Led点灯装置及照明装置的制作方法

专利名称：Led点灯装置及照明装置的制作方法
技术领域：
本发 明涉及一种照明装置，特别是涉及一种将发光二极管(lightemitting diode， LED)可调光地点灯的LED点灯装置、及包含该LED点灯装置的照明装置。
背景技术：
虽说LED比起放电灯更容易调光，但顺利地进行深调光则绝非易事。也就是 说，如果调光变深，则会因以下的理由而容易发生LED的亮度的忽明忽暗(flickering)。也就是，第一，LED具有即便调光变深而使点灯电流变得微弱也会发光的性 质，并且，对于人的视觉而言，有光量越少则越容易感到LED的亮度的忽明忽暗的倾向。第二，当以连续流动的直流电流将LED点灯时，在深调光区域，LED成为轻负 载，因此伴随转换器(converter)的输出电流的微小变动，以LED的电压-电流特性的上 升点为中心，动作点发生振动。结果，LED呈现出重复导通与遮断的不稳定的点灯状 态，从而LED的亮度会发生忽明忽暗。根据所述第一及第二理由，在可进行深调光的LED点灯装置中，容易发生LED 的亮度的忽明忽暗，从而会显着破坏商品性。为了改善此状况，必须采用严格管理LED点灯电路的电流、或者增大电流的振 幅以进行脉冲控制的电路方式。另一方面，对于使用三端双向可控硅开关元件(TRIAC)等的相位控制元件的两 线制(two wire system)相位控制型调光器而言，被广泛用作白炽灯用的调光器。如果使 用该调光器来对LED进行调光，则无须更换既存的设备或配线，仅更换光源便可实现低 消耗电力的调光对应照明系统。然而，实际中会存在以下问题。也就是，当以低电流电平使LED点灯时，因无 法确保调光器的相位控制元件的自身保持电流，LED的亮度会发生忽明忽暗的现象。而 且，用于使调光器的相位控制元件以所需的相位导通的定时器电路(timer circuit)，从接 通LED的交流电源的瞬间开始便不再进行动作。为了解决所述问题，已知有如下的LED点灯装置，其包含并列配置在转换器上 且从转换器接收控制信号，响应该控制信号而调整负载的动态虚拟(dummy)负载，由此 使调光器的相位控制元件的自身保持电流及定时器电路动作电流在各自必要时流动。然而，在现有习知技术中，如果为了使伴随深调光区域的微小电流变动的LED 的亮度的忽明忽暗受到抑制，而进行上述对策，则控制电路会变得复杂，从而电路零件 个数增多，因此不利于小型化，并且成为导致成本上升的主要原因。而且，在相位控制型调光器中，虽然通过包含动态虚拟负载而改善了调光器的 相位控制元件的自身保持电流及定时器电路动作电流的问题，但为了进行相位控制，不 仅输入电压相对于LED点灯装置的波动(ripple)会变大，而且在深调光区域的轻负载 时，起弧相位(striking phase)容易不稳定。因此，在深调光区域会进一步导致LED的亮度的忽明忽暗。由此可见，上述现有的LED点灯装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺 陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求 解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能 够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的 LED点灯装置及照明装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目 标。

发明内容
本发明的目的在于，克服现有的LED点灯装置存在的缺陷，而提供一种新型结 构的LED点灯装置及照明装置，所要解决的技术问题是使其在于提供一种以相对简单的 电路构成来减少在调光下限附近容易发生的LED的亮度的忽明忽暗的LED点灯装置、及 包含该LED点灯装置的照明装置。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提 出的一种LED点灯装置，其中包括整流电路，交流输入端连接于交流电源；转换器， 输入端连接于所述整流电路的直流输出端，且将LED连接于并联连接着输出电容器的输 出端以使所述LED点灯；控制单元，根据调光度使所述转换器的连续的直流输出电流 发生变化；以及旁通电路，在所述转换器的输出端与所述输出电容器并联连接，在所述 LED的至少调光下限附近，流动着比流经所述LED的点灯电流更大的旁通电流。本发明的目的及解决其技术问题还可采用 以下技术措施进一步实现。前述的LED点灯装置，其中所述的旁通电路被控制成使旁通电流仅在所述LED 的调光下限附近的规定范围内流动。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出 的一种照明装置，其中包括照明器具本体；如权利要求1或2所述的LED点灯装置， 配设在该照明器具本体上；以及LED，连接于该LED点灯装置的输出端并且配设在所述 照明器具本体上。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本 发明的主要技术内容如下第1技术方案提供一种LED点灯装置，其中包括整流电 路，交流输入端连接于交流电源；转换器，输入端连接于所述整流电路的直流输出端， 且将LED连接于并联连接着输出电容器的输出端以使所述LED点灯；控制单元，根据调 光度使所述转换器的连续的直流输出电流发生变化；以及旁通电路，在所述转换器的输 出端与所述输出电容器并联连接，在所述LED的至少调光下限附近，流动着比流经所述 LED的点灯电流更大的旁通电流。本发明的第2技术方案提供一种如第1技术方案所述的LED点灯装置，其中所 述旁通电路被控制成使旁通电流仅在所述LED的调光下限附近的规定范围内流动。本发明的第3技术方案提供一种照明装置，其中包括照明器具本体；如第1 或第2技术方案所述的LED点灯装置，配设在该照明器具本体上；以及LED，连接于 该LED点灯装置的输出端并且配设在所述照明器具本体上。借由上述技术方案，本发明 LED点灯装置及照明装置至少具有下列优点及有益效果
因该照明装置包括所述各实施方式的LED点灯装置，所以可减少调光下限附近 容易发生亮度的忽明忽暗。转换器的输入端连接于整流电路RC的直流输出端，且输出端上并联连接着输出 电容器C3，从而输出连续的直流电流。而且，只要控 制单元CC为如下单元则可为任一种构成，即，以将LED 20调光 点灯的方式来控制转换器10并将LED 20的点灯电流控制成与调光度相应的值。例如， 可采用如下构成当经由外部的相位控制型调光器DM进行调光时，利用前馈控制并根 据输入电压而使PWM信号的导通工作周期发生变化，从而输出对应于调光度的点灯电 流。而且，当在LED点灯装置的内部配设调光单元时，可采用根据调光度而使PWM信 号的导通工作周期直接变化的构成。而且，旁通电路BC至少在调光下限附近，除LED 20的负载之外还将虚拟负载 针对转换器10而提供，以增加转换器10的输出电流。由此，转换器10的输出电流在 LED 20开始点灯以前，首先作为旁通电流而开始相对于旁通电路BC流动，从转换器10 观察到的轻负载状态得以消除，从而转换器10的动作变得稳定，然后LED 20的点灯电流 开始流动。因此，在调光下限附近即便少量点灯电流流经LED 20的阶段中，由于在此之前 已由转换器10供给旁通电流，所以点灯电流的微小变动明显减少。结果，调光下限附近 的LED 20的亮度的忽明忽暗的发生得以抑制。为了进行此种电路动作，可知流经旁通电 路BC的旁通电流在整个调光范围内，或在至少调光下限附近，比流经LED 20的点灯电
流更大。调光下限可包含于从LED 20的电压-电流特性曲线的电流上升点开始，该特性 曲线的电流上升梯度相对小的区域及其附近区域，也就是调光变深的范围内。LED 20在进行比调光下限浅的调光的情况下，施加给LED 20的点灯电流(负载 电流)相对变大，光量变多，因而对于人的视觉而言，只要光量增多则相对而言不易感 觉到LED 20的亮度的忽明忽暗。而且，转换器10的动作稳定，从而微小的电流变动减 少，因此LED 20的亮度的忽明忽暗实际上也减少。因此，在LED 20的调光为比调光下限浅的调光的情况下，通过旁通电路BC的 旁通电流并非为必需，只要允许相应的电路效率降低，则即便继而旁通电路BC起作用也 不会有特别影响。而且，电路构成变得简单。然而，可构成为如下在停止深调光以外的调光点灯中的旁通电路BC的工作 而极力抑制消耗电力的情况下，对LED 20的点灯电流进行检测，当点灯电流超过规定值 时，以旁通电路BC不工作的方式而与LED 20的点灯状态连动地进行控制。旁通电路BC只要至少在调光下限附近流动着比流经LED 20的灯电流更大的旁 通电流便可，其余构成不作特别限定。另外，优选以电阻器或定电流电路作为主体而构 成。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手 段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优 点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。


图1是表示第一实施方式的LED点灯装置的电路图。图2是表示所述第一实施方式的LED点灯装置的LED及旁通电路的电流-电压 特性的图。图3是表示第二实施方式的LED点灯装置的电路图。图4是表示第三实施方式的LED点灯装置的电路图。图5是表示所述第三实施方式的LED点灯装置的LED及旁通电路的电流-电压 特性的图。图6是表示包含各实施方式的LED点灯装 置的照明装置即LED电灯的纵剖面 图。10 转换器11、12:第一及第二分压器电流电路20、22: LED 21:照明装置本体(灯本体)21a 凹部21b:贯通孔22a 基板22al 配线孔23 灯罩24 绝缘壳24a 配线孔 24b 凸缘部25: LED点灯电路基板 26:灯口26a 灯口外壳 26b:绝缘体26c 中心触点 27 圆环AC:交流电源 BC:旁通电路BCS 分压器电流引出单元Cl 电容器C2 平滑电容器C3:输出电容器 CC:控制单元CIC 点灯电流连动电路Dl 二极管D2 飞轮二极管DIAC 触发元件DM 两线制相位控制型调光器I 电流Ll 电感器LED:点灯装置 LOC: LED点灯电路tl、t2 输入端 t3、t4 直流输出端Rl 可变电阻器 Ql 开关元件Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7 开关R2、R3、R4、R6、R7、R8 分压器电阻器R5 电流检测单元 R9:偏压用的电阻器RlO 限流用的电阻器RC:整流电路RDC 整流化直流电源TRIAC 三端双向可控硅开关元件TM:定时器电路 V:电压
V0:导通开始电压Vl 调光下限时的LED 20的端子电压ZDl 稳压二极管
具体实施例方式为更进一步阐 述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结 合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的LED点灯装置及照明装置其具体实施方式
、 结构、特征及其功效，详细说明如后。以下，参照图1及图2来对第一实施方式进行说明。如图1所示，LED点灯装置的构成适合于使用两线式相位控制型调光器DM进 行调光，且包括整流电路RC、转换器10、控制单元CC、分压器电流(bleeder current)弓I 出单元BCS及旁通电路BC，以使负载的LED 20点灯。整流电路RC的交流输入端tl、t2连接于交流电源AC。对于交流电源AC的连 接可为直接连接及间接连接中的任一种连接。在为直接连接的情况下，在LED点灯装置 的内部配设着调光器。在为间接连接的情况下，例如图1所示，经由调光器DM而连接 于交流电源AC。调光器DM为两线式相位控制型调光器，包含三端双向可控硅开关元件等的相 位控制元件TRIAC及由时间常数(time constant)电路构成的定时器电路TM。相位控制 元件TRIAC串联连接于交流线路，定时器电路TM相对于相位控制元件TRIAC而并联 连接。定时器电路TM包括由可变电阻器Rl及电容器Cl的串联电路所构成的时间常数 电路，可变电阻器Rl及电容器Cl的连接点经由触发元件DIAC而连接于相位控制元件 TRIAC 的栅(gate)极。并且，如果调光器DM的一对输入端之间被施加了交流电压，则定时器电路TM 首先工作，不久后时间常数电路的输出端的电位会达到触发元件DIAC的触发电压。由 此，来自时间常数电路的栅极电流经由触发元件DIAC而流入至相位控制元件TRIAC的 栅极中，从而相位控制元件TRIAC开启(turn on)。为此，通过操作可变电阻器Rl以使其电阻值发生变化，则时间常数会发生变 化，因此相位控制元件TRIAC的开启的相位角、也就是导通角(conduction angle)发生变 化，从而调光度发生变化。结果，根据由操作可变电阻器Rl所决定的调光度而使调光器 DM的输出电压的实效值发生变化。整流电路RC由桥接型全波整流电路(full wave rectifying circuit)构成，其一对交
流输入端tl、t2使调光器DM经由串联的方式而连接于交流电源AC。并且，对经由一 对交流输入端tl、t2所输入的由调光器DM控制相位的交流电压进行整流。可对整流电路RC附加平滑化电路(smoothing circuit)。该平滑化电路由连接于 整流电路RC的直流输出端间的平滑电容器(smoothingcondenser) C2所构成。图1中， 插入至整流电路RC的直流输出端与平滑电容器C2之间的二极管Dl用于防止环路干扰 (wraparound)。因此，整流电路RC、二极管Dl及平滑电容器C2构成整流化直流电源 RDCo转换器10以使从整流电路RC所获得的直流电压适合于负载的LED 20的方式进行转换动作，从而使LED 20点灯。转换器10由降压断路器(chopper)构成，包括开关 元件Q1、电感器(inductor)Li、飞轮二极管(freewheel diode)D2及输出电容器C3，输出
电容器C3的两端成为直流输出端t3、t4。另外，输出电容器C3使用的是静电容量大的 电解电容器。控制单元CC至少具有开关元件Ql的驱动信号产生功能及正特性前馈 (feed-forward)控制功能。驱动信号产生功能产生开关元件Ql的驱动信号以驱动开关元 件Q1。正特性前馈控制功能对由 调光器DM控制相位的电源电压进行监视，进行正特 性前馈控制以将开关元件Ql的导通工作周期(onduty)转换为与电源电压相应的脉宽调制 (Pulse Width Modulation, PWM)信号。由此，开关元件Ql的导通工作周期根据电源电 压而发生变化，从而转换器10的输出电流发生变化。另外，在不使用配设于外部的相位控制型调光器DM而使用转换器10及控制单 元CC来进行调光时，例如可构成为如下。也就是，控制单元CC产生与调光操作信号 相应的PWM信号，利用该PWM信号来对转换器10内的开关元件Ql的驱动信号进行调 变。由此，可根据调光度并利用PWM控制来使转换器10的输出电流发生变化，结果， 可将LED 20调光点灯。另外，此时，调光操作信号也可使用配设于外部的调光操作器而 产生，或者在LED点灯装置中附加设置调光操作器而产生。构成转换器10的降压断路器中，开关元件Q1、电感器Ll及输出电容器C3的串 联电路连接于整流化直流电源RDC的输出端也就是平滑电容器C2的两端，而且，电感器 Li、飞轮二极管D2及输出电容器C3以形成闭合电路的方式而连接在一起。而且，在开 关元件Q1、电感器Ll及输出电容器C3的串联电路中，当开关元件Ql导通时，从整流 化直流电源RDC流动着增加电流而对电感器Ll进行充电。然后，当开关元件Ql断开 时，从电感器Ll经由飞轮二极管D2流动着减少电流而对输出电容器C3进行充电。输 出电容器C3的两端成为转换器10的输出端，并于此处连接着LED 20。分压器电流引出单元BCS由第一及第二分压器电流电路11、12所构成，且所述 分压器电流电路11、12均以相对于转换器10成联合动作的方式并联连接着。而且，即便 在比起白炽灯或荧光灯，LED 20的点灯电流非常小的情况下，所述分压器电流引出单元 BCS也可与转换器10的动作连动而动态地抽出两线式相位控制型调光器DM正常工作所 需的各电流。因此，分压器电流引出单元BCS用于调光器DM为相位控制型的情况下。第一分压器电流电路11中，稳压二极管(Zener diode)ZD1、限流用的电阻器 RlO及分压器电阻器R2的串联电路连接于整流电路RC的直流输出端间。这样，当整流 电路RC的直流输出端间的电压为规定电压以上，例如50V以上时，稳压二极管ZDl导 通，并抽出主要由电阻器RlO及分压器电阻器R2所决定的第一分压器电流。第二分压器电流电路12由分压器电阻器R3、偏压(bias)用的电阻器R9、开关 Q2及Q3所构成。也就是，分压器电阻器R3及开关Q2的串联电路连接于整流电路RC 的直流输出端间。开关Q3以在开关Q2与第一分压器电流电路11之间进行规定的连动 的方式而连接着。此处，规定的连动是指在第一分压器电流电路11工作而第一分压器电 流流动的期间内以使第二分压器电流电路12不工作的方式连动。因此，当第一分压器电流电路11不工作时，通过偏压用的电阻器R9，开关Q2 可导通。为了使调光器DM的相位控制元件TRIAC开启，该第二分压器电流微小至足以使定时器电路TM可工作的程度。第一分压器电流在从交流电压上升开始直至相位控制 元件TRIAC开启为止的期间内被抽出。这样，如果相位控制元件TRIAC开启，则如后 所述，由于第一分压器电流电路11的稳压二极管ZDl导通，使开关Q3导通、开关Q2关 闭。又，在交流电压的半波结束时，以前的低电压期间中稳压二极管ZDl再关闭，且开 关Q2导通。因此，在直至交流电压的半波结束时为止的期间内，第一分压器电流流动以 确保相位控制元件TRIAC的保持电流。旁通电路BC由在转换 器10的直流输出端t3、t4间与负载的LED 20并联连接的 电阻器R4所构成。该电阻器R4在调光范围内流动着比流经LED20的点灯电流更大的旁 通电流，以使从转换器10观察到的负载增大。然后，对电路动作进行说明。图1中，在操作调光器DM而设定为适当的调光度的情况下，如果接通交流电源 AC,则在交流电压的各半波的期间内，对由调光器DM的定时器电路TM的可变电阻器 Rl及电容器Cl所构成的时间常数电路，由整流电路RC及分压器电流引出单元BCS的 第一分压器电流电路12的电阻器R3及开关Q3的串联电路所构成的闭合电路施加交流电 压。通过施加该交流电压，开关Q2导通，因此第二分压器电流流经所述闭合电路，从而 调光器DM的定时器电路TM开始计时器动作，电容器Cl的端子电压增加。另外，在该期间内，也对第一分压器电流电路11施加电压，但因定时器电路 TM的阻抗(impedance)高，所以此时施加至稳压二极管ZDl的电压低，因而稳压二极管 ZDl维持断开状态。结果，第一分压器电流电路11并不工作，因而第一分压器电流并不 流动。如此，当定时器电路TM的电容器Cl的端子电压上升，并达到触发元件DIAC 的触发电压时，触发元件DIAC导通，因而来自电容器Cl的触发电流会流入至相位控制 元件TRIAC的触发极，从而相位控制元件TRIAC开启(ση)。结果，在交流电压的一半 周期内，相位控制元件TRIAC开启的相位角以后的交流电压也就是经过相位控制的交流 电压被施加至整流电路RC的一对交流输入端tl、t2间。经过相位控制的交流电压被整流电路RC整流后，如果该整流电路RC的直流输 出端出现整流电压，则调光器DM的电压降几乎消失，因而会对第一分压器电流电路11 施加规定电压以上的高电压。因此，稳压二极管ZDl导通，稳压二极管ZDl及分压器电 阻器R2的串联电路中会流动第一分压器电流。该第一分压器电流即便在转换器10不工 作的状态下，也为可保持相位控制元件TRIAC的导通状态的值，因此，在交流电压的一 半周期的期间内，调光器DM的相位控制元件TRIAC维持着开启状态。另一方面，如果将由调光器DM来控制相位的交流电压由整流电路RC整流后， 由平滑电容器C2平滑化所得的直流电压施加至转换器10，则控制单元CC在省略图示的 其内部中对相位已得到控制的交流电压进行监视。接着，利用正特性前馈控制将所输入 的交流电压转换为具有与调光器DM的导通角相对应的导通工作周期的PWM信号，并根 据该PWM信号来产生驱动信号，且供给至开关元件Q1。由此，开关元件Ql以与PWM信号相对应的导通工作周期来进行高频开关。结 果，转换器10将与调光器DM的调光度相对应的值的直流电流输出至并联连接着输出电 容器C3的直流输出端t3、t4间。因此，连接于输出端的LED 20根据调光器DM的调光度来进行调光点灯。而且，旁通电路BC并联连接于转换器10的直流输出端t3、t4间，在调光范围 内流动着比流经LED 20的点灯电流更大的电流作为虚拟负载电流。为此，从转换器10 输出的负载电流是将点灯电流与虚拟负载电流相加而增加，因此输出电流的变动得以抑 制，至少调光下限附近的LED 20的亮度的忽明忽暗减少。此外，参照图2对难以产生LED 20的亮度的忽明忽暗的理由进行说明。图2是表示第一 实施方式中的LED 20及旁通电路BC的电压-电流特性的图表。 图2中，横轴以相对值表示电压V，纵轴以相对值表示电流I。图中的曲线「LED」为 LED的电压-电流特性，曲线「R4」为旁通电路BC的电压-电流特性、曲线「合成」 为LED及旁通电路BC的合成的电路的电压-电流特性。而且，横轴的点VO表示LED 20的导通开始电压，同样的点Vl表示调光下限时的LED 20的端子电压。根据图2可理解为，在LED 20导通开始以前，虚拟负载电流仅流动于旁通电路 BC中。在该状态下流动的转换器10的输出电流相对于电压的变化，是沿着旁通电路BC 的电阻器R4的电压-电流特性曲线「R4」而呈线性变化。而且，如果转换器10的输 出电压为VO以上，则转换器10的输出电流会沿着曲线「合成」而变化。也就是，曲 线「合成」在LED 20的导通开始点VO以下与曲线「R4」相同，到达导通开始点以后 则沿着曲线「合成」而变化，相对于导通开始点前后的电压变化而言，包含曲线「R4」 与曲线「合成」的接合部在内，电流连续地发生变化。因此，认为即便在调光下限附近，转换器10的输出电流也无急剧变化，从而流 入至LED 20的电流也无急剧变化，因而不会产生导通开始点的LED 20的亮度的忽明忽暗。而且，LED点灯装置虽然并不包括对负载电流进行检测的单元、将该检测信号 放大的单元、及对转换器10的开关元件Ql进行负反馈控制的控制单元，但可减少在深调 光区域中容易发生的LED 20的亮度的忽明忽暗从而进行所需的调光。因此，LED点灯 装置的电路构成变得简单，从而LED点灯装置还具有廉价且小型化的效果。而且，作为LED点灯装置的实例，对于LED 20而言，使用相对于额定为100% 点灯时的每1个的电压降为3V的LED元件7个，将这些LED元件串联连接且连接于直 流输出端t3、t4间，此时的点灯电流为0.27A。另外，相对于额定为0%时的电压降为 2.IV，电流为 0.001A。此时，旁通电路BC中，电阻器R4的电阻值为IOKΩ，相对于额定为0%时旁通 电流为0.00147Α。而且，在该LED点灯装置的实例中，确认只要电阻器R4的电阻值为5kQ 20kΩ的范围，则可减少通常使用的各种LED 20的亮度的忽明忽暗。然后，参照图3来对第二实施方式进行说明。另外，对与图1所示的第一实施 方式相同的构成附上相同符号，并省略其说明。第二实施方式与第一实施方式不同之处在于旁通电路BC仅于调光下限附近工 作。也就是，旁通电路BC包括开关Q4及点灯电流连动电路CIC。开关Q4串联连 接于旁通电路BC的电阻器R4。点灯电流连动电路CIC包括电流检测单元R5、开关Q5及电阻器R6。电流检测单元R5由与LED 20串联插入的点灯电流检测用的电阻器所构 成。开关Q5以于规定值以上的电流流经电流检测单元R5时导通的方式，串联连接于电 阻器R6并且并联连接于LED 20。另外，所述规定值可设定例如调光下限附近时流动的 点灯电流值。而且，电阻器R6及开关Q5的连接点连接于开关Q4的控制极。这样，当LED 20点灯而规定值以上的点灯电流流动时，开关Q5响应于该点灯 电流从而导通。当开关Q5导通时，串联连接于电阻器R4的开关Q4断开。结果，流经 旁通电路BC的旁通电流被开关Q4所遮断。因此，根据第二实施方式的LED点灯装置，仅可在如下情况下使旁通电路BC 工作在LED 20的调光下限附近，在点灯电流发生微小变动而容易发生LED 22的亮度 的忽明忽暗的区域进行点灯。然后，参照图4及图5来对第三实施方式进行说明。另外，对与图1所示的第 一实施方式相同的构成附上相同符号，并省略其说明。第三实施方式与第一实施方式不同之处在于旁通电路BC是由定电流电路所 构 成。也就是，旁通电路BC的定电流电路可采用已知的电路构成。图4所示的定电 流电路是如图示般将开关Q6、Q7及电阻器R7、R8连接而成，因此根据电阻器R7的电 压降来控制开关Q7的导通度，从而开关Q6的导通度由开关Q7所控制，流经开关Q6的 旁通电流被控制成固定。这样，根据第三实施方式的LED点灯装置，使用开关Q6及Q7而将流经电阻器 R7的电流定电流化，因此比起图1所示的第一形态的电阻器R4，可将电阻器R7的电阻 值进一步减小，结果，可减少电阻器R7的消耗电力。图5是表示第三实施方式的LED 20及旁通电路BC的电压-电流特性的图表。 另外，对图5中的与图2相同的部分附上相同符号，并省略说明。而且，如图5所示， 因旁通电路BC为定电流电路，所以其电压-电流特性如线「BC」所示那样，成为与横 轴平行的直线。如以上所述，本实施方式的LED点灯装置包括旁通电路BC，借由此旁通电路 BC中在调光下限附近流动着比流经LED 20的点灯电流更大的旁通电流，因此可提供一 种使在调光下限附近容易发生的LED 22的亮度的忽明忽暗减少的LED点灯装置。其次，图6表示作为包括LED点灯装置的照明装置的一形态的LED电灯。另 夕卜，对与所述各实施方式相同的构成附上相同符号，并省略其说明。照明装置(LED电灯)以照明装置本体(灯本体)21、LED 20、灯罩23、绝缘壳 24、LED点灯电路基板25及灯口 26为主要构成要素。照明装置本体21由铝等的导热性物质所构成，且为圆锥状，图6中，在上端以 使LED 20与照明装置本体21之间形成热传导关系的方式而机械性地支持该LED 20。而 且，形成于下部的凹部21a内收容着绝缘壳24。此外，包括上下贯通照明装置本体21的 贯通孔21b。而且，照明装置本体21在其外表面形成着散热片而可使散热面积增大。LED 20具有多个LED模组22，这些LED模组22安装在圆形的基板22a上。而 且，基板22a在与照明装置本体21的贯通孔21b—致的位置处具有配线孔22al。此外， 基板22a例如以铝等的导热性物质为主体而构成，发光二极管20的发热经由基板22a而传导至照明装置本体21。经由通过贯通孔21b及配线孔22a 1而配线的未图示的导电线 路，将多个LED模组22与LED点灯电路基板25的直流输出端加以连接。灯罩23以包围由多个LED模组22构成的LED 20的方式而安装于照明装置本体 21的图6中的上端，从而保护LED 20的充电部并且机械性地保护LED 20。另外，也可 根据需要而在灯罩23上配设或一体地形成制光单元(未图示)，例如光扩散单元，以控制 配光特性。另外，在进行外观观察时，配设在灯罩23与照明装置本体21的边界部的具 有倾斜面的圆环27，其外表面具有反射性，且具有将从灯罩23朝图6中下方放射的光反 射以修正配光特性的功能。绝缘壳(case)24由相对于照明装置本体21为电绝缘性的物质，例如塑料或陶瓷 等所构成，收容于照明装置本体21的凹部21a内，且内部收纳着LED点灯电路基板25。 而且，绝缘壳24为圆筒状且下 端开放，在收容于照明装置本体21的凹部21a内的状态 下，上端成为形成着与照明装置本体21的贯通孔21b—致的配线孔24a的封闭端，且中 间部外表面具有凸缘部24b。凸缘部24b在绝缘壳24收容于照明装置本体21的凹部21b 内的状态下抵接于图6中的照明装置本体21的下端。LED点灯电路基板25封装着图1、图3或图4中的任一个LED点灯电路LOC， 且收纳在绝缘壳24内。图6中，附上与图1、图3或图4相同符号的电路零件为相对较 大的零件。而其他电路零件为相对小型的零件，因而省略图示，但也可安装在图6中的 LED点灯电路基板25的相反面。灯口 26为E26型螺纹灯口，装在绝缘壳24的下部以将绝缘壳24的下部开口端 封闭。也就是，灯口 26包括灯口外壳26a、绝缘体26b及中心触点26c。灯口外壳26a 装在绝缘壳24的下部且在图4中上端抵接于绝缘壳24的凸缘部24b，并且经由省略图示 的导线而连接于LED点灯电路基板25的交流输入端子tl、t2的一个端子。绝缘体26b 将灯口外壳26a的图中的下端封闭并且将中心触点26c以相对于灯口外壳26a为绝缘关系 的方式进行支持。中心触点26c经由省略图示的导线而连接于LED点灯电路基板25的 交流输入端子tl、t2的另一个端子。并且，因该照明装置包括所述各实施方式的LED点灯装置，所以可减少调光下 限附近容易发生的LED 22的亮度的忽明忽暗。另外，转换器10除采用降压断路器之外，也可适当采用升压断路器及开关调节 器(switching regulator)等的各种转换器。然而，当将小形且光量相对小的LED 20使用 商用交流电源进行点灯时，因施加至负载电路的电压变低，所以优选为降压断路器。即 便为所述的任一个，均有如下共同点转换器10的输入端连接于整流电路RC的直流输 出端，且输出端上并联连接着输出电容器C3，从而输出连续的直流电流。而且，只要控制单元CC为如下单元则可为任一种构成，即，以将LED 20调光 点灯的方式来控制转换器10并将LED 20的点灯电流控制成与调光度相应的值。例如， 可采用如下构成当经由外部的相位控制型调光器DM进行调光时，利用前馈控制并根 据输入电压而使PWM信号的导通工作周期发生变化，从而输出对应于调光度的点灯电 流。而且，当在LED点灯装置的内部配设调光单元时，可采用根据调光度而使PWM信 号的导通工作周期直接变化的构成。而且，旁通电路BC至少在调光下限附近，除LED 20的负载之外还将虚拟负载针对转换器10而提供，以增加转换器10的输出电流。由此，转换器10的输出电流在 LED 20开始点灯以前，首先作为旁通电流而开始相对于旁通电路BC流动，从转换器10 观察到的轻负载状态得以消除，从而转换器10的动作变得稳定，然后LED 20的点灯电流 开始流动。因此，在调光下限附近即便少量点灯电流流经LED 20的阶段中，由于在此之前已由转换器10供给旁通电流，所以点灯电流的微小变动明显减少。结果，调光下限附近 的LED 20的亮度的忽明忽暗的发生得以抑制。为了进行此种电路动作，可知流经旁通电 路BC的旁通电流在整个调光范围内，或在至少调光下限附近，比流经LED 20的点灯电
流更大。调光下限可包含于从LED 20的电压-电流特性曲线的电流上升点开始，该特性 曲线的电流上升梯度相对小的区域及其附近区域，也就是调光变深的范围内。LED 20在进行比调光下限浅的调光的情况下，施加给LED 20的点灯电流(负载 电流)相对变大，光量变多，因而对于人的视觉而言，只要光量增多则相对而言不易感 觉到LED 20的亮度的忽明忽暗。而且，转换器10的动作稳定，从而微小的电流变动减 少，因此LED 20的亮度的忽明忽暗实际上也减少。因此，在LED 20的调光为比调光下限浅的调光的情况下，通过旁通电路BC的 旁通电流并非为必需，只要允许相应的电路效率降低，则即便继而旁通电路BC起作用也 不会有特别影响。而且，电路构成变得简单。然而，可构成为如下在停止深调光以外的调光点灯中的旁通电路BC的工作 而极力抑制消耗电力的情况下，对LED 20的点灯电流进行检测，当点灯电流超过规定值 时，以旁通电路BC不工作的方式而与LED 20的点灯状态连动地进行控制。旁通电路BC只要至少在调光下限附近流动着比流经LED 20的灯电流更大的旁 通电流便可，其余构成不作特别限定。另外，优选以电阻器或定电流电路作为主体而构 成。另外，照明装置的概念包含用于以LED作为光源来进行照明的各种装置。例 如，为可代替既存的作为照明用光源的白炽灯、荧光灯及高压放电灯等的各种灯的LED 电灯，或包含LED光源的照明器具或标识灯等。而且，照明装置本体是指从照明装置卸 除LED点灯装置及LED后的剩余的部分。已对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示， 并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式可利用其他各种形态来实施，在不脱离 发明的主旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。该些实施方式或其变形，包含在 发明的范围或要旨，并且包含在权利要求的范围所记载的发明及其均等范围内。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限 制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业 的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许 更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发 明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技 术方案的范围内。
权利要求
1.一种LED点灯装置，其特征在于包括 整流电路，交流输入端连接于交流电源；转换器，输入端连接于所述整流电路的直流输出端，且将LED连接于并联连接着输 出电容器的输出端以使所述LED点灯；控制单元，根据调光度使所述转换器的连续的直流输出电流发生变化；以及 旁通电路，在所述转换器的输出端与所述输出电容器并联连接，在所述LED的至少 调光下限附近，流动着比流经所述LED的点灯电流更大的旁通电流。
2.如权利要求1所述的LED点灯装置，其特征在于所述旁通电路被控制成使旁通电流仅在所述LED的调光下限附近的规定范围内流动。
3.—种照明装置，其特征在于包括 照明器具本体；如权利要求1或2所述的LED点灯装置，配设在该照明器具本体上；以及 LED,连接于该LED点灯装置的输出端并且配设在所述照明器具本体上。
全文摘要
本发明是有关于一种LED点灯装置，包括整流电路，交流输入端连接于交流电源；转换器，输入端连接于整流电路的直流输出端，且将LED连接于并联连接着输出电容器的输出端以使所述LED点灯；控制单元，根据调光度使转换器的连续的直流输出电流发生变化；以及旁通电路，在转换器的输出端与输出电容器并联连接，在LED的至少调光下限附近流动着比流经LED的点灯电流更大的旁通电流。
文档编号F21S2/00GK102026445SQ20101028696
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月16日 优先权日2009年9月18日
发明者大武宽和, 浅见健一 申请人:东芝照明技术株式会社