电源电路及照明装置制造方法

电源电路及照明装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够抑制电力损失的电源电路及照明装置。所述电源电路提供具备电力转换部、电流调整部、控制部和控制用电源部。电力转换部将经由电源供给路径供给的被导通角控制的交流电压进行转换而向负载供给。电流调整部具有与电源供给路径连接的分支路径，且对使电源供给路径的电流的一部分流向分支路径的第一状态和向分支路径流动的电流比第一状态小的第二状态进行切换。控制部检测交流电压的导通角，且根据该导通角控制电流调整部的切换。控制用电源部与分支路径连接，将供给的电压进行转换而供给于控制部。控制部在检测出的导通角的导通区间的至少一部分，使电流调整部为第二状态，在检测出的导通角的截止区间中，使电流调整部为第一状态。
【专利说明】电源电路及照明装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电源电路及照明装置。

【背景技术】
[0002] 在照明装置中，照明光源正逐渐从白炽灯、荧光灯向节能?长寿命的光源、例如发 光二极管（Light-emitting diode :LED)等发光元件置换。期望在向这种光源供给电力的 电源电路中能够抑制电力损失。
[0003] 【专利文献】
[0004]【专利文献1】美国专利申请公开第2011/0012530号说明书


【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于提供一种能够抑制电力损失的电源电路及照明装置。
[0006] 根据本发明的实施方式，提供具备电力转换部、电流调整部、控制部、控制用电源 部的电源电路。所述电力转换部对经由电源供给路径供给的被导通角控制的交流电压进行 转换而向负载供给。所述电流调整部具有与所述电源供给路径电连接的分支路径，且能够 对使在所述电源供给路径中流动的电流的一部分流向所述分支路径的第一状态和在所述 分支路径中流动的电流比所述第一状态小的第二状态进行切换。所述控制部对所述交流电 压的导通角进行检测，并根据检测出的导通角控制所述电流调整部的所述第一状态和所述 第二状态之间的切换。所述控制用电源部与所述分支路径电连接，将经由所述分支路径供 给的电压转换为与所述控制部对应的驱动电压而向所述控制部供给。所述控制部在所述检 测出的导通角的导通区间的至少一部，使所述电流调整部为所述第二状态，在所述检测出 的导通角的截止区间中，使所述电流调整部为所述第一状态。
[0007] 发明效果
[0008] 根据本发明的实施方式，能够提供可抑制电力损失的电源电路及照明装置。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 图1是示意地表示实施方式涉及的照明装置的块图。
[0010] 图2是示意地表示实施方式涉及的电源电路的电路图。
[0011] 图3 (a)及图3 (b)是表示实施方式涉及的控制部的动作的曲线图。
[0012] 图4 (a)?图4 (c)是示意地表示实施方式涉及的控制部的动作的曲线图。
[0013] 图5 (a)?图5 (c)是示意地表示实施方式涉及的控制部的动作的曲线图。
[0014] 【符号说明】
[0015] 2…电源、3…调光器、10…照明装置、12…照明负载、14…电源电路、16…照明光 源、21...电力转换部、21a…AC-DC转换器、21b…DC-DC转换器、22…控制部、23…电流调整 部、24···控制用电源部、25···过电流保护部、26a…第一电源供给路径、26b…第二电源供给 路径、27···分支路径、28···配线部、30···整流电路、32···平滑电容器、34···电感器、36···滤波 电容器、41、42…整流兀件、43、44…电阻、45···齐纳二极管、46、47…开关兀件、51···整流兀 件、52···电阻、53···稳压器、54···备用电容器、55、56…电阻、57···电容器、58···恒定功率电 路、60…半导体兀件、61?65…电阻、66···电容器、67···分路稳压器、70…差动放大电路、 71…半导体兀件、72···运算放大器、73···电容器、74、75、77···电阻、76···电容器

【具体实施方式】
[0016] 以下，参照附图对各实施方式进行说明。
[0017] 需要说明的是，附图是示意地或概念性示出的图，各部分的厚度与宽度的关系、部 分间的大小的比率等未必与现实相同。另外，即使表示相同部分的情况下，也有在附图上以 彼此不同的尺寸、比率表示的情况。
[0018] 此外，在本申请说明书和各图中，对与以前出现过的图中叙述的部件相同的要素 标注同一符合，并适当省略详细的说明。
[0019] 图1是示意地表示实施方式涉及的照明装置的块图。
[0020] 如图1示出的那样，照明装置10具备照明负载12 (负载)和电源电路14。照明负 载12具有例如发光二极管（Light-emitting diode :LED)等照明光源16。照明光源16可 以为例如有机发光二极管（Organic light-emitting diode :0LED)等。在照明光源16使 用例如具有正向电压降的发光元件。照明负载12通过来自电源电路14的输出电压的施加 及输出电流的供给点亮照明光源16。输出电压及输出电流的值根据照明光源16而规定。
[0021] 电源电路14与交流电源2及调光器3连接。需要说明的是，在本申请说明书中， "连接"是指电连接，也包含没有物理地连接的情况、经由其他要件连接的情况。
[0022] 交流电源2为例如商用电源。调光器3生成从交流电源2的交流的电源电压VIN 导通角控制的交流电压VCT。电源电路14通过将从调光器3供给的交流电压VCT转换为直 流电压而向照明负载12输出，从而点亮照明光源16。另外，电源电路14与被导通角控制的 交流电压VCT同步，进行照明光源16的调光。需要说明的是，调光器3根据需要设置，可以 省略。在没有设置调光器3的情况下，交流电源2的电源电压VIN被供给于电源电路14。
[0023] 调光器3的导通角控制有：例如，对在从交流电压的零交叉到交流电压的绝对 值成为最大值的期间导通的相位进行控制的相位控制（leading edge)方式；在交流电压 的绝对值成为最大值之后，对交流电压为零交叉期间切断的相位进行控制的反相位控制 (trailing edge)方式。
[0024] 进行相位控制的调光器3的电路结构简单，可以使用比较大的电力负载。然而，使 用三端双向开关的情况下，轻负载动作困难，在产生电源电压暂时降低的所谓的电源暂降 时，容易陷入不安定动作。另外，在连结电容性负载的情况下，存在因产生冲击电流而与电 容性负载的匹配性变差等特征。
[0025] 另一方面，反相位控制的调光器3能够轻负载动作，即使连接电容性负载也不会 产生冲击电流，另外，即使产生电源振荡也稳定动作。然而，由于电路结构复杂，温度容易上 升，因此，不能面向重负载。另外，存在连接感应性负载的情况下产生电涌等特征。
[0026] 在本实施方式中，例示了作为调光器3插入供给电源电压VIN的一对电源线的一 方的端子4、6之间的结构，但也可以为其他结构。
[0027] 电源电路14具有电力转换部21、控制部22、电流调整部23、控制用电源部24、过 电流保护部25。
[0028] 电力转换部21将经由第一电源供给路径26a供给的被导通角控制的交流电压VCT 进行转换而向照明负载12供给。电力转换部21具有AC-DC转换器21a和DC-DC转换器 21b。AC-DC转换器21a将经由第一电源供给路径26a供给的交流电压VCT转换为第一直流 电压VDC1。
[0029] DC-DC转换器21b经由第二电源供给路径26b与AC-DC转换器21a连接。DC-DC 转换器21b将从第二电源供给路径26b供给的第一直流电压VDC1转换为与照明负载12相 应的规定的电压值的第二直流电压VDC2向照明负载12供给。第二直流电压VDC2的绝对 值与第一直流电压VDC1的绝对值不同。第二直流电压VDC2的绝对值比例如第一直流电 压VDC1的绝对值低。在该例中，DC-DC转换器21b为降压型的转换器。通过第二直流电压 VDC2的供给点亮照明负载12的照明光源16。
[0030] 电流调整部23具有与第一电源供给路径26a电连接的分支路径27,对在第一电 源供给路径26a流动的电流的一部分流向分支路径27的第一状态和在分支路径27流动的 电流小于第一状态的第二状态进行切换。由此，电流调整部23对向例如第一电源供给路径 26a流动的电流进行调整。分支路径27包括例如与输入端子4连接的第一分支配线27a、 与输入端子5连接的第二分支配线27b。第二状态为例如电流实质上未向分支路径27流动 的状态。例如，第一状态为导通状态，第二状态为非导通状态。在第二状态也包括对动作没 有影响的微小的电流向分支路径27流动的情况。分支路径27可以例如与第二电源供给路 径26b连接。
[0031] 控制用电源部24具有与电流调整部23连接的配线部28。控制用电源部24将经 由电流调整部23及配线部28输入的电压转换为与控制部22对应的直流的驱动电压VDD， 并将该驱动电压VDD向控制部22供给。
[0032] 控制部22对交流电压VCT的导通角进行检测。控制部22生成与检测出的导通角 对应的调光信号DMS，并将该调光信号DMS输入到过电流保护部25。另外，控制部22通过 根据检测出的导通角生成控制信号CGS，并将该控制信号CGS输入电流调整部23,而对电流 调整部23的第一状态和第二状态之间的切换进行控制。如此，控制部22通过根据检测出 的导通角来控制电流调整部23和过电流保护部25,由此与调光器3的导通角控制同步地对 照明光源16进行调光。控制部22使用例如微处理器。
[0033] 过电流保护部25与电源电路14的低电位侧的输出端子8连接。S卩，过电流保护 部25与照明负载12的低电位侧的端部连接。过电流保护部25对在照明负载12 (照明光 源16)流动的电流进行检测。过电流保护部25基于从控制部22输入的调光信号DMS和检 测出的电流，对DC-DC转换器21b进行反馈控制。例如，在照明光源16流过过电流时，以减 小电流的方式反馈控制DC-DC转换器21b。由此，过电流保护部25抑制过电流向照明光源 16流动。
[0034] 图2是示意地表示实施方式设计的电源电路的电路图。
[0035] 如图2示出的那样，AC-DC转换器2la具有整流电路30、平滑电容器32、电感器34、 滤波电容器36。
[0036] 整流电路30为例如二极管电桥。整流电路30的输入端子30a、30b与一对输入端 子4、5连接。在整流电路30的输入端子30a、30b经由调光器3输入有被相位控制或反相 位控制后的交流电压VCT。整流电路30例如对交流电压VCT进行全波整流，使高电位端子 30c和低电位端子30d之间产生全波整流后的脉动电流电压。
[0037] 平滑电容器32连接在整流电路30的高电位端子30c和低电位端子30d之间。平 滑电容器32使通过整流电路30整流后的脉动电流电压平滑化。由此，在平滑电容器32的 两端出现第一直流电压VDC1。
[0038] 电感器34与输入端子4串联连接。电感器34例如相对于第一电源供给路径26a 串联连接。滤波电容器36连接在输入端子4、5之间。滤波电容器36例如相对于第一电源 供给路径26a并联连接。电感器34及滤波电容器36例如去除交流电压VCT中包含的噪音。
[0039] DC-DC转换器21b与平滑电容器32的两端连接。由此，第一直流电压VDC1输入 DC-DC转换器21b。DC-DC转换器21b将第一直流电压VDC1转换为绝对值不同的第二直流 电压VDC2,将该第二直流电压VDC2向电源电路14的输出端子7、8输出。此外，照明负载 12与输出端子7、8连接。照明负载12利用从电源电路14供给的第二直流电压VDC2点亮 照明光源16。
[0040] 电流调整部23具有例如整流元件41、42、电阻43、44、齐纳二极管45、开关元件 46、47。
[0041] 整流元件41、42为例如二极管。整流元件41的正极经由第一分支配线27a与整 流电路30的输入端子30a连接。整流元件42的正极经由第二分支配线27b与整流电路30 的输入端子30b连接。
[0042] 开关元件46使用例如FET、GaN-HEMT等。以下，将开关元件46作为FET进行说 明。另外，在该例中，开关元件46为常断型（normally off)。开关元件46也可以为常通型 (normally on)〇
[0043] 开关元件46的漏极与整流元件41的负极及整流元件42的负极连接。即，开关元 件46的漏极经由整流元件61、62与第一电源供给路径26a连接。开关元件46的栅极与电 阻43的一端及齐纳二极管45的负极连接。电阻43的另一端与整流元件41的负极及整流 元件42的负极连接。齐纳二极管45的正极与整流电路30的低电位端子30d连接。
[0044] 伴随交流电压VCT的施加的一个极性的电流经由整流元件41向开关元件46的漏 极流动。伴随交流电压VCT的施加的另一极性的电流经由整流元件42向开关元件46的漏 极流动。由此，在开关元件46的漏极被施加有对交流电压VCT全波整流后的脉动电流的电 压。
[0045] 在齐纳二极管45的负极经由电阻43及各整流元件41、42施加有脉动电流的电 压。由此，在开关元件46的栅极被实质上施加与齐纳二极管45的击穿电压对应的一定的 电压。与其相伴，开关元件46的漏极-源极间实质上流动有一定的电流。如此，开关元件 46作为恒流元件发挥作用。开关元件46对在例如分支路径27流动的电流进行调整。
[0046] 在该例子中，开关元件47为npn晶体管。开关元件47为常断型。开关元件47可 以为例如FET、GaN-HEMT等。开关元件47可以为常通型。
[0047] 开关元件47的集电极与开关元件46的栅极连接。开关元件47的发射极与整流 电路30的低电位端子30d连接。开关元件47的基极与电阻44的一端连接。电阻44的另 一端与控制部22连接。即，开关元件47的基极经由电阻44与控制部22连接。
[0048] 控制部22向开关元件47的基极输入控制信号CGS。例如，将从控制部22输入的 控制信号CGS从Lo切换为Hi，开关元件47从断开状态向接通状态变化。
[0049] 在开关元件47为接通状态时，开关元件46的栅极设定为整流电路30的低电位端 子30d的电位。由此，开关元件46成为断开状态。即，通过使开关元件47为接通状态，电 流调整部23成为第二状态，通过使开关元件47为断开状态，电流调整部23成为第一状态。
[0050] 控制用电源部24具有例如整流元件51、电阻52、稳压器（regulator) 53、备用电 容器54 (电容器)。
[0051] 整流元件51的正极与开关元件46的源极连接。整流元件51的负极与电阻52的 一端连接。电阻52的另一端与稳压器53的输入端子连接。另外，电阻52的另一端还与备 用电容器（backup condenser) 54的一端连接。备用电容器54的另一端与整流电路30的 低电位端子30d连接。稳压器53的输出端子与控制部22连接。
[0052] 电流调整部23为第一状态时，来自第一电源供给路径26a的脉动电流的电压经由 开关元件46、整流元件51及电阻52输入备用电容器54,对备用电容器54充电。需要说明 的是，备用电容器54可以通过平滑电容器32充电。同时，将来自第一电源供给路径26a的 脉动电流的电压利用备用电容器54平滑化后的实质上直流的电压输入稳压器53。稳压器 53根据输入的直流电压生成实质上恒定的直流的驱动电压VDD，并输出到控制部22。由此， 驱动电压VDD被供给于控制部22。如此，备用电容器54相对于向控制部22输出驱动电压 VDD的输出路径并联连接，使驱动电压VDD平滑化。
[0053] 另外，在电流调整部23从第一状态变化为第二状态的情况下，蓄积于备用电容器 54的电荷供给于稳压器53。由此，即使在电流调整部23为第二状态的情况下，通过蓄积于 备用电容器54的电荷也能够暂时驱动控制部22。备用电容器54的电容为例如10yF? 20 μ F左右。
[0054] 在控制用电源部24还设有电阻55、56和电容器57。电阻55的一端与整流元件 41、42的各个负极连接。电阻55的另一端与电阻56的一端连接。电阻56的另一端与整流 电路30的低电位端子30d连接。电容器57相对于电阻56并联连接。电阻55、56的连接 点与控制部22连接。由此，与电阻55、56的分压比对应的电压作为用于检测交流电压VCT 的绝对值的检测电压输入控制部22。
[0055] 控制部22例如基于检测电压，进行交流电压VCT的导通角控制的有无、导通角控 制的种类(相位控制或反相位控制）的检测。并且，控制部22在被进行导通角控制时，进行 该导通角的检测。控制部22根据该检测结果生成调光信号DMS，将该调光信号DMS输入过 电流保护部25。控制部22将例如与检测出的导通角对应的PWM信号作为调光信号DMS输 入过电流保护部25。
[0056] 另外，在控制用电源部24设有恒定功率电路58。恒定功率电路58具有例如半导 体兀件60、电阻61?65、电容器66和分路稳压器67。在该例中，半导体兀件60为npn晶 体管。半导体元件60为常断型。半导体元件60也可以为例如FET、GaN-HEMT等。半导体 元件60可以为常通型。
[0057] 半导体元件60的集电极与开关元件46的源极连接。半导体元件60的基极与电 阻61的一端、电阻62的一端以及分路稳压器67的负极连接。半导体元件60的发射极与 电阻65的一端连接。电阻61的另一端与半导体元件60的集电极连接。电阻62的另一端 与分路稳压器67的基准端子连接。电阻65的另一端与整流电路30的低电位端子30d连 接。
[0058] 电阻63的一端与整流元件41、42的各个负极连接。电阻63的另一端与电阻64的 一端连接。电阻64的另一端与整流电路30的低电位端子30d连接。并且，电阻63及电阻 64的连接点与分路稳压器67的基准端子连接。由此，将来自第一电源供给路径26a的脉动 电流电压用电阻63、64分压后的电压作为基准电压向分路稳压器67的基准端子输入。电 容器66相对于电阻64并联连接。分路稳压器67的正极与整流电路30的低电位端子30d 连接。
[0059] 在控制用电源部24中，半导体元件60的基极电位根据输入分路稳压器67的基准 端子的脉动电流电压而变化。即，半导体元件60的基极电位根据交流电压VCT的有效值而 变化。例如，交流电压VCT的绝对值为最大时，半导体元件60的基极电位最大。
[0060] 在提高半导体元件60的基极电位时，半导体元件60的集电极电流变大，开关元件 46的源极电位上升。即，控制用电源部24根据交流电压VCT的绝对值使开关元件46的源 极电位变化。开关元件46的栅极电位实质上固定，因此，通过使源极电位变化，能够使开关 元件46的漏极电流变化。具体而言，通过使源极电位上升而使漏极电流减少，通过源极电 位降低而漏极电流增多。
[0061] 从而，在交流电压VCT的绝对值高的状态下，且开关元件46的漏极电流减少，交流 电压VCT的绝对值低的状态下，开关元件46的漏极电流增多。
[0062] 如此，恒定功率电路58中，伴随交流电压VCT的绝对值的增加而向分支路径27流 动的电流变小，伴随交流电压VCT的绝对值减少而向分支路径27流动的电流变大。由此， 例如，能够使被控制用电源部24消耗的电力实质上固定。需要说明的是，电力实质上固定 是指例如被控制用电源部24消耗的电力处于规定的误差范围内的状态。
[0063] 过电流保护部25具有差动放大电路70、半导体元件71。在该例中，半导体元件71 为npn晶体管。半导体元件71为常断型的元件。半导体元件71可以为pnp晶体管、FET 等。半导体元件71可以为常通型。
[0064] 差动放大电路70具有例如运算放大器72、电容器73。电容器73连接在运算放大 器72的输出端子和运算放大器72的反转输入端子之间。
[0065] 运算放大器72的非反转输入端子与输出端子8连接。即，运算放大器72的非反 转输入端子与照明负载12的低电位侧的端部连接。由此，能够检测在照明光源16流动的 电流。在照明光源16使用LED等发光元件的情况下，照明光源16的电压根据正向电压降 而实质上固定。从而，在照明光源16使用LED等发光元件的情况下，与照明负载12的低电 位侧的端部连接，从而，能够适当地检测在照明光源16流动的电流。
[0066] 运算放大器72的反转输入端子与电阻74的一端连接。电阻74的另一端与电阻 75的一端、电容器76的一端以及电阻77的一端连接。电阻75的另一端及电容器76的另 一端与整流电路30的低电位端子30d连接。电阻77的另一端与控制部22连接。如此一 来，运算放大器72的反转输入端子经由电阻74、77与控制部22连接。运算放大器72的反 转输入端子被输入来自控制部22的调光信号DMS。
[0067] 例如，将PWM信号利用电容器76平滑化后的直流电压作为调光信号DMS输入运算 放大器72的反转输入端子。将例如与调光器3的调光度对应的直流电压作为调光信号DMS 输入运算放大器72的反转输入端子。在调光信号DMS，电压电平根据输入非反转输入端子 的检测电压的电压电平而设定。更详细而言，例如，与所需调光度对应的调光信号DMS的电 压水平设定为与以对应于该调光度的亮度使照明光源16发光的情况下的检测电压的电压 水平实质上相同。
[0068] 如此一来，在运算放大器72的非反转输入端子输入有与向照明光源16流动的电 流对应的检测电压，在运算放大器72的反转输入端子输入有调光信号DMS。由此，从运算放 大器72的输出端子输出有与检测电压和调光信号DMS的差值对应的信号。随着检测电压 比调光信号DMS变大，运算放大器72的输出也变大。即，在照明光源16流过过电流的情况 下，运算放大器72的输出变大。如此一来，在该例中，调光信号DMS作为基准值使用。需要 说明的是，在不进行调光的情况下，可以将成为基准值的实质上固定的直流电压输入运算 放大器72的反转输入端子。
[0069] 半导体元件71的集电极与DC-DC转换器21b连接。半导体元件71的发射极与整 流电路30的低电位端子30d连接。半导体元件71的基极与运算放大器72的输出端子连 接。由此，半导体元件71的集电极电流通过来自运算放大器72的输出来控制。
[0070] 如前所述，在检测电压比调光信号DMS大的情况下，运算放大器72的输出变大。因 此，半导体元件71在例如检测电压比调光信号DMS大的情况下成为接通状态，在检测电压 为调光信号DMS以下的情况下为断开状态。例如，伴随检测电压成为比调光信号DMS大，半 导体元件71的集电极电流变大。
[0071] DC-DC转换器21b在半导体元件71成为接通状态的情况下，停止向照明负载12供 给电力。由此，能够抑制向照明光源16流过过电流。
[0072] 图3 (a)及图3 (b)是表示实施方式涉及的控制部的动作的曲线图。
[0073] 控制部22在例如根据来自控制用电源部24的驱动电压VDD的供给而起动后，基 于检测电压，进行调光器3的控制方式的判定。
[0074] 图3 (a)及图3 (b)的横轴为时间t，纵轴为检测电压Vdet。
[0075] 图3 (a)表示从相位控制方式的调光器3供给交流电压VCT的情况下的检测电压 Vdet的波形的一例。
[0076] 图3 (b)表示从反相位控制方式的调光器3供给交流电压VCT的情况下的检测电 压Vdet的波形的一例。
[0077] 如图3 (a)及图3 (b)示出的那样，控制部22相对于检测电压Vdet设定第一阈 值电压Vthl、第二阈值电压Vth2。第二阈值电压Vth2的绝对值比第一阈值电压Vthl的绝 对值大。第一阈值电压Vthl为例如IV左右。第二阈值电压Vth2为例如3V左右。
[0078] 控制部22对检测电压Vdet成为第一阈值电压Vthl的时刻起到检测电压Vdet成 为第二阈值电压Vth2为止的时间dt进行计时。并且，控制部22根据第一阈值电压Vthl 和第二阈值电压Vth2之差dV和时间dt求出斜率dV/dt。控制部22判定该斜率dV/dt是 否为规定值以上，在规定值以上的情况下，判定为相位控制方式，在小于规定值的情况下， 判定为反相位控制方式。需要说明的是，时间dt的计时可以使用例如内部时钟进行，也可 以在外部设置计时器等来进行。
[0079] 控制部22定期地实施判定直至例如电源电压VIN或交流电压VCT的输入停止。需 要说明的是，判定可以例如按电源电压VIN或交流电压VCT的每半波进行一次，也可以按每 规定数的半波进行。
[0080] 图4 (a)?图4 (c)是示意地表示实施方式涉及的控制部的动作的曲线图。
[0081] 图4 (a)?图4 (c)表示判定为相位控制方式的情况下的控制部22的动作的一 例。
[0082] 图4 (a)?图4 (c)的横轴为时间t。
[0083] 图4 (a)的纵轴为检测电压Vdet。
[0084] 图4 (b)的纵轴为控制信号CGS的电压值。
[0085] 图4 (c)的纵轴为输入到控制用电源部24的电压。
[0086] 如图4 (a)?图4 (c)示出的那样，控制部22判定为相位控制方式的情况下，根 据该判定结果，进行交流电压VCT的导通角的检测。控制部22将例如检测电压Vdet为第 一阈值电压Vthl以上的区间判断为调光器3的导通角控制的导通区间Ton。并且，控制部 22将检测电压Vdet为小于第一阈值电压Vthl的区间判断为调光器3的导通角控制的截 止区间Toff。由此，控制部22根据导通区间Ton和截止区间Toff的比率来检测交流电压 VCT的导通角。导通角的检测可以根据第二阈值电压Vth2进行。导通角的检测可以根据与 第一阈值电压Vthl及第二阈值电压Vth2不同的阈值进行。
[0087] 控制部22在检测出交流电压VCT的导通角后，生成根据该导通角的占空比的调光 信号DMS，并将生成的调光信号DMS输入过电流保护部25。由此，根据以相位控制方式控制 了导通角后的交流电压VCT对照明光源16进行调光。
[0088] 另外，控制部22在检测电压Vdet的电压值小于第一阈值电压Vthl的情况下，将 控制信号CGS设定为Lo。即，将开关元件47设为断开状态，将电流调整部23设为第一状 态。并且，控制部22在检测用电压Vdet的电压值为第一阈值电压Vthl以上的情况下，将 控制信号CGS设定为Hi。即，将开关元件47设为接通状态，将电流调整部23设为第二状 态。换言之，控制部22在交流电压VCT小于规定值时，将电流调整部23设为第一状态，在 交流电压VCT为规定值以上时，将电流调整部23设为第二状态。
[0089] 另外，控制部22在判定为相位控制方式时，使将电流调整部23从第一状态切换为 第二状态的时刻比将检测电压Vdet的电压值从小于第一阈值电压Vthl的状态切换为第一 阈值电压Vthl以上的状态的时刻慢第一微小时间MT1。
[0090] 例如，对于以相位控制方式进行导通角控制的调光器3使用三端双向开关，照明 光源16使用LED。LED的消耗电流比白炽灯等消耗电流低。因此，在不进行上述那样的动 作的情况下，在交流电压VCT为规定值以下的状态下，不会流过用于接通三端双向开关所 必须的保持电流，导致调光器3的动作不稳定。
[0091] 相对于此，在本实施方式涉及的电源电路14中，通过如上述那样控制电流调整部 23的动作，在规定值以下的交流电压VCT中，能够使用于接通三端双向开关所必须的保持 电流流向电流调整部23 (分支路径27)。由此，能够使调光器3的动作稳定。另外，通过使 电流调整部23的切换时刻慢第一微小时间MT1，能够使调光器3的动作更稳定。
[0092] 在电流调整部23为第二状态的情况下，不向控制用电源部24供给电力。从而，在 判定为相位控制方式的情况下，在将导通区间Ton缩短第一微小时间MT1的区间中，不向控 制用电源部24供给电力。如此一来，控制部22判定为相位控制方式的情况下，在导通区间 Ton的至少一部分，将电流调整部23设为第二状态，使向控制用电源部24供给的电力降低。 例如，切断向控制用电源部24的电力供给。
[0093] 在判定为相位控制方式的情况下，在截止区间Toff及第一微小时间MT1的区间 中，向稳压器53及备用电容器54输入电压，通过输入的电压使稳压器53动作。另外，从剩 余的区间（从导通区间Ton减去第一微小时间MT1的区间)中，通过蓄积于备用电容器54的 电荷使稳压器53动作。
[0094] 图5 (a)?图5 (c)是示意地表示实施方式涉及的控制部的动作的曲线图。
[0095] 图5 (a)?图5 (c)表示判定为反相位控制方式的情况下的控制部22的动作的 一例。
[0096] 图5 (a)?图5 (c)的各个横轴及纵轴与图4 (a)?图4 (c)的各个横轴及纵轴 相同。
[0097] 如图5 (a)?图5 (c)示出的那样，控制部22在判定为反相位控制方式的情况下， 也首先进行交流电压VCT的导通角的检测。控制部22例如将检测电压Vdet为第一阈值电 压Vthl以上的区间判断为调光器3的导通角控制的导通区间Ton。并且，控制部22将检测 电压Vdet小于第一阈值电压Vthl的区间判断为调光器3的导通角控制的截止区间Toff。 由此，控制部22根据导通区间Ton和截止区间Toff的比率来检测交流电压VCT的导通角。
[0098] 控制部22在检测出交流电压VCT的导通角后，生成与该导通角对应的占空比的调 光信号DMS，并将生成的调光信号DMS输入过电流保护部25。由此，即使在反相位控制方式 中，也能够根据控制了导通角的交流电压VCT对照明光源16进行调光。
[0099] 控制部22在检测电压Vdet的电压值小于第一阈值电压Vthl的情况下，将控制信 号CGS设定为Lo,将电流调整部23设为第一状态。控制部22在检测电压Vdet的电压值为 第一阈值电压Vthl以上的情况下，将控制信号CGS设定为Hi，将电流调整部23设为第二状 态。
[0100] 另外，控制部22在判定为反相位控制方式的情况下，使将电流调整部23从第二状 态切换为第一状态的时刻比将检测电压Vdet的电压值从第一阈值电压Vthl以上的状态切 换为小于第一阈值电压Vthl的状态的时刻早第二微小时间MT2。
[0101] 控制部22在例如预先存储前一个检测出的半波的导通区间Ton的时间，并在比该 时间早第二微小时间MT2的时刻将电流调整部23从第二状态切换为第一状态。
[0102] 在反相位控制方式中，通过蓄积于滤波电容器36等的电荷的影响，存在与调光器 3的实际的导通区间相比，导通区间Ton变长的情况。导通区间Ton比实际的导通区间变长 时，例如，调光信号DMS的占空比变化，照明光源16的调光程度变化。
[0103] 通过将电流调整部23设为第一状态，使在第一电源供给路径26a流动的电流的一 部分流向分支路径27,从而，能够将蓄积于滤波电容器36等的电荷从电流调整部23抽出。 由此，在电源电路14中，能够更可靠检测被反相位控制后的交流电压VCT的导通角。能够 以更高精度进行照明光源16的调光。另外，如上述那样，通过将进行电流调整部23切换的 时刻提前第二微小时间MT2,能够将蓄积于滤波电容器36等的电荷更适当地抽出。能够进 一步提高导通角的检测精度。
[0104] 在判定为反相位控制方式的情况下，在将导通区间Ton缩短第二微小时间MT2的 区间中，不向控制用电源部24供给电力。如此一来，即使控制部22判定为反相位控制方式 的情况下，也在导通区间Ton的至少一部分，将电流调整部23设为第二状态，降低向控制用 电源部24的电力供给。例如，切断向控制用电源部24的电力供给。
[0105] 在判定为反相位控制方式的情况下，在截止区间Toff及第二微小时间MT2的区间 中，向稳压器53及备用电容器54输入电压，通过被输入的电压使稳压器53动作。另外，在 剩余的区间（从导通区间Ton减去第二微小时间MT2的区间）中，通过蓄积于备用电容器54 的电荷使稳压器53动作。
[0106] 例如，在交流电压全相位时，具有向控制用电源部供给电力的电源电路。在这种电 源电路中，例如，在不需要调光的相位角区间中也向控制用电源部流动电流，使得电源电路 的电力损失变大。
[0107] 相对于此，在本实施方式涉及的电源电路14中，检测交流电压VCT的导通角，在检 测出的导通角的导通区间Ton的至少一部分，降低向控制用电源部24的电力供给。并且， 至少在交流电压VCT从导通区间Ton切换为截止区间Toff的时刻，向控制用电源部24供 给电力。由此，能够在电源电路14中抑制电力损失。另外，通过抑制电力损失能够抑制电 源电路14的发热。
[0108] 另外，在电源电路14中，在相位控制方式的情况下，利用用于向调光器3的三端双 向开关流动保持电流的电流对备用电容器54进行充电，在反相位控制方式的情况下，利用 用于从滤波电容器36等抽出电荷的电流对备用电容器54进行充电。由此，能够更适当地 抑制电力损失。
[0109] 另外，在电源电路14中，将恒定功率电路58设置在控制用电源部24,使被控制用 电源部24消耗的电力实质上固定。由此，例如，能够抑制在输入电压高时(交流电压VCT的 绝对值大时）的电力损失增大。能够更适当地抑制电源电路14的电力损失。需要说明的 是，恒定功率电路58不限于上述电路，可以为使由控制用电源部24消耗的电力实质上固定 的任意的电路。
[0110] 以上，参照具体例对实施方式进行了说明，但是，本发明没有限定于这些，可以进 行各种变形。
[0111] 需要说明的是，照明光源16不限于LED，可以为例如有机EL(Electro-Luminescence)、 0LED (Organic light-emitting diode)等。在照明负载12可以并联或串联连接多个照明光源 16。
[0112] 在上述实施方式中，作为负载示出了照明负载12,但是，不限于此，可以为例如加 热器等其他负载。在上述实施方式中，作为电源电路示出了用于照明装置10的电源电路 14,但是，不限于此，可以为与负载对应的任意的电源电路。另外，供给于负载的电压不限于 直流，可以为交流、脉动电流等。
[0113] 对本发明的几个实施方式及实施例进行了说明，但是，这些实施方式或实施例仅 作为示例提示，并没有限定本发明的范围。这些新的实施方式或实施例可以以其他的各种 方式实施，只要不脱离发明的主旨的范围，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或 实施例及其变形均包含于本发明的范围、主旨中，并且包含于权利要求书记载的发明和与 其等同的范围内。
【权利要求】
1. 一种电源电路，其中，具备： 电力转换部，其将经由电源供给路径供给的被导通角控制后的交流电压转换为不同的 电压，并将转换后的所述电压供给于负载； 电流调整部，其具有与所述电源供给路径电连接的分支路径，且能够在第一状态和第 二状态之间切换，其中所述第一状态是使在所述电源供给路径中流动的电流的一部分流向 所述分支路径的状态，所述第二状态是在所述分支路径中流动的电流比所述第一状态小的 状态； 控制部，其检测所述交流电压的导通角，根据检测出的导通角对所述电流调整部的所 述第一状态与所述第二状态之间的切换进行控制； 控制用电源部，其与所述分支路径电连接，将经由所述分支路径供给的电压转换为与 所述控制部相应的驱动电压而向所述控制部供给， 所述控制部在所述检测出的导通角的导通区间的至少一部分中使所述电流调整部为 所述第二状态，在所述检测出的导通角的截止区间中使所述电流调整部为所述第一状态。
2. 根据权利要求1所述的电源电路，其中， 所述控制用电源部具有电容器，该电容器与向所述控制部输出所述驱动电压的输出路 径并联连接，并使所述驱动电压平滑化。
3. 根据权利要求1所述的电源电路，其中， 所述电流调整部具有与所述电源供给路径电连接的开关元件，通过所述开关元件的接 通及断开来对所述第一状态和所述第二状态进行切换。
4. 根据权利要求1所述的电源电路，其中， 所述控制用电源部具有恒定功率电路，该恒定功率电路伴随所述交流电压的绝对值的 增加而使流向所述分支路径的电流减小，伴随所述交流电压的绝对值的减少而使流向所述 分支路径的电流增多。
5. 根据权利要求1所述的电源电路，其中， 所述电力转换部包括AC - DC转换器和DC - DC转换器， 所述AC - DC转换器将所述交流电压转换为第一直流电压， 所述DC - DC转换器将所述第一直流电压转换为第二直流电压，将所述第二直流电压 供给于所述负载。
6. 根据权利要求1所述的电源电路，其中， 在所述控制部输入有用于检测所述交流电压的绝对值的检测电压，所述控制部将所述 检测电压为阈值电压以上的区间判断为导通区间，将所述检测电压为小于所述阈值电压的 区间判断为截止区间，并根据所述导通区间与所述截止区间的比率来检测所述导通角。
7. 根据权利要求6所述的电源电路，其中， 所述控制部基于所述检测电压来检测所述交流电压是相位控制方式还是反相位控制 方式。
8. 根据权利要求7所述的电源电路，其中， 当所述交流电压为所述相位控制方式时，所述控制部使所述电流调整部从所述第一状 态切换为所述第二状态的时刻比所述检测电压的电压值从小于所述阈值电压的状态切换 为所述阈值电压以上的状态的时刻慢第一微小时间。
9. 根据权利要求7所述的电源电路，其中， 当所述交流电压为所述反相位控制方式时，所述控制部使所述电流调整部从所述第二 状态切换为所述第一状态的时刻比所述检测电压的电压值从所述阈值电压以上的状态切 换为小于所述阈值电压的状态的时刻快第二微小时间（MT2 )。
10. -种照明装置，其中，具备： 照明负载； 向所述照明负载供给电力的权利要求1所述的电源电路。
【文档编号】H05B37/02GK104066230SQ201310430926
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年3月22日
【发明者】赤星博, 大武宽和, 北村纪之, 高桥雄治 申请人:东芝照明技术株式会社