有机el元件点亮装置及使用其的照明器具的制作方法

文档序号:8155435
专利名称:有机 el 元件点亮装置及使用其的照明器具的制作方法
技术领域
本发明涉及有机EL元件点亮装置,并涉及使用该有机EL元件点亮装置的照明器具。
背景技术
传统上,有机电致发光兀件(下文称作有机EL兀件)已被用作表面光源,并且已提供有机EL元件点亮装置用于点亮有机EL元件(例如参见日本专利申请公开N0.2007-93729)。
因为有机EL元件是表面光源,因此有机EL元件具有大电容量组件,并在启动时易于受到强大的浪涌电流。这些浪涌电流能够损坏或缩短有机EL元件和有机EL元件点亮装置的寿命。在上述文献中,通过将电感器或电阻器插入到电源至有机EL元件的路径中,来减小浪涌电流,但这引起了由电感器或电阻器所增加的功率损耗的另一问题。
而且,在有机EL元件中,如图12所示,相对于正向电压“Vf”的正向电流“If”特性(下文称作“V-1特性”)对于每次采样会发生变化,或由于诸如温度的环境因素而发生变化。因此,存在启动变化的可能性,该启动变化涉及启动计时的差异和光输出的增加速率。在输出电压逐渐升高时,或在有机EL元件的启动期间衰弱时,该启动变化是特别明显。发明内容
鉴于上述情况而提出的本发明的目的是提供一种有机EL元件点亮装置,及连同一起的使用有机EL元件点亮装置的照明器具,由此可以减少启动时的浪涌电流,同时控制启动变化。
本发明的有机EL元件点亮装置,包括电流供应部、电流检测部、目标设定部、控制部;所述电流供应部将点亮电流供应给光源,所述光源由一个或多个有机EL元件形成并连接在所述电流供应部的输出端子之间;所述电流检测部检测所述点亮电流;所述目标设定部设定所述点亮电流的目标值;以及所述控制部配置为通过控制所述电流供应部执行所述点亮电流的反馈控制,使得所述电流检测部的检测值与所述目标值相匹配;以及所述目标设定部具有扫描时段,在所述扫描时段期间,所述目标值在所述光源启动时逐步增加。
在该有机EL元件点亮装置中,所述电流检测部优选设置有低通滤波器,所述低通滤波器允许所述点亮电流的所述检测值通过。
在该有机EL元件点亮装置中,所述电流供应部优选包括多个电流供应部,每一所述电流供应部将所述点亮电流供应到不同的光源;所述控制部配置为执行反馈控制,以将每一点亮电流与所述目标值相匹配;以及所述目标设定部为每一点亮电流设定相同的目标值。
该有机EL元件点亮装置还优选设置有多个点亮单元,每一所述点亮单元具有所述光源、所述电流供应部以及所述控制部;其中,所述电流供应部由输入电源产生所述点亮电流;以及所述多个点亮单元的每一个优选设置有可与所述输入电源自由分离的供应端子、以及可与所述目标设定部自由分离的目标值输入端子。
在该有机EL元件点亮装置中,所述光源优选包括多个串联连接的光源,并且所述有机EL元件点亮装置还优选设置有短路/开路电路装置,所述短路/开路电路装置用于使所述多个光源中的每一个的两个端子之间的电路短路和开路。
在该有机EL元件点亮装置中,当供应有所述点亮电流的所述有机EL元件的数量减少时,所述目标设定部优选为缩短所述扫描时段。
在该有机EL元件点亮装置中,当所述光源的调制程度变低时,所述目标设定部优选为缩短所述扫描时段。
在该有机EL元件点亮装置中,所述控制部优选为具有在所述扫描时段之前的时段,在所述时段期间,所述电流供应部的所述输出端子之间产生处于每一所述有机EL元件的点亮起始电压或以下的电压。
本发明的照明器具包括前述有机EL元件点亮装置的任一个、由一个或多个有机EL元件形成并由所述有机EL元件点亮装置点亮的光源、以及所述有机EL元件点亮装置和所述光源附接的器具主体。
如上所述,本发明具有能够在启动时减小浪涌电流并能够减小启动变化的效果。


现在将更加详细地描述本发明的优选实施例。相对于以下详细的描述和附图,本发明的其它特征和优点将变得更好理解,其中:
图1是本发明实施例1的有机EL元件点亮装置的电路配置图2是示出电容器电压Va增加的曲线图3A是示出传统的点亮电流IlOl初始上升的曲线图3B是示出传统的点亮电压V102初始上升的曲线图4A是示出本发明实施例1的点亮电流IlOl初始上升的曲线图4B是示出本发明实施例1的点亮电压V102初始上升的曲线图5是本发明实施例2的有机EL元件点亮装置的电路配置图6是示出施加到光源203的电压的曲线图7是本发明实施例2的能够多个点亮控制的有机EL元件点亮装置的示意图8是本发明实施例3的有机EL元件点亮装置的电路配置图9是本发明实施例4的有机EL元件点亮装置的电路配置图10是本发明实施例5的有机EL元件点亮装置的电路配置图11是本发明实施例6的照明器具的电路配置图;以及
图12是示出有机EL元件的V-1特性的曲线图。
具体实施方式
基于附图对本发明的实施例进行以下说明。
(实施例1)
图1示出本实施例的有机EL元件点亮装置的电路配置图。本实施例的有机EL元件点亮装置包括电源101、电流供应部102、控制部103、目标设定部104、电流检测部105、电压检测部106以及短路/开路电路107,并且点亮多个(在该示例中为四个)串联连接的光源109。光源109均为同一种类及大小。
电源101包括整流电路111、升压斩波电路112和控制电源113。连接在AC电源ElOl的输出端子之间的整流电路111对AC电压进行整流和平滑,并且将所得到的电压输出给升压斩波电路112。该升压斩波电路112包括电感器L101、二极管D101、电容器ClOl以及切换元件Q101。由电感器L101、二极管DlOl以及电容器ClOl形成的串联电路连接到整流电路111的输出端子,并且切换元件QlOl并联连接到由二极管DlOl和电容器ClOl形成的串联电路。通过切换控制部(未图不)导通和关断切换兀件Q101,从而使整流电路111的输出电压上升,并在电容器ClOl的两个端子之间产生电压V101。升压斩波电路112随后将电压VlOl输出给电流供应部102和控制电源113。控制电源113执行电压VlOl的DC-DC转换,从而产生驱动电压Vcc来作为控制部103的工作电源,并将驱动电压Vcc输出给控制部 103。
在电流供应部102中,切换元件Q102、二极管D102、电感器L102以及电容器C102组成了降压斩波电路。由切换元件Q102、电感器L102以及电容器C102形成的串联电路连接在升压斩波电路112的输出端子之间,并且用于再生的二极管D102并联连接到电感器L102和电容器C102。通过控制部103导通和关断切换元件Q102,从而使电压VlOl下降,并在电容器C102的两个端子之间产生点亮电压V102。
将四个串联连接的光源109并联连接到电容器C102。每一光源109包括一个或多个有机EL元件,并且在从电流供应部102供应点亮电流IlOl时点亮。
控制部103通过控制电流供应部102来执行点亮电流IlOl的反馈控制,以使得点亮电流IlOl与目标值相匹配。
电流检测部105包括插入到点亮电流IlOl的供应路径中的电阻器R101。将在电阻器RlOl的两个端子之间产生的电压输出到比较器108的反相输入端子,来作为点亮电流IlOl的检测值。
目标设定部104设定点亮电流IlOl的目标值。目标设定部104包括由电阻器R102和电容器C102形成的串联电路、以及并联连接到电容器C102的电阻器R103。电阻器R102和电容器C102的串联电路的一端连接到控制部103,而另一端连接到电容器C102的负极,并接收来自控制部103的控制电压Vc。由该控制电压Vc对电容器C102充电,并且在电容器C102的两个端子之间产生电容器电压Va。电阻器R102与电容器C102之间的连接点连接到比较器108的非反相输入端子,并且输出电容器电压Va,作为点亮电流IlOl的目标值。
控制部103基于比较器108的输出来导通和关断切换元件Q102,从而对点亮电流IlOl执行反馈控制,以使得点亮电流IlOl的检测值与目标值相匹配。
接下来,对本实施例的有机EL元件点亮装置的启动操作进行说明。
当从AC电源ElOl供应功率时,控制电源113产生驱动电压Vcc,并将电压Vcc输出到控制部103。这开始驱动控制部103,以产生输出到目标设定部104的控制电压Vc。随后,如图2中所示,在电容器C102的两端的电压(电容器电压Va)根据电阻器R102和R103的电阻值以及由电容器C102的电容量确定的时间常数逐渐上升。即,目标设定部104具有扫描时段Tsw,在该扫描时段Tsw期间,点亮电流IlOl的目标值逐渐增加。由于控制部103执行点亮电流IlOl的反馈控制,因此供应到光源109的点亮电流IlOl逐渐增加,并将光源109点亮。将电阻器R102和R103的电阻值以及控制电压Vc的电压值设定为使得电容器电压Va在完成充电时,变成在稳定照明期间的照明电流IlOl的目标值。
S卩,当在启动点亮本实施例中的光源109时,通过逐渐增加点亮电流IlOl的目标值来逐渐增加供应到光源109的点亮电流1101。在传统的有机EL元件点亮装置中,如图3A所示,因为点亮电流IlOl的目标值在一经启动之后已设定为稳定点亮期间的目标值,因此点亮电流IlOl急剧上升,从而产生浪涌电流。然而,在本实施例中,如图4A所示,将紧随启动之后的点亮电流IlOl的目标值设定很低,并随后逐渐增加到稳定点亮期间的目标值,使得点亮电流IlOl的上升更加平滑并控制了浪涌电流的发生。在使用具有大电容量组件的负载时,如具有光源109的有机EL元件的情况一样,这将是特别有效的。而且,因为在本实施例中抑制了浪涌电流,而未放入电感器组件或电阻器组件,因此并不存在增加功率损耗的风险。
而且,在传统的有机EL元件点亮装置中,如图3B所示,施加到光源109的串联电路的点亮电压V102也急剧上升,并存在电压过冲的风险。然而,在本实施例中,如图4B所示,点亮电压V102的上升也是平滑的,并控制了电压过冲。
而且,在本实施例中,通过逐渐增加点亮电流IlOl的目标值,来逐渐增加供应到光源109的点亮电流1101。由于在有机EL元件中正向电流和光输出大致成比例,因此逐渐增加点亮电流IlOl可用于控制启动计时和在光输出的增加速率中的启动变化,以产生稳定的输出控制。
S卩,不仅是通过执行点亮电流IlOl的反馈控制使得照明电流IlOl在启动时逐渐上升减少了浪涌电流,而且也获得了控制启动变化的效果。
控制部103也可以将来自控制电源113的驱动电压Vcc直接施加到目标设定部104,来作为控制电压Vc。当响应于从装置外部输入的光调制信号来执行光源109的光调制控制时,控制部103根据由光调制信号指示的光调制程度来改变控制电压Vc。因此,由于电容器电压Va在扫描时段Tsw之后(在电容器C102的充电完成之后)是可变的,因此可以调整点亮电流IlOl在稳定点亮期间的目标值,从而执行光源109的光调制控制。
当将稳定点亮期间的光调制程度设定很低时,点亮电流IlOl减小,并且点亮电压V102也较低,从而减小了启动期间浪涌电流的风险。因此,在本实施例中,当稳定点亮期间的调制程度变得较低时,目标设定部104基于光调制信号缩短了扫描时段Tsw。因此能够减小从初始启动直到达到稳定点亮状态所花费的时间。
用于缩短扫描时段Tsw的装置包括由可变电阻器组成的电阻器R102和R103,并基于光调制信号改变电阻器R102和R103的电阻值,或控制从控制部103供应到电容器C102的电流值。另外,作为另一种可能性,还存在分级系统,由此对于预定的调制程度或更大的调制程度设定特定扫描时段Tsw,而对于小于预定的调制程度设定零扫描时段Tsw。设定零扫描时段Tsw的一个方法是将电容器C102的端子短路。也可以基于点亮电压V102的值而并非基于由光调制信号示出的调制程度来确定扫描时段Tsw。也可以控制扫描时段Tsw不仅用于光调制的目的,而且用于调整或校正光输出。在该情况下,基于调整/校正信号来改变扫描时段Tsw。
接下来将说明被点亮的光源109的数量由稀疏(thinned-out)控制或去除来减少的情况。
在本实施例中,设置短路/开路电路107 (短路/开路装置),该短路/开路电路107由连接到每一光源109的开关171、控制每一开关171的远程控制单元172、以及用于监控每一开关171的状态的状态检测器173形成。
每一开关171设置有切换元件Q103、包括连接到切换元件Q103的分压电阻器R104和R105的串联电路、切换元件Q104,以及包括连接到切换元件Q104的分压电阻器R106和R107的串联电路。
切换元件Q103包括PNP双极晶体管,每一双极晶体管并联连接到光源109。具体来说,将发射极连接到光源109的高电位侧,并将集电极连接到光源109的低电位侧。将分压电阻器R104的一端连接到切换元件Q103的发射极,而另一端连接到切换元件Q103的基极。
切换元件Q104包括NPN双极晶体管。每一切换元件Q104的集电极经由电阻器R105连接到切换元件Q103的基极,并且发射极经由切换元件Q106和电阻器RlOl连接到电容器C102的负极端子。每一分压电阻器R107的一端连接到切换元件Q104的基极,而另一端连接到切换元件Q104的发射极。
将分压电阻器R104和R105的电阻值设定为使得切换元件Q103在切换元件Q104导通时也导通。
将远程控制单元172设置在用户可接近的地方。远程控制单元172设置数个操作开关Q105以及四个电阻器R108,该操作开关Q105的数量对应于开关171的数量(图中为四个),每一电阻器R108连接在控制电源113与每一操作开关Q105的一端之间。每一操作开关Q105的另一端连接到电阻器R106。
按钮开关等用于操作开关Q105,并且由用户操作。当操作开关Q105导通时,驱动电压Vcc由对应的分压电阻器R106和R107来分配,并将分配电压施加到对应的切换元件Q104的基极。因此,对应的切换元件Q104导通。当切换元件Q104导通时,如上所述,对应的切换元件Q103也导通,从而使对应的光源109的两端短路,并熄灭对应的光源109。BP,可以通过操作对应的操作开关Q105以造成对应于操作开关Q105的光源109的两端之间的短路或开路,来控制每一光源109的点亮和熄灭。也可以由开关控制部(未图示)来进行操作开关Q105的导通和关断控制。在该情况下,开关控制部响应于从装置外部输入的点亮控制信号将操作开关Q105导通和关断。
光源109也可与有机EL元件点亮装置自由分离,并可根据机械连接(附接检测开关等)检测光源109的附接或去除。当光源109被去除时,开关控制部(未图示)关断对应于所去除的光源109的操作开关Q105。因此可以经由切换元件Q103供应点亮电流1101,以来点亮剩下的光源109。
通过检测每一操作开关Q105 —端的电压,状态检测器173监控被点亮的光源109的数量。光源109被点亮的数量越小,浪涌电流越小,并且有机EL元件点亮装置的电路压力越低。因此,在本实施例中,当被点亮的光源109的数量减少时,目标设定部104减小扫描时段Tsw。上述方法用于控制扫描时段Tsw。因此能够减少从初始启动直到达到稳定点亮状态所花费的时间量。
当所有光源109均被熄灭或去除,并且装置处于负载短路状态时,状态检测器173检测该状态,并且将停止信号输出给控制部103。控制部103随后将切换元件Q102保持在关断状态。这停止了点亮电流IlOl的供应,以使得可以防止电路损坏。状态检测器173也可以配置为在检测到负载短路状态时,关断切换元件Q106,并阻止点亮电流IlOl的供应路径。在该情况下,因为可以瞬时进行保护操作而无需考虑电流供应部102的电容器C102的放电时间,因此提高了可靠性和稳定性。也可以将装置配置为使用电流检测部105而非状态检测器173的检测值来检测负载短路状态。在该情况下,当电流检测部105的检测值达到特定值或更大时,关断切换元件Q102或切换元件Q106。
由于在本实施例中,点亮电流IlOl受到反馈控制,而且,即使在被点亮的光源109的数量减少的时候,也没有过电压施加到光源109,并能够防止对光源109的损坏。
本实施例的有机EL元件点亮装置还设置有用于检测点亮电压V102的电压检测部106。该电压检测部106包括由电阻器R109和RllO形成的串联电路,并且该电压检测部106并联连接到电容器C102。将来自电阻器R109和RllO的点亮电压V102的分压值输出给控制部103,作为点亮电压V102的检测值。当由电压检测部106检测的值到达特定阈值或更大时,控制器103诊断异常状态,并通过停止切换元件Q102的导通/关断驱动来保护该装置。
本实施例的电流供应部102包括降压斩波电路,但并不对此进行限定。例如,电流供应部102可以包括升压斩波电路、升压/降压斩波电路、反激式转换器、正向转换器、半桥转换器、全桥转换器、推挽式转换器或另外的切换电源、或这些中的组合。将切换频率设定为几十kz到几MHz。
目标设定部104可由微型计算机组成,并编程以逐渐增加点亮电流IlOl的目标值。
(实施例2)
图5示出本实施例的有机EL元件点亮装置的电路配置图。本实施例的有机EL元件点亮装置包括恒压单元201和恒流单元202。使用来自AC电源E201的输入,恒压单元201产生输出到恒流单元202的特定电压V202。使用电压V202作为输入,恒流单元202将点亮电流1201供应到光源203,从而点亮光源203。
恒压单元201 (输入电源)具有输入部210、低通滤波器211、整流电路212、控制功率电路213、升压斩波电路214、降压斩波电路215、恒压控制器216、计时器217、目标设定部218、以及输出部219。
输入部210连接到AC电源E201,并且低通滤波器211通过排除高频分量将来自输入部210的AC电压转换为正弦形式。整流电路212使用二极管电桥,以对来自低通滤波器211的AC电压进行全波整流。连接到整流电路212的输出端的控制功率电路213产生驱动电压Vccl,并且将驱动电压Vccl供应到升压斩波电路214。
升压斩波电路214具有扼流圈L201、由n_沟道MOSFET形成的切换元件Q201、二极管D201、电阻器R201、电容器C201、以及驱动切换元件Q201的驱动电路214a。扼流圈L201、二极管D201以及电容器C201形成串联电路,该串联电路连接在控制功率电路213的输出端子之间。由切换元件Q201和电阻器R201形成的串联电路也并联连接到由二极管D201和电容器C201形成的串联电路。切换元件Q201由驱动电路214a导通和关断,从而升高驱动电压Vcc I,并在电容器C201的两端产生电压V201。
结合到扼流圈L201的二次侧线圈L202在一端连接到恒压控制器216,而另一端接地。检测扼流圈L201中产生的电压,并将控制功率电压供应到恒压控制器216。由电阻器R201和R202形成的串联电路并联连接到电容器C201,并且将根据电阻器R201和R202的电压V201的分压值输出到恒压控制器216,作为电压V201的检测值。
恒压控制器216控制驱动电路214a,并执行切换元件Q201的切换控制,以使得实现电压V201的特定值,从而进行电压V201的反馈控制。
降压斩波电路215具有切换元件Q202、扼流圈L203、电容器C202、二极管D202以及驱动电路215a。由切换元件Q202、扼流圈L203以及电容器C202形成的串联电路连接在电容器C201的两端之间,而用于再生的二极管D202并联连接到由扼流圈L203和电容器C202形成的串联电路。驱动电路215a将切换元件Q202导通和关断,从而使电压V201下降,并在电容器C202的两端产生电压V202。
由电阻器R203和R204形成的串联电路也并联连接到电容器C202,并且将根据电阻器R203和R204的电压V202的分压值输出到恒压控制器216,作为电压V202的检测值。
恒压控制器216通过控制驱动电路215a执行电压V202的反馈控制,以使得实现电压V202的特定值,并执行切换元件Q202的切换控制。
输出部219设置有连接到电容器C202的正极和负极端子的供应端子,并且将每一供应端子连接到设置在恒流单元202的输入部220处的供应端子。
S卩,恒压单元201使用来自AC电源E201的输入产生电压V202,并将电压V202供应到恒流单元202。
接下来,说明恒流单元202。恒流单元202具有输入部220、控制功率电路221、升压斩波电路222 (电流供应部)、输出部223、恒流控制器224 (控制部)、电流检测部225以及比较器226。
输入部220设置有一对供应端子,该对供应端子连接到输出部219上的一对供应端子,并且该电压V202施加在供应端子之间。控制功率电路221包括由电阻器R205和R206形成的串联电路以及并联连接到电阻器R206的齐纳二极管ZD201,产生来自电压V202的驱动电压Vcc2,作为用于恒流控制器224的驱动电源,并且将驱动电压Vcc2供应到恒流控制器 224。
升压斩波电路222具有扼流圈L204、切换元件Q203、二极管D203、电容器C203以及驱动电路222a。由扼流圈L204、二极管D203以及电容器203形成的串联电路经由输出部219和输入部220连接在电容器C202的两端,并且切换元件Q203并联连接到由二极管D203和电容器C203形成的串联电路。驱动电路222a将切换元件Q203导通和关断,从而升高电压V202,并在电容器C203的两端产生电压V203。
输出部223设置有一对连接到电容器C203的正极和负极端子的输出端子,并且包括一个或多个有机EL元件的光源203连接在这些输出端子之间。当将点亮电流1201经由输出部223从升压斩波电路222供应到光源203时,光源203被点亮。
还设置了电流检测部225,用于检测点亮电流1201。电流检测部225包括电阻器R207,并被插入到点亮电流1201的供应路径中。将电阻器R207的两端的电压输出到比较器226的反相输入端子,来作为点亮电流1201的检测值。
恒压单元201设置有目标设定部218,该目标设定部218设定点亮电流1201的目标值。输出部219设置有连接到目标设定部218的目标值输出端子,而输入部220设置有连接到比较器226的非反相输入端子的目标值输入端子。当将输出部219和输入部220连接时,目标值输出端子连接到目标值输入端子,并且将点亮电流1201的目标值从目标设定部218输出到比较器226的非反相输入端子。
恒流控制器224通过基于来自比较器226的输出控制驱动电路222a,执行切换元件Q203的切换控制并执行点亮电流1201的反馈控制,以使得点亮电流1201的检测值与目标值相匹配。
在启动时,将目标设定部218配置为逐渐增加点亮电流1201的目标值。由计时器217来确定目标设定部218开始目标值的增加的计时。
接下来,使用图6来说明本实施例的有机EL元件点亮装置的启动操作。电源在时间t200上电,并且当控制功率电路213输出驱动电压Vccl时,计时器217开始计数。在时间t201,计时器217将操作启动指示给恒压控制器216。恒压控制器216随后开始切换元件Q201和Q202的切换控制,以产生供应到恒流单元202的电压V202。
此时,计时器217仍没有将操作启动指示给目标设定部218,并且点亮电流1201的目标值仍为O。因此,升压斩波电路222的操作处于关机状况。然而,由于升压斩波电路222的输入侧和输出侧并未绝缘,电压V202仍然经由升压斩波电路222施加到光源203。
此时,恒流电压控制器216执行反馈控制,以使得电压V202处于光源203的点亮起始电压Vs或以下。S卩,执行电压V202的反馈控制,以使得施加到组成光源203的有机EL元件的电压处于有机EL元件的点亮起始电压Vfl或以下(参见图12)。因此,光源203处于未点亮状态。
在时间t202,计时器217将操作启动指示给目标设定部218,并且目标设定部218开始增加点亮电流1201目标值。目标设定部218将点亮电流1201的目标值从零逐渐增加到稳定点亮期间的目标值(扫描时段Tsw)。由于恒流控制器224执行反馈控制,以使得点亮电流1201的检测值与目标值相匹配,点亮电流1201逐渐上升,并将光源203点亮。
如图12所示,在有机EL元件中,电流开始流动的点亮起始电压Vfl具有略微高的电压值。因此,即使点亮电流1201在启动时逐渐升高,仍然存在电压急剧上升到点亮起始电压Vfl的风险,从而产生涌入电流(浪涌电流)的流动,以对有机EL元件的电容量组件充电。然而,在本实施例中,提供了一时段(时间t201至t202),在该时段期间,将处于光源203的点亮起始电压Vs或以下的电压在点亮光源203之前施加到光源203,以使得将有机EL元件的电容量组件已充电到特定的程度。因此能够在点亮起始期间减少涌入电流(浪涌电流)。电压V202越接近点亮起始电压Vs,浪涌减少效果越大,并且可以通过执行反馈控制以使得电压V202与点亮起始电压Vs相匹配,来更有效地减少浪涌电流。
由于在光源203的启动期间执行点亮电流1201的反馈控制,使得点亮电流1201逐渐上升,而且也能够与实施例1 一样减少启动变化。即使在稳定点亮期间,可以通过点亮电流1201的反馈控制来抑制由于环境温度和固体差异引起的V-1特性变化而导致的光输出变化。
因此,在启动期间进一步减少浪涌电流并抑制启动变化的效果可通过本实施例来获得。
而且,本实施例的有机EL元件点亮装置还配置为使得处于点亮起始电压Vs或以下的电压可以在启动之前使用恒压单元201施加到光源203。因此,并不需要设置用于将处于点亮起始电压Vs或以下的电压施加到光源203的单独源电路,并可以减小组件数量及装置大小。
由于恒流单元202在点亮之后执行点亮电流1201的反馈控制,因此可以控制电压V202,以使得电压V202高于点亮起始电压Vs。通过升高电压V202可以降低恒压单元202的输出电流,并可以减少功率损耗。
将恒压单元201的降压斩波电路215配置为非绝缘降压斩波电路,但也可以配置为使用变压器的绝缘降压斩波电路。
在时间t201,电压V202可以做出为如图6所示的急剧上升,或平滑上升。使电压V202急剧上升是减少启动时间的方法,而使电压V202平滑上升是抑制由于电压V202施加到光源203而导致浪涌电流的方法。
而且,如图7所示,恒压单元201可以设置有多个(图中为四个)输出部219,每一输出部连接到恒流单元202,以提供能够多个点亮控制的有机EL元件点亮装置。在该有机EL元件点亮装置中,每一点亮单元204包括恒流单元202和光源203。恒压单元201的输出部219可与恒流单元202的输入部220分离,以实现点亮单元204的去除或调换。
还对于每一点亮单元204执行点亮电流1201的反馈控制。恒压单元201的目标设定部218为每一点亮单元204设置了用于点亮电流1201的相同目标值。因此,能够控制点亮单元204之间的光源203中的启动变化。
而且,由于共用恒压单元201以将电压V202输出到所有恒流单元202,因此可以更加有效地减少组件数量及装置大小。
因为光源203的去除或者用于选择被点亮光源的选择控制,因此在点亮单元204之间的光源203和电路元件中的劣化(电容器的电容量的损耗,等)程度可能不同。然而,SP使在这些情况下,能够通过执行反馈控制以使得点亮电流1201在启动时逐渐增加,来减少点亮单元204之间的启动计时中和光输出增加速度中的启动变化。
(实施例3)
图8示出了本实施例的有机EL元件点亮装置的电路配置图。本实施例的有机EL元件点亮装置包括电源单元301以及恒压单元302。电源单元301包括输入部310、控制功率电路311、降压斩波电路312、输出部313、控制部314、电流检测部315、电压检测部316、目标电流设定部317以及目标电压设定部318。
将恒压单元302连接到AC电源E301,并且将AC电源E301的AC电压转换为DC电压V301,并将DC电压V301供应到电源单元301。
将输入部310连接到恒压单元302,并接收DC电压V301。控制功率电路311包括由电阻器R301和R302形成的串联电路、以及并联连接到电阻R302的齐纳二极管ZD301,该控制功率电路311由DC电压V301产生驱动电压Vcc,并且将驱动电源Vcc供应到控制部314、目标电流设定部317以及目标电压设定部318。
降压斩波电路312 (电流供应部)包括切换元件Q301、扼流圈L301、电容器C301、二极管D301以及驱动电路312a。由切换元件Q301、扼流圈L301以及电容器C301形成的串联电路连接在输入部310的端子之间,并且用于再生的二极管D301并联连接到由扼流圈L301和电容器C301形成的串联电路。驱动电路312a将切换元件Q301导通和关断,从而使DC电压V301下降,并在电容器C301的两端产生点亮电压V302。
将光源303经由输出部313并联连接到电容器C301,并且当产生点亮电压V302时,将点亮电流1301供应到光源303,以点亮光源303。光源303包括一个或多个有机EL元件。
将包括电阻器R303的电流检测部315插入到点亮电流1301的供应路径中,并且将电阻器R303两端的电压输出到比较器319a的反相输入端子,作为点亮电流1301的检测值。
将来自目标电流设定部317的点亮电流1301目标值输入到比较器319a的非反相输入端子。设定点亮电流1301的目标值的目标电流设定部317 (目标设定部)包括:由切换元件Q302、电阻器R306以及电容器C302形成的串联电路;以及并联连接到电容器C302的电阻器R307。由切换元件Q302、电阻器R306以及电容器C302形成的串联电路连接在控制功率电路311的一端,而另一端接地,并且接收来自控制功率电路311的驱动电压Vcc。控制部314执行切换元件Q302的切换控制,并且当切换元件Q302导通时,由驱动电压Vcc对电容器C302充电。将电阻器R306与电容器C302之间的连接点连接到比较器319a的非反相输入端子,并且输出电容器C302的两端的电压,作为点亮电流1301的目标值。
电压检测部316包括由电阻器R304和R305形成的串联电路,该串联电路并联连接到电容器C301。将根据电阻器R304和R305的点亮电压V302的分压值输出到比较器319b的反相输入端子,作为点亮电压V302的检测值。
来自目标电压设定部318的点亮电压V302的目标值输入到比较器31%的非反相输入端子。目标电压设定部318设定点亮电压V302的目标值,并包括:由切换元件Q303、电阻器R308以及电容器C303形成的串联电路;以及并联连接到电容器C303的电阻器R309。由切换元件Q303、电阻器R308以及电容器C303形成的串联电路连接在控制功率电路311的一端,而另一端接地,并且接收来自控制功率电路311的驱动电压Vcc。控制部314执行切换元件Q303的切换控制,并且当切换元件Q303导通时,由驱动电压Vcc对电容器C303充电。将电阻器R308与电容器C303之间的连接点连接到比较器319b的非反相输入端子,并且输出电容器C303的两端的电压,作为点亮电压V302的目标值。
控制部314基于来自比较器319a和319b的输出控制驱动电路312a,从而执行切换元件Q301的切换控制,并且在点亮电压V302的反馈控制与点亮电流1301的反馈控制之间来回切换。
接下来,对本实施例的有机EL元件点亮装置的启动操作进行说明。在启动时,控制部314首先执行电压V302的反馈控制,并随后切换到点亮电流1301的反馈控制。
在启动时,控制部314基于来自比较器319b的输出执行点亮电压V302的反馈控制。首先,控制部314导通切换元件Q303。导通切换元件Q303使得对电容器C303充电。此时,根据电阻器R308和R309的电阻值以及由电容器C303的电容量确定的时间常数逐渐增加电容器C303两端的电压。S卩,目标电压设定部318逐渐增加点亮电压V302的目标值。因此将施加到光源303的点亮电压V302逐渐增加。
当点亮电压V302达到等于或小于光源303的点亮起始电压Vs的预定值时,控制部314导通切换元件Q302,并随后基于比较器319a的输出开始执行点亮电流1301的反馈控制。导通切换元件Q302使得对电容器C302充电。此时,根据电阻器R306和R307的电阻值和由电容器C303的电容量确定的时间常数逐渐增加电容器C302两端的电压。S卩,目标电流设定部317具有用于逐渐增加点亮电流1301的目标值的扫描时段Tsw。因此将供应到光源303的点亮电流1301逐渐增加,以点亮光源303。
因此,在本实施例中,提供一时段,在该时段期间,将处于光源303的点亮起始电压Vs或以下的电压在点亮光源303之前(在扫描时段Tsw之前)施加到光源303,在这段时间期间,将有机EL元件的电容量组件充电到特定的程度。因此能够在点亮启动期间减少涌入电流(浪涌电流)。
而且,由于在光源303的启动期间执行点亮电流1301的反馈控制,使得点亮电流1301逐渐增加,因此能够与实施例1 一样减少启动变化。
而且,由于本实施例中的反馈控制针对点亮电压V302和点亮电流1301这两者来执行,因此能够以大精度和小变化将点亮电压V302和点亮电流1301供应到光源303。由于使用单个降压斩波电路312来执行点亮电压V302和点亮电流1301这两者的反馈控制,因此,可以减少组件数量及装置大小。
即使在点亮电压V302等于或大于光源303的点亮起始电压Vs时,也能够从点亮电压V302的反馈控制切换到点亮电流1301的反馈控制。在该情况下,因为可以以期望的速度来增加点亮电压V302,而无需考虑组成光源303的有机EL元件的V-1特性的变化,因此可以减少在启动时的浪涌电流。
可以将目标电流设定部317和目标电压设定部318配置为微型计算机,并编程以逐渐增加点亮电压V301的目标值以及点亮电流1301的目标值。
(实施例4)
图9示出本实施例的有机EL元件点亮装置401的电路配置图。
本实施例的有机EL元件点亮装置401包括整流电路411、降压斩波电路412、控制部413、电流检测部414、目标设定部415以及比较器416。
连接到AC电源E401的整流电路411整流并平滑AC电源E401的AC电压,并将所得电压输出到降压斩波电路412。
降压斩波电路412 (电流供应部)包括切换元件Q401、电感器L401、电容器C401以及二极管D401。由切换元件Q401、电感器L401以及电容器C401形成的串联电路连接在整流电路411的输出端子之间,并且用于再生的二极管D401并联连接到由电感器L401和电容器C401形成的串联电路。当控制部413针对切换元件Q401执行切换控制时,在电容器C401的两端产生点亮电压V401。
光源402连接在电容器C401的端子之间,并且在从降压斩波电路412供应点亮电流1401时,将光源402点亮。
电流检测部414包括电阻器R401以及低通滤波器414a,并将电阻器R401两端子之间的电压输出到比较器416的反相输入端子,作为点亮电流1401的检测值。
目标设定部415连接到比较器416的非反相输入端子,并且输出来自目标设定部415的点亮电流1401的目标值。
通过基于比较器416的输出执行切换元件Q401的切换控制,控制部413针对点亮电流1401执行反馈控制,使得点亮电流1401与目标值相匹配。
在启动时,目标设定部415将点亮电流1401的目标值从零逐渐增加到稳定点亮期间的目标值(扫描时段Tsw)。通过执行反馈控制,使得点亮电流1401的检测值与目标值相匹配,控制部413逐渐增加点亮电流1401,以点亮光源402。以这种方法,可以与实施例1一样控制浪涌电流,并减小启动变化。
本实施例的电流检测部414提供有低通滤波器414a。该低通滤波器414a包括由电阻器R402和电容器C402形成的串联电路,该串联电路并联连接到电阻器R401,并且电阻器R402与电容器C402之间的连接点连接到比较器416的反相输入端子。将低通滤波器414a设定为使得点亮电流1401的检测值能够通过,而削去浪涌电流。如图12所示,在有机EL元件中,电流开始流动的点亮起始电压Vfl是略微高的电压值。因此,即使点亮电流1401在启动时逐渐升高,也存在电压急剧上升到点亮起始电压Vfl的风险,从而造成了浪涌电流的流动,以对有机EL元件的电容量组件充电。然而,因为在本实施例中设置了低通滤波器414a,以削去浪涌电流,因此控制部413可以防止由于浪涌电流而导致的故障。
而且,本实施例的光源402配置为允许至另一光源402的电连接,并且光源402可以串联连接。在将光源402个别区分时,将它们标注为光源402a、402b,其中光源402a连接到有机EL元件点亮装置401,而光源402b连接到光源401a。
光源402设置有有机EL元件421、电阻器R403、切换元件Q402、源端子422、以及膨胀端子423。源端子422包括线路端子P401以及GND端子P402和P403,而膨胀端子423包括线路端子P404、门端子P405以及GND端子P406。
光源402a的线路端子P401连接到电容器C401的正极端子,而GND端子P402、P403以及P406经由电阻器R401连接到电容器C401的负极端子。有机EL元件421连接在线路端子P401与P404之间,并且电阻器R404并联连接到有机EL元件421。切换元件Q402连接在线路端子P404和GND端子P406之间,而切换元件Q402的门端子经由门端子P405和电阻器R403连接到线路端子P401。
光源402b的源端子422连接到光源402a的膨胀端子423。具体来说,将光源402b的线路端子P401连接到光源402a的线路端子P404。将光源402b的GND端子P402连接到光源402a的门端子P405。光源402b的GND端子P403连接到光源402a的GND端子P406。然而,没有其它光源402连接到光源402b的膨胀端子423。
在该配置中,因为光源402a的门端子P405连接到光源402b的GND端子P403,因此光源402a的切换元件Q402的门端子接地,而将切换元件Q402关断。另一方面,当将电压V401经由光源402a施加到光源402b的切换元件Q402的门端子时,切换元件Q402导通。
即,这被配置为使得在另一光源402的源端子422连接到膨胀端子423时,切换元件Q402关断,并且将功率供应到连接到膨胀端子423的光源402。因此,可以通过将光源402 一起连接,来将光源402简单地串联连接。因此,实施例1的短路/开路电路在本实施例中不是必需的。
而且,由于将同一点亮电流1401供应到两个光源402,因此可以减少光源402之间的启动变化。
(实施例5)
图10示出本实施例的有机EL元件点亮装置501的电路配置图。
本实施例的有机EL元件点亮装置501包括整流电路511、降压斩波电路512、控制部513、电流检测部514、目标设定部515、比较器516以及点亮数量控制部517。
整流电路511连接到AC电源E501,并整流和平滑来自AC电源E501的AC电压,并将所得电压输出到降压斩波电路512。
降压斩波电路512 (电流供应部)包括切换元件Q501、电感器L501、电容器C501以及二极管D501。由切换元件Q501、电感器L501以及电容器C501形成的串联电路连接在整流电路511的输出端子之间,并且用于再生的二极管D501并联连接到由电感器L501和电容器C501形成的串联电路。控制部513执行切换元件Q501的切换控制,从而在电容器C501的两端产生点亮电压V501。
将每一个均由电阻器R502、光源502以及切换元件Q502形成的四个串联电路并联连接到电容器C501。光源502每一个均由一个或多个有机EL元件组成,并且图10示出了等效电路,每一个等效电路均包括漏电阻器(leak resistor)R503、串联等效电阻器R504以及并联连接的等效电容C502。每一光源502是相同类型和大小的。从降压斩波电路512供应的点亮电流1501被分流到光源502,以点亮光源502。
点亮数量控制部517包括开关控制部517a和四个切换元件Q502。每一切换元件Q502串联连接到光源502,并且开关控制部517a基于从装置外部输入的点亮控制信号来控制切换元件Q502的导通和关断。当切换元件Q502关断时,串联连接到该切换元件Q502的光源502的电流路径被阻挡,并且光被熄灭。因此,开关控制部517a可以通过基于点亮控制信号将切换元件Q502导通和关断,控制被点亮光源502的数量。光源502还可分离式配置,并且将光源502并联连接。因此,即使已去除光源502,也可以供应电流以点亮另一光源502。
电流检测部514包括电阻器R501,并且将电阻器R501的两端子之间的电压输出到比较器516的反相输入端子,作为点亮电流1501的检测值。
目标设定部515连接到比较器516的非反相端子,并输出来自目标设定部515的点亮电流1501的目标值。
控制部513基于比较器516的输出执行切换元件Q501的切换控制,从而执行点亮电流1501的反馈控制,使得点亮电流1501与目标值相匹配。
在启动时,目标设定部515将点亮电流1501的目标值从零逐渐增加到稳定点亮期间的目标值(扫描时段Tsw)。由于控制部513执行反馈控制,使得点亮电流1501的检测值与目标值相匹配,点亮电流1501逐步上升,以点亮光源502。因此能够与实施例1 一样控制浪涌电流并减少启动变化。
光源502在本实施例中并联连接。因此,假定点亮电压V501在稳定点亮期间是相同的,被点亮的光源502的数量越小,从有机EL元件点亮装置501输出的浪涌电流将越低,并将减少电路压力。因此,在本实施例中,当被点亮的光源502的数量减少时,目标设定部515缩短扫描时段Tsw。目标设定部515基于点亮控制信号、由附接检测开关的光源502的机械连接状态、以及该点亮电压V501和点亮电流1501的电气特性的变化来评估被点亮的光源502的数量,并使用该信息以确定扫描时段Tsw。分级系统也是可行的,在该分级系统中,如果被点亮的光源502的数量等于或大于特定数量,则设定特定扫描时段Tsw,而如果数量低于特定数量,则设定零扫描时段Tsw。
因此,当被点亮的光源502的数量减少时,可以通过缩短扫描时段Tsw来减少从初始启动直到达到稳定点亮状态所花费的时间量。
(实施例6)
图11示出本实施例的照明器具601的示意性配置图。
本实施例的照明器具601设置有根据实施例1至5中的任一个的有机EL元件点亮装置602,及一起设置的具有有机EL元件的面板型光源603。
有机EL元件点亮装置602和多个(图中为四个)光源603附接到薄型器具主体604。有机EL元件点亮装置602从器具主体604的反面附接,并电连接到附接到器具主体604的正面的每一光源603。通过从有机EL元件点亮装置602供应的点亮电流点亮每一光源 603。
另外,照明器具601设置有根据实施例1至5中的任一个的有机EL元件点亮装置602。因此,如实施例1至5,可以获得能够在启动时减少浪涌电流并能够控制启动变化的效果。因此,能够提供具有高可靠性的照明器具601。
因为可以将这样的照明器具601制成薄型的,因此适于例如作为室内点亮。
而且,每一光源603是可自由分离的,并且有机EL元件点亮装置602可响应于光源603的附接和分离,并能够个别式地控制光源603的点亮和熄灭。
尽管已参照特定优选实施例来描述本发明,然而在不背离本发明,即权利要求的真实精神和范围的情况下,本领域技术人员可以做出多种修改和变化。
权利要求
1.一种有机EL元件点亮装置,包括: 电流供应部,所述电流供应部将点亮电流供应给光源,所述光源由一个或多个有机EL元件形成并连接在所述电流供应部的输出端子之间; 电流检测部,检测所述点亮电流; 目标设定部,设定所述点亮电流的目标值;以及 控制部,所述控制部配置为通过控制所述电流供应部执行所述点亮电流的反馈控制,使得所述电流检测部的检测值与所述目标值相匹配; 其中,所述目标设定部具有扫描时段,在所述扫描时段期间,所述目标值在所述光源启动时逐步增加。
2.根据权利要求1所述的有机EL元件点亮装置,其中,所述电流检测部设置有低通滤波器,所述低通滤波器允许所述点亮电流的所述检测值通过。
3.根据权利要求1所述的有机EL元件点亮装置,其中,所述电流供应部包括多个电流供应部,每一所述电流供应部将所述点亮电流供应到不同的光源; 所述控制部配置为执行反馈控制,以将每一点亮电流与所述目标值相匹配;以及 所述目标设定部为每一点亮电流设定相同的目标值。
4.根据权利要求3所述的有机EL元件点亮装置,还包括多个点亮单元,每一所述点亮单元具有所述光源、所述电流供应部以及所述控制部; 其中,所述电流供应部由输入电源产生所述点亮电流;以及 所述多个点亮单元的每一个均设置有可与所述输入电源自由分离的供应端子、以及可与所述目标设定部自由分离的目标值输入端子。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机EL元件点亮装置,其中,所述光源包括多个串联连接的光源,并且所述有机EL元件点亮装置还包括短路/开路电路装置,所述短路/开路电路装置用于使所述多个光源中的每一个的两个端子之间的电路短路和开路。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的有机EL元件点亮装置,其中,当供应有所述点亮电流的所述有机EL元件的数量减少时,所述目标设定部缩短所述扫描时段。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的有机EL元件点亮装置,其中,当所述光源的调制程度变低时,所述目标设定部缩短所述扫描时段。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的有机EL元件点亮装置,其中,所述控制部具有在所述扫描时段之前的时段,在所述时段期间,所述电流供应部的所述输出端子之间产生处于每一所述有机EL元件的点亮起始电压或以下的电压。
9.一种照明器具,包括: 根据权利要求1至4中任一项所述的有机EL元件点亮装置; 由一个或多个有机EL元件形成并由所述有机EL元件点亮装置点亮的光源;以及 器具主体,所述有机EL元件点亮装置和所述光源附接于所述器具主体。
全文摘要
本发明的目的是提供一种有机EL元件点亮装置及连同一起使用该有机EL元件点亮装置的照明器具,由此可以减少启动时的浪涌电流,同时控制启动变化。设置了电流供应部、电流检测部、目标设定部、控制部;所述电流供应部将点亮电流供应给光源,所述光源由一个或多个有机EL元件形成并连接在所述电流供应部的输出端子之间;所述电流检测部用于检测所述点亮电流;所述目标设定部用于设定所述点亮电流的目标值;以及所述控制部用于通过控制所述电流供应部执行所述点亮电流的反馈控制,使得所述电流检测部的检测值与点亮电流的所述目标值相匹配。所述目标设定部具有扫描时段,在所述扫描时段期间,所述目标值在所述光源启动时逐步增加。
文档编号H05B33/08GK103139954SQ20121049944
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月29日 优先权日2011年11月30日
发明者中城明, 城户大志 申请人:松下电器产业株式会社
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