专利名称：Led点灯装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光二极管(以下记为LED)的点灯装置。
背景技术：
LED作为有利于环境的光源而被关注，其被使用在点照明、汽车的车内照明或前灯、信号器、液晶显示器的背灯等大范围的产品中。此外，在面向住宅或办公楼的一般照明中，已开始从荧光灯等现有光源向LED的置换LED的光输出由在LED中流过的电流(以下，记为LED电流)来决定。因此，期望 LED点灯装置具有通过将LED电流控制为恒定、从而将LED的光输出控制为恒定的功能。作为具备那样功能的LED点灯装置，存在例如专利文献1中记载的装置。同一装置是从直流电源经由降压斩波器给LED供电的结构，具备使开关元件接通/断开的自励式驱动电路，以使得在降压斩波器的开关元件中流过的电流的峰值为恒定、并且降压斩波器在电流临界模式下动作。由此，LED电流被控制为恒定，进而，由于几乎不产生开关元件的导通损失，所以能够在功率转换时实现高效率。专利文献1 日本特开2005-294063号公报
发明内容
LED在发光时伴随着发热。此外，在很多情况下，LED点灯装置配置在LED的附近的框体内部等密闭的空间。因此，如果LED点灯装置不根据周围温度将LED电流控制为恒定，那么在周围温度为高温时LED以及LED点灯装置(以下、也包含LED记为LED点灯装置)的温度就变得相当地高，就存在其寿命短的问题。另外，周围温度是在上述那样的LED 产品上接触的外部空气的温度，此外，在由安装LED产品的器具或壁面密封LED产品的情况下，密闭的空间的温度就是周围温度。为了解决上述问题，期望如下的LED点灯装置，其具备了过热保护功能，该过热保护功能在周围温度是高温时使LED点灯装置的功率减少，较低地抑制LED点灯装置的温度上升。根据本发明的LED点灯装置，因为在周围温度是高温时LED点灯装置的功率减少， 较低地抑制LED点灯装置的温度上升，就能够避免LED以及点灯装置的短寿命化。
图1是本发明的第1实施方式中的LED点灯装置的框图。图2是本发明的第1实施方式中的LED点灯装置的结构。图3是本发明的第1实施方式中的第1感温电路的结构。图4是本发明的第1实施方式中的LED点灯装置的温度特性。图5是本发明的第1实施方式中的LED点灯装置的动作波形。图6是本发明的第1实施方式中的LED点灯装置的结构。
图7是本发明的第1实施方式中的第1感温电路的结构。图8是本发明的第1实施方式中的第1感温电路的结构。图9是本发明的第1实施方式中的LED点灯装置的结构。图10是本发明的第2实施方式中的LED点灯装置的框图。图11是本发明的第2实施方式中的LED点灯装置的结构。图12是本发明的第2实施方式中的第2感温电路的结构。图13是本发明的第2实施方式中的LED点灯装置的温度特性。图14是本发明的第2实施方式中的LED点灯装置的动作波形。图15是本发明的第2实施方式中的LED点灯装置的温度特性。图16是本发明的第2实施方式中的LED点灯装置的动作波形。图17是本发明的第2实施方式中的LED点灯装置的结构。图18是本发明的LED点灯装置的感温元件的安装方式。图19是本发明的LED点灯装置的感温元件的安装方式。图20是本发明的第2实施方式中的LED点灯装置的结构。图21是本发明的第1实施方式中的LED点灯装置的结构。
具体实施例方式用附图来说明本发明的实施方式。〈第1实施方式〉图1是本发明的第1实施方式中的LED点灯装置的框图。LED点灯装置将从电源 100供给的电力通过具备开关元件的电力变换电路103进行变换，给LED负载104供电。这里，电源100包含将从外部供给的交流电源经过AD-DC变换电路进行变换得到的直流电源。 关于LED负载104，不限LED的个数和连接方式，此外，也可以包含内置了保护用元件等的 LED模块。LED点灯装置具备用于控制电力变换电路103的控制电路105。在控制电路105 中，断开(off)时间可变电路107基于具备感温元件的第1感温电路109的输出，来使开关元件的断开时间可变。此外，接通时间可变电路108基于检测出的电力变换电路103的电流，来使开关元件的接通时间可变。驱动电路106按照断开时间可变电路107所决定的断开时间和接通时间可变电路108所决定的接通时间，来驱动电力变换电路103的开关元件。另外，断开时间可变电路107也可以是使开关元件的开关频率可变的频率可变电路。但是，由于在断开时间可变电路和频率可变电路中，作为结果而得到的LED点灯装置的动作相同，所以在以下的说明以及图中统一记为断开时间可变电路。图2是本发明的第1实施方式中的LED点灯装置的结构。在图2中，由从外部供给的交流电源101、二极管电桥110形成的全波整流电路、电容111构成的直流电源相当于图 1的电源100。此外，由二极管112、开关元件即功率场效应晶体管(Power M0SFET)113、扼流圈114、电容115构成的降压斩波器相当于图1的电力变换电路103。电流检测单元116 检测功率场效应晶体管113的电流并反馈给接通时间可变电路108。在图2中，也可以取代功率场效应晶体管113而使用双极晶体管这样的其他种类的开关元件。也可以取代全波整流电路而使用倍电压整流电路。也可以取代降压斩波器而使用升降压斩波器等全部斩波电路、具备回扫转换器这样的变压器的各种变换器电路等其他方式的电力变换电路。电容111和115的使用是任意的。也可以追加熔丝等电路保护部件、电容或扼流圈等噪音应对部件。另外，这些取代方案以及追加项目能够应用于本发明的所有实施方式。在图2中，由电阻117、作为感温元件的感温电阻即PTC热敏电阻118、电容119的串联体而构成的与电压源120连接的RC电路相当于在图1中的第1感温电路109。另外，上述感温电阻意味着热敏电阻这样的根据温度而电阻值变化的电阻元件。电容119的电压相当于图1中的第1感温电路109的输出，被输入到断开时间可变电路107中。作为RC电路的结构，也可以是图3(a)这样电阻117与PTC热敏电阻118并联的结构。此外，作为感温元件，除了感温电阻，也可以使用根据温度而静电容量变化的电容(以下记为感温电容)。例如，如果是层叠陶瓷电容，则能够使用X7R种等作为感温电容。这种情况下，能够如图3(b) 所示地构成包含感温电容140的感温电路。电阻、感温元件、电容的个数以及连接方式是任意的，特别是，使用感温电阻作为感温元件的情况下，电阻的使用是任意的，在使用感温电容作为感温元件的情况下，电容的使用是任意的。另外，关于电压源120，在图1中省略，此外，在以下的说明中不断出现。虽然不限电压源120的生成单元，但是例如能够从全波整流电路的直流输出来经由调节器生成。断开时间可变电路107构成为在功率场效应晶体管113为接通状态期间，强制地使电容119的电压为大致0，从功率场效应晶体管113断开了的时刻开始，由电压源120对电容119充电。另外，虽然将电容119的电压记载为大致零的情况通常是电压为0的情况，但是也有考虑加上了噪音、多少补偿电压时为0的情况。如果开始充电，电容119的电压按照RC时间常数而上升，该RC时间常数由电阻 117和PTC热敏电阻118的电阻值、以及电容119的静电容量来决定。断开时间可变电路 107在电容119的电压达到了期望的设定值的时刻使功率场效应晶体管113接通。因此，功率场效应晶体管113的断开时间由RC时间常数管理，RC时间常数越大，则断开时间越长。 关于如上一样动作的断开时间可变电路107，虽然不限具体的结构，但是能够由比较器、开关元件、基准电压源等要素构成。PTC热敏电阻118的电阻值如图4 一样针对其温度而变化。另外，在图4中，虽然以虚线表示了 LED点灯装置的功率和PTC热敏电阻118的温度的关系，但是对此在后面进行说明。一般地，在PTC热敏电阻中，在比某温度(图4的Tc)低的低温时，虽然电阻值不依赖于温度而大致恒定，但是在比某温度(图4的Tc)高的高温时，温度上升的同时电阻值急剧地增大。在以下的说明中，将PTC热敏电阻118的温度变成Tc时的周围温度定义为第 1基准温度。在周围温度是比第1基准温度低的低温或者高温时，PTC热敏电阻118变成例如图4中所示的温度Ta或Tb。在周围温度比第1基准温度为低温(以下简单记为低温)时，PTC热敏电阻118的电阻值不依赖于温度为大致恒定，上述的RC时间常数随着断开时间也成为大概恒定。另一方面，在周围温度比第1基准温度高的高温(以下简单记为高温)时，由于周围温度越高则 PTC热敏电阻118的电阻值增大，所以上述的RC时间常数随着断开时间也增大。关于是否将第1基准温度设定为多少度，依赖于LED产品的规格(特别是功率和结构)，根据该规格选定具有最佳的温度特性的PTC热敏电阻。如果功率场效应晶体管113接通，则在功率场效应晶体管113中电流开始流动，该电流在后述的要领下随着时间而增大。接通时间可变电路108由电流检测单元116检测功率场效应晶体管113的电流，在功率场效应晶体管113的电流达到了期望的设定值的时刻使功率场效应晶体管113断开。对于以上这样动作的接通时间可变电路108，不限具体的结构，能够由比较器、基准电压源等要素构成。以上的结果，在周围温度是低温或高温、PTC热敏电阻118的温度例如是图4的Ta 或Tb时，功率场效应晶体管113的接通/断开状态(SW)、电容119的电压(VC)、功率场效应晶体管113的电流(IQ)的动作波形分别成为图5(a)或图5(b)。在图5中一并表示了二极管112的电流(ID)、扼流圈114的电流(IL)、LED负载104的电流(ILED)的波形。另外，假定电容115的静电容量十分大，ILED成为IL的直流成分。使用图5来简单地说明降压斩波器的动作。首先，在功率场效应晶体管113接通时，电流以LED负载104和电容115的并联体、扼流圈114、功率场效应晶体管113、电流检测单元116的路径流到降压斩波器。如图5的IQ和IL的波形一样，该电流随着时间而直线地增大，其倾斜度由电源100的电压、LED负载104的电压、扼流圈114的自身感应系数来决定。接通时间可变电路108按照上述的，在该电流达到了期望的设定值的时刻使功率场效应晶体管113断开。如果功率场效应晶体管113变成断开，则降压斩波器的电流改变路径，在扼流圈 114、二极管112、LED负载104和电容115的并连体的路径中流过电流。如图5的ID和IL 波形一样，该电流随着时间直线地减少，其倾斜度由LED负载104的电压和扼流圈114的自身感应系数来决定。这里，由于LED负载104的电压是由LED的个数和/或连接方式来决定的大致恒定的电压，所以电流ID和IL的倾斜度也可以考虑为大致恒定。断开时间可变电路107在上述的要领中决定断开时间，在从接通到经过了该断开时间的时刻使功率场效应晶体管113再次断开。从图5的IL和ILED的波形可知，通过将断开时间控制为大致恒定，就能够将IL的直流成分即ILED控制为大致恒定。在低温时，由于断开时间不依赖于温度而为大致恒定，所以动作波形从图5(a)的状态开始不根据温度变化，ILED也不依赖于温度被控制为大致恒定。据此，如图4所示，LED 点灯装置的功率也不依赖于温度、成为大致恒定。此外，如图5(a)所示，如果使IL或ID到 0为止减少的时间和断开时间一致，则降压斩波器在电流临界模式下动作。此时，由于不产生功率场效应晶体管113的接通损失，就提高了降压斩波器的变换效率。但是，降压斩波器的控制方式不限于此，也可使其在低温时在电流连续或不连续模式下动作。如果从低温变成高温，由于功率场效应晶体管113的断开时间变长，所以动作波形从图5(a)相图5(b)变化，IL的直流成分即ILED变小。与ILED减少的程度相应地LED 点灯装置的功率也减少，LED点灯装置的温度与不使功率减少的情况相比降低。据此，就能够避免LED以及LED点灯装置的短寿命化。另夕卜，在高温时，由于温度越高则断开时间越长， 如图4所示，温度越高LED点灯装置的功率越小。第1实施方式中的LED点灯装置能够使用市场销售的驱动用IC，例如如果利用三肯电气株式会社(WWW. sanken-ele. co. jp)的LED驱动用IC即LC5200系列，就能够构成图 6所示的LED点灯装置。在驱动用IC121中内置有控制电路中除去了第1感温电路的部分和开关元件。由于PWM管脚是向断开时间可变电路的输入管脚，Reg针是电压源的输出，所以如图6—样连接电阻117、PTC热敏电阻118、电容119。在内置于驱动用IC121的开关元件中流过的电流由安装在Sen管脚中的检测用电阻122来检测。另外，在内置于驱动用 IC121的接通时间可变电路中，从由电阻123和IM构成的分压电路来生成电流的设定值， 能够输入到Ref管脚。对感温元件的安装进行说明。以上说明的LED点灯装置是电路，LED点灯装置的各部件安装在电路基板上。但是，将LED负载104安装在与电路基板不同的别的基板(以下记为LED基板)上、电路基板与LED基板以电线等进行电连接的情况较多。在LED点灯装置中，，列举有开关元件或LED负载作为对热强制有严格的使用条件的、应成为过热保护的对象的部件。关于这些部件，明确地表示了使用上限温度的情况较多，例如，在大部分开关元件中，有必要将结点部的温度保持在150°C以下。因此，在容易检测这些部件的温度的位置配置感温元件对于感温元件的选定等、感温电路的设计是有效的。图18(a) 图18(d)是关于图2的LED点灯装置，在电路基板300上安装开关元件即功率场效应晶体管113和感温元件即PTC热敏电阻118时的剖面图。假定在图18(a)、 018(c)中功率场效应晶体管113是T0-220封装这样的引脚部件、在图18(b)、图18(d)中功率场效应晶体管113是DPAK封装这样的面安装部件，此外，在图18(a) 图18(d)的全部图中，PTC热敏电阻118是面安装部件。在图18(a)中，功率场效应晶体管113的树脂封装和电路基板300中夹入PTC热敏电阻118，使功率场效应晶体管113与PTC热敏电阻118 接触。由此，PTC热敏电阻118就能直接检测功率场效应晶体管113的温度。在电极从功率场效应晶体管的树脂封装部露出、需要确保功率场效应晶体管113 和PTC热敏电阻118的绝缘的情况下，可以在其间仅夹入绝缘用片。在图18(b)中，通过配置成功率场效应晶体管113的树脂封装部与PTC热敏电阻118邻接，来使功率场效应晶体管113与PTC热敏电阻118接触。此外，如图18 (C)、图18(d) —样，在其间仅夹有电路基板的状态下，也考虑有使功率场效应晶体管113的树脂封装与PTC热敏电阻118接触的方法。图18 (a) 图18 (d)所示的安装也能够如图6的LED点灯装置一样适用于使用内置有开关元件的驱动用IC121的情况。图18(e)、图18(f)是其一例，假定在图18(e)中驱动用IC121是DIP封装那样的引脚部件的情况，在图18(f)中驱动用IC121是SOP封装那样的面安装部件的情况。关于安装的详细内容，由于与图18(d) 图18(d)的情况相同，所以省略说明。这里，如图18(e) —样，通过在驱动用IC121的电极管脚的附近配置PTC热敏电阻118，PTC热敏电阻118通过来自同一管脚的放热就较容易检测功率场效应晶体管113 的温度。这就如图6的LED点灯装置一样，在PTC热敏电阻118与驱动用IC121的任意一个电极管脚进行电连接的情况下特别有效。这种情况下，可以使PTC热敏电阻118与驱动用IC121的电极管脚接触。图19 (a)、图19 (b)是关于图2等的LED点灯装置，将感温元件即PTC热敏电阻118 安装在LED基板301时的剖面图。在同图中，虽然假定安装多个炮丸形状的LED模块作为 LED负载104，但是不限LED模块的形状和个数。虽然在图19(a)中在与LED负载104相同的面上、在图19(b)中在与LED负载104相对的面上安装了 PTC热敏电阻118，但是在任一种方式中，PTC热敏电阻118都容易检测到LED负载104的温度。另外，以上说明的感温元件的安装方式可以适用于以下说明的所有实施方式。
<第1实施方式的另一例子>对第1实施方式的另一例子进行说明。首先，对于第1感温电路的另一例子列举了在图2和图3表示的以外的例子。在图2和图2说明的感温电路中，PTC热敏电阻等感温元件包含在RC电路中。另一方面，作为感温元件未包含在RC电路中的例子例如有图7(a)、 图7(b)和图8所示的感温电路。在图7(a)的感温电路中有使用并联调节器125对电压源120的电压进行变换的 RC电路用电源电路，在与并联调节器125的设定值管脚连接的电阻分压电路中包含感温元件即PTC热敏电阻129。RC电路用电源电路的输出与由电阻117和电容119构成的RC电路连接。电容119的电压作为感温电路的输出而与断开时间可变电路107连接。另外，图 7(b)是使用PTC热敏电阻1 而是使用NTC热敏电阻130的例子，其动作与图7(a)相比不变。此外，在图7(b)中，能够取代NTC热敏电阻而使用CTR热敏电阻。对于RC电路用电源电路，如果具备感温元件、根据温度而可变输出电压的效果相同，则不限具体的结构。此外， 在图7(a)、图7(b)中，虽然在电压源120上连接了 RC电路用电源电路，但也可以直接连接到电源100的输出。在图7 (a)、图7 (b)中共通地，如果在高温时热敏电阻的电阻值变化，并联调节器 125的设定值管脚的电位上升，RC电路用电源电路的输出电压下降。此时，由于施加在RC 电路上的电压变低，所以从功率场效应晶体管113断开开始到电容119的电压达到设定值的时间变长，能够得到延长功率场效应晶体管113的断开时间的效果。在图8的感温电路中，作为电阻117、电容119、电容135的串联体而构成的RC电路被连接在电压源上，辅助开关元件即晶体管134与电容135并联地被连接。作为用于控制晶体管134的接通/断开状态的辅助驱动电路，在晶体管134的基极上连接有具备感温元件即PTC热敏电阻133的电阻分压电路。电容119的电压作为感温电路的输出被连接到断开时间可变电路107上。虽然省略详细的说明和图，但在与图7所示的例子相同的要领下，也能够取代PTC热敏电阻而使用NTC热敏电阻或CTR热敏电阻。如果在高温时PTC热敏电阻133的电阻值增大，则晶体管134接通。在串联连接的电容119和135中，通过电容135的端子之间短路，电容119和135的合成容量增大。由此，RC电路的RC时间常数增大，能够得到延长功率场效应晶体管113的断开时间的效果。 作为这种方式的另一例子，在RC电路中串联连接2个电阻的情况下，也可以将其中一个电阻与开关元件并联地连接。这种情况下，构成包含感温元件的分压电路以使得高温时开关元件变成断开。由此，在高温时RC电路的电阻值增大，RC时间常数增大断开时间变长。如以上的另一例子一样，如果具备感温元件、将用于在高温时延长功率场效应晶体管113的断开时间的信号输出到断开时间可变电路107中，则无论哪种结构的感温电路都可以。通过在驱动用IC上仅外置电阻，就能够改变开关元件的断开时间。然后，说明对这样的驱动用IC应用本发明的第1实施方式。例如，如果使用美国超科(Supertex)公司的LED驱动用IC即HV9910B，就能构成如图9所示的LED点灯装置。在图9中，在驱动用 IC136中内置有断开时间可变电路和恒定电压源，RT管脚是向断开时间可变电路的输入管脚，VDD管脚是恒定电压源的输出管脚。断开时间可变电路在其内部具备振荡电路，以由连接在RT管脚的电阻电路的电阻值决定的大致恒定的频率来使功率场效应晶体管113接通。具体地，电阻值越大则频率越低、功率场效应晶体管113的断开时间变长。因此，如果如图 9 一样将电阻137与感温电阻即PTC热敏电阻138的串联体连接为感温电路，则能在高温时PTC热敏电阻138的电阻值增大、延长断开时间。另外，关于感温电路，不限电阻的个数和连接方式。通过在驱动用IC上仅外置电容，就能够改变断开时间。这种情况下，可以连接具备感温电容和任意电容的电容电路，以作为感温电路。最后，作为图2中示出的LED点灯装置的另一例子，说明图21的LED点灯装置。在图21中，在扼流圈114处施加辅助线圈141，通过辅助线圈141来应用实现了电流临界模式的电路。在辅助线圈141的端子之间连接由电阻117、作为感温元件的感温电阻即PTC热敏电阻118、电容119的串联体构成的RC电路，以作为感温电路。电容119的电压作为感温电路的输出而连接在断开时间可变电路107上。在功率场效应晶体管113为断开的状态下，如果在功率场效应晶体管113中流过的电流为0，那么在辅助线圈141中产生的电压的极性则反转，断开时间可变电路107在内部具备比较器电路，在检测到电压的反转的时刻使功率场效应晶体管113接通。这里，通过如图21 —样设置RC电路，就能够将断开时间可变电路107检测电压的反转的时刻延迟由 RC电路的RC时间常数决定的时间。如果在高温时PTC热敏电阻118的电阻值增大，则RC 时间常数增大，断开时间变长。<第2实施方式>在下面说明本发明的第2实施方式，对于与第1实施方式的相同点则省略说明。图10是本发明的第2实施方式中的LED点灯装置的框图。在控制电路205中，接通时间可变电路208不仅根据所检测出的电力变换电路103的电流、还根据具备感温元件的第2感温电路209的输出，来改变开关元件的接通时间。即，对于断开时间可变电路107 和接通时间可变电路208这两者，分别具备不同的感温电路109和209。除此之外，与图1 所示的第1实施方式相同。图11是本发明的第2实施方式中的LED点灯装置的结构。在图11中，由电阻223 和224、以及作为感温元件的感温电阻、即PTC热敏电阻225的串联体而构成的与电压源 120连接的电阻分压电路相当于图10中的第2感温电路209。电阻224的电压相当于图10 中的第2感温电路209的输出，作为电流的输出值被输入到接通时间可变电路208中。这里，不限构成电阻分压电路的电阻的个数和其连接方式。此外，也能取代PTC热敏电阻225 而使用在高温时电阻值减少的NTC热敏电阻或CTR热敏电阻来构成图12这样的电阻分压电路。此外，也可以不利用电阻分压电路而利用电容分压电路，这种情况下，使用感温电容来取代感温电阻。接通时间可变电路208与第1实施方式一样，在功率场效应晶体管113的电流达到设定值的时刻使功率场效应晶体管113断开。电流的设定值由电阻分压电路的分压比来决定，在以下的说明中，考虑电阻224的电压越高，则电流的设定值就增大。能够使用比较器而简单地构成这样动作的接通时间可变电路208。另外，断开时间可变电路107与第1实施方式同样地进行动作，与其连接的第1感温电路的结构可以是以上说明的任意一个。如图13 —样，说明PTC热敏电阻118和225的电阻值具有相同温度特性的情况。 在图13中，以虚线表示第2实施方式中的点灯装置的功率和PTC热敏电阻的温度的关系，此外，也重叠表示了图4中所示的第1实施方式的相同关系。在图13中，温度Ta、Tb、Tc的定义与图4相同。另外，为了方便说明，假定PTC热敏电阻118与225的温度大体相同。在周围温度是相比于上述第1基准温度的低温(以下，单记为低温)时，PTC热敏电阻118和 225的电阻值不依赖于温度而为大致恒定，决定断开时间的RC时间常数、决定接通时间的电流的设定值也为大致恒定。在周围温度是比上述第1基准温度高的高温(以下，单记为高温)时，温度越高，则PTC热敏电阻118和225的电阻值越大。由此，温度越高RC时间常数越大，此外，电流的设定值变小。周围温度是低温或高温，分别在图14(a)或图14(b)中表示PTC热敏电阻是例如图13的Ta或Tb时的动作波形。下面，在图14(a)的低温时的动作波形与图5 (a)相同。 在从低温变为高温时，虽然在图5(b)中仅功率场效应晶体管113的断开时间变长，但在图 14(b)中除此之外IQ的设定值变小。其结果，IL的直流成分即ILED与第1实施方式的情况相比进一步减少，LED点灯装置功率与第1实施方式相比也进一步减少。根据以上，如图 13—样，在第2实施方式中与第1实施方式相比，能够使功率减少相对于温度上升的倾斜度更陡，为了降低LED点灯装置的温度而避免短寿命化，有时有必要急剧地减少功率，这样较为有效。然后，如图15 —样，对PTC热敏电阻118和225具有不同的温度特性的情况进行说明。具体地，在PTC热敏电阻225中，与PTC热敏电阻118相比，是电阻值开始增大温度升高的情况。对于PTC热敏电阻118将PTC热敏电阻的电阻值开始上升的温度与第1实施方式同样地定义为Tc、对于PTC热敏电阻225将PTC热敏电阻的电阻值开始上升的温度定义为Tc’。此时，根据先前的说明Tc’> Tc。在以下的说明中，将PTC热敏电阻225的温度变成Tc’时的周围温度定义为第2基准温度。当然，第2基准温度是比第1基准温度高的高温。在周围温度是比第2基准温度高的高温时，PTC热敏电阻的温度变成例如图15中的 Tb，。在周围温度是比第1基准温度低的低温时，PTC热敏电阻118和225的电阻值不依赖于温度而为大致恒定，RC时间常数和电流的设定值也为大致恒定。在为比第1基准温度高的高温、且为比第2基准温度低的低温时，虽然温度越高则PTC热敏电阻118的电阻值越大，但是PTC热敏电阻225的电阻值不依赖于温度而为大致恒定。因此，RC时间常数随温度的升高而增大，而电流的设定值不依赖于温度而为大致恒定。在是相比于第2基准温度的高温时，由于温度越高则PTC热敏电阻118和225的电阻值越大，所以温度越高RC时间常数变大，此外，电流的设定值变小。图16(a)是周围温度为比第1基准温度低的低温时的动作波形，图16(b)是周围温度为比第1基准温度高的高温、且相比于第2基准温度低的低温时的动作波形，图16(b’) 是周围温度为相比于第2基准温度的高温时的动作波形，纵轴的定义与图5或图14中表示的动作波形相同。下面，将图16(a)、图16(b)、图16(b，)的状态单记为低温、高温、超高温。 在图16中，在从(a)低温变为(b)高温时，与图5表示的第1实施方式同样地，功率场效应晶体管113的断开时间变长。其结果，LED点灯装置的功率与第1实施方式同样地减少。然后，在从(b)高温变为(b’ )超高温时，断开时间进一步变长，此外IQ的设定值变小。其结果，ILED以及LED点灯装置的功率急剧减少。根据上述，如图15 —样，在为比第2基准温度低的低温的情况和高温的情况下，能够改变功率降低相对于温度上升的倾斜度，能够在超高温时使功率降低的倾斜度更陡。另外，使用图13和图14说明的实施方式可以说是第1基准温度和第2基准温度相等的情况。此外，虽然省略详细的说明，但也考虑第2基准温度比第1基准温度低的实施方式。能够利用三肯电气株式会社产的LED驱动用IC即LC5200系列来如图17 —样构成第2实施方式中的点灯装置。在驱动用IC121中内置有控制电路中除了第1感温电路和第2感温电路的部分、和开关元件。虽然省略了详细说明，但可以将包含感温元件的分压电路连接在用于输入电流的设定值的Ref管脚。在图17中，将该分压电路作为由电阻223和 224、PTC热敏电阻225构成的电阻分压电路。另外，在图17中，将相当于图10中的电力变换电路103的电路构成为升降压斩波器。此外，增加了电阻405，该电阻405与、熔丝400、 用于应对噪音的电容401、403、404、用于应对噪音的扼流圈402、LED负载104并联连接。最后，作为第2实施方式的另一例子，表示考虑图11中的电流检测单元116能够成为第2感温电路的一部分，在电流检测单元中具备感温元件。在图20的LED点灯装置中， 通过由电阻122和感温电阻即PTC热敏电阻227构成的电阻电路来检测功率场效应晶体管 113的电流。S卩，用于检测功率场效应晶体管113的电流的电阻电路变成第2感温电路。在高温时，与低温时相比PTC热敏电阻227的电阻值增大，电阻122和PTC热敏电阻227的合成电阻也增大。如果功率场效应晶体管113的电流相同，在高温时被反馈给接通时间可变电路208的电流检测值变大。因此，在高温时，在功率场效应晶体管113的电流在较小的状态下，接通时间可变电路208看成是同一电流达到了设定值。换言之，在高温时电流的设定值减少，作为结果能得到和图14同样的动作波形。另外，不限感温电路的具体的结构，例如，也可以是电阻122和PTC热敏电阻227 串联地连接。标记说明
100...直流电源
101...交流电源
103...电力变换电路
104...LED负载
105...控制电路
205...控制电路
106...驱动电路
107...断开时间可变电路
108...接通时间可变电路
208接通时间可变电路
109...感温电路
209...感温电路
110...二极管电桥
111...电容
115...电容
119...电容
135. · 电容
139. · 电容
401. · 电容
403. · 电容
404. · 电容
112. ·.二极管
113. ·.功率场效应晶体管
114. ·.扼流圈
402. ·.扼流圈
116. ·.电流检测单元
117. ·.电阻
122. ·.电阻
123. ·.电阻
124. ·.电阻
126. ·.电阻
127. ·.电阻
128. ·.电阻
131. ·.电阻
132. ·.电阻
137. ·.电阻
223. ·.电阻
224. ·.电阻
405. ·.电阻
118. ·.PTC 热·〔电阻
129. ·.PTC 热·〔电阻
133. ·.PTC 热·〔电阻
138. ·.PTC 热·〔电阻
225. ·.PTC 热·〔电阻
227. ·.PTC 热·〔电阻
120. ·.电压源
121. ·.驱动用IC
136. ·.驱动用IC
125. ·.并联调节器
130. ·.NTC 热·〔电阻
226. ·.NTC 热·〔电阻
134. ·.晶体管
140. ·.感温电容
141. ·.扼流圈的辅助线圈
300. ·.电路基板
301·· .LED 基板400···熔丝
权利要求
1.一种LED点灯装置，具备电力变换电路，其对从电源供给的电力进行变换后对发光二极管即LED供电；以及控制电路，其驱动该电力变换电路具备的开关元件， 所述LED点灯装置的特征在于，所述控制电路具备 第1感温电路，其具备感温元件；以及断开时间可变电路，其基于该第1感温电路的输出来决定所述开关元件的断开时间。
2.—种LED点灯装置，具备电力变换电路，其对从电源供给的电力进行变换后对发光二极管即LED供电；以及控制电路，其驱动该电力变换电路具备的开关元件， 所述LED点灯装置的特征在于，所述控制电路具备 第1感温电路，其具备感温元件；以及断开时间可变电路，其基于该第1感温电路的输出来决定所述开关元件的断开时间， 所述第1感温电路在周围温度比第1基准温度高时，向所述断开时间可变电路输出如下的信号，该信号是用于与周围温度比所述第1基准温度低时相比延长所述开关元件的断开时间的信号。
3.—种LED点灯装置，具备电力变换电路，其对从电源供给的电力进行变换后对发光二极管即LED供电；以及控制电路，其驱动该电力变换电路具备的开关元件， 所述LED点灯装置的特征在于，所述控制电路具备 第1感温电路，其具备感温元件；以及断开时间可变电路，其基于该第1感温电路的输出来决定所述开关元件的断开时间， 所述第1感温电路在周围温度比第1基准温度高时，向所述断开时间可变电路输出如下的信号，该信号是用于与周围温度比所述第1基准温度低时相比延长所述开关元件的断开时间的信号，所述第1感温电路在周围温度比所述第1基准温度低时，将用于把所述开关元件的断开时间设为大致恒定的信号输出到所述断开时间可变电路，在周围温度比所述第1基准温度高时，将周围温度越高，则使所述开关元件的断开时间越长的信号输出到所述断开时间可变电路。
4.根据权利要求1 3的任意一项所述的LED点灯装置，其特征在于，相当于连接在电压源上的RC电路的所述第1感温电路具备作为所述感温元件的感温电阻和电容，所述第1感温电路输出根据RC时间常数上升的电压，该RC时间常数由所述感温电阻的电阻值和所述电容的静电容量来决定，所述断开时间可变电路在所述开关元件为接通状态的期间内，将所述第1感温电路的输出强制性地设为大致为零，在所述开关元件为断开状态的期间，在所述第1感温电路的输出达到了设定值的时刻接通所述开关元件。
5.根据权利要求1 3的任意一项所述的LED点灯装置，其特征在于，所述第1感温电路是具备感温电阻的电阻电路，被连接在所述断开时间可变电路， 所述断开时间可变电路以由所述电阻电路的电阻值决定的大致恒定的频率来接通所述开关元件。
6.根据权利要求1 3的任意一项所述的LED点灯装置，其特征在于，所述控制电路具备接通时间可变电路，其检测在所述电力变换电路中流过的电流，基于该电流来决定所述开关元件的接通时间，所述接通时间可变电路在所述开关元件为接通状态的期间，在所述电力变换电路中流过的电流达到了设定值的时刻断开所述开关元件。
7.根据权利要求1 3的任意一项所述的LED点灯装置，其特征在于，所述控制电路具备具有感温元件的第2感温电路，所述第2感温电路将电流的设定值输出到所述接通时间可变电路，所述接通时间可变电路在所述开关元件为接通状态的期间，在所述电力变换电路中流过的电流达到了所述电流的设定值的时刻断开所述开关元件，所述第2感温电路在周围温度比第2基准温度高时，与周围温度比所述第2基准温度低时相比，减小所述电流的设定值，所述第2感温电路在周围温度比所述第2基准温度低时，将所述电流的设定值设为大致恒定，在周围温度比所述第2基准温度高时，周围温度越高，则使所述电流的设定值减相当于连接在电压源上的分压电路的所述第2感温电路具备所述感温元件，将对所述电压源的电压进行分压而得的电压输出为电流的设定值。
8.根据权利要求1 3的任意一项所述的LED点灯装置，其特征在于，所述电源是将从外部供给的交流电源通过AC-DC变换电路进行变换而得的直流电源， 所述电力变换电路是具备二极管、相当于所述开关元件的功率场效应晶体管和扼流圈的斩波电路，所述控制电路具有从所述直流电源经由调节器生成所述电压源的生成单元。
9.根据权利要求1 3的任意一项所述的LED点灯装置，其特征在于，所述电力变换电路是具备所述开关元件、二极管和扼流圈的斩波电路，所述扼流圈具备用于使所述电力变换电路在电流临界模式下动作的辅助线圈，相当于连接在所述辅助线圈上的RC电路的所述第1感温电路具备作为所述感温元件的感温电阻和电容，所述断开时间可变电路在所述开关元件为断开状态的期间，在所述第1感温电路的输出达到了设定值的时刻接通所述开关元件。
10.根据权利要求1 3的任意一项所述的LED点灯装置，其特征在于，以与所述开关元件或内置所述开关元件的驱动用IC接触的方式安装所述感温元件。
全文摘要
本发明提供一种LED点灯装置，该LED点灯装置具备在周围温度高时使功率减少并防止LED以及点灯装置的短寿命化的过热保护功能。一种LED点灯装置，具备电力变换电路，其对从电源供给的电力进行变换后对发光二极管即LED供电；以及控制电路，其驱动该电力变换电路具备的开关元件，所述LED点灯装置的特征在于，所述控制电路具备第1感温电路，其具备感温元件；以及断开时间可变电路，其基于该第1感温电路的输出来决定所述开关元件的断开时间。
文档编号H02M3/155GK102316627SQ20111004092
公开日2012年1月11日 申请日期2011年2月17日 优先权日2010年6月29日
发明者三村隆宣, 庄司浩幸, 畠山笃史, 门田充弘 申请人:日立空调·家用电器株式会社