专利名称：Led驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED驱动装置，特别涉及进行脉冲串调光的LED驱动装置。
背景技术：
近年来，从生态学和节能的观点出发，作为代替灯泡型荧光灯和直管型荧光灯的照明设备，关注具有比较长寿命且低功耗的特征的LED(Light Emitting Diode)照明，并推进了其开发。LED照明装置具有将输入电力转换为期望的直流电力而供给给LED组负载的电源单元(LED驱动装置)；以及多个LED串联连接的LED组负载。电源单元具有开关元件，其用于向LED组负载供给电力；以及调光用开关元件，其与LED组负载串联连接。在以往的LED驱动装置中，与从外部输入的脉冲串调光信号同步地，对与LED组负载串联连接的调光用开关元件、和用于向LED组负载供给电力的开关元件，进行接通断开控制(例如， 参照专利文献1)。专利文献1日本特开2004-147435号公报LED照明装置，虽然如上所述具有优良的特性，但是并没有积极地推进例如自荧光灯的替换。其原因之一在于，有时从LED照明装置产生噪声，通过该噪声，有可能出现周围的电气设备引起动作不良。即使在以往的LED照明装置中，也会担心产生调光用开关元件的接通断开时的开关噪声、和在导通/切断流过LED组负载的电流时的噪声。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够减少从LED照明装置产生的噪声的LED驱动装置。为了实现上述目的，本发明的LED驱动装置具有如下所述的结构。第一 LED驱动装置(与权利要求1对应)，其将规定的输入电力转换为直流电力而供给到LED单元，该LED驱动装置的特征在于具有第1晶体管，其对流过所述LED单元的电流进行接通断开；LED电流检测部，其用于检测流过所述LED单元的电流；控制部，其根据通过所述LED电流检测部得到的检测电压与基准电压之间的误差和用于对所述LED单元进行调光的脉冲串调光信号，输出对供给到所述LED单元的电力进行控制的控制信号；以及第2晶体管，其根据从所述控制部输出的控制信号，对供给到所述LED单元的电力进行控制，所述第1晶体管根据所述脉冲串调光信号而接通，根据比所述脉冲串调光信号延迟规定时间的信号而断开。第二 LED驱动装置(与权利要求2对应)，在上述结构的基础上，其特征在于，优选所述控制部具有关闭延迟电路，在所述脉冲串调光信号的断开指令时，该关闭延迟电路使所述第1晶体管比所述第2晶体管断开的定时延迟规定时间而断开。
第三LED驱动装置(与权利要求3对应)，在上述结构的基础上，其特征在于，优选所述控制部由PWM比较器和AND (逻辑和)电路构成，该PWM比较器根据从三角波信号产生部产生的三角波信号和所述差电压产生PWM信号，该AND电路计算所述脉冲串调光信号与从所述PWM比较器输出的信号的AND并输出。第四LED驱动装置(与权利要求4对应)，在上述结构的基础上，其特征在于，优选所述规定时间是如下的时间在断开了第2晶体管之后，充电到与输出端子连接的电容器中的电荷通过所述LED单元放电，输出电压保持为比所述LED单元熄灭的电压高的电压的时间。根据本发明，能够提供可以减少从LED照明装置产生的噪声的LED驱动装置。
图1是表示本发明的实施方式的LED驱动装置的电路图。图2是本发明的实施方式的LED驱动装置的控制电路的电路图。图3是本发明的实施方式的LED驱动装置的关闭延迟电路的电路图。图4是表示关闭延迟电路的动作波形的图。图5是表示本发明的实施方式的LED驱动装置的动作波形的图。符号说明10 :LED照明装置；11 :LED驱动装置；12 :LED单元(LED组负载)；1 =LED ；13 输出端子；14 电力转换部；15 控制部；16 误差放大器；18 控制电路；19 关闭延迟电路； 21 三角波信号产生部；22 =PWM比较器；23 =AND电路；31 开关元件；32 恒流源；33 电容器；34 =NOT电路；Trl 第1晶体管；Tr2 第2晶体管；Tl 变压器；Dl 二极管；Cl 电容器； C2 :电容器；nl —次绕组；n2 二次绕组；Rl 电阻；Vref 基准电压；VRl 检测电压；Va 两端电压；Td 规定时间。
具体实施例方式以下，根据
本发明的优选实施方式。图1是表示本发明的实施方式的LED驱动装置的电路图。LED驱动装置11为了将输入电力转换为期望的直流电力，并供给到LED单元(LED组负载)12，与由至少一个LED 12a构成的LED单元12连接。LED驱动装置11和LED单元12构成LED照明装置10。LED单元12与LED驱动装置11连接。LED单元12由多个LED 1 串联连接而成。 另外，关于LED单元12，LED 1 也可以是一个。另外，代替LED 12a，只要是根据流过的直流电流发光的元件，则也可以使用LED以外的发光负载。LED驱动装置11构成为具备电力转换部14、控制部15。电力转换部14具有电容器Cl，其对来自二极管桥的输入电压进行平滑，该二极管桥对由未图示的输入端子接收到的交流电压进行整流；变压器Tl的一次绕组nl和第2 晶体管Tr2的串联电路；二极管D1，其阳极与变压器Tl的二次绕组n2的一端连接，阴极与输出端子13连接；以及平滑用的电容器C2，其连接在二极管Dl的阴极与二次绕组π2的另一端之间。并且，第2晶体管Tr2是根据来自控制电路18的控制信号来接通断开，从而将与该控制信号的脉冲宽度对应的输出电压(电容器C2的两端电压)施加到LED单元12。
另外，例如由商用的交流电压和二极管桥构成的整流电路，也可以替换为电池等的直流电压源。电力转换部14构成为转换从该直流电源供给的直流电力，生成LED单元12 的发光用的直流电力。另外，虽然作为电源的方式表示了经由变压器Tl的结构，但是不特别限定电力转换部14中的变压器的有无或电路方式。控制部15具有第1晶体管Trl、作为LED电流检测部的LED电流检测用电阻R1、 误差放大器16、控制电路18、关闭延迟电路19。第1晶体管Trl根据从LED驱动装置11的外部输入的脉冲串调光信号，接通断开流过LED单元12的电流。LED电流检测用电阻Rl (以下，电阻Rl)检测流过LED单元12的电流。通过电力转换部14的输出电压，流过LED单元12的负载电流IL流过与LED单元12 串联连接的电阻R1，因此电阻Rl所致的电压降、即检测电压VRl成为与负载电流IL对应的电压。另外，作为LED电流检测部，也可以使用电流变压器。误差放大器16将电阻Rl所致的检测电压VRl与基准电压Vref之间的差电压Vl 并输出到控制电路18。脉冲串调光信号是例如从设置在LED驱动装置11的外部的调光器输出的IOOHz IkHz频率的脉冲信号。控制电路18根据来自误差放大器16的差电压Vl 和脉冲串调光信号，输出用于控制供给到LED单元12的电力的控制信号。第2晶体管Tr2 根据从控制电路18输出的控制信号，控制供给到LED单元12的电力。关闭延迟电路19与第1晶体管Trl的控制端子连接，使从外部输入的脉冲串调光信号延迟，输出到第1晶体管 Trl0关闭延迟电路19根据脉冲串调光信号，使第1晶体管Trl接通断开，在脉冲串调光信号为断开的指令时(下降沿时)，使脉冲串调光信号延迟规定时间，以使第1晶体管Trl比第2晶体管Tr2断开的定时延迟规定时间而断开。另外，关闭延迟电路19在脉冲串调光信号为接通的指令时(上升沿时)，将脉冲串调光信号直接输出到第1晶体管Trl。图2是控制电路18的电路图。控制电路18由根据从三角波信号产生部21产生的三角波信号和差电压Vl产生PWM信号的PWM比较器22、和计算脉冲串调光信号与从PWM 比较器22输出的信号的AND并输出的AND电路23构成。从上述PWM比较器22产生的PWM 信号，例如是50kHz 200kHz频率的信号。PWM比较器22，在从误差放大器16输入到非反转端子的差电压Vl为从三角波生成部21产生而输入到反转端子的三角波以上时，将H电平输出到AND电路23，在小于三角波时将成为L电平的脉冲输出到AND电路23。并且，AND 电路23将获取了该信号与脉冲串调光信号的AND时的信号，作为控制信号输出到第2晶体管Tr2。在脉冲串调光信号为H电平时，根据从PWM比较器22输出的PWM信号，对第2晶体管Tr2进行接通断开控制，在脉冲串调光信号为L电平时第2晶体管Tr2被断开。由此，调节电力转换部14的输出电压。图3是表示关闭延迟电路19的一例的电路图。关闭延迟电路19具有开关元件 31、恒流源32、电容器33、NOT电路34。从关闭延迟电路19的外部输入的脉冲串调光信号输入到开关元件31的栅极端子。开关元件31的漏极端子与恒流源32的输出连接，源极端子被接地。电容器33的一端连接在开关元件31与恒流源32之间的连接点，另一端被接地。 NOT电路34的输入端子与电容器33的一端连接，输出端子与第1晶体管Trl的栅极端子连接。NOT电路34构成为，在电容器33的两端电压比规定值大时，输出L电平的信号。图4是表示关闭延迟电路19的动作波形的图。在图4(a)的方形波(脉冲串调光信号)为L电平时，开关元件31断开，电容器33通过恒流源32而被充电。如图4(b)所示，
5电容器33的两端电压Va按照规定的倾斜度而上升。在脉冲串调光信号为H电平时、开关元件31接通，电容器33被瞬间放电。如图4(c)所示，NOT电路34，当电容器33的两端电压比规定值大时，输出L电平的信号OUT。因此，关闭延迟电路19的输出，从脉冲串调光信号的上升沿的定时延迟规定的时间而下降。接着，参照图1、图2及图5，对如上所述构成的LED驱动装置10的动作进行说明。 首先，在根据LED驱动装置11的未图示的开关，LED驱动装置11开始动作时，在LED单元 12及电阻Rl上流过负载电流IL，将检测电压VRl发送给控制部15。误差放大器16将检测电压VRl与基准电压Vref之间的差电压Vl输出到控制电路18。控制电路18的PWM比较器22通过从误差放大器16输出的差电压Vl与从三角波生成部21产生的三角波来形成 PWM信号，输出到AND电路23。并且，将获取了该信号与脉冲串调光信号的AND时的信号输出到第2晶体管Tr2。第2晶体管Tr2在脉冲串调光信号为H电平的期间，根据PWM信号进行开关动作。因此，以负载电流IL成为期望大小的方式，控制输出电压。另外，此时脉冲串调光信号通过关闭延迟电路19输入到第1晶体管Trl，通过使电流断续，能够调整LED单元 12的发光。此时，当输入了图5 (a)的脉冲串调光信号时，作为通过获取从PWM比较器22输出的PWM信号与脉冲串调光信号的AND而得到的信号的、第2晶体管Tr2的栅极电压，如图 5(b)所示，从AND电路23输出。另外，输入有关闭通过关闭延迟电路19而被延迟了规定时间(Td)的脉冲串调光信号，从而如图5(c)所示，第1晶体管Trl的栅极电压的关闭被延迟规定时间Td。由此，充电到电容器C2的电荷，在延迟时间即规定时间Td期间，通过LED单元12而被放电。即、与没有关闭延迟电路19的情况相比，第1晶体管Trl断开瞬间的LED 驱动装置11的输出电压下降。另外，在刚开启了第1晶体管Trl之后，电容器C2被充电，电容器C2之间的电压维持为在LED单元12中流过期望的电流IL。并且，输出电压如图5 (d) 所示，其上升沿的部分，具有梯度，在上升沿时没有瞬间的、急剧的增加，而柔和地上升，其下降沿是在放电时没有瞬间的、急剧的减少而柔和地下降。规定时间Td是由恒流源32和电容器33的时常数来确定的。规定时间Td优选设定为如下所述的时间在断开了第2晶体管Tr2之后，充电到LED驱动装置11的电容器C2的电荷通过LED单元12而被放电，输出电压变得比LED单元12熄灭的电压高的时间。由此，如图5(e)所示，LED电流进行没有如浪涌电流那样的、瞬间急剧地上升的电流的柔和接通动作、和没有瞬间急剧地下降的电流的柔和断开动作。由此，由于抑制流过LED单元12的电流的急剧的变化，因此能够减少从LED单元 12产生的噪声及第1晶体管Trl的开关噪声。另外，由于减少流过LED单元12的浪涌电流，因此能够提供不对LED施加过度的压力的LED驱动装置。在以上的实施方式中说明的结构、形状、大小以及配置关系，仅仅是在能够理解/ 实施本发明的程度上示意地表示的内容。因此，本发明不限定于所说明的实施方式，在不脱离权利要求所示的技术思想的范围内，能够以各种方式进行变更。工业上的可利用性本发明的LED驱动装置可以作为能够调光的LED照明的驱动装置来利用。
权利要求
1.一种LED驱动装置，其将规定的输入电力转换为直流电力而供给到LED单元，该LED 驱动装置的特征在于具有第1晶体管，其对流过所述LED单元的电流进行接通断开；LED电流检测部，其用于检测流过所述LED单元的电流；控制部，其根据检测电压与基准电压之间的误差和脉冲串调光信号，输出对供给到所述LED单元的电力进行控制的控制信号，该检测电压是通过所述LED电流检测部得到的，该脉冲串调光信号用于对所述LED单元进行调光；以及第2晶体管，其根据从所述控制部输出的控制信号，对供给到所述LED单元的电力进行控制，所述第1晶体管根据所述脉冲串调光信号而接通，根据比所述脉冲串调光信号延迟规定时间的信号而断开。
2.根据权利要求1所述的LED驱动装置，其特征在于，所述控制部具有关闭延迟电路，在所述脉冲串调光信号的断开指令时，该关闭延迟电路使所述第1晶体管比所述第2晶体管断开的定时延迟规定时间而断开。
3.根据权利要求1或2所述的LED驱动装置，其特征在于，所述控制部由PWM比较器和逻辑和电路构成，该PWM比较器根据从三角波信号产生部产生的三角波信号和差电压产生PWM信号，该逻辑和电路计算所述脉冲串调光信号与从所述PWM比较器输出的信号的逻辑和并输出。
4.根据权利要求1 3中的任意一项所述的LED驱动装置，其特征在于，所述规定时间是如下时间在第2晶体管断开之后，与输出端子连接的电容器中充电的电荷通过所述LED单元放电，输出电压保持为比所述LED单元熄灭的电压高的电压的时间。
全文摘要
本发明提供一种LED驱动装置，其能够减少从LED照明装置产生的噪声。该LED驱动装置将规定的输入电力转换为直流电力而供给到LED单元，具有第1晶体管，其对流过LED单元的电流进行接通断开；LED电流检测部，其用于检测流过LED单元的电流；控制部，其根据通过LED电流检测部得到的检测电压与基准电压的误差、和用于对LED单元进行调光的脉冲串调光信号，输出对供给到LED单元的电力进行控制的控制信号；以及第2晶体管，其根据从控制部输出的控制信号，对供给到LED单元的电力进行控制，第1晶体管根据脉冲串调光信号而接通，根据比脉冲串调光信号延迟规定时间的信号而断开。
文档编号H05B37/02GK102573222SQ20111043210
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月21日 优先权日2010年12月27日
发明者木村研吾 申请人:三垦电气株式会社