专利名称：Led点灯装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对多个LED进行驱动的LED点灯装置。
背景技术：
以往，作为使多个LED (Light Emitting Diode)点灯的LED点灯装置，例如公开有专利文献I。在专利文献I中公开了具有可控硅调光器的绝缘型的LED点灯装置及LED照明装置。在该LED点灯装置中，为了将可控硅调光器保持在稳定的接通状态，需要流过称为保持电流的最小负载电流。但是，由于保持电流不足，可控硅调光器会重复进行接通断开，会产生闪烁和异音 等缺陷。为了消除该缺陷，在将LED点灯装置与可控硅调光器连接时，需要用于使保持电流流过的泄放电路。专利文献I日本特开2011-003326号公报但是，由于在泄放电路中流过的电流会成为损失，因此LED点灯装置的效率降低。另外，来自可控硅调光器的交流电压具有通过可控硅调光器而进行了相位控制的断断续续的电压波形，在交流电压的上升沿时，很难流过保持电流以上的电流，可控硅调光器成为断开状态，可控硅调光器不会稳定地工作。因此，在专利文献I中，通过设置输入电容器，使控制IC始终启动。但是，LED点灯装置的部件数量会增加。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供通过简单的电路结构能够进行稳定的可控硅调光且高效率的LED点灯装置。为了解决上述问题，本实用新型的LED点灯装置，其特征在于具有变压器的一次绕组与开关元件的串联电路，其与对交流输入电压进行相位控制的可控硅调光器连接；控制电路，其对所述开关元件进行接通断开控制；对LED进行电力供给的所述变压器的二次绕组；泄放电路，其以使第I电流与比所述第I电流小的第2电流切换流过的方式构成；以及切换电路，其与所述泄放电路连接，至少在所述可控硅调光器的导通开始时，使所述第I电流流过所述泄放电路。根据本实用新型，切换电路至少在可控硅调光器的导通开始时使第I电流、即保持电流流过泄放电路，在可控硅调光器的工作稳定之后，将在泄放电路上流过的泄流电流降低到比第I电流小的第2电流。因此，本实用新型能够提供能够以简单的电路结构进行稳定的可控硅调光且高效率的LED点灯装置。
图I是本实用新型的实施例I的LED点灯装置的结构图。图2是本实用新型的实施例2的LED点灯装置的结构图。[0013]图3是示出有无对本实用新型的实施例I的LED点灯装置的泄放电路进行接通/断开工作的工作波形的图，图3(a)是现有技术的工作波形图，图3(b)是本实用新型的工作波形图。图4是示出有无对本实用新型的实施例I的LED点灯装置的泄放电路进行接通/断开工作的工作波形的图，图4(a)是现有技术的工作波形图，图4(b)是本实用新型的工作波形图。图5是示出有无对本实用新型的实施例I及2的LED点灯装置的泄放电路进行接通/断开工作的效率的图。图6是本实用新型的实施例3的LED点灯装置的结构图。图7是本实用新型的实施例4的LED点灯装置的结构图。 图8是本实用新型的实施例5的LED点灯装置的结构图。图9是本实用新型的实施例6的LED点灯装置的结构图。图10是本实用新型的实施例7的LED点灯装置的结构图。符号说明I :交流电源；3 :可控硅调光器；5 :全波整流电路；7 :电阻；11 :电压检测电路；13、13a :误差放大器；14 :控制电路；15 :振荡器；17 =PWM电路；19 :驱动电路；21、21a、21b、21c :接通/断开电路；3广34 :泄放电路；T :变压器；Ρ : —次绕组；S :二次绕组；D :辅助绕组；Q1 :开关元件；Q2、Q4 =MOSFET ；Q3 :晶体管;D1 D7 : 二极管；ZD1, ZD2 :稳压二极管；C1 C4 :电容器；R1 R8 :电阻PC :光电耦合器。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本实用新型的实施方式的LED点灯装置。实施例I图I是本实用新型的实施例I的LED点灯装置的结构图。图I所示的LED点灯装置是具有调光功能的绝缘型的LED点灯装置。在图I中，交流电源I向可控硅调光器3供给交流输入电压。可控硅调光器3通过可控硅对来自交流电源I的交流输入电压进行相位控制。全波整流电路5通过可控硅调光器3对进行了相位控制的交流输入电压进行整流。在全波整流电路5的输出端与I次GND之间，连接有开关变压器T的一次绕组P与由MOSFET等构成的开关元件Ql的串联电路。控制电路14对开关元件Ql进行PWM控制，具有振荡器15、PWM电路17、驱动电路19。开关变压器T的二次绕组S为了向负载即LED供给电力，与开关变压器T的一次绕组P逆相地进行卷绕。在开关变压器T的二次绕组S的两端上连接有二极管Dl与电容器Cl的串联电路。通过二极管Dl和电容器Cl来构成整流平滑电路。在二极管Dl与电容器Cl之间的连接点与2次GND之间，连接有串联连接的LEDlalEDln与电阻7的串联电路。电阻7检测在串联连接的LEDlalEDln上流过的电流而将电流检测信号输出到误差放大器13。电压检测电路11对在二极管Dl断开时在开关变压器T的二次绕组S上产生的与进行了相位控制的交流输入电压呈正比的高频电压进行平滑并转换成调光信号而输出到误差放大器13。误差放大器13具有根据来自电压检测电路11的调光信号而改变电平的基准电压，对来自电阻7的电流检测信号与基准电压之间的误差进行放大，输出误差放大信号。PWM电路17通过比较来自振荡器15的基准信号与来自误差放大器13的误差放大信号来进行改变脉冲信号的接通断开占空比的PWM控制。驱动电路19通过来自PWM电路17的PWM信号使开关元件Ql进行接通/断开驱动。另外，LED点灯装置具有用于在可控硅调光器上流过保持电流的泄放电路23、接通/断开电路(与本实用新型的切换电路对应)21、变压器T的辅助绕组D。在辅助绕组D
上连接有二极管D2与电容器C2的串联电路，将通过二极管D2和电容器C2对在辅助绕组D上产生的进行了相位控制的交流电压进行了整流平滑的直流电压供给到控制电路14和接通/断开电路21。泄放电路23与全波整流电路5的输出端连接。泄放电路23构成为，对第I电流和比第I电流小的第2电流进行切换而作为泄流电流来流过。接通/断开电路21与泄放电路23连接，检测辅助绕组D的电压，根据该检测电压对在泄放电路23上流过的第I电流和第2电流进行切换。接通/断开电路21至少在可控硅调光器3的接通工作时使比第2电流大的第I电流流过泄放电路23。接着，对如上所述构成的实施例I的LED点灯装置的工作进行说明。首先，当施加交流电源I时，通过可控硅调光器3向变压器T的一次绕组P施加交流电压，通过未图示的启动电路来对电容器C2进行充电。当电容器C2被充电时，开始开关元件Ql的接通/断开驱动，在变压器T的二次绕组S及辅助绕组D上产生交流电压。来自辅助绕组D的交流电压通过二极管D5而将直流电压施加到接通/断开电路21。该直流电压成为与来自辅助绕组D的交流电压的电压值对应的电压值。接通/断开电路21在从电容器C2输入的直流电压小于阈值电压时、即在可控硅调光器3的导通开始时选择第I电流。因此，泄放电路23使通过接通/断开电路21选择的第I电流作为泄流电流来流过，在可控硅调光器3的工作稳定之后使第2电流流过。如上所述，根据实施例I的LED点灯装置，接通/断开电路21至少在可控硅调光器3的接通工作时使第I电流、即保持电流流过泄放电路23，在可控硅调光器3的工作稳定之后，将在泄放电路23上流过的泄流电流降低到比第I电流小的第2电流。S卩、实施例I的LED点灯装置由于仅工作必要最低限的期间，因此能够提供可提高效率的LED点灯装置。另外，如专利文献I所示，不需要设置输入电容器，能够以简单的结构构成。实施例2图2是本实用新型的实施例2的LED点灯装置的结构图。在图2所示的实施例2中，代替图I所示的实施例I的泄放电路23而具有泄放电路31，该泄放电路31具有接通/断开电路21，并且在可控硅调整器3的输出两端上连接有二极管D3与二极管D4的串联电路。泄放电路31通过二极管D3及D4的阴极与全波整流电路5的输入端连接。在泄放电路31中，辅助绕组D与二极管D2之间的连接点通过二极管D5与二极管D6的阳极、电容器C3的一端和稳压二极管ZD2的阴极连接。二极管D6的另一端通过电阻Rl与电阻R3的一端、电阻R2的一端、稳压二极管ZDl的阴极和电容器C4的一端连接。电阻R3的另一端与全波整流电路5的输出端连接，电阻R2的另一端与npn型的晶体管Q3的集电极和η型的M0SFETQ2的栅极连接。晶体管Q3的基极通过电阻R6与稳压二极管ZD2的阳极连接。晶体管Q3的基极通过电阻R5与晶体管Q3的发射极连接。M0SFETQ2的漏极连接在二极管D3与二极管D4之间的连接点上，M0SFETQ2的源极与电阻R4的一端连接。电阻R4的另一端、晶体管Q3的发射极、电容器C4的另一端、稳压二极管ZDl的阳极和电容器C3的另一端共同连接。晶体管Q3、电阻R5、R6和稳压二极管ZD2构成接通/断开电路21。接着，对如上所述构成的实施例2的LED点灯装置的工作进行说明。此处，设电容器C3的一端的电压为Vc。首先，当在辅助绕组D上产生交流电压，电容器C3的电压Vc超过阈值Vth时、即成为重负载时，稳压二极管ZD2降伏，在晶体管Q3的基极上流过电流，晶体管Q3接通。因此，由于M0SFETQ2断开，因此泄放电路31不工作。即、流过大致零的泄流电流(第2电流)。另一方面，在轻负载时或重负载时且交流电压的上升沿时，由于电容器C3的电压Vc低，因此稳压二极管ZD2断开，晶体管Q3断开。因此，电压Vc通过二极管D6、电阻R1、电阻R2而施加在M0SFETQ2的栅极上。因此，由于M0SFETQ2接通，因此泄放电路31工作，流过泄流电流(第I电流)。如上所述，根据实施例2的LED点灯装置，接通/断开电路21根据在辅助绕组D上产生的电压的值来判定LED的负载状态，在负载为轻负载时使第I电流流过泄放电路31，在负载为重负载时且在辅助绕组D上产生的电压的上升沿时，使第I电流流过泄放电路31，因此能够得到与实施例I的LED点灯装置的效果相同的效果。图3(b)示出存在接通/断开电路21时的电容器C2的两端电压、泄放电路电流、交流电压Vin(AC)、开关元件Ql的漏极电流Id。此处，交流电压Vin(AC)表示在全波整流电路5与变压器T之间的连接点上产生的电压。另外，时刻tl、t2、t3及t4表示开始可控硅调光器3的导通的时刻。如从图3(b)中也可知，在辅助绕组D的交流电压的上升沿时流过比第2电流大的第I电流。图4(b)示出存在接通/断开电路21时的泄放电路电流、交流电压Vin (AC)、基于泄放电路电流的电力损失。图3 (a)示出没有接通/断开电路21时的电容器C2的两端电压Vc、泄放电路电流、交流电压Vin(AC)。图4(a)示出没有接通/断开电路21时的泄放电路电流、交流电压Vin(AC)、基于泄放电路电流的电力损失。图3(a)、图4(a)是现有技术的工作波形，平时，由于在泄放电路23上流过泄流电流,因此电力损失大。图5示出接通/断开电路21有无对本实用新型的实施例I的LED点灯装置的泄放电路23进行工作时的效率。在图5中Iout表示输出电流(负载电流)，Π I表示存在接通/断开电路21时的效率，Π2表示没有接通/断开电路21时的效率。可知本实用新型的效率比现有技术还要好。在导通角小时、即在轻负载时，由于在泄放电路23上始终流过电流，因此本实用新型的效率与现有技术的效率相同。实施例3图6是本实用新型的实施例3的LED点灯装置的结构图。图6所示的实施例3的LED点灯装置相对于图2所示的实施例2的泄放电路31，其特征在于，进一步设置有电阻R8、电阻 R4、M0SFETQ4。[0054]在晶体管Q3的集电极上连接有电阻R8的一端，电阻R8的另一端与电阻R2和电阻R3连接。在电阻R4的另一端上连接有电阻R7的一端，电阻R7的另一端与电容器C3的
另一端连接。在晶体管Q3的集电极上连接有M0SFETQ4的栅极，M0SFETQ4的漏极连接在电阻R4与电阻R7之间的连接点上。M0SFETQ4的源极与电容器C3的另一端连接。接着，对如上所述构成的实施例3的LED点灯 装置的工作进行说明。首先，从交流电源I施加交流电压，开始开关元件Ql的接通/断开工作，当电容器C3的电压Vc超过阈值Vth时、即当成为重负载时，稳压二极管ZD2降伏，而在晶体管Q3的基极上流过电流，晶体管Q3接通。因此，M0SFETQ4断开，由于泄流电流流过电阻R4与电阻R7的串联电路，因此泄流电流变小。即、泄流电流成为第2电流。另一方面，在轻负载时或重负载时且可控硅调光器3的导通开始时，由于电压Vc低，因此稳压二极管ZD2断开、晶体管Q3断开。因此，电压Vc通过二极管D6、电阻R8而施加在M0SFETQ4的栅极。因此，M0SFETQ4接通、M0SFETQ2也接通，由于泄流电流仅流过电阻R4，因此变大。即、泄流电流成为第I电流。如上所述，根据实施例3的LED点灯装置，能够得到与实施例I的LED点灯装置的效果相同的效果。实施例4图7是本实用新型的实施例4的LED点灯装置的结构图。图I所示的实施例I的LED点灯装置虽然将来自辅助绕组D的电压输出到接通/断开电路21，但是图7所示的实施例4的LED点灯装置的特征在于，具有误差放大器13a，将来自误差放大器13a的误差电压输出到接通/断开电路21b。误差放大器13a对通过在电阻7上流过的LED电流产生的电压与基准电压的误差电压进行放大，将被放大的误差电压通过光电耦合器等绝缘信号传递元件输出到接通/断开电路21b。接通/断开电路21b根据来自误差放大器13a的误差电压切换在泄放电路23上流过的泄流电流的大小。接通/断开电路21b例如在来自误差放大器13a的误差电压为规定值以上时使第I电流流过泄放电路23，在来自误差放大器13a的误差电压小于规定值时使比第I电流小的第2电流(也可以是大致零)流过泄放电路23。或者，接通/断开电路21b，在来自误差放大器13a的误差电压为规定值以上时使第I电流流过泄放电路23，也可以在经过了规定时间之后使第2电流(也可以是大致零)流过泄放电路23。如上所述，根据实施例4的LED点灯装置，由于在交流电压上升沿时，来自误差放大器13a的误差电压为规定值以上，因此接通/断开电路21b使第I电流、即保持电流流过泄放电路23,在LED点灯装置的工作稳定之后，由于来自误差放大器13a的误差电压小于规定值，因此将在泄放电路23上流过的电流减少为第2电流。如上所述，根据实施例4的LED点灯装置，能够得到与实施例I的LED点灯装置的效果相同的效果。实施例5图8是本实用新型的实施例5的LED点灯装置的结构图。在图8所示的实施例5中，代替图7所示的实施例4的泄放电路23而具有泄放电路33，该泄放电路33具有接通/断开电路21b，并且在可控硅调整器3的输出两端上连接有二极管D3与二极管D4的逆串联电路。泄放电路33通过二极管D3及D4的阴极与全波整流电路5的输入端连接。在泄放电路33中，辅助绕组D与二极管D2之间的连接点通过二极管D5与二极管D6的阳极、和电容器C3的一端连接。二极管D6的另一端通过电阻Rl与电阻R3的一端、电阻R2的一端、稳压二极管ZDl的阴极和电容器C4的一端连接。电阻R3的另一端与全波整流电路5的输出端连接，电阻R2的另一端与η型的M0SFETQ2的栅极和电阻R8的一端连接。电阻R8的另一端与光电耦合器PC的集电极连接、与M0SFETQ4的栅极连接。M0SFETQ2的漏极连接在二极管D3与二极管D4之间的连接点上，M0SFETQ2的源极和电阻R4与电阻R7的串联电路连接。电阻R4与电阻R7之间的连接点与M0SFETQ4的漏极连接。电阻R7的一端、M0SFETQ4的源极和光电耦合器PC的发射极共同连接。 光电耦合器PC和M0SFETQ4构成接通/断开电路21b。接着，对如上所述构成的实施例5的LED点灯装置的工作进行说明。首先，由于当成为重负载时，在LEDlalEDln上流过大的电流，因此在光电耦合器PC上也流过大的电流。因此，由于M0SFETQ4断开，因此泄流电流流过电阻R4与电阻R7的串联电路，从而泄流电流变小。即、泄流电流成为第2电流。另一方面，在轻负载时或重负载时且可控硅调光器3的导通开始时，由于在LEDla LEDln上流过小的电流，因此在光电耦合器PC上也流过小的电流。因此，M0SFETQ4接通，泄流电流仅流过电阻R4，因此变大。即、泄流电流成为第I电流。如上所述，根据实施例5的LED点灯装置，能够得到与实施例I的LED点灯装置的效果相同的效果。实施例6图9是本实用新型的实施例6的LED点灯装置的结构图。在本实施例的LED点灯装置中，I次侧及2次GND是相同的接地电位。图I所示的实施例I的LED点灯装置，将来自辅助绕组D的电压输出到接通/断开电路21，而图9所示的实施例6的LED点灯装置的特征在于，设置有根据变压器T的二次绕组S的电压的值切换泄流电流的接通/断开电路21c。接通/断开电路21c例如在二次绕组S的电压的值小于规定值时使第I电流流过泄放电路23，在二次绕组S的电压的值为规定值以上时使比第I电流小的第2电流(也可以是大致零)流过泄放电路23。或者，接通/断开电路21c，在二次绕组S的电压的值小于规定值时使第I电流流过泄放电路23，也可以在经过了规定时间之后使第2电流(也可以是大致零)流过泄放电路23。如上所述，根据实施例6的LED点灯装置，在交流电压上升沿时，由于二次绕组S的电压的值小于规定值，因此接通/断开电路21c使第I电流、即保持电流流过泄放电路23，在LED点灯装置的工作稳定之后，由于二次绕组S的电压的值为规定值以上，因此将在泄放电路23上流过的电流减少为第2电流。如上所述，根据实施例6的LED点灯装置，能够得到与实施例I的LED点灯装置的效果相同的效果。另外，由于没有必要设置绝缘信号传递元件，因此能够简化LED点灯装置的结构。[0081]实施例7图10是本实用新型的实施例7的LED点灯装置的结构图。在图10所示的实施例7中，代替图I所示的实施例I的泄放电路23而具有泄放电路34，该泄放电路34具有接通/断开电路21c。在泄放电路34中，在二极管D6的阳极上通过二极管D7连接有二次绕组S的一端。二极管D6的阳极、电容器C3的一端和稳压二极管ZD2的阴极共同连接。二极管D6的另一端通过电阻Rl与电阻R3的一端、电阻R2的一端、稳压二极管ZDl的阴极和电容器C4的一
端连接。电阻R3的另一端与全波整流电路5的输出端连接，电阻R2的另一端与npn型的晶体管Q3的集电极、η型的M0SFETQ2的栅极连接。晶体管Q3的基极通过电阻R6与稳压二极管ZD2的阳极连接。晶体管Q3的基极通过电阻R5与晶体管Q3的发射极连接。M0SFETQ2的漏极连接在二极管D3与二极管D4之间的连接点上，M0SFETQ2的源极与电阻R4的一端连接。电阻R4的另一端、晶体管Q3的发射极、电容器C4的另一端、稳压二极管ZDl的阳极和电容器C3的另一端共同连接。晶体管Q3、电阻R5、R6和稳压二极管ZD2构成接通/断开电路21c。接着，对如上所述构成的实施例7的LED点灯装置的工作进行说明。首先，从交流电源I施加交流电压，开始开关元件Ql的接通/断开工作。即、当成为重负载时，在二次绕组S的两端上产生电压，稳压二极管ZD2通过该电压而降伏，在晶体管Q3的基极上流过电流，晶体管Q3接通。因此，不会流过泄流电流。即、泄流电流成为第2电流。另一方面，在轻负载时或重负载时且可控硅调光器3的导通开始时，由于二次绕组S的电压低，因此稳压二极管ZD2断开，晶体管Q3断开。因此，二次绕组S的电压通过二极管D7、二极管D6、电阻R1、电阻R2而施加在M0SFETQ2的栅极。因此，由于M0SFETQ2接通，泄流电流流过电阻R4，因此泄流电流成为第I电流。如上所述，根据实施例7的LED点灯装置，能够在得到与实施例I的LED点灯装置的效果相同的效果的同时，得到与实施例6的效果相同的效果。另外，本实用新型不限定于上述的实施例I乃至实施例7的LED点灯装置。在实施例I至实施例7的LED点灯装置中，虽然使用了反激方式，但是也可以例如使用正激方式的转换器型的电力供给装置。工业上的可利用性本实用新型能够在用于使LED点灯的LED点灯装置和LED照明中应用。
权利要求1.一种LED点灯装置，其特征在于具有 变压器的一次绕组与开关元件的串联电路，其与对交流输入电压进行相位控制的可控硅调光器连接； 控制电路，其对所述开关元件进行接通断开控制； 对LED进行电力供给的所述变压器的二次绕组； 泄放电路，其以使第I电流与比所述第I电流小的第2电流切换流过的方式构成；以及切换电路，其与所述泄放电路连接，至少在所述可控硅调光器的导通开始时，使所述第I电流流过所述泄放电路。
2.根据权利要求I所述的LED点灯装置，其特征在于， 所述切换电路 在负载为轻负载的情况下，使所述第I电流流过所述泄放电路，在负载为重负载的情况下，在所述可控硅调光器的导通开始时使所述第I电流流过所述泄放电路。
3.根据权利要求I或2所述的LED点灯装置，其特征在于， 所述变压器具有辅助绕组， 所述切换电路与所述辅助绕组连接，且根据在所述辅助绕组上产生的电压的值使所述第I电流及所述第2电流流过所述泄放电路。
4.根据权利要求3所述的LED点灯装置，其特征在于， 所述切换电路 当在所述辅助绕组上产生的电压的值小于规定值时，使所述第I电流流过所述泄放电路，当在所述辅助绕组上产生的电压的值为规定值以上时，使第2电流流过所述泄放电路。
5.根据权利要求I或2所述的LED点灯装置，其特征在于， 该LED点灯装置具有误差放大器，该误差放大器对通过在所述LED上流过的电流而产生的电压与基准电压之间的误差电压进行放大， 所述切换电路根据来自所述误差放大器的误差电压的值使所述第I电流及所述第2电流流过所述泄放电路。
6.根据权利要求5所述的LED点灯装置，其特征在于， 所述切换电路 在来自所述误差放大器的误差电压的值为规定值以上时，使所述第I电流流过所述泄放电路，在来自所述误差放大器的误差电压的值小于规定值时，使第2电流流过所述泄放电路。
7.根据权利要求I或2所述的LED点灯装置，其特征在于， 所述切换电路根据所述变压器的二次绕组的电压的值使所述第I电流及所述第2电流流过所述泄放电路。
8.根据权利要求7所述的LED点灯装置，其特征在于， 所述切换电路 在所述变压器的二次绕组的电压的值小于规定值时，使所述第I电流流过所述泄放电路，在所述变压器的二次绕组的电压的值为规定值以上时，使第2电流流过所述泄放电路。
专利摘要本实用新型提供能够以简单的电路结构进行稳定的可控硅调光且高效率的LED点灯装置。该LED点灯装置具有变压器(T)的一次绕组(P)与开关元件(Q1)的串联电路，其与对交流输入电压进行相位控制的可控硅调光器(3)连接；控制电路(14)，其对开关元件(Q1)进行接通断开控制；变压器(P)的二次绕组(S)，其向LED供给电力；泄放电路(23)，其以使第1电流与比第1电流小的第2电流切换流过的方式构成；以及切换电路(21)，其与泄放电路(23)连接，至少在所述可控硅调光器(3)的导通开始时使第1电流流过泄放电路(23)。
文档编号H05B37/02GK202652643SQ20122028805
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月15日 优先权日2011年6月16日
发明者吉永充达 申请人:三垦电气株式会社