Led點亮裝置的製作方法
2024-02-10 08:50:15
專利名稱：Led點亮裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及以LED (發光二極體)作為光源的LED點亮裝置，尤其涉及使LED燈穩定點亮的LED點亮裝置的改良。
背景技術：
近些年來，基於耗電量少且壽命長這樣的理由，使用LED的照明裝置通常得到廣泛普及。由於LED是直流驅動元件，因此通常通過平滑電容器來平滑對商用交流電源進行了全波整流後的脈動電流電壓源，將來自平滑電容器的直流電壓用作電源進行驅動(參見專利文獻1、2)。此時平滑電容器大多使用大容量的電解電容器。另外，雖然能夠憑藉電流量來控制LED元件的亮度，然而未必能夠容易地正確控制直流電流的電流量。因此，優選採用的方法是，向LED元件提供高頻開關脈衝，控制其佔空比以控制LED元件的亮度。專利文獻I日本特開平10-321914號公報專利文獻2日本特開2009-302017號公報LED元件是發熱性高的部件，然而由於電解電容器不耐熱，因此高溫下的長時間使用會導致特性變差，存在壽命變短的問題。如上所述，儘管LED元件的特長之一就是壽命長，然而若作為驅動LED元件的部件之一的電解電容器的壽命短，則無法發揮LED元件原本的特長。因此希望LED驅動電路不使用電解電容器，與LED元件一起獲得較長的使用壽命。當使用現有的非電解電容器的其他電容器的情況下，無法確保足夠對全波整流波的脈動電流進行整流的電容，只能確保能對開關導致的高頻分量進行平滑程度的電容。因此對LED驅動電路的輸入端子施加全波整流波。由於全波整流波每周期都會下落至OV附近，因此無法在OV附近的谷底期間工作。因而需要在谷底期間以外的期間提供儘可能穩定的LED電流，需要使得LED點亮期間的亮度恆定。
發明內容
本發明就是為了解決上述課題而完成的，本發明的目的在於提供一種能夠在不必使用電解電容器作為與整流電路的輸出端連接的平滑電容器的情況下，使LED穩定地點亮的LED點亮裝置。為了解決上述課題，本發明的LED點亮裝置的特徵在於，具有整流電路，其對交流電源進行整流；斬波器電路，其具有第I繞組和開關元件，對從上述整流電路輸出的整流波形進行變壓；LED元件，其與上述斬波器電路的輸出端連接；以及自激勵式驅動信號產生電路，其具有與上述第I繞組磁耦合的第2繞組，對上述斬波器電路進行驅動，上述自激勵式驅動信號產生電路具有導通時間校正電路，該導通時間校正電路規定上述開關元件的導通時間，並且控制為當上述整流電路的輸出電壓相對較大時上述導通時間變短，當上述輸出電壓相對較小時上述導通時間變長。根據本發明，能夠使LED導通時間中的電流電平變得穩定。因此能夠在不使用電解電容器作為平滑電容器的情況下，使得LED點亮期間的亮度恆定，能使LED穩定地點亮。優選上述導通時間校正電路具有電容器;第I電阻電路，其具有第I電阻；以及第2電阻電路，其具有第2電阻與第I齊納ニ極管的串聯電路，上述第I電阻電路和第2電阻電路的一端都與上述電容器連接，上述第I齊納ニ極管具有第I齊納電壓，當輸入電壓小於上述第I齊納電壓時，輸入電流通過上述第I電阻電路後流到上述電容器，當上述輸入電壓在上述第I齊納電壓以上時，上述輸入電流通過上述第I電阻電路與上述第2電阻電路雙方後流到上述電容器。根據該構成，能通過簡單的構成實現導通時間校正電路。 更優選上述導通時間校正電路具有第3電阻電路，該第3電阻電路具有第3電阻與第2齊納ニ極管的串聯電路，上述第3電阻電路的一端與上述第I電阻電路以及第2電阻電路都與上述電容器連接，上述第2齊納ニ極管具有比上述第I齊納電壓高的第2齊納電壓，當上述輸入電壓大於等於上述第I齊納電壓且小於第2齊納電壓吋，上述輸入電流通過上述第I電阻電路與上述第2電阻電路雙方後流到上述電容器，當上述輸入電壓大於等於上述第2齊納電壓時，上述輸入電流通過上述第I電阻電路至第3電阻電路全體後流到上述電容器。根據該構成，能進ー步提高導通時間校正電路的校正精度。本發明的LED點亮裝置優選還具有零交叉停止電路，該零交叉停止電路在從上述整流電路輸出的整流波形低於預定的閾值電平的期間，強制性地使上述斬波器電路的動作停止。在不使用大容量的平滑電容器對來自整流電路的整流波進行平滑的情況下，脈動電流較大的整流波會被輸入到斬波器電路，斬波器電路隨機動作，導致LED的發光變得不穩定。然而通過強制性地使斬波器電路的動作停止，能夠使LED點亮期間的亮度恆定。本發明的LED點亮裝置優選還具有開路保護電路，該開路保護電路在上述斬波器電路的上述輸出端成為開路時，強制性地使上述斬波器電路的動作停止。當由於LED元件破損而使得斬波器電路的輸出端變成開路時，斬波器電路的端子間電壓會上升，LED點亮裝置內的元件和電路可能會受到損傷，然而在設置了開路保護電路的情況下能夠防止這種損傷。本發明的LED點亮裝置優選上述自激勵式驅動信號產生電路還具有限制上述第2繞組的輸出電壓的峰值的限幅器，上述第2繞組的輸出電壓經由上述限幅器後被提供給上述開關元件。通過限幅器對第2繞組的輸出電壓進行了限制之後，將其提供給開關元件，從而能確保開關元件的柵極耐壓，還能儘量提高第2繞組的電壓，由此能使得斬波器電路長時間動作。根據本發明，可提供一種能夠在不使用電解電容器作為平滑電容器的情況下，使LED穩定地點亮的LED點亮裝置。
圖1是表示本發明的優選實施方式的LED點亮裝置的構成的框圖。圖2是圖1所示的LED點亮裝置的電路圖。圖3是降壓斬波器電路14的動作說明圖，(a)表示開關元件Ql導通的狀態的動作，(b)表示開關元件Ql截止狀態的動作。圖4是用於說明導通時間校正電路22的構成和動作的電路圖。圖5是表示基於模擬的電容器C5的端子間電壓/電流波形的圖表，(a)表示電流波形，(b)表示電壓波形。圖6是表示基於模擬的整流電路的電源電壓波形和LED電流波形的圖表，(a)表示未使用導通時間校正電路時的電源電壓波形，(b)表不未使用導通時間校正電路時的LED電流波形，(c)表示使用導通時間校正電路時的電源電壓波形，(d)表示使用導通時間校正電路時的LED電流波形。圖7是表示基於實際電路的整流電路的電源電壓波形和LED電流波形的圖表，(a)表示未使用導通時間校正電路時的電源電壓波形，(b)表示未使用導通時間校正電路時的LED電流波形，(c)表示使用導通時間校正電路時的電源電壓波形，(d)表示使用導通時間校正電路時的LED電流波形。圖8是表示零交叉停止電路的構成的電路圖。
圖9是零交叉停止電路的輸入輸出信號波形圖。圖10是表示開路保護電路的構成的電路圖。符號說明10LED點亮裝置；11商用電源；12濾波電路；13整流電路；14降壓斬波器電路；15模塊；16過電流保護電路；17自激勵式驅動信號產生電路；18零交叉停止電路；19開路保護電路；20限幅器；21柵極驅動電路；22導通時間校正電路；23停止脈衝產生電路；C1 C9電容器；D1 D9 ニ極管；DZ1 DZ7齊納ニ極管；L1電感；Nd、Np繞組；Q1電壓控制型開關元件；Q2 Q7電晶體；R1 R15電阻；Rst起動電阻；T1變壓器
具體實施例方式下面參照附圖，詳細說明本發明的優選實施方式。圖I是表示本發明的優選實施方式的LED點亮裝置的構成的框圖。圖2是圖I所不LED點売裝直的電路圖。如圖I所示，LED點亮裝置10具有去除商用電源(AC100V、50/60Hz) 11的高頻噪聲的濾波電路12、整流電路13、降壓斬波器電路14、LED模塊15、過電流保護電路16、自激勵式驅動信號產生電路17、零交叉停止電路18、開路保護電路19。濾波電路12是具有與商用電源11連接的電容器Cl、電感LI和電阻Rl的LC濾波器。濾波電路12的輸出端與整流電路13的輸入端連接。整流電路13是由4個ニ極管構成的橋型全波整流電路，在其輸出端連接著ニ極管Dl和平滑電容器C2。該平滑電容器C2並非電解電容器因而耐熱性較高，然而並不具備能夠對全波整流波形進行平滑所需的電容，而具備能夠對開關噪聲進行平滑的程度的電容。降壓斬波器電路14具有電壓控制型開關元件Q1、繞組Np、續流ニ極管D2、電容器C3。本實施方式的開關元件Ql是N型M0SFET。繞組Np、續流ニ極管D2和電容器C3構成環路，在繞組Np的一端連接著電容器C3的一端，在電容器C3的另一端連接著ニ極管D2的陰極，在ニ極管D2的陽極連接著繞組Np的另一端。另外，在繞組Np的一端經由ニ極管Dl連接著整流電路13的正側輸出端子，在繞組Np的另一端連接著開關元件Ql的漏扱。開關元件Ql的源極經由過電流保護電路16的電流檢測電阻R2與整流電路13的負側輸出端子(接地)連接。電容器C3的兩端構成降壓斬波器電路14的ー對輸出端子，在該輸出端子上連接著由LED元件的串聯電路構成的LED模塊15。LED模塊15的陰極側與電容器C3的一端連接，陽極側與電容器C3的另一端連接。圖3是降壓斬波器電路14的動作說明圖，(a)表示開關元件Ql導通的狀態的動作，(b)表示開關元件Ql截止狀態的動作。如圖3(a)所示，當開關元件Ql導通時，來自電源VCC(整流電路13)的電流在由繞組Np和開關元件Ql構成的環路中流動，在繞組Np中蓄積勵磁能量。而且如圖3 (b)所示，當開關元件Ql截止吋，繞組Np的勵磁能量被提供給LED模塊15，因此當開關元件Ql截止時LED模塊也能點亮。而且此時在電容器C3中蓄積靜電能量。當開關元件Ql再次導通時，如圖3(a)所示，來自電源VCC的電流再次在由繞組Np和開關元件Ql構成的環路中流動，電容器C3的靜電能量通過LED模塊15進行放電，因此當開關元件Ql導通時LED模塊15也能點亮。在本實施方式的降壓斬波器電路14中，僅勵磁能量被提供給LED模塊15，因此僅對勵磁電流的峰值和周期進行限制即可，較易實現恆流動作。另外，該降壓斬波器電路14自動以臨界模式動作，因此需要某種程度的磁芯體積，然而只需限制開關元件Ql的導通時間即可，易於進行LED模塊15的亮度的控制。如圖I和圖2所示，在降壓斬波器電路14上連接著起動電阻Rst。起動電阻Rst設置於整流電路13的正側輸出端子與開關元件Ql的柵極之間。進而，在開關元件Ql的柵極與整流電路13的負側輸出端子之間設有電阻R3。起動電阻Rst向開關元件Ql的柵極施加整流電路13側的電壓，賦予開關元件Ql能進行動作的正向偏壓，因此能夠使開關元件Ql導通。過電流保護電路16是在流過降壓斬波器電路14的開關元件Ql的電流過大時使該開關元件Ql截止的電路，具有電晶體Q2和電流檢測電阻R2。電晶體Q2的集電極與開關元件Ql的柵極連接，電晶體Q2的發射極與開關元件Ql的源極(整流電路13的負側輸出端子)連接。當預定的峰值電流流過電流檢測電阻R2吋，電晶體Q2導通，開關元件Ql的柵極/源極之間短路，開關元件Ql導通。因此能夠防止降壓斬波器電路14的過電流。自激勵式驅動信號產生電路17具有電感(驅動繞組)Nd、限幅器20、柵極驅動電路21、導通時間校正電路22，繞組Nd與降壓斬波器電路14的繞組Np磁耦合。S卩，繞組Np和繞組Nd分別構成變壓器Tl的一次繞組和二次繞組。當開關元件Ql導通吋，電流流過降壓斬波器電路14的繞組Np，在繞組Nd中也產生感應電壓。限幅器20具有電晶體Q3、連接於電晶體Q3的基極/集電極之間的電阻R4、與電晶體Q3的基極連接的齊納ニ極管DZl和ニ極管D3的串聯電路、連接於電晶體Q3的集電極/發射極之間的ニ極管D4，當繞組Nd的輸出電壓被限幅器20限制為約IOV之後，通過具有ニ極管D5、電容器C4和電阻R5的柵極驅動電路21被輸入到開關元件Ql的柵極，由此使得開關元件Ql的導通狀態得以保持。為了使得降壓斬波器電路14儘可能長時間進行動作，就需要儘量提高繞組Nd的電壓，然而這樣繼續下去就會超過開關元件Ql的柵極耐壓，因此需要限制對於開關元件Ql的柵極施加的電壓，而限幅器20就用於此。當由於過電流使得過電流保護電路16的電晶體Q2導通，開關元件Ql的柵扱/源極之間短路時，正向偏壓消失，因此開關元件Ql截止。當開關元件Ql截止時，如圖3(b)所、示，放出由於反電動勢而蓄積於繞組Np中的勵磁能量，放電電流流過LED模塊15。此時，繞組Nd的端子間電壓的極性是反轉的，因此開關元件Ql的柵極電壓被抽取而立即截止。該極性反轉將會持續到繞組Np結束勵磁能量的放出為止，在此期間電容器C4被充電。當繞組Np結束勵磁能量的放出後，從電容器C4放出的靜電能量會對開關元件Ql的柵極賦予正向偏壓，因此開關元件Ql急速成為導通狀態。此後重複上述電路動作，因此LED模塊通過充電電流和放電電流而始終點亮。當開關元件Ql導通時，與繞組Np電磁耦合的繞組Nd中流過感應電流，該電流對導通時間校正電路22的電容器C5進行充電。當電容器C5被充電而使得其端子間電壓超 過了電晶體Q4的基極電壓吋，電晶體Q4導通，開關元件Ql的柵極/源極間短路，開關元件Ql截止。下面說明導通時間校正電路22。圖4是用於說明導通時間校正電路22的構成和動作的電路圖。如圖4所不，導通時間校正電路22具有電晶體Q4、連接於電晶體Q4的基極/發射極之間的電容器C5、由電阻R6構成的第I電阻電路、由齊納ニ極管DZ2和第2電阻R7串聯連接構成的第2電阻電路、由齊納ニ極管DZ3和電阻R8串聯連接構成的第3電阻電路、與電容器C5並聯的電阻R9。第I 第3電阻電路的一端都與繞組Nd的一端連接，第I至第3電阻電路的另一端都與電容器C5的一端連接。電容器C5的另一端與整流電路13的負側輸出端子連接。另外，在電晶體Q4的基極/發射極之間插入有作為過電壓保護電路的ニ極管D6、D7的串聯電路。進而，電晶體Q4的基極與電容器C5的一端連接。與過電流保護電路16的電晶體Q2同樣，電晶體Q4的集電極與開關元件Ql的柵極連接，電晶體Q4的發射極與開關元件Ql的源極(整流電路13的負側輸出端子)連接。因此當電晶體Q4導通吋，開關元件Ql的柵極/源極間短路，開關元件Ql截止。在本實施方式中，設定成第2電阻電路的齊納ニ極管DZ2在IOV時導通，第3電阻電路的齊納ニ極管DZ3在20V時導通。因此在繞組Nd的端子間電壓處於O IOV的範圍內吋，電流不會流過第2和第3電阻電路，電流僅流過第I電阻電路。因此輸入到電容器C5的電流僅為通過R6的電流IK6，電容器C5被緩慢充電。當繞組Nd的端子間電壓處於10 20V的範圍內吋，電流不會流過第3電阻電路，電流僅流過第I和第2電阻電路。因此，輸入到電容器C5的電流為ΙΚ6+ΙΚ7，電流量比O IOV時多，電容器C5被迅速充電。當繞組Nd的端子間電壓處於20 30V的範圍內時，電流在第I 第3電阻電路中都流過。因此輸入到電容器C5的電流為ΙΚ6+ΙΚ7+ΙΚ8，電流量比10 20V時更多，電容器C5被更迅速充電。如上，當繞組Nd的端子間電壓較低時電容器C5的充電速度較慢，當繞組Nd的端子間電壓較高時電容器C5的充電速度較快，因此開關元件Ql如下動作。S卩，當繞組Nd的端子間電壓較高吋，電容器C5被急速充電，其結果使得電晶體Q4立即導通，開關元件Ql立即截止。因而開關元件Ql的導通時間較短，對於LED模塊15的供給電流變少。而當繞組Nd的端子間電壓較低吋，電容器C5被緩慢充電，其結果電晶體Q4較遲才導通，開關元件Ql較遲才截止。因而開關元件Ql的導通時間變長，對於LED模塊15的
供給電流變多。圖5是表不基於模擬的電容器C5的端子間電壓/電流波形的圖表，(a)表不電流波形，(b)表示電壓波形。如圖5(a)和(b)所示，當開關元件Ql導通時，正電流流過電容器C5，由此使得電容器C5被充電，在充電期間內電容器C5的端子間電壓逐漸變高。而當電容器C5的端子間電壓達到O. 65V吋，電晶體Q4導通，開關元件Ql截止。而從開關元件Ql變為截止的瞬間起電容器C5反轉為放電狀態，根據由電阻R9確定的時間常數進行放電。
如上，將提供給LED模塊15的電流量校正為在繞組Nd的端子間電壓較高時較少，當端子間電壓較低時較多，因此能獲得高電平期間平坦的電流波形。圖6是表示基於模擬的整流電路的電源電壓波形和LED電流波形的圖表，(a)和(b)表示的是未使用導通時間校正電路的情況，(C)和⑷表示的是使用導通時間校正電路的情況。另外，(a)和(C)表示電源電壓波形，(b)和⑷表示LED電流波形。如圖6(a)和(b)所示，在不使用導通時間校正電路的情況下、即僅第I電阻電路(僅電阻R6)與電容器C5連接的情況下，對於LED模塊15的供給電流成為上升和下降較鈍的波形。與此相對，如圖6(c)和(d)所示，當使用追加了由電阻R7和齊納ニ極管DZ2構成的第2電阻電路以及由電阻R8和齊納ニ極管DZ3構成的第3電阻電路的導通時間校正電路時，成為高電平期間平坦的波形。圖7是表示基於實際電路的整流電路的電源電壓波形和LED電流波形的圖表，(a)和(b)表示的是未使用導通時間校正電路的情況，(C)和(d)表示的是使用導通時間校正電路的情況。另外，(a)和(C)表示電源電壓波形，(b)和⑷表示LED電流波形。如圖7(a) ⑷所示，可知在實際電路中也能獲得與模擬相同的結果。即，如圖7(a)和(b)所示，在不使用導通時間校正電路的情況下，對於LED模塊15的供給電流成為上升和下降較鈍的波形，而如圖7(c)和(d)所示，當使用導通時間校正電路的情況下，成為高電平期間平坦的波形。接著說明零交叉停止電路18。圖8是表示零交叉停止電路18的構成的電路圖。如圖8所示，零交叉停止電路18是強制性地使從整流電路13輸出的全波整流波形的零交叉附近處的振蕩動作停止的電路。由於當降壓斬波器電路14隨機動作時LED的發光亮度不穩定，因而通過強制性地使降壓斬波器電路14的動作停止，能防止LED亮度的不穩定。零交叉停止電路18具有電晶體Q5、連接於電晶體Q5的基極/發射極之間的電容器C6和電阻RlO的並聯電路、生成停止脈衝的停止脈衝產生電路23。與過電流保護電路16的電晶體Q2同樣，電晶體Q5的集電極與開關元件Ql的柵極連接，電晶體Q5的發射極與開關元件Ql的源極(整流電路13的負側輸出端子)連接。因此當電晶體Q5導通吋，開關元件Ql的柵極/源極間短路，開關元件Ql截止。停止脈衝產生電路23監視整流電路13的全波整流波形，當全波整流波形在預定的閾值電壓以下時產生停止脈衝。當通過停止脈衝而使電容器C6被充電時，電晶體Q5導通，使得開關元件Ql的柵極/源極間短路並使其動作停止。當停止脈衝的供給結束後，電容器C6通過電阻RlO而被放電，電晶體Q5截止。本實施方式的停止脈衝產生電路23具有構成差動放大電路的ー對PNP型電晶體Q6、Q7、由與電晶體Q6、Q7的發射極連接的電阻Rl I、ニ極管D8和電阻R14構成的串聯電路、經由電阻R14與電晶體Q6、Q7的發射極連接的電容器C7。電容器C7的一端經由電阻R14與電晶體Q6、Q7的發射極連接，另一端與整流電路13的負側輸出端子連接。另外，停止脈衝產生電路23具有連接於電晶體Q6的基極/集電極之間的齊納ニ極管DZ4、連接於電晶體Q6的基極/發射極之間的電阻R15、與電晶體Q7的基極連接的電阻R12、連接於電晶體Q7的基極與電晶體Q6的集電極之間的電阻R13、電容器C8和齊納ニ極管DZ5的並聯電路。電晶體Q7的集電極與電晶體Q5的基極連接，電晶體Q7的輸出信號作為停止脈衝被提供給電晶體Q5。繞組Nd的端子間電壓經由電阻R11、ニ極管D8和電阻R14被提供給電晶體Q6、Q7 的發射極。另ー方面，整流電路13的輸出電壓在被電阻R12和R13分壓之後被提供給電晶體Q7的基板。繞組Nd的端子間電壓最大為30 40V，而由於整流電路13的輸出電壓的最大值約為140V，因此有時會對電晶體Q7的發射極/基極之間施加較大的反向偏壓，然而由於電晶體Q7的發射扱/基極之間的反向偏置耐壓僅為幾伏，因此將齊納ニ極管DZ5的陰極連接到電晶體Q7的基極，實現對於反向偏壓的保護。進而，繞組Nd的端子間電壓還經由電阻R11、ニ極管D8和電阻R15被提供給電晶體Q6的基板。電晶體Q6的基極電壓被齊納ニ極管DZ4保持為恆定。繞組Nd的端子間電壓是全波整流波形，即使在其零交叉附近停止脈衝產生電路23也需要穩定動作，因此需要使用電容儘可能大的電容器C7來保持電晶體Q6、Q7的動作電壓。電容器C7在開關元件Ql導通時被充電。即，當對繞組Np施加電壓時在繞組Nd中產生電壓，對電容器C7進行充電。電容器C7在繞組電壓上升的期間被充電，在此外的期間被放電。由於存在ニ極管D8，因此電容器C7的放電電流經由電阻R14始終被提供給電晶體Q6、Q7的發射極。圖9是零交叉停止電路18的輸入輸出信號波形圖。如圖9所示，基於電晶體Q6、Q7的差動放大電路的比較器對由齊納ニ極管DZ4所規定的一定的基準電壓和作為來自整流電路13的全波整流波形的參照電壓進行比較。在參照電壓大於基準電壓的期間不產生停止脈衝，而在參照電壓低於基準電壓的期間產生停止脈衝，停止脈衝被提供給電容器C6，電容器C6被充電。由此，電晶體Q5導通，開關元件Ql截止，因此能使零交叉附近的動作停止。接著說明開路保護電路19。圖10是表示開路保護電路19的構成的電路圖。如圖10所示，開路保護電路19是防止例如由於LED模塊15內的至少I個LED元件破損而使得降壓斬波器電路14的輸出端變成開路，降壓斬波器電路14的端子間電壓上升，LED點亮裝置10內的一部分元件受到損傷的電路。開路保護電路19具有電容器C9、齊納ニ極管DZ6、ニ極管D9。ニ極管D9的陰極經由電阻R11與繞組Nd的一端連接，ニ極管D9的陽極經由電容器C9與整流電路13的負側輸出端子連接。另外，齊納ニ極管DZ6的陰極與電晶體Q7的基極連接，齊納ニ極管DZ6的陽極與ニ極管D9的陽極連接。使用ニ極管D9僅取出繞組Nd的端子間電壓中的負側的電壓，使用電容器C9進行平滑，經由齊納ニ極管DZ6與比較器的參照電壓輸入端、即電晶體Q7的基極連接。降壓斬波器電路14的輸出端變成開路，降壓斬波器電路14的端子間電壓上升，從而當施加給齊納ニ極管DZ6的電壓大於等於齊納電壓時，電晶體Q7導通，停止脈衝被提供給電容器C6，電容器C6被充電。由此，電晶體Q5導通，開關元件Ql的柵扱/源極間短路，開關元件Ql截止。當降壓斬波器電路14的輸出端變開路時繞組Nd的勵磁能量還有殘留，較多能量被充入到柵極驅動電路21的電容器C4，柵極驅動電壓上升。因此就需要將開關元件Ql的柵極/源極之間連接起來的作為斬波器電路的齊納ニ極管DZ7。通過齊納ニ極管DZ7消耗剰餘的勵磁能量，使其間歇性動作，能防止各元件的破壞。需要將該閾值設定得高於斬波器電路的電壓，以在通常動作時不導通。如上所述，本實施方式的LED點亮裝置10具有導通時間校正電路22，因此能使得提供給LED的電流的上升和下降變得急劇，還能使零交叉期間以外的期間接近於平坦。因此能夠在不對平滑電容器使用電解電容器的情況下使LED點亮期間的亮度恆定。另外，本實施方式的LED點亮裝置10具有在從整流電路13輸出的全波整流波形的零交叉期間強制性地使降壓斬波器電路14的振蕩動作停止的零交叉停止電路18，因此能進ー步抑制LED亮度的不穩定。進而，本實施方式的LED點亮裝置10具有對由於LED的破壞等使得降壓斬波器電路14的輸出端子間成為開路的情況進行檢測的開路保護電路19，因此能強制性地使得開關元件Ql截止，能實現安全的電路。以上說明了本發明的優選實施方式，而本發明不限於上述實施方式，可以在不脫離本發明主g的範圍內施加各種變更，這些內容也當然都包含於本發明之中。例如在上述實施方式中，導通時間校正電路22使用齊納ニ極管來切換3個電阻的並聯條件來進行控制，然而電流路徑不限於3個，也可以是2個或者4個以上。而且對於切換方法也不做特別限定。另外，在本發明中可以使用半波整流電路等其他整流電路，還可以使用升壓斬波器電路等其他變壓電路。權利要求
1.ー種LED點亮裝置，其特徵在於，具有 整流電路，其對交流電源進行整流； 斬波器電路，其具有第I繞組和開關元件，對從上述整流電路輸出的整流波形進行變壓； LED元件，其與上述斬波器電路的輸出端連接；以及 自激勵式驅動信號產生電路，其具有與 上述第I繞組磁耦合的第2繞組，對上述斬波器電路進行驅動， 上述自激勵式驅動信號產生電路具有導通時間校正電路，該導通時間校正電路規定上述開關元件的導通時間，並且控制為當上述整流電路的輸出電壓相對較大時上述導通時間變短，當上述輸出電壓相對較小時上述導通時間變長。
2.根據權利要求I所述的LED點亮裝置，其特徵在於，上述導通時間校正電路具有 電容器； 第I電阻電路，其具有第I電阻；以及 第2電阻電路，其具有第2電阻與第I齊納ニ極管的串聯電路， 上述第I電阻電路和第2電阻電路的一端都與上述電容器連接， 上述第I齊納ニ極管具有第I齊納電壓， 當輸入電壓小於上述第I齊納電壓時，輸入電流通過上述第I電阻電路後流到上述電容器， 當上述輸入電壓在上述第I齊納電壓以上時，上述輸入電流通過上述第I電阻電路和上述第2電阻電路雙方後流到上述電容器。
3.根據權利要求2所述的LED點亮裝置，其特徵在幹， 上述導通時間校正電路具有第3電阻電路，該第3電阻電路具有第3電阻與第2齊納~■極管的串聯電路， 上述第3電阻電路的一端與上述第I電阻電路以及第2電阻電路都和上述電容器連接， 上述第2齊納ニ極管具有比上述第I齊納電壓高的第2齊納電壓， 當上述輸入電壓大於等於上述第I齊納電壓且小於第2齊納電壓時，上述輸入電流通過上述第I電阻電路與上述第2電阻電路雙方後流到上述電容器， 當上述輸入電壓大於等於上述第2齊納電壓時，上述輸入電流通過上述第I電阻電路至第3電阻電路全體後流到上述電容器。
4.根據權利要求I所述的LED點亮裝置，其特徵在於，所述LED點亮裝置還具有零交叉停止電路，該零交叉停止電路在從上述整流電路輸出的整流波形低於預定的閾值電平的期間，強制性地使上述斬波器電路的動作停止。
5.根據權利要求I所述的LED點亮裝置，其特徵在於，所述LED點亮裝置還具有開路保護電路，該開路保護電路在上述斬波器電路的上述輸出端成為開路時，強制性地使上述斬波器電路的動作停止。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的LED點亮裝置，其特徵在幹，上述自激勵式驅動信號產生電路還具有限制上述第2繞組的輸出電壓的峰值的限幅器，上述第2繞組的輸出電壓經由上述限幅器後被提供給上述開關元件。
全文摘要
本發明提供一種LED點亮裝置。能夠在不使用電解電容器作為與整流電路的輸出端連接的平滑電容器的情況下，使LED穩定地點亮。LED點亮裝置(10)具有對交流電源(11)進行全波整流的整流電路(13)；具有繞組(Np)和開關元件(Q1)，對從整流電路(13)輸出的全波整流波形降壓的降壓斬波器電路(14)；與降壓斬波器電路(14)的輸出端連接的LED模塊(15)；具有與繞組(Np)磁耦合的繞組(Nd)，驅動降壓斬波器電路(14)的自激勵式驅動信號產生電路(17)。自激勵式驅動信號產生電路(17)具有導通時間校正電路(22)，其規定開關元件(Q1)的導通時間，且控制為當降壓斬波器電路(14)的輸出電壓相對較大時導通時間變短，當輸出電壓相對較小時導通時間變長。
文檔編號H05B37/02GK102651937SQ20121004448
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月23日 優先權日2011年2月28日
發明者真保聰司 申請人:Tdk株式會社