专利名称：照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过使提供给发光二极管的电流值变化来进行调光的照明装置， 特别是涉及对该电流值进行控制的方法。
背景技术：
由于发光二极管(LED)发光效率高、可以在低电压下使用且节能效果高，所以自从开发出白色发光二极管以来，不仅将其用于液晶显示装置的光源(背光)，而且最近也开始将其用于一般的照明装置。在用于这些装置的情况下，由于多个发光二极管单体的输出较小，所以通常将多个发光二极管以矩阵状排列并进行串联，从而使相同电流流过上述多个发光二极管，由此，可以防止产生发光不均。专利文献1中公开了一种LED驱动电路，其包括串联有多个LED的LED串联电路；第一开关元件，与LED串联电路串联，并控制LED串联电路的通电电流；电阻器组，由多个并联的电阻器和与上述电阻器串联的第二开关元件构成，上述多个电阻器连接在第一开关元件和接地端子之间；以及设定电路，分别设定第二开关元件的导通、断开。专利文献1 日本公开公报特开2008-192730号在改变电阻值来改变电流值方式的使用发光二极管的以往照明装置中，因电阻而导致浪费能量(发热)。此外，由安装的电阻的数量来确定调光的等级，不能自由地进行调光。此外，不能对亮度(照度、光度)的偏差进行修正。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种使用发光二极管的照明装置，可以通过改变向发光二极管提供的电流值来自由地进行调光，并且使因电阻而浪费的能量(发热)变小。此外，本发明的目的还在于提供一种使用发光二极管的照明装置，可以对亮度 (照度、光度)的偏差进行修正。此外，本发明的目的还在于提供一种使用发光二极管的照明装置，可以通过改变向发光二极管提供的电流值来进行调光，并且使因电阻而浪费的能量(发热)变小。本发明提供一种照明装置，所述照明装置从直流电源向一个或多个发光二极管提供电流，并检测流过所述发光二极管的电流，并且基于检测出的电流对所述直流电源进行导通/断开控制，来控制流过所述发光二极管的电流，所述照明装置的特征在于包括电阻，连接在所述直流电源和固定电位端子之间；分压电路，对规定电压进行分压；PWM控制电路，利用与设定亮度的外部操作对应的占空比进行的PWM(Pulse Width Modulation脉宽调制)控制，来对所述分压电路的分压比进行可变控制；以及比较电路，对与所述电阻的两端电压相关的电压和所述分压电路的输出电压进行比较，根据所述比较电路的比较结果， 对所述直流电源进行导通/断开控制。
在该照明装置中，从直流电源向一个或多个发光二极管提供电流，并检测流过发光二极管的电流，并且基于检测出的电流对直流电源进行导通/断开控制，来控制流过发光二极管的电流。分压电路对规定电压进行分压，PWM控制电路利用与设定亮度的外部操作对应的占空比进行的PWM控制，对分压电路的分压比进行可变控制。比较电路对与电阻的两端电压相关的电压和分压电路的输出电压进行比较，根据比较电路的比较结果，对直流电源进行导通/断开控制，该电阻连接在直流电源和固定电位端子之间。本发明的照明装置的特征还在于，所述PWM控制电路包括将限流电阻和场效应晶体管串联的串联电路，所述串联电路与所述分压电路的多个分压电阻中的一个并联，并且所述PWM控制电路向所述场效应晶体管的栅极提供PWM信号。在该照明装置中，PWM控制电路具有将限流电阻和场效应晶体管串联的串联电路， 所述串联电路与分压电路的多个分压电阻中的一个并联，并且PWM控制电路向场效应晶体管的栅极提供PWM信号。本发明的照明装置的特征在于还包括传感器，检测所述发光二极管的亮度；比较装置，对所述传感器检测出的亮度和由所述操作设定的亮度进行比较；以及增减装置，根据所述比较装置进行比较后的结果，使所述占空比增减，使所述发光二极管的亮度与由所述操作设定的亮度对应。在该照明装置中，传感器检测发光二极管的亮度，比较装置对传感器检测出的亮度和由操作设定的亮度进行比较。根据上述比较后的结果，增减装置使PWM控制的占空比增减，从而使发光二极管的亮度与由操作设定的亮度对应。本发明还提供一种照明装置，所述照明装置从直流电源向一个或多个发光二极管提供电流，并检测流过所述发光二极管的电流，并且基于检测出的电流对所述直流电源进行导通/断开控制，来控制流过所述发光二极管的电流，所述照明装置的特征在于包括电流检测用电阻，连接在所述直流电源和固定电位端子之间；分压电路，具有串联的多个电阻以及对所述电阻进行分路的一个或多个开关，并且所述分压电路对规定电压进行分压；变更装置，通过与外部操作对应使所述开关导通或断开，来改变所述分压电路的分压比；以及比较电路，对与所述电流检测用电阻的两端电压相关的电压和所述分压电路的输出电压进行比较，根据所述比较电路的比较结果，对所述直流电源进行导通/断开控制。在该照明装置中，从直流电源向一个或多个发光二极管提供电流，并检测流过发光二极管的电流，并且基于检测出的电流对直流电源进行导通/断开控制，来控制流过发光二极管的电流。电流检测用电阻连接在直流电源和固定电位端子之间，分压电路具有串联的多个电阻以及对该电阻进行分路的一个或多个开关，并且对规定电压进行分压。变更装置通过与外部操作对应使开关导通或断开，来改变分压电路的分压比，比较电路对与电流检测用电阻的两端电压相关的电压和分压电路的输出电压进行比较，根据比较电路的比较结果，对直流电源进行导通/断开控制。按照本发明的照明装置，可以得到一种使用发光二极管的照明装置，通过简单的结构就可以改变流过发光二极管的电流，来进行调光。按照本发明的照明装置，可以得到一种使用发光二极管的照明装置，通过简单的结构就可以对亮度(照度、光度)的偏差进行修正。 本发明的照明装置通过改变向发光二极管提供的电流值来进行调光，利用比较电路对提供的电流值进行控制，由于通过对连接的FET进行PWM控制，可以使比较电路的基准电位自由地变化，所以可以实现无级调光。此外，通过利用照度传感器对亮度进行反馈，可以容易地得到规定的亮度。
图1是表示本发明照明装置的实施例的主要部分结构的框图。图2是表示本发明照明装置的实施例的动作的流程图。图3是表示本发明照明装置的实施例的动作的流程图。图4是表示设定的调光等级和对场效应晶体管FET进行PWM控制的导通占空比之间的对应例子的说明图。图5是表示发光二极管正下方Im的照度、照度传感器的输出电压和AD转换值的对应例子的说明图。图6是表示本发明照明装置的实施例的主要部分结构的框图。附图标记说明2开关电路3变压器4 二极管5控制电源6控制部6a存储器7照度传感器8遥控器受光部9、10分压电路C平滑滤波电容器COM比较器FET场效应晶体管LED发光二极管PC光耦合器Rl R12 电阻Rsc电流检测用电阻Tr、Tr 1、Tr2、Tr3 晶体管
具体实施例方式下面基于表示本发明实施例的附图，对本发明进行说明。(实施例1)图1是表示本发明照明装置的实施例1的主要部分结构的框图。该照明装置包括整流电路1，对交流电力(AC输入)进行整流；开关电路2，对整流电路1进行整流后的直流电力进行开关；变压器3，使开关电路2进行开关后的电力的电压降低；以及二极管4，对变压器3的次级电流进行整流。
此外，该照明装置还包括平滑滤波电容器C，使二极管4进行整流后的直流电流平滑化；串联连接的六个发光二极管LED，被提供由二极管4进行整流并由平滑滤波电容器 C进行平滑后的直流电流，第六个发光二极管LED的负极与接地端子(固定电位端子)连接。此外，该照明装置还包括照度传感器(传感器)7，设置在六个发光二极管LED的附近；遥控器受光部8，接收来自未图示的遥控器的操作信号光；以及控制部6，分别与照度传感器7和遥控器受光部8连接。并且，也可以使用光度传感器来替代照度传感器7，并基于光度来进行以下控制。此外，该照明装置还包括分压电路9，该分压电路9将电阻R1、R2的串联电路与电阻R3、R4的串联电路并联，且将电阻R5和N沟道型场效应晶体管FET的串联电路与电阻 R3并联，从而分别对控制电源5的恒定电压(规定电压)进行分压。电流检测用电阻Rsc 设置在电阻R2、R4之间的接地线路上，电阻R2和电流检测用电阻Rsc的连接点通过接地线路，与变压器3的次级低压侧端子和平滑滤波电容器C的负极端子连接。由控制部6对场效应晶体管FET的栅极进行PWM控制。此外，该照明装置还包括比较器C0MP，其负输入端子与电阻Rl、R2的连接点连接，其正输入端子与电阻R3、R4的连接点连接；以及NPN型晶体管Tr，其基极与比较器COMP 的输出端子连接。晶体管的发射极接地。此外，该照明装置还包括光耦合器PC，该光耦合器PC将初级的发光二极管的正极通过电阻R6与控制电源5连接，将其负极与晶体管Tr的集电极连接，并且将次级的光敏晶体管的发射极接地，将其集电极与开关电路2连接。该照明装置能够连续调光。如图4中对其一部分进行例示的那样，在控制部6的内置存储器6a内具有使调光等级(照度)与导通占空比对应的表，通过使用者的操作并由遥控器受光部8接收来设定该调光等级，该导通占空比对场效应晶体管FET进行PWM控制。当由遥控器受光部8接收并设定的调光等级例如为100^^60^^50^^40%, 30%、20%、10%时，控制部6以使导通占空比分别为0%、40%、50%、60%、70%、80%、 90%的方式，来对场效应晶体管FET进行PWM控制。分压电路9的各电阻Rl R6和电流检测用电阻Rsc设定为各个调光等级时，使利用电阻R1、R2和电流检测用电阻Rsc进行分压的电压，与由对应于调光等级的占空比来对场效应晶体管FET进行PWM控制时、利用电阻R3 R5进行分压的电压一致。照度传感器7设置在发光二极管LED的附近，但如图5中对其一部分进行例示的那样，在从发光二极管LED正下方Im的照度IOOlx (勒克司)、3001χ、5001χ、7001χ、ΙΟΟΟΙχ、 12001xU5001x进行距离换算后的各照度时，照度传感器7分别输出0. 3V、0. 6V、0. 9V、 1. 2V、1. 7V、2. 0V,2. 5V。照度传感器7输出的电压由控制部6模拟/数字转换成最大值为1000的如图5 所示那样的AD转换值。如图5中对其一部分进行例示的那样，在控制部6的存储器6a中存储有使对应于设定的调光等级的发光二极管LED正下方Im的照度与AD转换值(例如7001x时为480)对应的表。控制部6对参照表读取到的AD转换值与照度传感器7输出的电压的AD转换值进行比较，根据比较结果，对占空比进行增减控制，该占空比对场效应晶体管FET进行PWM控制。下面参照图2、图3的流程图，对所述结构的照明装置的动作进行说明。如果由遥控器受光部8接收到调光率(照度)变更的操作信号(图2中Si)，则控制部6开始输出与接收到的调光率对应的占空比的PWM信号(S3)，并对场效应晶体管FET 进行PWM控制。由此，当利用电阻R3 R5进行分压后的电压高于利用电阻Rl、R2和电流检测用电阻Rsc进行分压后的电压时(流过电流检测用电阻Rsc的电流较小时)，比较器 COMP通过晶体管Tr和光耦合器PC使开关电路2导通，并且当与上述情况相反时，使开关电路2断开。即，以使两个电压一致的方式，使与上述占空比对应的电流流过电流检测用电阻 Rsc和发光二极管LED。控制部6周期性(例如每10秒)读取照度传感器7输出的电压(图3中Sll)，并将其转换成AD(转换)值，并且判断转换后的AD(转换)值是否大于从表中读取到的与设定的照度(图2中Si)(例如7001x)对应的AD (转换)值ADlx (例如480) (S13)。如果转换后的AD (转换)值大于AD (转换)值ADlx，则使对场效应晶体管FET进行PWM控制的占空比增加百分之一(S17)并结束控制。如果转换后的AD (转换)值小于等于AD (转换)值ADlx (S13)，则控制部6判断转换后的AD (转换)值是否小于AD (转换)值ADlx(S15)。如果转换后的AD (转换)值小于 AD (转换)值ADlx，则控制部6使对场效应晶体管FET进行PWM控制的占空比减小百分之一 (S19)并结束控制。控制部6每10秒重复进行上述动作(Sll S19)，最终，可以得到设定的照度(图 2 中 Si)(例如 7001x)。(实施例2)图6是表示本发明照明装置的实施例2的主要部分结构的框图。该照明装置包括遥控器受光部8，接收来自未图示的遥控器的操作信号光；以及控制部6，与遥控器受光部8连接。此外，该照明装置还包括分压电路10，该分压电路10将电阻R7、R8的串联电路与电阻R9、RIO、RlU R12的串联电路并联，并具有NPN型晶体管扑3，用于对电阻Rl 1、Rl2进行分路(bypass)；以及NPN型晶体管Tr2，用于对电阻Rl2进行分路，从而分别对控制电源5的恒定电压(规定电压)进行分压。电流检测用电阻Rsc设置在电阻R8、R12之间的接地线路上，电阻R8和电流检测用电阻Rsc的连接点通过接地线路，与变压器3的次级低压侧端子和平滑滤波电容器C的负极端子连接。晶体管Tr2、Tr3的各基极分别与控制部6连接，通过控制部6分别使晶体管Tr2、 Tr3导通或断开。该照明装置还包括比较器C0MP，其负输入端子与电阻R7、R8的连接点连接，其正输入端子与电阻R9、R10的连接点连接；以及NPN型晶体管Trl，其基极与比较器COMP的输出端子连接。晶体管的发射极接地。此外，该照明装置还包括光耦合器PC，该光耦合器PC的初级的发光二极管的正极通过电阻R6与控制电源5连接，其负极与晶体管Trl的集电极连接，并且次级的光敏晶体管的发射极接地，其集电极与开关电路2连接。分压电路10可以将晶体管Tr2、Tr3在(断开、断开)、(导通、断开)、(断开(导通)、导通)情况下的三种输出电压，输入比较器COMP的正输入端子，从而可以将调光等级切换为三个等级。分压电路10的各电阻R7 R12和电流检测用电阻Rsc设定为各个调光等级时， 使利用电阻R7、R8和电流检测用电阻Rsc进行分压后的电压，与在对应于调光等级的晶体管Tr2、Tr3的导通/断开状态下、利用电阻R9 R12进行分压后的电压一致。由于其他结构与实施例1说明的照明装置的结构(图1)相同，所以省略了说明。在这种结构的照明装置中，如果由遥控器受光部8接收调光率(照度)变更的操作信号，则控制部6与接收到的调光率(照度)对应，分别使晶体管Tr2、Tr3导通或断开。 由此，当利用电阻R9 R12进行分压后的电压高于利用电阻R7、R8和电流检测用电阻Rsc 进行分压后的电压时(流过电流检测用电阻Rsc的电流较小时)，比较器COMP通过晶体管 Trl和光耦合器PC使开关电路2导通，并且当与上述情况相反时，使开关电路2断开。艮口， 以使两个电压一致的方式，使与上述调光率(照度)对应的电流流过电流检测用电阻Rsc 和发光二极管LED。(工业实用性)本发明可以应用于通过使提供给发光二极管的电流值变化来进行调光的照明装置，特别是可以应用于对该电流值进行控制的照明装置。
权利要求
1.一种照明装置，从直流电源向一个或多个发光二极管提供电流，并检测流过所述发光二极管的电流，并且基于检测出的电流对所述直流电源进行导通/断开控制，来控制流过所述发光二极管的电流，所述照明装置的特征在于包括电阻，连接在所述直流电源和固定电位端子之间；分压电路，对规定电压进行分压；脉宽调制控制电路，利用与设定亮度的外部操作对应的占空比进行的脉宽调制控制， 来对所述分压电路的分压比进行可变控制；以及比较电路，对与所述电阻的两端电压相关的电压和所述分压电路的输出电压进行比较，根据所述比较电路的比较结果，对所述直流电源进行导通/断开控制。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述脉宽调制控制电路包括将限流电阻和场效应晶体管串联的串联电路，所述串联电路与所述分压电路的多个分压电阻中的一个并联，并且所述脉宽调制控制电路向所述场效应晶体管的栅极提供脉宽调制信号。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于还包括 传感器，检测所述发光二极管的亮度；比较装置，对所述传感器检测出的亮度和由所述操作设定的亮度进行比较；以及增减装置，根据所述比较装置进行比较后的结果，使所述占空比增减， 使所述发光二极管的亮度与由所述操作设定的亮度对应。
4.一种照明装置，从直流电源向一个或多个发光二极管提供电流，并检测流过所述发光二极管的电流，并且基于检测出的电流对所述直流电源进行导通/断开控制，来控制流过所述发光二极管的电流，所述照明装置的特征在于包括电流检测用电阻，连接在所述直流电源和固定电位端子之间； 分压电路，具有串联的多个电阻以及对所述电阻进行分路的一个或多个开关，并且所述分压电路对规定电压进行分压；变更装置，通过与外部操作对应使所述开关导通或断开，来改变所述分压电路的分压比；以及比较电路，对与所述电流检测用电阻的两端电压相关的电压和所述分压电路的输出电压进行比较，根据所述比较电路的比较结果，对所述直流电源进行导通/断开控制。
全文摘要
本发明提供使用发光二极管的照明装置，以简单的结构就能改变流过发光二极管的电流来进行调光。照明装置从直流电源(2、3、4、C)向发光二极管(LED)提供电流，并检测流过发光二极管(LED)的电流，基于检测出的电流对直流电源(2、3、4、C)进行导通/断开控制，来控制流过发光二极管的电流。其包括电阻(Rsc)，连接在直流电源(2、3、4、C)和固定电位端子之间；分压电路(9)，对规定电压进行分压；PWM控制电路(6、FET)，利用与设定亮度的操作对应的占空比进行的PWM控制，对分压电路(9)的分压比进行可变控制；以及比较电路(COMP)，对与电阻(Rsc)两端电压相关的电压和分压电路(9)的输出电压进行比较，根据比较电路(COMP)的比较结果对直流电源(2、3、4、C)进行导通/断开控制。
文档编号H01L33/00GK102474956SQ20108003486
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月15日 优先权日2009年8月7日
发明者宇原裕人 申请人:夏普株式会社