一种照明装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种照明装置。
【背景技术】
[0002]通常用于驱动LED的降压变化器是一种设计简单并且成本低廉的解决方案。然而，由于在输入侧需要设置电解电容，一般用于离线应用的降压变化器的功率因数(PF)较低。随着用于高功率照明装置的LED的应用越来越普及，对功率因数的改进越来越重要和受到关注。
[0003]现有技术中的一种解决方案使用了两级结构的驱动结构来提高驱动电路的功率因数，其中该驱动电路的第一级通常设计为用于功率因数校正(PFC)的升压变化器，该升压变化器还用于提供恒压，驱动电路的第二级设计为降压变化器用于控制LED串的电流。该两级结构的驱动电路可提供高的功率因数用于LED照明装置，但是该驱动电路成本高并且驱动效率低。
[0004]现有技术中的另一种解决方案提供了一种单级的具有功率因数校正的降压变化器。该降压变化器在输入部分不具有电解电容，并且其IC控制器控制输入电流使其呈梯形变化。该降压变化器虽然能够为LED照明装置提供功率因数校正的降压功能，但是其功率因数受到LED串的正向电压的影响，即如果LED的正向电压越大，该降压变化器的功率因数会越低，所以这样的降压变化器无法应用于大功率的LED。此外，在该降压变化器中，由于在输入部分没有设置电解电容，用于驱动LED的输出电流具有明显的波纹电流，并且该波纹电流会随着LED串的正向电压的增大而越来越高。
【发明内容】
[0005]为了解决上述的技术问题，本发明提出一种新型的照明装置。根据本发明照明装置结构简单，成本低廉，由于设计有较低的电容而具有极低的波纹电流，而且与开关模式变化器相比，根据本发明的照明装置不容易受到电磁干扰EMI问题的影响。此外，根据本发明的照明装置具有一种新型的带有功率因数校正的单级降压变化器，并在该基础上进一步增加了功能，使得该照明装置能扩大输入电流的导通角度，即增加功率因数，降低谐波，还可消除100Hz/120Hz的纹波，对输出光而言消除了低频闪烁。
[0006]本发明的一个目的通过这样一种照明装置来实现，即该照明装置包括连接至电源的整流单元以及通过降压电路单元连接至整流单元的至少一个照明单元，以及分别与整流单元和照明单元连接的降压电路单元，其中，照明装置还包括分别与降压电路单元和照明单元连接的主控制单元，其中主控制单元设置为根据照明装置的输入电压的变化控制来自整流单元的输入电流选择性地流过照明单元的发光件，以调整发光件的总正向电压，并在输入电压大于总正向电压时，降压电路单元降低通过照明单元的电压并使得照明装置进入降压状态。根据本发明的照明装置由此具有一种优选用于LED照明装置的基于功率因数校正的单级降压变化器，通过让输入电流选择性地流过发光件，由该输入电流流过的发光件的正向电压之和也会相应地发生变化，由此，形成了扩大输入电流的导通角度的可能性，并因此能够增加所述降压变化器的功率因数。
[0007]根据本发明的一种优选实施例，主控制单元控制照明单元以选择性地短接对应的发光件而调整发光件的总正向电压。以简单的和高效的短接形式控制照明单元，将发光件短路或被旁路，使得来自整流单元的输入电流能够选择性的通过照明单元的发光件或者不通过发光件，由此由输入电流流过的发光件的正向电压之和能够相应发生变化。
[0008]根据本发明的一种优选实施例，照明装置进入降压状态时，输入电流流过所有发光件。在所有的发光件都由来自整流单元的输入电流供电而正常工作后，即此时来自整流单元的输入电压超过所有布置的照明单元的发光件的正向电压，之后降压电路单元使得照明装置进入降压状态，这提供了一种扩大输入电流的导通角度的可能性。
[0009]优选的是，照明单元还包括第一开关，其中第一开关与对应的发光件并联连接。在与发光件并联的第一开关闭合而导通时，第一开关形成对该发光件的短路连接，即输入电流通过第一开关流过而不是通过发光件。相应地，在第一开关打开而关断时，输入电流直接流过发光件。
[0010]优选的是，降压电路单元包括第二开关，主控制单元能够与第二开关一起形成用于照明单元的线性限流单元。该第二开关优选的是与发光件串联连接，由此能够在第二开关和发光件都导通时，第二开关能够限制流过发光件的电流。此外该第二开关能够作为降压电路单元的一部分而实现照明装置的功率因数校正。
[0011]有利的是，主控制单元通过PffM信号对第二开关进行通断。根据这样的设计，主控制单元能够有利地限制流过发光件的电流。
[0012]优选的是，主控制单元包括用于控制第一开关和第二开关的通断的子控制器。子控制器能够同时或者分开地控制第一开关和第二开关，从而主控制单元能够使得输入电流能够选择性的流过与各第一开关并联连接的发光件。
[0013]根据本发明优选的是，照明单元还包括电容器和第一二极管，第一二极管以串联的形式连接在电容器和对应的发光件形成的并联连接的上游。电容器能够在输入电流没有直接流过发光件的情况下，以释放存储的电能的形式对与其并联的发光件进行供电。
[0014]根据本发明优选的是，第一开关的控制电极和第二开关的控制电极分别连接至子控制器的控制输出端，并且第一开关的工作电极连接至第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接至发光件的一端，并且第一开关的参考电极连接至发光件的另一端，第二开关的工作电极连接至照明单元的输出端，第二开关的参考电极接地。主控制单元通过向第一开关和第二开关的各控制电极传递控制信号，以控制第一开关和第二开关的关断和导通。
[0015]优选的是，降压电路单元还包括电感器和第二二极管，其中电感器的一端连接至第二二极管的阴极和整流单元的输出端的节点，电感器的另一端连接至照明单元的输入端，并且第二二极管的阳极连接至第二开关的工作电极。由此，第二开关能够与彼此形成并联连接的电感器和第二二极管进而形成串联连接，从而主控制单元能够例如通过控制第二开关而控制降压电路单元。
[0016]优选的是，第一开关和第二开关分别设置为MOSFET或者三极管。
[0017]优选的是，子控制器设置为运算放大器。运算放大器作为一种简单和廉价的电气件能够有效地以尽可能简单的方式分别控制与其连接的第一开关和第二开关。
【附图说明】
[0018]附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出:
[0019]图1示出根据本发明的照明装置的功能框图；
[0020]图2示出根据本发明的照明装置的电路结构示意图；
[0021]图3示出根据本发明的来自整流单元的输入电压的变化示意图。
【具体实施方式】
[0022]图1示出根据本发明的照明装置100的功能框图。根据本发明的照明装置100包括连接至电源的整流单元I，连接至整流单元I的输入端的降压电路单元3和连接至该降压电路单元3的照明单元2，此外，照明装置100还包括用于分别控制降压电路单元3和照明单元2的主控制单元4，其中主控制单元4还包括用于直接控制降压电路单元3和照明单元2中设置的第一开关6和第二开关7的子控制器41。在照明单元2中设置的发光件5由主控制单元4选择性地控制，即主控制单元4通过控制与各发光件5连接的第一开关6的导通或断开，使得来自整流单元I的输入电流相应地选择性地流过发光件5，其中发光件5优选地设计为LED。根据本发明的照明装置100能够具有由降压电路单元3提供的带功率因数校正的降压功能，而且还能借助主控制单元4对照明单元2控制从而扩大输入电流的导通角度。根据本发明的照明装置100可工作在对应于降压变化器的断续导通模式(DCM)、连续导通模式(CCM)或临界导通模式(CRM)中，并且控制模式可为电流模式控制或电压模式控制。
[0023]图2示出根据本发明的照明装置100的电路结构示意图。根据本发明的照明装置100的整流单元I包括由多个二极管构成的整流桥和滤波电容，以向下游提供经整流的输入电信号，其中该输入电信号可优选地具有由标准正弦波整流后获得的正弦波正半部分的波形，例如如图3所示出的示意性波形。降压电路单元3连接在整流单元I的下游，设置为包括电感器L1、第二二极管D2和第二开关7，其中电感器LI与照明单元2串联后并与第二二极管D2并联连接，第二开关7进而与由电感器LI和第二二极管D2形成的并联连接进行串联。照明单元2虽然在图2中示例性示出为三个，但实际可设计一个或者多于一个的数量。
[0024]此外，照明单元2可优选地进行如图2示出的串联连接，但也可根据实际应用的要求而进行并联和/或串联连接组合。照明单元2优选的设计为包括第一二极管D1、第一开关6、发光件5和电容器Cl，其中第一开关6优