解決手段】スイッチング電源装置は、スイッチング素子３４、コイル３５、コイルの他端に接続された出力端子３８、整流素子３６及び一端が出力端子に接続され、他端がグランド端子３９に接続されたコンデンサ３７を備えるバックコンバータ２０と、スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部２１と、を含む。制御部は、コイルの磁気エネルギーを全て放出した後にスイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、谷点の数をカウントする谷点カウント部と、共振信号の谷点のカウント結果と、外部装置の負荷情報レベルに応じてスイッチング素子３４をオンするタイミングを、負荷情報レベルが軽負荷を示すほど遅らせる制御をするタイミング制御部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】スイッチング電源装置は、スイッチング素子３４、コイル３５、コイルの他端に接続された出力端子３８、整流素子３６及び一端が出力端子に接続され、他端がグランド端子３９に接続されたコンデンサ３７を備えるバックコンバータ２０と、スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部２１と、を含む。制御部は、コイルの磁気エネルギーを全て放出した後にスイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、谷点の数をカウントする谷点カウント部と、共振信号の谷点のカウント結果と、外部装置の負荷情報レベルに応じてスイッチング素子３４をオンするタイミングを、負荷情報レベルが軽負荷を示すほど遅らせる制御をするタイミング制御部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力端子と、第１端子が前記入力端子に電気的に接続されたスイッチング素子と、一端が前記スイッチング素子の第２端子に電気的に接続されたコイルと、前記コイルの他端に電気的に接続された出力端子と、カソードが前記スイッチング素子と、前記コイルとの間に電気的に接続され、アノードが基準電位に電気的に接続された整流素子と、一端が前記出力端子に電気的に接続され、他端が前記基準電位に電気的に接続されたコンデンサと、を備えるバックコンバータと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記スイッチング素子がオンの時には前記コイルに電流を流す事で磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時には前記コイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、
前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、
外部装置から負荷情報レベルを取得し、前記谷点カウント部による前記共振信号の谷点のカウント結果と、前記負荷情報レベルに応じて前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、
前記タイミング制御部は、前記負荷情報レベルが軽負荷を示すほど、前記スイッチング素子をオンするタイミングを遅らせる、
スイッチング電源装置。
前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記スイッチング素子がオンの時には前記コイルに電流を流す事で磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時には前記コイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、
前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、
外部装置から負荷情報レベルを取得し、前記谷点カウント部による前記共振信号の谷点のカウント結果と、前記負荷情報レベルに応じて前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、
前記タイミング制御部は、前記負荷情報レベルが軽負荷を示すほど、前記スイッチング素子をオンするタイミングを遅らせる、
スイッチング電源装置。
【請求項2】
前記制御部は、
前記スイッチング素子がオンした後、前記谷点検出部が１回目の前記共振信号の谷点を検出するまでの時間を計測する時間計測部を備え、
前記タイミング制御部は、
前記時間計測部による計測結果が第１時間未満である場合は前記谷点カウント部のカウント数が第１カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンし、前記時間計測部による計測結果が前記第１時間よりも長い第２時間を超える場合は前記谷点カウント部のカウント数が前記第１カウント数よりも少ない第２カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンする、
請求項１に記載のスイッチング電源装置。
前記スイッチング素子がオンした後、前記谷点検出部が１回目の前記共振信号の谷点を検出するまでの時間を計測する時間計測部を備え、
前記タイミング制御部は、
前記時間計測部による計測結果が第１時間未満である場合は前記谷点カウント部のカウント数が第１カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンし、前記時間計測部による計測結果が前記第１時間よりも長い第２時間を超える場合は前記谷点カウント部のカウント数が前記第１カウント数よりも少ない第２カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンする、
請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項3】
前記タイミング制御部は、前記負荷情報レベルが軽負荷を示すほど、前記第１カウント数および前記第２カウント数の数を増加したタイミングで前記スイッチング素子をオンする、
請求項２に記載のスイッチング電源装置。
請求項２に記載のスイッチング電源装置。
【請求項4】
前記制御部は、
所定の電圧にプルアップされた制御端子を備え、
前記タイミング制御部は、
前記制御端子の電圧の測定値に応じて、前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
所定の電圧にプルアップされた制御端子を備え、
前記タイミング制御部は、
前記制御端子の電圧の測定値に応じて、前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項5】
前記負荷情報レベルは、照明装置の出力電流及び、照度を指示する調光信号の少なくとも一方である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項6】
入力端子と、第１端子が前記入力端子に電気的に接続されたスイッチング素子と、一端が前記スイッチング素子の第２端子に電気的に接続されたコイルと、
前記コイルの他端に電気的に接続された出力端子と、カソードが前記スイッチング素子と、前記コイルとの間に電気的に接続され、アノードが基準電位に電気的に接続された整流素子と、一端が前記出力端子に電気的に接続され、他端が前記基準電位に電気的に接続されたコンデンサと、を備えるバックコンバータと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記スイッチング素子がオンの時には前記コイルに電流を流す事で、磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時には前記コイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、
前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、
前記スイッチング素子がオンした後、前記谷点検出部が１回目の前記共振信号の谷点を検出するまでの時間を計測する時間計測部と、
前記谷点カウント部による前記共振信号の谷点のカウント結果と、前記時間計測部による時間の計測結果に応じて前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、
前記タイミング制御部は、前記時間計測部による計測結果が第１時間未満である場合は前記谷点カウント部のカウント数が第１カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンし、前記時間計測部による計測結果が前記第１時間よりも長い第２時間を超える場合は前記谷点カウント部のカウント数が前記第１カウント数よりも少ない第２カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンする、
スイッチング電源装置。
前記コイルの他端に電気的に接続された出力端子と、カソードが前記スイッチング素子と、前記コイルとの間に電気的に接続され、アノードが基準電位に電気的に接続された整流素子と、一端が前記出力端子に電気的に接続され、他端が前記基準電位に電気的に接続されたコンデンサと、を備えるバックコンバータと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記スイッチング素子がオンの時には前記コイルに電流を流す事で、磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時には前記コイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、
前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、
前記スイッチング素子がオンした後、前記谷点検出部が１回目の前記共振信号の谷点を検出するまでの時間を計測する時間計測部と、
前記谷点カウント部による前記共振信号の谷点のカウント結果と、前記時間計測部による時間の計測結果に応じて前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、
前記タイミング制御部は、前記時間計測部による計測結果が第１時間未満である場合は前記谷点カウント部のカウント数が第１カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンし、前記時間計測部による計測結果が前記第１時間よりも長い第２時間を超える場合は前記谷点カウント部のカウント数が前記第１カウント数よりも少ない第２カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンする、
スイッチング電源装置。
【請求項7】
入力端子と、第１端子が前記入力端子に電気的に接続されたスイッチング素子と、一端が前記スイッチング素子の第２端子に電気的に接続されたコイルと、
前記コイルの他端に電気的に接続された出力端子と、カソードが前記スイッチング素子と、前記コイルとの間に電気的に接続され、アノードが基準電位に電気的に接続された整流素子と、一端が前記出力端子に電気的に接続され、他端が前記基準電位に電気的に接続されたコンデンサと、を備えるバックコンバータと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記スイッチング素子がオンの時には前記コイルに電流を流す事で、磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時には前記コイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、
前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、
所定の電圧にプルアップされた制御端子と、
前記制御端子の電圧の測定値に応じて、前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備える、
スイッチング電源装置。
前記コイルの他端に電気的に接続された出力端子と、カソードが前記スイッチング素子と、前記コイルとの間に電気的に接続され、アノードが基準電位に電気的に接続された整流素子と、一端が前記出力端子に電気的に接続され、他端が前記基準電位に電気的に接続されたコンデンサと、を備えるバックコンバータと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記スイッチング素子がオンの時には前記コイルに電流を流す事で、磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時には前記コイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、
前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、
所定の電圧にプルアップされた制御端子と、
前記制御端子の電圧の測定値に応じて、前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備える、
スイッチング電源装置。
【請求項8】
スイッチング素子がオンの時にはコイルに電流を流す事で、磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時にはコイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後にスイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、
前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、
外部装置から負荷情報レベルを取得し、前記谷点カウント部による前記共振信号の谷点のカウント結果と、前記負荷情報レベルに応じて前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、
前記タイミング制御部は、前記負荷情報レベルが軽負荷を示すほど、前記スイッチング素子をオンするタイミングを遅らせる、
制御装置。
前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、
外部装置から負荷情報レベルを取得し、前記谷点カウント部による前記共振信号の谷点のカウント結果と、前記負荷情報レベルに応じて前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、
前記タイミング制御部は、前記負荷情報レベルが軽負荷を示すほど、前記スイッチング素子をオンするタイミングを遅らせる、
制御装置。
【請求項9】
スイッチング素子がオンの時にはコイルに電流を流す事で、磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時にはコイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、
前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、
前記スイッチング素子がオンした後、前記谷点検出部が１回目の前記共振信号の谷点を検出するまでの時間を計測する時間計測部と、
前記谷点カウント部による前記共振信号の谷点のカウント結果と、前記時間計測部による時間の計測結果に応じて前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、備え、
前記タイミング制御部は、前記時間計測部による計測結果が第１時間未満である場合は前記谷点カウント部のカウント数が第１カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンし、前記時間計測部による計測結果が前記第１時間よりも長い第２時間を超える場合は前記谷点カウント部のカウント数が前記第１カウント数よりも少ない第２カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンする、
制御装置。
前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、
前記スイッチング素子がオンした後、前記谷点検出部が１回目の前記共振信号の谷点を検出するまでの時間を計測する時間計測部と、
前記谷点カウント部による前記共振信号の谷点のカウント結果と、前記時間計測部による時間の計測結果に応じて前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、備え、
前記タイミング制御部は、前記時間計測部による計測結果が第１時間未満である場合は前記谷点カウント部のカウント数が第１カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンし、前記時間計測部による計測結果が前記第１時間よりも長い第２時間を超える場合は前記谷点カウント部のカウント数が前記第１カウント数よりも少ない第２カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンする、
制御装置。
【請求項10】
スイッチング素子がオンの時にはコイルに電流を流す事で、磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時にはコイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、
前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、
所定の電圧にプルアップされた制御端子の電圧の測定値に応じて、前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備える、
制御装置。
前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、
所定の電圧にプルアップされた制御端子の電圧の測定値に応じて、前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備える、
制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、スイッチング電源装置及び制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
スイッチング素子を含む変換回路を用いて、照明装置の動作を制御する技術が知られている。特許文献１には、スイッチング素子数の抑制と調光自由度の向上を両立できる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１６６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
昨今、照明装置には、国際規格ＣＩＳＰＲＪ １５：２０１７に適合するようにノイズの平均値レベルを低減することが求められている。固定周波数で動作するバックコンバータを用いて照明装置を動作させる場合、ノイズ対策をすることが困難である。バックコンバータを用いた構成で、照明装置のノイズを低減する技術が求められている。
【0005】
本開示は、バックコンバータを用いた構成で電子機器から発生するノイズを低減することのできるスイッチング電源装置及び制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係るスイッチング電源装置は、入力端子と、第１端子が前記入力端子に電気的に接続されたスイッチング素子と、一端が前記スイッチング素子の第２端子に電気的に接続されたコイルと、前記コイルの他端に電気的に接続された出力端子と、カソードが前記スイッチング素子と、前記コイルとの間に電気的に接続され、アノードが基準電位に電気的に接続された整流素子と、一端が前記出力端子に電気的に接続され、他端が前記基準電位に電気的に接続されたコンデンサと、を備えるバックコンバータと、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記スイッチング素子がオンの時には前記コイルに電流を流す事で磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時には前記コイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、外部装置から負荷情報レベルを取得し、前記谷点カウント部による前記共振信号の谷点のカウント結果と、前記負荷情報レベルに応じて前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、前記タイミング制御部は、前記負荷情報レベルが軽負荷を示すほど、前記スイッチング素子をオンするタイミングを遅らせる。
【0007】
本開示に係るスイッチング電源装置において、前記制御部は、前記スイッチング素子がオンした後、前記谷点検出部が１回目の前記共振信号の谷点を検出するまでの時間を計測する時間計測部を備え、前記タイミング制御部は、前記時間計測部による計測結果が第１時間未満である場合は前記谷点カウント部のカウント数が第１カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンし、前記時間計測部による計測結果が前記第１時間よりも長い第２時間を超える場合は前記谷点カウント部のカウント数が前記第１カウント数よりも少ない第２カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンする。
【0008】
本開示に係るスイッチング電源装置において、前記タイミング制御部は、前記負荷情報レベルが軽負荷を示すほど、前記第１カウント数および前記第２カウント数の数を増加したタイミングで前記スイッチング素子をオンする。
【0009】
本開示に係るスイッチング電源装置において、前記制御部は、所定の電圧にプルアップされた制御端子を備え、前記タイミング制御部は、前記制御端子の電圧の測定値に応じて、前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御する。
【0010】
本開示に係るスイッチング電源装置において、前記負荷情報レベルは、照明装置の出力電流及び、照度を指示する調光信号の少なくとも一方である。
【0011】
本開示に係るスイッチング電源装置は、入力端子と、第１端子が前記入力端子に電気的に接続されたスイッチング素子と、一端が前記スイッチング素子の第２端子に電気的に接続されたコイルと、前記コイルの他端に電気的に接続された出力端子と、カソードが前記スイッチング素子と、前記コイルとの間に電気的に接続され、アノードが基準電位に電気的に接続された整流素子と、一端が前記出力端子に電気的に接続され、他端が前記基準電位に電気的に接続されたコンデンサと、を備えるバックコンバータと、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記スイッチング素子がオンの時には前記コイルに電流を流す事で、磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時には前記コイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、前記スイッチング素子がオンした後、前記谷点検出部が１回目の前記共振信号の谷点を検出するまでの時間を計測する時間計測部と、前記谷点カウント部による前記共振信号の谷点のカウント結果と、前記時間計測部による時間の計測結果に応じて前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、前記タイミング制御部は、前記時間計測部による計測結果が第１時間未満である場合は前記谷点カウント部のカウント数が第１カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンし、前記時間計測部による計測結果が前記第１時間よりも長い第２時間を超える場合は前記谷点カウント部のカウント数が前記第１カウント数よりも少ない第２カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンする。
【0012】
本開示に係るスイッチング電源装置は、入力端子と、第１端子が前記入力端子に電気的に接続されたスイッチング素子と、一端が前記スイッチング素子の第２端子に電気的に接続されたコイルと、前記コイルの他端に電気的に接続された出力端子と、カソードが前記スイッチング素子と、前記コイルとの間に電気的に接続され、アノードが基準電位に電気的に接続された整流素子と、一端が前記出力端子に電気的に接続され、他端が前記基準電位に電気的に接続されたコンデンサと、を備えるバックコンバータと、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記スイッチング素子がオンの時には前記コイルに電流を流す事で、磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時には前記コイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、所定の電圧にプルアップされた制御端子と、前記制御端子の電圧の測定値に応じて、前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備える。
【0013】
本開示に係る制御装置は、スイッチング素子がオンの時にはコイルに電流を流す事で、磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時にはコイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後にスイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、外部装置から負荷情報レベルを取得し、前記谷点カウント部による前記共振信号の谷点のカウント結果と、前記負荷情報レベルに応じて前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、備え、前記タイミング制御部は、前記負荷情報レベルが軽負荷を示すほど、前記スイッチング素子をオンするタイミングを遅らせる。
【0014】
本開示に係る制御装置は、スイッチング素子がオンの時にはコイルに電流を流す事で、磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時にはコイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、前記スイッチング素子がオンした後、前記谷点検出部が１回目の前記共振信号の谷点を検出するまでの時間を計測する時間計測部と、前記谷点カウント部による前記共振信号の谷点のカウント結果と、前記時間計測部による時間の計測結果に応じて前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、前記タイミング制御部は、前記時間計測部による計測結果が第１時間未満である場合は前記谷点カウント部のカウント数が第１カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンし、前記時間計測部による計測結果が前記第１時間よりも長い第２時間を超える場合は前記谷点カウント部のカウント数が前記第１カウント数よりも少ない第２カウント数のタイミングで前記スイッチング素子をオンする。
【0015】
本開示に係る制御装置は、スイッチング素子がオンの時にはコイルに電流を流す事で、磁気エネルギーを蓄え、前記スイッチング素子がオフの時にはコイルに蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、前記コイルの磁気エネルギーを全て放出した後に前記スイッチング素子の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する谷点検出部と、前記谷点検出部の検出結果に基づいて、前記谷点の数をカウントする谷点カウント部と、所定の電圧にプルアップされた制御端子の電圧の測定値に応じて、前記スイッチング素子をオンするタイミングを制御するタイミング制御部と、を備える。
【発明の効果】
【0016】
本開示によれば、バックコンバータを用いた構成で電子機器から発生するノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、添付図面を参照して、本開示に係る実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
【0019】
【0020】
図１に示すように、照明装置１は、スイッチング電源装置１０と、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路部１１と、発光部１２と、を含む。照明装置１は、交流電源２から交流電圧を受けて、発光部１２を発光させるように構成されている。交流電源２は、例えば、系統電源であるが、これに限定されない。
【0021】
スイッチング電源装置１０は、バックコンバータ２０と、制御部２１とを、備える。
【0022】
バックコンバータ２０は、入力端子３１と、グラウンド端子３２と、コンデンサ３３と、スイッチング素子３４と、コイル３５と、整流素子３６と、コンデンサ３７と、出力端子３８と、グラウンド端子３９と、を備える。本実施形態では、バックコンバータ２０は、疑似共振型のバックコンバータである。
【0023】
入力端子３１及びグラウンド端子３２には、ＰＦＣ回路部１１が電気的に接続されている。入力端子３１には、ＰＦＣ回路部１１から所定の出力電圧が入力される。
【0024】
グラウンド端子３２は、基準電位に接続されている。基準電位は、例えば、接地電位であるが、これに限定されない。
【0025】
コンデンサ３３は、一端が入力端子３１に電気的に接続されている。コンデンサ３３は、他端がグラウンド端子３２に電気的に接続されている。コンデンサ３３は、ＰＦＣ回路部１１から入力された出力電圧を平滑化する。
【0026】
スイッチング素子３４は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などの半導体素子である。スイッチング素子３４は、ドレイン端子が入力端子３１に電気的に接続されている。ドレイン端子は、第１端子とも呼ばれる。スイッチング素子３４は、ソース端子がコイル３５の一端に電気的に接続されている。ソース端子は、第２端子とも呼ばれる。スイッチング素子３４のゲート端子には、制御部２１から制御信号が入力される。ゲート端子は、第３端子とも呼ばれる。すなわち、スイッチング素子３４は、ハイサイド側に設置されている。なお、スイッチング素子３４は、シリコンパワーデバイス、ＧａＮパワーデバイス、ＳｉＣパワーデバイス、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などでも良い。
【0027】
コイル３５は、一端がスイッチング素子３４のソース端子に電気的に接続されている。コイル３５は、他端が出力端子３８に電気的に接続されている。
【0028】
整流素子３６は、カソードがスイッチング素子３４と、コイル３５との間に電気的に接続されている。整流素子３６は、アノードが基準電位に電気的に接続されている。
【0029】
コンデンサ３７は、一端がコイル３５と、出力端子３８との間に電気的に接続されている。コンデンサ３７は、他端が基準電位に電気的に接続されている。コンデンサ３７は、出力電圧を平滑化する。コンデンサ３７は、平滑化した出力電圧を発光部１２に供給する。
【0030】
出力端子３８と、グラウンド端子３９とには、発光部１２が電気的に接続されている。発光部１２は、例えば、直列に接続された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子を含む。発光部１２は、１つのＬＥＤ素子から構成されていてもよい。出力端子３８は、発光部１２のＬＥＤ素子のアノードに電気的に接続されている。グラウンド端子３９は、発光部１２のＬＥＤ素子のカソードに電気的に接続されている。発光部１２は、本開示における外部装置の一例である。本開示において、外部装置は発光部１２に限定されず、その他の装置であってもよい。
【0031】
グラウンド端子３９は、基準電位に接続されている。基準電位は、例えば、接地電位であるが、これに限定されない。
【0032】
ＰＦＣ回路部１１は、整流回路４１と、コンデンサ４２と、コイル４３と、スイッチング素子４４と、整流素子４５と、を含む。
【0033】
整流回路４１は、例えば、図示しない４個または６個のダイオードを含むブリッジダイオードである。整流回路４１は、交流電源２から出力された交流電圧を全波整流してコンデンサ４２に出力するように構成されている。整流回路４１は、ブリッジダイオードのカソード側がコイル４３の一端に電気的に接続されている。整流回路４１は、ブリッジダイオードのアノード側がバックコンバータ２０のグラウンド端子３２に電気的に接続されている。
【0034】
コンデンサ４２は、一端が整流回路４１と、コイル４３との間に電気的に接続されている。コンデンサ４２は、他端が基準電位に電気的に接続されている。コンデンサ４２は、整流回路４１からの出力電圧を平滑化する。
【0035】
コイル４３は、一端が整流回路４１のダイオードのカソード側に電気的に接続されている。コイル４３は、他端が整流素子４５のアノードに電気的に接続されている。
【0036】
スイッチング素子４４は、ドレイン端子がコイル４３と、整流素子４５との間に電気的に接続されている。スイッチング素子４４は、ソース端子が基準電位に電気的に接続されている。スイッチング素子４４のゲート端子には、制御部２１から制御信号が入力されるように構成されている。
【0037】
整流素子４５は、アノードがコイル４３の他端に電気的に接続するように構成されている。整流素子４５は、カソードがバックコンバータ２０の入力端子３１に電気的に接続されている。
【0038】
制御部２１は、バックコンバータ２０のスイッチング素子３４と、ＰＦＣ回路部１１のスイッチング素子４４とのスイッチング動作を制御する。制御部２１は、例えば、制御信号をスイッチング素子３４およびスイッチング素子４４のゲート端子に出力することで、スイッチング素子３４およびスイッチング素子４４のスイッチング動作を制御する。
【0039】
制御部２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等によって、図示しない記憶部などに記憶されたプログラムがＲＡＭ等を作業領域として実行されることにより実現される。制御部２１は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現されてもよい。制御部２１は、ハードウェアと、ソフトウェアとの組み合わせで実現されてもよい。
【0040】
本開示の実施形態では、制御部２１は、スイッチング素子３４をオフにして、コイル３５から磁気エネルギーを放出させることで、スイッチング素子３４の寄生容量とコイル３５のインダクタンスとに起因する共振信号を発生させる。制御部２１は、スイッチング素子３４とコイル３５とで共振信号を発生させた後、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御することで、発光部１２のＬＥＤ素子のノイズを低減する。制御部２１は、共振信号の谷点のタイミングと、発光部１２のＬＥＤ素子の負荷情報を示す調光信号のレベルとに応じて、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御する。
【0041】
【0042】
図２に示すように、制御部２１は、スイッチング制御部５１と、谷点検出部５２と、谷点カウント部５３と、タイミング制御部５４と、を備える。
【0043】
スイッチング制御部５１は、スイッチング素子３４のオンとオフとの切り替え制御を行う。スイッチング制御部５１は、スイッチング素子４４のオンとオフとの切り替え制御を行う。
【0044】
【0045】
スイッチング制御部５１は、図３のタイミングｔ１において、スイッチング素子３４に制御信号を出力して、スイッチング素子３４をオンする。スイッチング素子３４には、ドレイン電流が流れる。スイッチング素子３４にドレイン電流が流れることで、コイル３５には、磁気エネルギーが蓄積される。
【0046】
スイッチング制御部５１は、図３のタイミングｔ２において、スイッチング素子３４への制御信号の出力を停止して、スイッチング素子３４をオフする。これにより、スイッチング素子３４には、ドレイン電流が流れなくなる。スイッチング素子３４にドレイン電流が流れなくなることで、コイル３５に蓄積された磁気エネルギーが放出される。
【0047】
図３のタイミングｔ３において、コイル３５から磁気エネルギーは全て放出される。コイル３５から磁気エネルギーが全て放出されると、スイッチング素子３４のドレイン－ソース間に共振が発生する。スイッチング素子３４のドレイン－ソース間の共振は、スイッチング素子３４の寄生容量と、コイル３５のインダクタンスに起因する。
【0048】
タイミングｔ３からタイミングｔ８は、共振が発生している期間である。タイミングｔ４は、共振を示す共振信号の１個目の谷点が検出されるタイミングである。タイミングｔ５は、共振信号の２個目の谷点が検出されるタイミングである。タイミングｔ６は、共振信号の３個目の谷点が検出されるタイミングである。タイミングｔ７は、共振信号の４個目の谷点が検出されるタイミングである。タイミングｔ８は、共振信号の５個目の谷点が検出されるタイミングである。
【0049】
谷点検出部５２は、スイッチング素子３４の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する。谷点検出部５２は、スイッチング素子３４がオフの時にはコイル３５に蓄えられた磁気エネルギーを放出するとともに、コイル３５の磁気エネルギーを全て放出した後にスイッチング素子３４の両端に発生する電圧の共振信号の谷点を検出する。具体的には、谷点検出部５２は、図３に示すタイミングｔ４、タイミングｔ５、タイミングｔ６、タイミングｔ７、およびタイミングｔ８で谷点を検出する。谷点検出部５２の詳細は省略するが、例えば、コイル３５に補助巻き線を設け、補助巻き線の電圧を検出して谷点を検出してもよいし、スイッチング素子３４の電流を検出して、谷点を検出してもよい。谷点検出部５２は、その他の周知の方法を用いて、谷点を検出してもよい。
【0050】
谷点カウント部５３は、谷点検出部５２の検出結果に基づいて、スイッチング素子３４の両端に発生する電圧の共振信号の谷点の数をカウントする。
【0051】
タイミング制御部５４は、外部装置から負荷情報を取得し、谷点カウント部５３による共振信号の谷点のカウント結果と、負荷情報に応じてスイッチング素子３４をオンするタイミングを制御する。タイミング制御部５４は、負荷情報レベルが軽負荷を示すほど、スイッチング素子３４をオンするタイミングを遅らせる。具体的には、負荷情報に応じてスイッチング素子３４をオンする共振信号の谷点カウント数をオンタイミング谷点カウント数として決定し、谷点カウント部５３のカウント結果がオンタイミング谷点カウント数と一致したタイミングでスイッチング素子３４をオンする。第１実施形態では、負荷情報は、発光部１２のＬＥＤ素子の負荷情報である。具体的には、負荷情報は、ＬＥＤ素子の明るさに関する情報を示す調光信号である。より具体的には、タイミング制御部５４は、発光部１２から発光部１２の出力電流の大きさを示す出力電流情報及び、照度を指示する調光信号の少なくとも一方を取得する。スイッチング制御部５１は、タイミング制御部５４によって制御されたタイミングに従って、スイッチング素子３４をオンする。
【0052】
［タイミング制御方法］
図４を用いて、負荷情報に基づいて、第１実施形態に係るスイッチング素子をオンするタイミングを制御する方法について説明する。図４は、第１実施形態に係るスイッチング素子をオンするタイミングを制御する方法を説明するための図である。
図４を用いて、負荷情報に基づいて、第１実施形態に係るスイッチング素子をオンするタイミングを制御する方法について説明する。図４は、第１実施形態に係るスイッチング素子をオンするタイミングを制御する方法を説明するための図である。
【0053】
図４は、横軸が負荷情報（調光信号）のレベルを示し、縦軸はスイッチング素子３４をオンするスイッチングタイミングを示す。
【0054】
負荷情報のレベルが現在のレベルよりも軽くなる場合の制御方法について説明する。図４において、レベルＬ０、レベルＬ１、レベルＬ２、レベルＬ３、およびレベルＬ４の順に発光部１２の負荷が重いことを示す。発光部１２の明るさは、負荷情報がレベルＬ０に近づくほど全光に近づき、負荷情報がレベルＬ４に近づくほど深調光に近づく。
【0055】
第１実施形態では、負荷情報のレベルが現在のレベルよりも軽くなる場合には、負荷情報レベルがレベルＬ０、レベルＬ１、レベルＬ２、レベルＬ３、およびレベルＬ４を基準として、スイッチング素子３４をオンするタイミングを変更する。
【0056】
タイミング制御部５４は、負荷情報がレベルＬ０からレベルＬ１の間は、オンタイミング谷点カウント数を１とする。タイミング制御部５４は、負荷情報レベルがレベルＬ１からレベルＬ２である場合には、オンタイミング谷点カウント数を２とする。タイミング制御部５４は、負荷情報レベルがレベルＬ２からレベルＬ３である場合には、オンタイミング谷点カウント数を３とする。タイミング制御部５４は、負荷情報レベルがレベルＬ３からレベルＬ４である場合には、オンタイミング谷点カウント数を４とする。タイミング制御部５４は、負荷情報レベルがレベルＬ４以上である場合には、オンタイミング谷点カウント数を５とする。タイミング制御部５４は決まったオンタイミング谷点カウント数と谷点カウント部５３による共振信号の谷点のカウント結果が一致するタイミングで、スイッチング素子３４をオンする。
【0057】
負荷情報のレベルが現在のレベルよりも重くなる場合の制御方法について説明する。図４において、レベルＬ１よりも負荷の重いレベルＬ１ａと、レベルＬ２よりも負荷の重いレベルＬ２ａと、レベルＬ３よりも負荷の重いレベルＬ３ａと、レベル４よりも負荷の重いレベルＬ４ａとが示されている。すなわち、第１実施形態では、負荷情報レベルが現在よりも軽くなる場合と、重くなる場合とでは、スイッチング素子３４をオンするスイッチングタイミングを切り替える負荷情報レベルにヒステリシスを設けている。
【0058】
第１実施形態では、負荷情報のレベルが現在のレベルよりも重くなる場合には、負荷情報レベルがレベルＬ０、レベルＬ１ａ、レベルＬ２ａ、レベルＬ３ａ、およびレベルＬ４ａを基準として、スイッチング素子３４をオンするタイミングを変更する。
【0059】
タイミング制御部５４は、負荷情報がレベルＬ４ａ以上の間は、オンタイミング谷点カウント数を５とする。タイミング制御部５４は、負荷情報レベルがレベルＬ３ａ以上レベルＬ４ａ以下である場合には、オンタイミング谷点カウント数を４とする。タイミング制御部５４は、負荷情報レベルがレベルＬ２ａ以上レベルＬ３ａ以下である場合には、オンタイミング谷点カウント数を３とする。タイミング制御部５４は、負荷情報レベルがレベルＬ１ａ以上レベルＬ２ａ以下である場合には、オンタイミング谷点カウント数を２とする。タイミング制御部５４は、負荷情報レベルがレベルＬ０以上レベルＬ１ａ以下である場合には、オンタイミング谷点カウント数を１とする。タイミング制御部５４は決まったオンタイミング谷点カウント数と谷点カウント部５３による共振信号の谷点のカウント結果が一致するタイミングで、スイッチング素子３４をオンする。
【0060】
照明装置１においては、発光部１２の負荷が重いときにはスイッチング周波数が低くなり、発光部１２の負荷が軽いときにはスイッチング周波数が高くなる。このため、発光部１２の負荷が軽い状態のときに、スイッチング素子３４を速いタイミングでオンしてしまうと、スイッチングロスが大きくなる。このため、第１本実施形態では、発光部１２の負荷の重さに応じて、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御する。
【0061】
上述のとおり、第１実施形態では、発光部１２の負荷が重いほどスイッチング素子３４をオンするタイミングを速くして、発光部１２の負荷が軽いほどスイッチング素子３４をオンするタイミングを遅くする。これにより、第１実施形態は、発光部１２のノイズを低減することができる。また、第１実施形態は、発光部１２の負荷の重さに基づいて、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御することで、発光部１２の負荷の重さによらず、安定して制御することができる。
【0062】
第１実施形態では、共振信号の電圧が極小となるタイミングで、スイッチング素子３４をオンする。これにより、第１実施形態は、スイッチングロスを低減できるので、発光部１２の負荷の重さによらず高効率化を実現することができる。
【0063】
第１実施形態では、発光部１２の負荷情報に基づいて、スイッチング素子３４をオンするタイミングを決定するため、複雑の構成を用いる必要がなく、装置全体を低コスト化することができる。
【0064】
［第２実施形態］
次に、本開示に係る第２実施形態に係るタイミング制御方法について説明する。第２実施形態では、スイッチング素子３４がオンしたタイミングから、スイッチング素子がオフし、スイッチング素子３４に共振信号が発生し１回目の共振信号の谷が来るまでの時間に基づいて、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御する。
次に、本開示に係る第２実施形態に係るタイミング制御方法について説明する。第２実施形態では、スイッチング素子３４がオンしたタイミングから、スイッチング素子がオフし、スイッチング素子３４に共振信号が発生し１回目の共振信号の谷が来るまでの時間に基づいて、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御する。
【0065】
【0066】
【0067】
図６は、第２実施形態に係るスイッチング素子をオンするタイミングを制御する方法を説明するための図である。
【0068】
図６に示すように、タイミングｔ１でスイッチング素子３４をオンして、タイミングｔ２でスイッチング素子３４をオフし、タイミングｔ４で共振信号の１個目の谷点が現れるまでの時間を時間Ｔとする。タイミング制御部５４は、時間計測部５５による時間Ｔの計測結果が第１時間Ｔ１未満である場合と、第１時間Ｔ１よりも長い第２時間Ｔ２以上である場合とで、スイッチング素子３４をオンするタイミングを変更する。
【0069】
タイミング制御部５４は、時間計測部５５による計測結果が第１時間Ｔ１未満である場合は、スイッチング素子３４をオンする共振信号の谷点カウント数をオンタイミング谷点カウント数として第１カウント数に決定し、谷点カウント部５３のカウント結果がオンタイミング谷点カウント数と一致したタイミングでスイッチング素子３４をオンする。タイミング制御部５４は、時間計測部５５による計測結果が第１時間Ｔ１よりも長い第２時間Ｔ２以上である場合には、スイッチング素子３４をオンする共振信号の谷点カウント数をオンタイミング谷点カウント数として第２カウント数に決定し、谷点カウント部５３のカウント結果がオンタイミング谷点カウント数と一致したタイミングでスイッチング素子３４をオンする。第１時間Ｔ１は、例えば、７．５μ秒であるが、これに限定されない。第２時間Ｔ２は、例えば、１０μ秒であるがこれに限定されない。第１カウント数は、第２カウント数よりも多い数となる。
【0070】
具体的には、タイミング制御部５４は、例えば、時間計測部５５の計測結果が第１時間Ｔ１未満である場合には、オンタイミング谷点カウント数を３とする。タイミング制御部５４は、例えば、時間計測部５５の計測結果が第２時間Ｔ２以上である場合には、オンタイミング谷点カウント数を２とする。タイミング制御部５４は決まったオンタイミング谷点カウント数と谷点カウント部５３による共振信号の谷点のカウント結果が一致するタイミングで、スイッチング素子３４をオンする。
【0071】
上述のとおり、第２実施形態では、スイッチング素子３４がオンしたタイミングから、スイッチング素子３４に共振信号が発生し１回目の共振信号の谷がくるまでの時間が所定の第１時間よりも短い場合にはスイッチング素子３４をオンするタイミングを遅くして、第１時間よりも長い第２時間以上であればスイッチング素子３４をオンするタイミングを速くする。これにより、第２実施形態は、発光部１２のノイズを低減することができる。
【0072】
［第３実施形態］
次に、本開示の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、制御部２１の制御端子に接続された外部抵抗の抵抗値により、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御する。第３実施形態では、外部抵抗の抵抗値は、照明装置１の設計時点により決定される。
次に、本開示の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、制御部２１の制御端子に接続された外部抵抗の抵抗値により、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御する。第３実施形態では、外部抵抗の抵抗値は、照明装置１の設計時点により決定される。
【0073】
図７は、第３実施形態に係る制御部の構成例を示す図である。図７に示すように、制御部２１は、制御端子６１と、定電流源６２と、コンパレータ６３と、閾値電源６４と、コンパレータ６５と、閾値電源６６と、を備える。
【0074】
制御端子６１は、定電流源６２の出力端子と、外部抵抗７１とに電気的に接続されている。定電流源６２は、制御端子６１に電気的に接続された外部抵抗７１に応じて電圧がコンパレータ６３及びコンパレータ６５に入力するように構成されている。言い換えると、本実施形態では、定電流源６２が出力する定電流の電流値と、外部抵抗７１の抵抗値に応じてプルアップされた一定の電圧が、制御端子６１からコンパレータ６３及びコンパレータ６５に入力するように構成されている。外部抵抗７１の抵抗値は、設計に応じて任意に変更し得る。
【0075】
定電流源６２は、電源電位ＶＤと、制御端子６１との間に電気的に接続されている。
【0076】
コンパレータ６３の非反転入力端子には、定電流源６２と外部抵抗７１に応じた、所定の電圧が入力される。すなわち、コンパレータ６３の非反転入力端子には、設計に応じた所定の電圧が入力される。
【0077】
コンパレータ６３の反転入力端子には、閾値電源６４が電気的に接続されている。コンパレータ６３の反転入力端子には、閾値電源６４からの閾値電圧が入力される。図７に示す例では、閾値電源６４から出力される閾値電圧の電圧値は、例えば、３Ｖであるが、これに限定されない。
【0078】
コンパレータ６３は、非反転入力端子に入力される電圧の電圧値が３Ｖ未満である場合には、ローレベルの信号を出力する。コンパレータ６３は、非反転入力端子に入力される電圧の電圧値が３Ｖ以上である場合には、ハイレベルの信号を出力する。
【0079】
コンパレータ６５の非反転入力端子には、定電流源６２と外部抵抗７１に応じた、所定の電圧が入力される。すなわち、コンパレータ６５の非反転入力端子には、設計に応じた所定の電圧が入力される。
【0080】
コンパレータ６５の反転入力端子には、閾値電源６６が電気的に接続されている。コンパレータ６５の反転入力端子には、閾値電源６６からの閾値電圧が入力される。図７に示す例では、閾値電源６６から出力される閾値電圧の電圧値は、例えば、１．５Ｖであるが、これに限定されない。
【0081】
コンパレータ６５は、非反転入力端子に入力される電圧の電圧値が１．５Ｖ未満である場合には、ローレベルの信号を出力する。コンパレータ６５は、非反転入力端子に入力される電圧の電圧値が１．５Ｖ以上である場合には、ハイレベルの信号を出力する。
【0082】
すなわち、コンパレータ６３及びコンパレータ６５のそれぞれの非反転入力端子に入力される電圧の電圧値が１．５Ｖ未満であれば、コンパレータ６３及びコンパレータ６５はそれぞれローレベルの信号を出力する。コンパレータ６３及びコンパレータ６５のそれぞれの非反転入力端子に入力される電圧の電圧値が１．５Ｖ以上３．０Ｖ未満であれば、コンパレータ６３はローレベルの信号を出力し、コンパレータ６５はハイレベルの信号を出力する。コンパレータ６３及びコンパレータ６５のそれぞれの非反転入力端子に入力される電圧の電圧値が３Ｖ以上であれば、コンパレータ６３及びコンパレータ６５はそれぞれハイレベルの信号を出力する。
【0083】
本実施形態では、コンパレータ６３及びコンパレータ６５のそれぞれの非反転入力端子に入力される電圧の電圧値が、１．５Ｖ未満、１．５Ｖ以上３Ｖ未満、または３Ｖ以上の３パータンを基準として、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御する。すなわち、本実施形態は制御端子６１の電圧値に応じて、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御する。
【0084】
図８を用いて、制御端子６１の電圧に基づいて、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御する方法について説明する。図８は、第３実施形態に係るスイッチング素子をオンするタイミングを制御する方法を説明するための図である。
【0085】
図８は、横軸が時間を示し、縦軸が電圧を示す。制御端子６１の電圧値が１．５Ｖ未満である場合には、１個目の谷点のタイミングであるタイミングｔ３でスイッチング素子３４をオンすると判定する。制御端子６１の電圧値が１．５Ｖ以上３Ｖ未満である場合には、２個目の谷点のタイミングであるタイミングｔ４でスイッチング素子３４をオンすると判定する。制御端子６１の電圧値が３Ｖ以上である場合には、３個目の谷点のタイミングであるタイミングｔ５でスイッチング素子３４をオンすると判定する。
【0086】
上述のとおり、第３実施形態では、制御端子６１の電圧値が小さいほどスイッチング素子３４をオンするタイミングを速くする。これにより、第３実施形態は、発光部１２のノイズを低減することができる。
【0087】
［第４実施形態］
次に、本開示の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、第１実施形態から第３実施形態を組み合わせて、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御する。
次に、本開示の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、第１実施形態から第３実施形態を組み合わせて、スイッチング素子３４をオンするタイミングを制御する。
【0088】
図９と、図１０とを用いて、第４実施形態に係るスイッチング素子をオンするタイミングを制御する方法について説明する。図９は、第４実施形態に係るスイッチング素子をオンするタイミングを制御する方法を説明するための図である。図１０は、第４実施形態に係るスイッチング素子を制御する方法を説明するための表である。
【0089】
図９は、横軸が負荷情報（調光信号）のレベルを示し、縦軸はスイッチング素子３４をオンするスイッチングタイミングを示す。図９では、スイッチングタイミングを共振信号の谷点がＮ（Ｎは任意の整数）個目、Ｎ＋１個目、Ｎ＋２個目、Ｎ＋３個目として示している。
【0090】
図９では、負荷情報のレベルに応じて３つの領域に分けられている。負荷情報のレベルが現在のレベルよりも軽くなる場合に制御する場合には、負荷情報のレベルに応じて、Ａ領域、Ｂ領域、およびＣ領域を設定する。Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域の順に負荷が重い。Ａ領域は、発光部１２が全調光である場合の負荷の重さを１００％とすると、負荷の重さが６７％以上の領域である。Ｂ領域は、発光部１２が全調光である場合の負荷の重さを１００％とすると、負荷の重さが３３％以上６７％以下の領域である。Ｃ領域は、発光部１２が全調光である場合の負荷の重さを１００％とすると、負荷の重さが３３％未満の領域である。
【0091】
なお、負荷情報のレベルが現在のレベルよりも重くなる場合に制御する場合には、Ａ領域よりも負荷の重いＡａ領域、Ｂ領域よりも負荷の重いＢａ領域、Ｃ領域よりも負荷の重いＣａ領域を設定する。
【0092】
図１０は、負荷情報のレベルが現在のレベルよりも軽くなる場合にスイッチング素子３４をオンするタイミングを示す表である。図１０に示すように、第４実施形態では、制御端子６１の電圧と、スイッチング周期と、負荷のレベルとの組み合わせによって、スイッチング素子３４をオンするタイミングを設定する。
【0093】
制御端子６１の電圧が１.５Ｖ未満、スイッチング周期が７．５μ秒以下、負荷レベルがＡ領域である場合、タイミング制御部５４は、共振信号の２個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。制御端子６１の電圧が１.５Ｖ未満、スイッチング周期が７．５μ秒以下、負荷レベルがＡ領域からＢ領域に変化した場合、タイミング制御部５４は、共振信号の３個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。制御端子６１の電圧が１.５Ｖ未満、スイッチング周期が７．５μ秒以下、負荷レベルがＢ領域からＣ領域に変化である場合、タイミング制御部５４は、共振信号の４個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。
【0094】
制御端子６１の電圧が１.５Ｖ未満、スイッチング周期が１０μ秒以上、負荷レベルがＡ領域である場合、タイミング制御部５４は、共振信号の１個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。制御端子６１の電圧が１.５Ｖ未満、スイッチング周期が１０μ秒以上、負荷レベルがＡ領域からＢ領域に変化した場合、タイミング制御部５４は、共振信号の２個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。制御端子６１の電圧が１.５Ｖ未満、スイッチング周期が１０μ秒以上、負荷レベルがＢ領域からＣ領域に変化した場合、タイミング制御部５４は、共振信号の３個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。
【0095】
制御端子６１の電圧が１.５Ｖ以上３Ｖ未満、スイッチング周期が７．５μ秒以下、負荷レベルがＡ領域である場合、タイミング制御部５４は、共振信号の３個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。制御端子６１の電圧が１.５Ｖ以上３Ｖ未満、スイッチング周期が７．５μ秒以下、負荷レベルがＡ領域からＢ領域に変化した場合、タイミング制御部５４は、共振信号の４個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。制御端子６１の電圧が１.５Ｖ以上３Ｖ未満、スイッチング周期が７．５μ秒以下、負荷レベルがＢ領域からＣ領域に変化である場合、タイミング制御部５４は、共振信号の５個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。
【0096】
制御端子６１の電圧が１.５Ｖ以上３Ｖ未満、スイッチング周期が１０μ秒以上、負荷レベルがＡ領域である場合、タイミング制御部５４は、共振信号の２個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。制御端子６１の電圧が１.５Ｖ以上３Ｖ未満、スイッチング周期が１０μ秒以上、負荷レベルがＡ領域からＢ領域に変化した場合、タイミング制御部５４は、共振信号の３個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。制御端子６１の電圧が１.５Ｖ以上３Ｖ未満、スイッチング周期が１０μ秒以上、負荷レベルがＢ領域からＣ領域に変化である場合、タイミング制御部５４は、共振信号の４個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。
【0097】
制御端子６１の電圧が３Ｖ以上、スイッチング周期が７．５μ秒以下、負荷レベルがＡ領域である場合、タイミング制御部５４は、共振信号の４個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。制御端子６１の電圧が３Ｖ以上、スイッチング周期が７．５μ秒以下、負荷レベルがＡ領域からＢ領域に変化した場合、タイミング制御部５４は、共振信号の５個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。制御端子６１の電圧が３Ｖ以上、スイッチング周期が７．５μ秒以下、負荷レベルがＢ領域からＣ領域に変化である場合、タイミング制御部５４は、共振信号の６個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。
【0098】
制御端子６１の電圧が３Ｖ以上、スイッチング周期が１０μ秒以上、負荷レベルがＡ領域である場合、タイミング制御部５４は、共振信号の３個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。制御端子６１の電圧が３Ｖ以上、スイッチング周期が１０μ秒以上、負荷レベルがＡ領域からＢ領域に変化した場合、タイミング制御部５４は、共振信号の４個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。制御端子６１の電圧が３Ｖ以上、スイッチング周期が１０μ秒以上、負荷レベルがＢ領域からＣ領域に変化である場合、タイミング制御部５４は、共振信号の５個目の谷点でスイッチング素子３４をオンすると決定する。
【0099】
上述のとおり、第４実施形態では、制御端子６１の電圧と、スイッチング周期と、負荷のレベルとの組み合わせに応じて、スイッチング素子３４を制御するタイミングを制御する。これにより、第４実施形態は、発光部１２のノイズを低減することができる。
【0100】
以上、本開示の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により本開示が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【符号の説明】
【0101】
１ 照明装置
２ 交流電源
１０ スイッチング電源装置
１１ ＰＦＣ回路部
１２ 発光部
２０ バックコンバータ
３１ 入力端子
３２，３９ グラウンド端子
３３，３７，４２ コンデンサ
３４，４４ スイッチング素子
３５，４３ コイル
３６，４５ 整流素子
３８ 出力端子
４１ 整流回路
２１，２１Ａ 制御部
５１ スイッチング制御部
５２ 谷点検出部
５３ 谷点カウント部
５４ タイミング制御部
５５ 時間計測部
２ 交流電源
１０ スイッチング電源装置
１１ ＰＦＣ回路部
１２ 発光部
２０ バックコンバータ
３１ 入力端子
３２，３９ グラウンド端子
３３，３７，４２ コンデンサ
３４，４４ スイッチング素子
３５，４３ コイル
３６，４５ 整流素子
３８ 出力端子
４１ 整流回路
２１，２１Ａ 制御部
５１ スイッチング制御部
５２ 谷点検出部
５３ 谷点カウント部
５４ タイミング制御部
５５ 時間計測部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】