照明用電源裝置以及保持電流的控制方法

2023-09-21 20:11:40 2

專利名稱：照明用電源裝置以及保持電流的控制方法
技術領域：
本發明涉及通過相位控制式的調光器進行調光的照明用電源裝置，特別是涉及能夠對使用LED(發光二極體)的照明裝置的調光進行控制的電源裝置以及保持電流的決定方法。
背景技術：
近年來，為了降低ニ氧化碳的排放量，取代消耗功率大的白熾燈而使用消耗功率小的LED的照明器具(以下稱為LED燈)正在普及。目前，提出了在LED燈的電源裝置中通過相位控制式的調光器控制調光的技術(專利文獻1)。此外，在白熾燈的電源裝置中也通過相位控制式的調光器進行調光控制。如在專利文獻1中記載的那樣，在具備相位控制式的調光器的LED燈的電源裝置中，由把來自工頻交流電源的交流電源電壓作為輸入，具備作為開關元件的晶閘管或三端雙向可控矽開關、以及對該開關元件進行接通、關斷控制的控制部的相位控制式調光器、將交流變換為直流的整流電路、以及具有向LED燈提供希望的電カ的AC-DC變換器的照明用電源電路等構成，在相位控制式調光器中，根據作為調光調節單元的可變電阻的電阻值等， 通過控制部控制開關元件的接通相位角，由此使交流電源電壓的佔空比變化，來進行與照明用電源電路連接的LED的調光。在相位控制式調光器中作為開關元件使用的晶閘管或三端雙向可控矽開關與電晶體那樣的開關元件不同，當完全切斷電流時進行誤動作，所以希望始終流過能夠維持接通狀態的最小電流(保持電流)。但是，在具備相位控制式調光器的白熾燈的電源裝置中， 因為把白熾燈泡看作低電阻負載，所以在相位控制式調光器中流過晶閘管或三端雙向可控矽開關的保持電流以上的電流，即使降低調光，相位控制式調光器也能夠進行正常動作。但是，在具備相位控制式調光器的LED燈的電源裝置中，LED燈能看作感應負載， 當降低調光時，不流過晶閘管或三端雙向可控矽開關的保持電流以上的電流，相位控制式調光器有時進行異常動作。並且，晶間管或三端雙向可控矽開關根據其種類，保持電流的大小不同，目前市場上提供的相位控制式調光器在保持電流方面具有數mA 數百HlA的幅度， 所以當以能夠全部應對的方式設計電源裝置吋，在使用保持電流數mA即可的調光器的系統中產生無用的電流，存在功率效率降低的問題。此外，目前提出了ー種發明，在負載變動大的照明的調光裝置中，與為了驅動大的負載而使用的主電源開關元件(晶閘管等)並聯地設置為了驅動小的負載而使用的保持電流小的副電源開關元件，在重負載時使用主電源開關元件，在輕負載時使用副電源開關元件來進行相位控制(專利文獻幻。但是，專利文獻2的發明需要主電源開關元件和副電源開關元件這兩個電源開關元件，所以存在部件數量増加、阻礙調光器小型化的問題。專利文獻1日本特開2007-227155號公報專利文獻2日本特開2009-158173號公報

發明內容
本發明是著眼於上述問題而提出的，其目的在於在構成具有相位控制式調光器的照明系統的照明用電源裝置中，使相位控制式調光器的開關元件中流過最佳的保持電流， 不流過無用的電流，能夠避免發生誤動作。此外，本發明的另一目的在於提高構成具有相位控制式調光器的照明系統的照明用電源裝置中的功率效率。為了達成上述目的，本發明提供ー種照明用電源裝置，其接受通過對由相位控制式調光器進行了相位控制後的交流進行整流的整流電路從交流變換為直流後的電壓，生成並輸出向負載提供的直流電壓/電流，其中，監視通過所述整流電路變換後的電壓或者與其成比例的電壓，判斷是否發生了在所述相位控制式調光器進行誤動作時產生的現象，同吋，使從所述整流電路提取的電流從預先設定的電流值開始緩緩減小，把檢測到在所述相位控制式調光器進行誤動作時產生的現象之前的電流值決定為保持電流值。根據以上的手段，能夠在相位控制式調光器的開關元件中流過所需要的最小限度的保持電流，由此可以避免發生調光器的誤動作。此外，因為不流過需要以上的大的保持電流即可，所以可以提高具備相位控制式調光器的照明用電源裝置中的功率效率。在此，所述照明用電源裝置例如具備控制電路，該控制電路具有電壓輸入端子， 其被輸入通過所述整流電路變換後的電壓或者與其成比例的電壓；電流提取用端子，其用於提取從所述整流電路輸出的電流的一部分；時刻檢測電路，其與所述電壓輸入端子連接， 檢測在該電壓輸入端子輸入的電壓變為零的時刻以及輸入電壓急劇變化的時刻；期間判定電路，其根據所述時刻檢測電路的檢測結果，判定輸入電壓不為零的期間；誤動作判定電路，其根據所述時刻檢測電路的檢測結果，判定所述相位控制式調光器的誤動作；以及電流控制電路，其根據通過所述期間判定電路判定出的期間，控制從所述整流電路提取的電流。由此，能夠容易地實現進行控制，以使從所述整流電路提取的電流從預先設定的比較大的電流值開始緩緩減小電流值，把所述誤動作判定電路檢測到誤動作之前的電流值決定為提取電流值並維持該電流值的控制電路。電流提取用端子可以直接提取電流，還可以輸出使電流提取用的開關元件接通的控制信號。此外，希望所述控制電路具有計數器，其根據從所述期間判定電路輸出的信號， 對預定頻率的時鐘信號進行計數；鎖存電路，其能夠保持該計數器的計數值；比較電路，其在所述期間的結束時刻比較所述計數器的計數值和所述鎖存電路所保持的值；積分器，其對該比較電路毎次判定為一致時輸出的信號進行計數；加減計數器，其通過該積分器的輸出減少計數，通過所述誤動作判定電路的輸出增加計數；以及解碼器，其進行該加減計數器的輸出，所述電流控制電路根據所述解碼器的輸出，控制使所述提取電流流動的電晶體。由此，如上所述能夠使用既有的功能電路合理地構成控制提取電流值的控制電路，能夠容易地構成電路，通過最小結構實現用於保持電流最佳化的電路。此外，希望所述控制電路構成為半導體集成電路，通過所述電流控制電路被控制、 使所述提取電流流動的電晶體與所述控制電路形成為同一 IC。通過把使提取電流流動的電晶體與控制電路形成為同一 IC，能夠減少構成裝置的部件數量，能夠進行裝置的小型化。或者，所述控制電路構成為半導體集成電路，通過所述電流控制電路被控制、使所述提取電流流動的電晶體被設為形成了所述控制電路的半導體晶片的外接元件，根據從所述電流提取用端子輸出的所述電流控制電路的輸出信號控制所述電晶體，使所述提取電流流動。通過使流過提取電流的電晶體成為外接元件，在有可能對該電晶體施加比較高的電壓時，可以不使用高耐壓的エ藝製造形成控制電路的半導體集成電路裝置，能夠避免成本升高。此外，還可以考慮必要的耐壓或散熱，選擇最佳的外接電晶體。並且，希望具備與所述電晶體串聯連接的電流-電壓變換單元，在所述控制電路中，設置輸入通過所述電流-電壓變換單元變換後的電壓的電流檢測端子，所述電流控制電路根據所述電流檢測端子的電壓控制通過所述電晶體流動的提取電流。由此，能夠施加限制以便在使提取電流流動的電晶體中不流過過大的電流，可以提高功率效率。此外，希望具有穩壓器，該穩壓器具有與所述整流電路的輸出端子連接的恆壓源、 通過該恆壓源的電流進行充電能夠積蓄為電能的蓄能單元、以及設置在所述恆壓源和所述蓄能單元之間的用於防止逆流的整流元件，所述穩壓器接受通過所述整流電路從交流變換為直流後的電壓，生成所述控制電路的動作所需要的電源電壓，用於提取電流的所述電晶體被連接在所述恆壓源和所述整流元件的連接點與接地點之間，經由所述恆壓源從所述整流電路的輸出端子提取電流。通過經由恆壓源從整流電路的輸出端子提取電流，能夠進行限制以便不會在使提取電流流動的電晶體中流過過大的電流，可以提高功率效率。並且，希望所述控制電路根據在負載中流過的電流的大小以及該電流的變化量， 繼續或者停止正在執行的電流控制。在停止了電流控制時，維持之前的提取電流。在暫時決定了提取電流值後還繼續提取電流的控制時，有時提取電流值變化，特別是在作為負載的照明中流過的電流少的狀態下，提取電流值的變化量以某種程度變大時，可以看到亮度變化，但是此時通過停止提取電流控制，可以防止波動(亮度的波動)。如上所述，根據本發明，在構成具備相位控制式調光器的照明系統的照明用電源裝置中，在相位控制式調光器的開關元件中始終流過保持電流，能夠避免發生誤動作。此外，具有能夠在晶閘管等開關元件中流過所需要的最小限度的保持電流，由此能夠提高構成具有相位控制式調光器的照明系統的照明用電源裝置中的功率效率的效果。


圖1是表示採用本發明有效的相位控制式的LED電源裝置以及使用該LED電源裝置的LED照明系統的概要結構的框圖。圖2是表示構成實施方式的照明系統的LED電源裝置的控制用IC的保持電流最佳化的概要結構的框圖。圖3是表示在實施方式的照明系統中通過調光器進行相位控制，在晶閘管等開關元件中流過保持電流以上的電流，正常地進行動作時的各部的信號、電壓的變化的情形的時序圖。圖4是表示通過實施方式的照明系統的調光器降低調光，在開關元件中僅流過保持電流以下的電流，成為誤動作狀態時的各部的信號、電壓的變化情形的時序圖。
圖5是表示實施例的控制用IC中的比較器以及積分器(分頻計數器)的動作的時序圖。圖6是表示實施例的控制用IC中的啟動後的旁漏電流(提取電流)的變化的時序圖。圖7是表示實施例的控制用IC中的啟動後的加減計數器的動作以及旁漏電流 (提取電流)的最大值的變化的時序圖。圖8是表示實施例的LED電源裝置的第一變形例的電路結構圖。圖9是表示實施例的LED電源裝置的第二變形例的電路結構圖。圖10是表示實施例的LED電源裝置的第三變形例的電路結構圖。符號說明10相位控制式調光器11開關元件(晶閘管、三端雙向可控矽開關)12相位控制部13調光調節單元(可變電阻)21整流電路(ニ極管橋)22LED燈(照明器具)23LED電源電路(照明用電源裝置)24穩壓器30控制用IC (控制電路)
具體實施例方式以下根據

本發明的優選的實施方式。圖1是表示採用本發明有效的相位控制式的LED電源裝置以及使用該LED電源裝置的LED照明系統的概要結構的框圖。如圖1所示，本實施方式的相位控制式LED照明系統由以下部分構成把來自工頻交流電源的交流電源電壓AC作為輸入，通過控制開關元件的接通相位角，使交流電源電壓的佔空比變化來進行輸出的相位控制式調光器10 ；對輸入的交流進行全波整流變換為直流的、由ニ極管橋等構成的整流電路21 ；根據通過整流電路21變換後的直流電壓/電流， 向作為負載的LED燈22提供希望的電カ的由AC-DC變換器(直流電壓變換電路)構成的 LED電源電路23 ；以及生成該LED電源電路23的控制電路(30)的動作所需要的電源電壓的穩壓器24等。此外，準確地說，在圖1中用點劃線包圍的電路中除去LED燈22的部分是電源電路(AC-DC變換器)。AC-DC變換器不限於圖1所示的結構，只要能夠變換為直流電壓，也可以是其他結構的AC-DC變換器。相位控制式調光器10具有晶閘管(雙向觸發ニ極管)或三端雙向可控矽開關等開關元件11、通過相位控制使該開關元件11接通/關斷的控制部12、由可變電阻等構成的調光調節單元13，控制部12根據調光調節單元13的電阻值等的狀態控制開關元件11的接通相位角，由此使交流電源電壓的佔空比變化來進行輸出。在圖1的LED照明系統中，在連接LED燈22的輸出端子0UT1-0UT2之間連接的電容器CO是用於抑制輸出端子間的電壓的變動的電容器。在輸出端子OUTl與接地點之間可以連接用於使輸出端子OUTl的電壓(ニ 極管Dl的陰極電壓)穩定的濾波電容器。本實施方式的LED電源電路23具備在連接LED燈22的輸出端子0UT2和接地點之間串聯連接的電感器LO和開關電晶體QO以及電流檢測用感應電阻Rs、在電感器LO與開關電晶體QO的連接節點m與輸出端子OUTl之間連接的整流用ニ極管DO、對開關電晶體 QO進行導通/截止控制的開關控制用半導體集成電路(控制用IC) 30，構成為所謂的開關 IsJi^o此外，把通過感應電阻Rs進行了電流-電壓變換後的連接節點N2的電位作為反饋電壓FB向控制用IC30輸入。控制用IC30具有將反饋電壓FB與基準電壓進行比較，輸出與電位差對應的電壓的誤差放大器，根據該誤差放大器的輸出電壓，輸出用於對開關電晶體QO進行導通/截止控制的信號，並進行使感應電阻Rs中流過的電流恆定的控制。此タト，LED電源電路23具備對整流後的電壓進行分壓的串聯的電阻Rl、R2，把通過電阻R1、R2進行分壓得到的電壓作為監視電壓Vin向控制用IC30的輸入端子VIN輸入。 並且，在控制用IC30上設有被供給由穩壓器M生成的電壓的電源端子VCC、經由電阻R3與整流電路21的輸出端子連接，用於提取調光器內的開關元件11的保持電流的電流引入端子BC。將在後面詳細說明控制用IC30的該電流引入功能。控制用IC30，在電晶體QO和感應電阻Rs的連接節點N2的電位降低吋，向QO的柵極端子輸出使電晶體QO導通的控制信號。由此，電流經過QO流向接地點，但是因為逆向連接了整流用ニ極管D0，所以從整流電路21向LED電源電路23流入的電流經過LED燈 22-電感器LO-電晶體QO-電阻Rs流向接地點。然後，LED燈22通過該電流被點亮，並且在該期間在電感器LO中積蓄能量。當在感應電阻Rs中流過電流吋，連接節點N2的電位升高，控制用IC30通過將節點N2的電位與內部的基準電壓進行比較，當比基準電壓高時向QO的柵極端子輸出使電晶體QO截止的控制信號。然後，當QO截止時，釋放在電感器LO中積蓄的能量，流過從電感器 LO經過ニ極管DO向輸出端子OUTl的電流，LED燈22通過該電流被點亮。通過重複上述的動作，持續點亮LED燈22。此外，使用調光器10控制交流輸入的相位，由此調節LED燈22 的亮度。設定基於控制用IC30的電晶體QO的開關頻率，使其成為比交流輸入電壓AC的頻率高的頻率。在圖2中表示了構成上述LED電源電路23的控制用IC30的實施例。如圖2所示，該實施例的控制用IC30具備與被施加通過電阻Rl、R2進行分壓得到的電壓Vin的輸入端子VIN連接，用於檢測整流後的電壓成為OV的時刻的零交叉 (zero-cross)檢測電路31、用於檢測整流後的電壓急劇變化的時刻(上升沿或者下降沿) 的邊沿檢測電路32、根據來自零交叉檢測電路31和邊沿檢測電路32的信號，判定流過電流的期間，並輸出對應的信號EN的電流期間設定電路33、以及判定調光器10的狀態的調光器判定電路；34。調光器判定電路34檢測沒有進行調光控制即雖然點亮LED但沒有降低調光的調光未使用狀態，不論零交叉檢測電路31是否檢測到Vin的零時刻，在邊沿檢測電路32未檢測出Vin的邊沿吋，能夠判定為調光未使用狀態。並且，當調光器判定電路34檢測到調光未使用狀態時，向上述電流期間設定電路33輸出檢測信號，停止電流期間設定電路33的動作或者切斷輸出。此外，控制用IC30具備根據來自零交叉檢測電路31和邊沿檢測電路32的信號， 判定調光器10的誤動作的誤動作判定電路35 ；生成比交流電源電壓AC的頻率足夠高的頻率的時鐘信號CK的振蕩器36 ；對來自該振蕩器36的時鐘信號CK進行計數的計數器37。誤動作判定電路35，當在邊沿檢測電路32兩次檢測出Vin的邊沿的期間零交叉檢測電路31 沒有檢測到Vin的零時刻的情況下，可以判定為調光器的誤動作。並且，控制用IC30具備對上述計數器37的計數值進行鎖存的由寄存器等構成的鎖存電路38 ；將計數器37的當前的計數值與鎖存電路38中保持的值進行比較，判定是否一致的比較器39 ；對比較器39的輸出脈衝進行計數的積分器(頻率計數器)40 ；通過來自該積分器40的信號減少計數，通過來自誤動作判定電路35的信號增加計數的加減計數器 41 ；以及對該計數器41的計數值進行解碼的解碼器42。在加減計數器41中，在初始狀態下設定流過預先設定的最大保持電流的值。並且，在控制用IC30中設置有在所述電流引入端子BC和接地點之間連接的電流吸收(sink)用MOS電晶體Qs、以及用於控制該電晶體Qs的漏極電流的電流控制電路43，電流控制電路43根據上述解碼器42的輸出生成電晶體Qs的柵極電壓來控制引入電流。電流控制電路43可以由DA變換電路構成。此外，比較器39可以由減法器構成。然後，使用圖3 圖7說明上述控制用IC30的電流引入動作。圖3表示通過調光器10進行相位控制，在晶閘管等開關元件11中流過保持電流以上的電流，正常進行動作時的各部的信號、電壓的變化的情形。此外，圖4表示通過調光器10降低調光，在開關元件11 中僅流過保持電流以下的電流，成為誤動作狀態時的各部的信號、電壓的變化情形。在圖 3 圖7中，作為旁漏電流表示的波形是通過控制用IC30引入的電流，控制用IC30具有調節該電流的功能。在本實施例的控制用IC30中，如圖3所示，當調光器10正常地動作時，邊沿檢測電路32檢測出輸入電壓Vin的上升沿，如圖3(C)所示，輸出邊沿檢出脈衝。此外，當調光器10正常地動作吋，零交叉檢測電路31檢測出輸入電壓Vin成為OV的時刻，如圖3(D)所示，輸出零交叉檢出脈衝。當輸出圖3(C)或(D)那樣的脈衝時，調光器判定電路34判定是正相位調光，使電流期間設定電路33成為動作狀態，電流期間設定電路33輸出表示在邊沿檢出脈衝的輸出時刻tl變化為高電平並流過電流的期間的信號EN。於是，計數電路37將表示該期間的信號EN作為使能信號，開始來自振蕩器36的時鐘信號CK的計數。然後，在不輸出邊沿檢出脈衝，僅輸出零交叉檢出脈衝的時刻t2，與從電流期間設定電路33輸出的信號進行變化相對應，計數電路37停止時鐘的計數，向鎖存電路38鎖存此時的計數值。此外，當向鎖存電路38鎖存計數電路37的計數值吋，使計數器37復位，在下ー邊沿檢出脈衝的輸出時刻t3再次從0開始對時鐘信號CK計數。然後，在不輸出邊沿檢出脈衝，僅輸出零交叉檢出脈衝的時刻t4，計數電路37停止時鐘的計數，比較器39將此時的計數值與在時刻t2已經在鎖存電路38中鎖存的計數值進行比較。結果，當兩個計數值一致吋，向分頻計數器40輸出增加計數脈衝，使分頻計數器 40增加計數(參照圖5的時序圖)。此外，在通過比較器39判定為兩個計數值不一致吋， 向分頻計數器40輸出復位信號，並且輸出向鎖存電路38再鎖存此時的計數電路37的值的信號。由此，鎖存電路38在計數電路37的計數值相同的期間不進行鎖存動作，而保持之前的值，當計數值不同時鎖存該值。但是，也可以在比較器39的比較動作後每次進行鎖存。如上所述，在比較器39的比較的結果一致吋，即在調光器10的調光調節中沒有變化吋，分頻計數器40在毎次比較動作時增加計數，當達到預定的數N(例如16)吋，向加減計數器41輸出脈衝。該脈衝作為向加減計數器41指示減少計數的信號被提供，所以加減計數器41在每次從分頻計數器40輸入脈衝時，進行減少計數(-1)動作。然後，如上所述， 當從誤動作判定電路35向加減計數器41輸入了誤動作檢出脈衝時，使該計數器41增加計數(+1)。另ー方面，當調光器10進行誤動作，輸入電壓Vin沒充分地降低到OV吋，如圖 4(D)所示，在正常時輸出零交叉檢出脈衝的時刻t2不輸出零交叉檢出脈衝。於是，誤動作判定電路35將其檢測出，輸出脈衝，由此，計數電路37停止時鐘的計數。此外，把誤動作判定電路35的檢出脈衝提供給加減計數器41，使該計數器41增加計數(+1)。簡要地說，本實施例的控制用IC30在加減計數器41中在初始狀態下設定了最大值，在控制開始後立即在吸收用電晶體Qs中流過最大的引入電流。然後，在計數電路37的計數值相同、即在調光調節中沒有變化的期間，在毎次比較動作時使加減計數器41減少計數，緩緩減小通過電晶體Qs流過的引入電流(旁漏電流)(參照圖6的時序圖)。結果，當引入電流成為保持電流以下時，調光器10誤動作，當通過誤動作判定電路35檢測到該誤動作吋，從誤動作判定電路35向加減計數器41提供誤動作檢出脈衝，使該計數器41增加計數(+1)(參照圖7的時序圖)。然後，在該時刻結束上述一系列的引入電流調整動作。因此，能夠控制為引入最適合於所使用的調光器的開關元件的保持電流的狀態。在將調光器10調節為在開關元件中流過該保持電流以上的充分的電流的狀態時 (沒有進行相位控制的全點亮時)，如圖4(B)所示，不會產生整流後的電壓(IC30的輸入電壓Vin)不降低到OV的事件。即，在全點亮時，即使緩緩降低引入電流，在調光器中也不會發生誤動作，所以加減計數器41持續減少計數，計數值成為0，由此，進行通過電晶體Qs流過的引入電流也成為0的控制。以上說明了調光器10是控制交流波形的相位的前沿(上升沿)的類型的情況，但圖2的控制電路30在調光器10是控制交流波形的相位的後沿(下降沿)的類型吋，也可以通過同樣的原理進行引入電流的最佳化。在控制相位的後沿時，計數器37通過零交叉檢出脈衝開始計數，通過邊沿檢出脈衝停止計數即可。此外，調光器判定電路34可以根據先輸入零交叉檢出脈衝和邊沿檢出脈衝的哪ー個來判定是否對相位的邊沿進行了控制。並且，在圖2所示的進行引入電流調整控制的電路中，即使在暫時設定了最佳的保持電流後，當通過在調光器10 —側通過調光調節單元13進行調光調節，LED電流變化、 即輸入電壓Vin的相位(邊沿)變化吋，根據該變化，計數器37的計數值變化，加減計數器 41進行增加計數或減少計數，控制為與調節後的LED電流對應的引入電流。並且，當如此持續進行引入電流控制時，即使在沒有進行調光調節的狀態下，通過加減計數器41重複增加和減少計數，也流過大體恆定的引入電流。在上述的電流控制中，加減計數器41重複增加計數和減少計數。並且，如果分頻計數器40的計數值N例如為16，則在一秒鐘內進行數次該增加和減少計數，毎次LED電流有若干變動。此吋，在加減計數器41僅重複加一的增加計數和減ー的減少計數時、或者LED電流足夠大吋，由於電流的變化量小，所以人眼感覺不到。但是，有時由於交流輸入電壓AC 的變動、使用的元件的特性等原因，加減計數器41在短時間內進行加ニ以上的增加計數或減ニ以上的減少計數，由此，例如LED電流變化ImA左右。於是，如果此時的LED的調節電流足夠大，則相對的變化量小，不存在問題，但是在LED的調節電流例如像IOmA那樣較小吋， 通過相對於IOmA進行ImA變化，亮度變化約10%，因此具有人眼能夠看到波動的不良情況。因此，在本實施例的控制用IC30中，根據作為負載的LED燈32中流過的電流的大小以及該電流的變化量，繼續或者停止正在執行的電流控制。並且，在停止了電流控制吋， 維持之前的提取電流。由此，能夠防止產生與電流控制相伴的波動(亮度的波動)。在此， 例如監視加減計數器41的輸出或解碼器42的輸出，判斷是否進行了預定量以上的變化，由此能夠進行繼續或者停止正在執行的電流控制的判定。此外，通過電路31 40的動作停止、或者誤動作判定電路35和積分器40的動作停止等，可以容易地實現電流控制的停止。 電流控制的停止不限於以上那樣。在以上的說明中，作為一例在LED電流變化了 10%時停止電流控制，但10%只不過是ー個例子，在LED電流以怎樣的程度變化時人眼能夠識別，根據使用的LED燈23的特性、此時的LED電流值、加減計數器41的解析度即加減計數器41的值變化「 1」時的提取電流值的變化量等採用的系統而不同。因此，根據LED電流值或系統恰當地設定在LED的電流變化百分之多少時停止電流控制即可。圖8表示了圖1的LED電源電路23的第一變形例。該變形例的LED電源電路23將圖2所示的吸收用晶片上的電晶體Qs作為外接元件，設置在控制用IC30外部，動作方面與圖1相同。此外，在調光器10和整流電路21之間設置了由共模線圈等構成的用於切斷噪音的濾波器25。並且，在圖8中表示了生成控制用 IC30的電源電壓Vcc的穩壓器M的具體的電路的一例。如圖8所示，穩壓器M由以下各部構成在電源線Ll和接地線L2之間以串聯方式連接的電阻R4以及齊納ニ極管Dz構成的恆壓電路、在電源線Ll和接地線L2之間以串聯方式連接的MOS電晶體Ql以及電阻R5、在Ql和電阻R5的連接節點N4與控制用IC30的電源端子VCC之間正向連接的防止逆流的ニ極管D2、在ニ極管D2的陰極端子和接地線L2 之間連接的電容器C2等等。並且，在電阻R4和齊納ニ極管Dz的連接節點N3上連接上述 MOS電晶體Ql的柵極端子，Ql在柵極端子上施加齊納電壓，由此能夠作為恆壓源進行動作。該實施例的穩壓器24，當通過整流電路21進行全波整流後的電壓(脈流)成為 Dz的齊納電壓以上吋，在電阻R4和齊納ニ極管Dz中流過電流，對MOS電晶體Ql的柵極端子施加恆壓使其成為導通狀態，電流經由ニ極管D2流入電容器C2。之後，當全波整流後的電壓(脈流)成為Dz的齊納電壓以下時Ql截止，節點N4的電位降低，但是通過防止逆流的ニ極管D2阻止電容器C2的放電。通過重複上述的動作，在電容器C2中充電生成濾波後的電壓，將其作為電源電壓 Vcc提供給控制用IC30的電源端子VCC。穩壓器M不限於上述那樣的結構。此外，還可以另外設置電池或者輔助電源來提供控制用IC30的電源電壓Vcc，來取代設置穩壓器24。圖9表示圖1的LED電源電路23的第二變形例。該變形例的LED電源電路23，取代從整流電路21的輸出端子引入開關元件11的保持電流，把電阻R3的ー個端子連接在構成穩壓器M的MOS電晶體Ql和電阻R5的連接節點N4上，從節點N4引入保持電流。在控制用IC30內作為晶片上的元件，設置了吸收用的MOS電晶體Qs0在該變形列的LED電源電路23中，通過將電晶體Ql的柵極端子固定為齊納電壓， 限制漏極電流，所以還限制引入電流的大小。即，圖3(F)所示的旁漏電流的波形的頭部如虛線所示，成為被切割後的波形。如上所述，通過對引入電流施加限制，在通過晶片上的元件構成了吸收用MOS電晶體Qs吋，可以避免對Qs施加耐壓以上的電壓。圖10表示LED電源電路23的第二實施例。該實施例的LED電源電路23與圖8的第一變形例相同，在控制用IC30的外部作為外接元件而設置吸收用電晶體Qs，並且與該電晶體Qs串聯連接感應電阻Rs2，在控制用 IC30內設置輸出與用感應電阻Rs2進行電流-電壓變換後的電壓與預定的基準電壓的電位差對應的電壓的誤差放大器等構成的電流檢測電路。並且，保持電流控制電路43 (參照圖3)根據電流檢測電路的輸出控制吸收用電晶體Qs的柵極電壓，ー邊進行抑制以便不流過預定以上的電流值的引入電流，ー邊引入電流。通過如此對引入電流施加限制，可以減少無用的電流、提高功率效率。以上，根據實施例具體說明了本發明人作出的發明，但是本發明不限於上述實施例。例如，在所述實施方式(圖8 圖10)中表示了在相位控制式調光器10的後級設置有整流電路21的例子，但是也可以在相位控制式調光器10的前級設置整流電路21。此外，在所述實施方式中，作為AC-DC變換器31，表示了具有開關電晶體Q0、ニ極管DO以及電感器LO的AC-DC變換器，但是還可以取代ニ極管DO使用電晶體，構成為將該電晶體通過控制用IC30與開關電晶體QO互補地進行導通/截止控制的、所謂的同步整流型的開關穩壓器。以上說明了將本發明用於作為其背景的利用領域、即LED照明系統中，但是本發明不限於此，還可以用於使用LED燈以外的照明器具，通過相位控制方式進行調光的照明系統。
權利要求
1.ー種照明用電源裝置，其接受通過對由相位控制式調光器進行了相位控制後的交流進行整流的整流電路從交流變換為直流後的電壓，生成並輸出向負載提供的直流電壓/電流，所述照明用電源裝置的特徵在幹，進行電流控制，使得從所述整流電路提取的電流從預先設定的預定的電流值開始緩緩地減小，把檢測出所述相位控制式調光器的誤動作之前的電流值決定為提取電流值，並維持該電流值。
2.根據權利要求1所述的照明用電源裝置，其特徵在幹， 具備控制電路，該控制電路具有電壓輸入端子，其被輸入通過所述整流電路變換後的電壓或者與其成比例的電壓； 電流提取用端子，其用於提取從所述整流電路輸出的電流的一部分； 時刻檢測電路，其與所述電壓輸入端子連接，檢測在該電壓輸入端子輸入的電壓變為零的時刻以及輸入電壓急劇變化的時刻；期間判定電路，其根據所述時刻檢測電路的檢測結果，判定輸入電壓不為零的期間； 誤動作判定電路，其根據所述時刻檢測電路的檢測結果，判定所述相位控制式調光器的誤動作；以及電流控制電路，其根據通過所述期間判定電路判定出的期間，控制從所述整流電路提取的電流。
3.根據權利要求2所述的照明用電源裝置，其特徵在幹，所述控制電路具有計數器，其根據從所述期間判定電路輸出的信號，對預定頻率的時鐘信號進行計數；鎖存電路，其能夠保持該計數器的計數值；比較電路，其在所述期間的結束時刻比較所述計數器的計數值和所述鎖存電路所保持的值；積分器，其對該比較電路每次判定為一致時輸出的信號進行計數；加減計數器，其通過該積分器的輸出減少計數，通過所述誤動作判定電路的輸出增加計數；以及解碼器，其進行該加減計數器的輸出， 所述電流控制電路根據所述解碼器的輸出，控制使所述提取電流流動的電晶體。
4.根據權利要求2或3所述的照明用電源裝置，其特徵在幹，所述控制電路構成為半導體集成電路，通過所述電流控制電路被控制、使所述提取電流流動的電晶體與所述控制電路形成為同一 IC。
5.根據權利要求2或3所述的照明用電源裝置，其特徵在幹，所述控制電路構成為半導體集成電路，通過所述電流控制電路被控制、使所述提取電流流動的電晶體被設為形成了所述控制電路的半導體晶片的外接元件，根據從所述電流提取用端子輸出的所述電流控制電路的輸出信號控制所述電晶體，使所述提取電流流動。
6.根據權利要求5所述的照明用電源裝置，其特徵在幹， 具有與所述電晶體串聯連接的電流-電壓變換單元，在所述控制電路中設置輸入通過所述電流-電壓變換單元變換後的電壓的電流檢測端子，所述電流控制電路根據所述電流檢測端子的電壓控制通過所述電晶體流動的提取電流。
7.根據權利要求4或5所述的照明用電源裝置，其特徵在幹，具有穩壓器，該穩壓器具有與所述整流電路的輸出端子連接的恆壓源、通過該恆壓源的電流進行充電能夠積蓄為電能的蓄能單元、以及設置在所述恆壓源和所述蓄能単元之間的用於防止逆流的整流元件，所述穩壓器接受通過所述整流電路從交流變換為直流後的電壓，生成所述控制電路的動作所需要的電源電壓，用於提取電流的所述電晶體被連接在所述恆壓源和所述整流元件的連接點與接地點之間，經由所述恆壓源從所述整流電路的輸出端子提取電流。
8.根據權利要求2 7的任意一項所述的照明用電源裝置，其特徵在幹，所述控制電路根據在負載中流過的電流的大小以及該電流的變化量，繼續或者停止正在執行的電流控制。
9.ー種照明用電源裝置中的保持電流的控制方法，所述照明用電源裝置具有使電流在與成為負載的照明器具串聯連接的電感器中間歇地流動的開關元件、以及驅動該開關元件的控制電路，其接受通過對由相位控制式調光器進行了相位控制後的交流進行整流的整流電路從交流變換為直流後的電壓，生成並輸出向負載提供的直流電壓/電流，所述保持電流的控制方法的特徵在幹，所述控制電路監視通過整流電路變換後的電壓或者與其成比例的電壓，判斷是否發生了在所述相位控制式調光器進行了誤動作時產生的現象，使得從所述整流電路提取的電流從預先設定的預定的電流值開始緩緩減小，把檢測出在所述相位控制式調光器進行了誤動作時產生的現象之前的電流值決定為保持電流值，並控制提取的電流。
10.根據權利要求9所述的保持電流的控制方法，其特徵在幹，所述控制電路根據在作為負載的照明器具中流過的電流的大小以及該電流的變化量， 繼續或者停止正在執行的電流控制。
全文摘要
照明用電源裝置及保持電流的控制方法。在構成具有相位控制式調光器的照明系統的照明用電源裝置中，能夠在相位控制式調光器的開關元件中流過最佳保持電流。照明用電源裝置具備在與成為負載的照明器具串聯連接的電感器中間歇地流過電流的開關元件、驅動該開關元件的控制電路，接受通過對相位控制式調光器進行相位控制後的交流進行整流的整流電路從交流變換為直流的電壓，生成並輸出供給負載的直流電壓/電流，其中，監視與整流電路變換後的電壓成比例的電壓，判定是否發生了在相位控制式調光器誤動作時產生的現象，同時使從整流電路提取的電流從預先設定的較大電流值開始緩緩減小，把檢測到調光器誤動作時產生的現象之前的電流值作為保持電流值。
文檔編號H05B37/02GK102573209SQ20111033960
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月28日 優先權日2010年10月28日
發明者大久保貴史, 磯貝太郎 申請人:三美電機株式會社