专利名称：点灯电路及具备该点灯电路的光源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够对发光二极管进行调光点灯的点灯电路以及具备该点灯电路的 光源装置。
背景技术：
以往，在将白炽灯作为光源的照明器具中通常会进行如下的调光控制，S卩，通过在 交流电源的相位控制中调节导通期间的长度，从而调节供给到白炽灯的交流电源的每一周 期的电流量，以改变光输出的大小。
另一方面，近年来，低功耗、长寿命的发光二极管(LED)作为光源备受瞩目，相对 于现有的采用白炽灯的照明器具，有时替代白炽灯，而将发光二极管作为光源使用。该情况 下，如上所述，在能够通过相位控制来进行调光控制的照明器具中，希望即使在将光源替换 为发光二极管的情况下仍能够进行调光控制。
但是，众所周知，在发光二极管和白炽灯中，光输出相对于电流变化的变化特性 (电流-光输出特性)不同，发光二极管的电流-光输出特性为大致线性，而与此相对，白炽 灯的电流-光输出特性为非线性。因此，当在发光二极管中进行了与白炽灯相同的基于相 位控制的调光控制的情况下，即使设定为相同的调光率，光输出的大小仍与白炽灯的情况 时不同，有时会产生不适感。尤其，在并用白炽灯和发光二极管使其同时点灯的情况下，电 流-光输出特性的差异变得更加显著。
于是，探讨着用于在发光二极管的调光控制中显示出与白炽灯相同的调光特性的 技术。这种技术的基本观点在于，相对于从外部赋予的调光控制值，控制流入发光二极管的 电流，以便向发光二极管流入能够得到与白炽灯的光输出相同的光输出的电流。
例如，已提出有如下的点灯电路(点灯控制单元)将所述输出电流降低之后供给 到发光二极管，以对应于电源(交流恒定电流电源)的输出电流，能够得到与将该输出电流 原样流入白炽灯时相等的光输出(例如，参见专利文献1)。同样，还可以想到，对应于被进 行了相位控制的交流电压的有效值，将流入发光二极管的电流转换成具有与白炽灯相同的 调光曲线的目标电流(例如，参见专利文献2)。
专利文献1 日本特开2002-49992号公报
专利文献2 日本特开2004-327152号公报
但是，在上述的现有结构中，需要预先根据白炽灯的电流-光输出特性和发光二 极管的电流-光输出特性之间的关系来将用于求出流入发光二极管的电流的换算公式作 为程序设定，点灯电路按照该程序决定流入发光二极管的电流。因此，存在如下问题，即，对 发光二极管进行点灯的点灯电路的结构变得复杂，点灯电路的成本升高。发明内容
本发明鉴于上述问题而进行，其目的在于提供能够在发光二极管的调光控制中以 较简单的结构实现与白炽灯相近似的特性的点灯电路以及具有该点灯电路的光源装置。
技术方案1的发明涉及一种点灯电路，与电流源连接，通过向发光二极管流入电 流而使所述发光二极管点灯，其特征在于，具备检测单元，对每单位时间从电流源供给的 电流量检测表示相对于额定点灯时的比率的调光控制值；以及控制单元，使用所述检测单 元的检测结果，控制每单位时间向所述发光二极管供给的电流量，所述控制单元将每单位 时间向所述发光二极管供给的电流量设定为额定点灯时的所述调光控制值的二次方倍或 所述调光控制值的三次方倍，以使相对于每单位时间从所述电流源供给的电流量的光输出 变化特性与白炽灯的特性相近似。
根据该结构，控制单元将每单位时间向所述发光二极管供给的电流量设定为额定 点灯时的调光控制值的二次方倍或调光控制值的三次方倍，从而在发光二极管中，能够使 相对于每单位时间从电流源供给的电流量的光输出变化特性与白炽灯的特性相近似。艮口， 在为白炽灯的情况下，光输出与每单位时间被供给的电流量的8/3次方成正比，所以通过 将该电流量设定为额定点灯时的调光控制值的二次方倍或调光控制值的三次方倍，即使在 电流与光输出大致成正比的发光二极管中也能够实现与白炽灯相近似的调光特性。在此， 通过将每单位时间的电流量设为调光控制值的二次方倍或三次方倍的简单处理就能够实 现与白炽灯相近似的调光特性，所以与再现实际的白炽灯的特性的情况相比，无需将复杂 的换算公式等作为程序设定，能够简化点灯电路的结构。因此，能够实现点灯电路的低成本 化。
技术方案2的发明的特征在于，在技术方案1的发明中，从所述电流源以第一周期 供给将所述调光控制值设为接通占空比的电流，所述控制单元以比从电流源供给电流的接 通期间短的第二周期生成将调光控制值设为接通占空比的脉冲宽度调制信号，并且仅在是 从电流源供给电流的接通期间且作为脉冲宽度调制信号的接通期间的期间，对所述发光二 极管流入恒定大小的电流。
根据该结构，控制单元能够使用脉冲宽度调制这一比较简单的方法，将每单位时 间的电流量设定为额定点灯时的调光控制值的二次方倍，所以无需设定程序，能够以简单 的电路结构实现点灯电路。
技术方案3的发明的特征在于，在技术方案1的发明中，从所述电流源以第一周期 供给将所述调光控制值设为接通占空比的电流，所述控制单元以比从电流源供给电流的接 通期间短的第二周期生成将调光控制值设为接通占空比的脉冲宽度调制信号，并且仅在是 从电流源供给电流的接通期间且作为脉冲宽度调制信号的接通期间的期间，对所述发光二 极管流入大小为额定点灯时的电流的调光控制值倍的电流。
根据该结构，控制单元使用进行脉冲宽度调制且将电流的大小设为调光控制值倍 这一比较简单的方法，能够将每单位时间的电流量设定为额定点灯时的调光控制值的三次 方倍，所以无需设定程序，能够以简单的电路结构实现点灯电路。
技术方案4的发明的特征在于，在技术方案2或3的发明中，所述电流源由进行 了相位控制的交流电源构成，将交流电压的半周期设为所述第一周期，所述检测单元按照 每个第一周期检测从电流源供给电流的期间在第一周期中所占的比率，作为所述调光控制值。
根据该结构，即使替代通过从进行了相位控制的交流电源供给电力来进行调光控 制的白炽灯而使用发光二极管的情况下，仍能够实现与白炽灯相近似的调光特性，不易产4生不适感。
技术方案5的发明的特征在于，在技术方案1的发明中，所述发光二极管具备色温 比较高的发光二极管和色温比较低的发光二极管，在接近额定点灯的调光状态下，控制成 所述色温比较高的发光二极管的光输出比高，随着所述调光控制值减小，控制成所述色温 比较低的发光二极管的光输出比高。
技术方案6的发明的特征在于，在技术方案5的发明中，关于所述光输出比，所述 色温比较高的发光二极管所占的比率与所述调光控制值成正比，所述色温比较低的发光二 极管所占的比率与“ ι-所述调光控制值”成正比。
技术方案7的发明涉及一种光源装置，其特征在于，在设置有发光二极管的框体 内具备权利要求1 3中任一项所述的点灯电路，形状与白炽灯相同的灯头与框体一体设 置，并与点灯电路连接。
根据该结构，替代白炽灯，只要将本发明的光源装置连接到带有调光功能的照明 器具上，即便将发光二极管作为光源使用也能够实现与白炽灯相近似的调光特性，不易产 生不适感。
发明效果
本发明中，控制单元将每单位时间向发光二极管供给的电流量设定为额定点灯时 的调光控制值的二次方倍或调光控制值的三次方倍，从而在发光二极管中，能够使相对于 每单位时间从电流源供给的电流量的光输出变化特性与白炽灯的特性相近似。其结果，具 有能够在发光二极管的调光控制中以比较简单结构实现与白炽灯相近似的特性的优点。
图1是表示本发明的实施方式1的点灯电路的结构的概要电路图。
图2是表示上述实施方式1中使用的发光二极管等的电流-光输出特性的说明 图。
图3是表示上述实施方式1的点灯电路的动作的流程图。
图4是表示上述实施方式1的其他结构的点灯电路的动作的流程图。
图5是表示本发明的实施方式2的点灯电路的电流-光输出特性的说明图。
图6是表示上述实施方式2的调光控制值-光输出比特性的说明图。
图7是表示具备本发明的点灯电路的光源装置的外观的概要立体图。
附图标记说明
1点灯电路；2发光二极管；3光源装置；14平滑电路；15PWM信号生成电路；16驱 动电路；30框体；31灯头；AND与电路；SWl开关元件；TO第一周期；T2第二周期具体实施方式
利用下面的各实施方式说明的本发明是着眼于白炽灯的光输出与在白炽灯的灯 丝中流动的电流的8/3次方成正比的理论而进行的，所以在此首先对该理论的依据进行说明。
白炽灯中适用下面的数学式1所示的斯蒂芬-玻尔兹曼定律。
[数学式1]
W = σ T4
在此，W表示辐射能量，T表示黑体的热力学温度，σ表示斯蒂芬-玻尔兹曼常数 (σ=5. 67 X ΙΟ"8)。假设向白炽灯的供给电力P全部被转换成辐射能量W，则根据供给电 压V、电流I，辐射能量W可以由以下的数学式2表示。
[数学式2]
W = P = V · I
灯丝的电阻R与此时的温度T成正比，所以使用常数a，由以下的数学式3表示。
[数学式3]
R = aT = V/I
在此，将数学式1和数学式2代入到数学3，消除T，得到以下的数学式4、数学式 5。其中，K是常数。
[数学式4]
V = K · 15/3
[数学式5]
P = K · I873
由此，导出白炽灯的光输出与在白炽灯的灯丝中流动的电流的8/3次方成比例的理论。
另一方面，对于发光二极管的电流-光输出特性，众所周知电流与光输出大致成 正比。
在下面的说明中，调光控制值d不表示相对于额定点灯时的光输出的比率，而表 示在白炽灯调光时，流入白炽灯的电流I与额定电流IO之间的比率(即，d = 1/10)。
因此，对于在额定电流IO中光输出相等的白炽灯和发光二极管，即使在赋予相同 的调光控制值d的情况下，光输出也不同。即，流入白炽灯的电流值为I = IOXd，所以根据 上述理论，白炽灯的光输出是与电流I的8/3次方(S卩，I873)成正比的值。另一方面，对于 发光二极管，电流值与光输出大致成正比，所以若输出给发光二极管的电流是流入白炽灯 的电流I( = IOXd)的8/3次方倍，则能够得到与白炽灯相等的调光特性。
(实施方式1)
在本实施方式的点灯电路中，通过将每单位时间流入发光二极管的电流量降低到 对额定点灯时(即，连续流入大小恒定的额定电流IO的情况)的电流量乘以与调光控制值 d(l^d>0)的8/3次方接近的整数次幂之后的值，从而进行发光二极管的调光控制。艮口， 2 < 8/3 < 3，接近“8/3”的整数是“2”和“3”，所以将每单位时间流入发光二极管的电流量 控制为，相对于额定点灯时的同电流量为调光控制值d的二次方倍或三次方倍。
在此，图2中，作为电流-光输出特性，分别示出光输出相对于在额定电流IO的 0 100%之间变化的电流分别以正比、二次方、三次方、8/3次方的各关系变化的情况(图 中“ ^ ”表示正比，“口，，表示二次方，“八”表示三次方，“ 二，，表示8/3次方)。其中，8/3次 方的特性与白炽灯的电流-光输出特性相当，正比关系(线性)时的特性与发光二极管的 电流-光输出特性相当。在图2中，横轴以百分比表示相对于额定电流IO的电流大小，纵 轴以百分比表示相对于额定点灯时的光输出大小。即，图2的横轴相当于调光控制值d。
由图2可知，通过对流入发光二极管的电流运算二次方或三次方，相比于正比关系，更接近白炽灯的电流-光输出特性(8/3次方的特性)。下面，将图2所示的二次方、三次 方、8/3次方的各关系的电流-光输出特性分别简称为“二次方特性”、“三次方特性”、“8/3 次方特性”。
下面，示出能够以比较简单的结构实现二次方特性的点灯电路的具体结构的一 例。
如图1所示，点灯电路1具有全波整流器DB，该全波整流器DB经由用于进行相位 控制的双向可控硅(TRIAC，注册商标)TR与交流电源VS连接。交流电源VS和双向可控硅 TR构成向点灯电路1供给电流的电流源。全波整流器DB将通过双向可控硅TR进行了相位 控制的交流电压转换成直流电压，进行输出。双向可控硅TR根据施加到栅极的来自外部的 控制信号，对从交流电源VS输入的交流电压进行相位控制。在此，施加到双向可控硅TR的 控制信号是决定调光控制值d的信号。
在全波整流器DB的输出端之间连接有用于转换成预定大小的直流电压进行输出 的转换电路(converter circuit) IO0转换电路10由在全波整流器DB的输出端之间并联 连接有由电感器Ll和开关元件Ql构成的串联电路、以及由二极管Dl和电容器Cl构成的 串联电路而成的升压斩波电路构成。在此，转换电路10具有控制电路13，该控制电路13利 用由电阻Rl、R2的串联电路构成的第一分压电路11检测输入电压(全波整流器DB的输出 电压)，并且利用由电阻R3、R4的串联电路构成的第二分压电路12检测输出电压(电容器 Cl的两端电压)，根据两个检测结果，控制开关元件Ql的接通和断开。转换电路10的输出 上连接有由发光二极管阵列20和开关元件SWl构成的串联电路，该发光二极管阵列20由 多个发光二极管2串联连接而成，该开关元件SWl用于接通或切断向发光二极管2的供给 电流。
并且，在构成第一分压电路11的电阻R1、R2的连接点上连接有第一比较器C0MP1， 该第一比较器COMPl对该分压电路11的检测电压和预定的基准电压VO进行比较。在此， 由比较器COMPl决定基准电压VO的大小，使得在双向可控硅TR的导通期间(从双向可控 硅TR导通开始到双向可控硅TR在交流电压的零交叉点截止为止的期间)输出高电平(H电 平)的调光控制信号，在除此之外的期间输出低电平(L电平)的调光控制信号。如图3(a) 所示，关于调光控制信号，其周期(第一周期)TO相当于交流电源VS的半周期，通过仅在双 向可控硅TR的导通期间Tl接通(为高电平)，从而使得其接通占空比(T1/T0)相当于调光 控制值d。
在比较器COMPl的输出端上经由使用了运算放大器的高输入阻抗的电压跟随电 路VF连接有第二比较器C0MP2。在此，在电压跟随电路VF的输出和电路地线之间插入由电 阻R5和电容器C2构成的并联电路，由该并联电路和电压跟随电路VF构成平滑电路14。由 此，由利用平滑电路14对来自比较器COMPl的调光控制信号(参见图3(a))进行平滑之后 的直流电压构成的平滑信号，被输入到第二比较器C0MP2的非反转输入端子。即，向比较器 C0MP2输入大小与调光控制信号的接通占空比即调光控制值d的大小相当的直流电压(平 滑信号)。
在比较器C0MP2的反转输入端子上连接有三角波生成部SAW，该三角波生成部SAW 生成周期T2的三角波信号。周期(第二周期)T2设定成相比于调光控制信号的接通期间 (TRIAC的导通期间)T1足够短(即，T2 < Tl)。在比较器C0MP2中对所述平滑信号(与调光控制值d相当的直流电压)和三角波信号进行比较，以周期T2输出接通占空比(T3/T2) 与调光控制值d相当的PWM(脉冲宽度调制)信号。这样，比较器C0MP2和三角波生成部 SAW构成生成PWM信号的PWM信号生成电路15。就是说，通过上述平滑电路14对调光控制 信号(周期TO、接通占空比d)进行平滑，能够容易检测出调光控制值d，所以能够在PWM信 号生成电路15中，对应于该检测结果(调光控制值d)生成接通占空比为调光控制值d的 PWM信号。在此，平滑电路14构成检测单元。
在两个比较器COMPl、C0MP2构成为，输出被输入到与电路AND，作为与电路AND的 输出，得到来自比较器COMPl的调光控制信号与来自比较器C0MP2的PWM信号的逻辑积。与 电路AND的输出被输入到开关元件SWl的驱动电路16，该开关元件SWl接通或切断向发光 二极管2的供给电流。驱动电路16以在与电路AND的输出处于高电平的期间使开关元件 Sffl接通、在与电路AND的输出处于低电平的期间使开关元件SWl断开的方式，对开关元件 Sffl进行驱动控制。
在此，与电路AND同平滑电路14以及PWM信号生成电路15 —起构成二次方特性电 路17，通过二次方特性电路17(与电路AND)输出的驱动信号，控制驱动电路16。其结果， 在驱动信号处于高电平的期间，从转换电路10向发光二极管阵列20供给电流，使发光二极 管2点灯，在驱动信号处于低电平的期间，不向发光二极管阵列20流入电流，使发光二极管 2灭灯。
而且，在图1的点灯电路1中，PWM信号生成电路15同与电路AND、驱动电路16、 开关元件SWl —起构成使用作为检测单元的平滑电路14的输出(调光控制值d)来控制每 单位时间供给到发光二极管2的电流量的控制单元。
接着，参见图3的时序图，说明具有上述结构的点灯电路1的动作。在此，额定电 流IO设为大小恒定的直流电流。
二次方特性电路17接受周期TO、以调光控制值d为接通占空比的图3(a)的调光 控制信号，由此如图3(b)所示，从与电路AND输出该调光控制信号与上述PWM信号的逻辑 积的驱动信号。通过该驱动信号来接通或切断流入发光二极管2的电流，从而能够仅在进 行了相位控制的交流电压的周期TO中的导通期间Tl ( = TOXd)内利用周期T2且接通占 空比相当于调光控制值d的PWM控制，使发光二极管2点灯，能够实现上述的二次方特性。
S卩，流入发光二极管2的电流的大小在驱动信号处于高电平的期间始终恒定(额 定电流10)，而通过驱动信号对向发光二极管2流入电流的期间进行控制，能够控制每单位 时间供给到发光二极管2的电流量。具体地说，通过取以调光控制值d为接通占空比的调 光控制信号与以相同的调光控制值d为接通占空比的PWM信号的逻辑积，能够使得在调光 控制信号的每一周期(即，交流电源VS的半周期)TO供给到发光二极管2的电流量是连续 流入大小恒定的额定电流IO时的dXd( = d2)倍。
在此，发光二极管2自身显示出光输出与被供给的电流量成正比地变化的电 流-光输出特性(参见图2的“<”)。因此，使从进行了相位控制的交流电源Vs供给到点 灯电路1的输入电流在额定电流IO的0 100%的范围内变化的情况下(即，使调光控制 值d在0 1的范围内变化的情况)，来自发光二极管的光输出沿着调光控制值d的二次方 (=d2)的曲线变化。而且，从进行了相位控制的交流电源Vs供给到点灯电路1的输入电 流与来自发光二极管的光输出之间的关系实现图2的“口”所示的电流-光输出特性、即二次方特性。
另一方面，在白炽灯中，通过仅在图3(a)的调光控制信号处于高电平的期间连续 流入额定电流10，从而能够以调光控制值d进行调光点灯，该情况下，得到图2的“ 二 ”所示 的电流-光输出特性(8/3次方特性)。就是说，通过使用上述结构的点灯电路1，能够在发 光二极管2中实现与利用调光控制值d对白炽灯进行调光点灯的情况相近似的调光特性。
在此，为了如上述那样在一定周期(周期TO)内使发光二极管2点灭，通过调节点 灯期间与灭灯期间之间的比率的PWM控制来进行调光控制，需要使得人不能视觉识别出发 光二极管2的点灭。于是，需要将发光二极管2点灭的频率(1/T0)设定为临界融合频率 (当使光明灭的频率慢慢提高时人不会感到光闪烁而开始视觉识别为好像在连续点灯这样 的频率)以上。在此，周期TO相当于交流电源VS的半周期，所以若交流电源VS为商用电 源(50Hz或60Hz)，则发光二极管2的点灭的频率为IOOHz或120Hz，充分满足临界融合频 率以上的条件。另外，发光二极管2在PWM信号的周期T2内也点灭，但周期T2相比于周期 TO足够短，所以当然也满足临界融合频率以上的条件。
接着，参照图4的时序图，说明用于实现三次方特性的控制。另外，图4(a)与上述 的图3 (a)相同，示出周期TO、以调光控制值d为接通占空比的调光控制信号。
如上所述，二次方特性电路17接受图4(a)的调光控制信号，从而能够对流入发光 二极管2的电流实现图4(b)所示的二次方特性(即，额定电流IO的d2倍)。在此，根据图 4(b)的状态，进一步如图4(c)所示那样控制流入发光二极管2的电流Il的大小，使得电流 达到额定电流IO的调光控制值d倍(II = IOXd)。
S卩，将流入发光二极管2的电流在时间轴方向上设为d2倍，对其大小再设为d倍。 由此，在调光控制信号的每一周期TO供给到发光二极管2的电流量是连续流入大小恒定的 额定电流IO时的dXdXd( = d3)倍，能够实现三次方特性。另外，调光控制值d能够通过 上述的平滑电路14被检测，所以能够以简单的结构实现使用该检测结果(调光控制值d) 来限制电流的大小。
如上所述，通过采用二次方特性、三次方特性，与再现实际的白炽灯的电流-光输 出特性(8/3次方特性)的情况相比，能够以结构简单的点灯电路1，在发光二极管2中实现 与白炽灯相近似的调光特性，能够提供廉价的点灯电路1。
S卩，若要再现实际的白炽灯的电流-光输出特性，如在背景技术栏中所说明的那 样，需要预先将根据白炽灯的电流-光输出特性和发光二极管2的电流-光输出特性之间 的关系来将用于求出流入发光二极管2的电流的换算公式等作为程序进行设定，点灯电路 1按照该程序决定流入发光二极管2的电流。因此，使发光二极管2点灯的点灯电路1的结 构复杂，点灯电路1的成本变高。相对于此，如本实施方式所述，无需进行基于程序等的复 杂运算，能够通过结构比较简单的点灯电路1来实现与白炽灯相近似的调光特性、即二次 方特性、三次方特性，所以具有能够降低点灯电路1的成本的优点。
但是，上述的点灯电路1的具体结构只不过是一例，例如，对于调光控制值d的检 测，可以不依赖于上述的平滑电路14，而采用其他方法进行检测。并且，也可以是不进行 PWM控制，而是将流入发光二极管2的电流的大小本身设为额定电流IO的d2倍或d3倍的 结构的点灯电路1。
此外，作为上述的二次方特性或三次方特性的实现方法，可以想到相针对调光控制值d，将流入发光二极管2的电流的数据程序化的方法，或者通过使用了运算放大器的运 算电路来决定该电流的方法。即使在这种情况下，通过采用与白炽灯的电流-光输出特性 相近似的二次方特性或三次方特性，与再现实际的白炽灯的电流-光输出特性的现有例相 比，能够以简单的运算来决定流入发光二极管2的电流，具有容易制作应预先设定的数据 等的优点。
并且，在上述实施方式中说明了如下的点灯电路1，S卩，以白炽灯的光输出与在白 炽灯的灯丝中流动的电流的8/3次方成正比这一理论为依据，控制成发光二极管2的光输 出与输入电流之间的关系成二次方特性或三次方特性。在此，假设白炽灯的电流-光输出 特性是从8/3次方特性偏移的特性，但只要与发光二极管2自身的电流-光输出特性(正 比关系)进行比较，就能够通过使用上述点灯电路1以简单的结构实现接近白炽灯特性的 效果，这一点没有改变。
另外，关于发光二极管的点灯电路，以往已提出了通过脉冲串波(burst-wave)信 号同时进行流入发光二极管的电流的接通或切断控制和发光二极管的PWM调光控制的例 子(例如，参见专利文献3 “日本特开2009-141863号公报”)。专利文献3所述的脉冲串 波信号的波形乍一看与上述实施方式的发光二极管的驱动信号(图3(b))的波形类似。但 是，在专利文献3中并不存在使发光二极管的调光特性近似于白炽灯的调光特性的课题， 也不存在如上述实施方式所说明的那样实现二次方特性的技术思想。
(实施方式2)
本实施方式的点灯电路1与实施方式1的点灯电路1不同之处在于，伴随调光，使 色温也改变。
S卩，在一般的白炽灯中存在调光越深(即，调光控制值d越小)则色温越低的特 性。另一方面，用于照明的发光二极管2大多输出作为合成光的白色光，该合成光是来自蓝 色发光二极管芯片的单色光(蓝色光)和利用荧光体对该单色光进行了波长转换的光(一 般为黄色)的合成光。在这种发光二极管2中进行调光控制的情况下，只能降低来自发光 二极管芯片的光输出，合成光(白色光)的色温变化微小，人眼无法感受到像白炽灯那样的 色温变化。
因此，为了使色温伴随调光而变化，在本实施方式中采用如下结构。
作为发光二极管2，使用色温比较高的日光白色(昼白色)发光二极管、以及与日 光白色发光二极管相比色温比较低的白炽灯色(電球色)发光二极管这样2种发光二极管 2。此外，点灯电路1构成为能够分别控制流入各色发光二极管2的电流，进行控制，使得在 接近额定点灯的调光状态下，光输出的比率在日光白色发光二极管和白炽灯色发光二极管 之中日光白色发光二极管较高。另一方面，随着调光加深(即，调光控制值d减小)，提高白 炽灯色发光二极管的光输出的比率，并且使作为整体的光输出(结合了日光白色发光二极 管和白炽灯色发光二极管的光输出)以调光控制值d的二次方特性或三次方特性改变。
图5中示出在控制成作为整体的光输出与向点灯电路1的输入电流之间的关系成 二次方特性时的、日光白色发光二极管和白炽灯色发光二极管的各自的光输出特性(图中 “ ^ ”表示整体的特性，“ 口”表示日光白色发光二极管的特性，“〃”表示白炽灯色发光二极 管的特性)。即，点灯电路1的输入电流为额定电流IO时(即，调光控制值d = 1时)，仅 有日光白色发光二极管以100%的光输出进行点灯，白炽灯色发光二极管灭灯(光输出为0% )。另一方面，对应于调光控制值d的变化，日光白色发光二极管的光输出以d4的特性 变化，白炽灯色发光二极管的光输出以d2-d4的特性变化。由此，来自日光白色发光二极管 的光和来自白炽灯色发光二极管的光的合成光的光输出如图中“ 4 ”所示，对应于调光控制 值d的变化，以d2的特性(二次方特性)变化。
该情况下，对于日光白色发光二极管与白炽灯色发光二极管的光输出比，如图6 所示，日光白色发光二极管所占的比率与调光控制值成正比，白炽灯色发光二极管所占的 比率与(1-d)成正比(图中“ 4 ”表示日光白色发光二极管的特性，“ 口”表示白炽灯色发光 二极管的特性)。图6中，横轴表示调光控制值d(以百分比表示)，但是，因为向点灯电路 1的输入电流为额定电流IOXd，所以即使是用百分比表示电流相对于额定电流IO的大小 的横轴，结果也相同。
另外，其他结构和功能与实施方式1相同。
在上述各实施方式中说明的点灯电路1用于例如图7所示的、在白炽灯型框体30 设置了发光二极管2的光源装置(灯泡型发光二极管装置)3。该光源装置3具有与框体 30成一体的灯头31，与一般的白炽灯相同，将灯头31连接到灯座(未图示)上进行使用。 框体30兼用作散热部件，形成为以灯头31为顶点的大致圆锥状，在其前表面(图7的上表 面)侧搭载有多个发光二极管2。本实施方式的点灯电路1收纳在框体30内，构成为将作 为电源输入端的全波整流器DB的输入端连接在灯头31上。
通过使用这样构成的光源装置3，能够替代一般的白炽灯，将发光二极管2作为光 源使用。而且，发光二极管2的点灯电路1具有实现上述的二次方特性或三次方特性的功 能，所以即使在进行基于相位控制的调光的白炽灯用的照明器具中使用了上述光源装置3 的情况下，仍能够实现与白炽灯相近似的调光特性。结果，即使在带有基于相位控制的调光 功能的照明器具中，也能够在不产生调光时的不适感的情况下将白炽灯更换为使用了发光 二极管2的光源装置3。
权利要求
1.一种点灯电路，与电流源连接，通过向发光二极管流入电流而使所述发光二极管点 灯，其特征在于，具备检测单元，对每单位时间从电流源供给的电流量检测表示相对于额定点灯时的比率的 调光控制值；以及控制单元，使用所述检测单元的检测结果，控制每单位时间向所述发光二极管供给的 电流量，所述控制单元将每单位时间向所述发光二极管供给的电流量设定为额定点灯时的所 述调光控制值的二次方倍或所述调光控制值的三次方倍，以使相对于每单位时间从所述电 流源供给的电流量的光输出变化特性与白炽灯的特性相近似。
2.根据权利要求1所述的点灯电路，其特征在于，从所述电流源以第一周期供给将所述调光控制值设为接通占空比的电流，所述控制单 元以比从电流源供给电流的接通期间短的第二周期生成将调光控制值设为接通占空比的 脉冲宽度调制信号，并且仅在是从电流源供给电流的接通期间且作为脉冲宽度调制信号的 接通期间的期间，对所述发光二极管流入恒定大小的电流。
3.根据权利要求1所述的点灯电路，其特征在于，从所述电流源以第一周期供给将所述调光控制值设为接通占空比的电流，所述控制 单元以比从电流源供给电流的接通期间短的第二周期生成将调光控制值设为接通占空比 的脉冲宽度调制信号，并且仅在是从电流源供给电流的接通期间且作为脉冲宽度调制信号 的接通期间的期间，对所述发光二极管流入大小为额定点灯时的电流的调光控制值倍的电流。
4.根据权利要求2或3所述的点灯电路，其特征在于，所述电流源由进行了相位控制的交流电源构成，将交流电压的半周期设为所述第一周 期，所述检测单元按照每个第一周期检测从电流源供给电流的期间在第一周期中所占的比 率，作为所述调光控制值。
5.根据权利要求1所述的点灯电路，其特征在于，所述发光二极管具备色温比较高的发光二极管和色温比较低的发光二极管，在接近额 定点灯的调光状态下，控制成所述色温比较高的发光二极管的光输出比高，随着所述调光 控制值减小，控制成所述色温比较低的发光二极管的光输出比高。
6.根据权利要求5所述的点灯电路，其特征在于，关于所述光输出比，所述色温比较高的发光二极管所占的比率与所述调光控制值成正 比，所述色温比较低的发光二极管所占的比率与“ 1-所述调光控制值”成正比。
7.一种光源装置，其特征在于，在设置有发光二极管的框体内具备权利要求1 3中任一项所述的点灯电路，形状与 白炽灯相同的灯头与框体一体设置，并与点灯电路连接。
全文摘要
提供能够在发光二极管的调光控制中以简单的结构实现与白炽灯相近似特性的点灯电路及具备该点灯电路的光源装置。点灯电路(1)具备平滑电路(14)，检测调光控制信号的接通占空比即调光控制值的大小；PWM信号生成电路(15)，通过比较平滑电路(14)的输出和三角波信号，输出接通占空比相当于调光控制值的PWM信号；和与电路(AND)，求出调光控制信号与PWM信号的逻辑积。与电路的输出被输入到用于接通或切断向发光二极管(2)的供给电流的开关元件(SW1)的驱动电路(16)，控制开关元件的接通和断开。每单位时间向发光二极管供给的电流量设为额定点灯时的调光控制值的二次方倍，能够实现与白炽灯相近似的调光特性。
文档编号H05B37/02GK102036442SQ20101029291
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者前原稔 申请人:松下电工株式会社