Led照明装置制造方法
【专利摘要】如果将与白炽灯泡或卤素灯等相比低负荷的LED照明装置连接到调光器有时会产生误动作。因此需要发挥LED照明装置的耗电量较低的特点并防止该误动作。LED照明装置包括：整流电路；发光电路，其与整流电路连接且包括当整流电路的输出电压超过阈值电压时就开始有电流流动的单个或多个LED；旁路电路,其包括用于不经由发光电路而使电流流向整流电路的旁路路径和检测出流过发光电路的电流的检测部，旁路电路在检测部检测出电流超过规定值的情况下阻断流过旁路路径的电流。
【专利说明】LED照明装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过调光器的输出来使LED点亮的LED照明装置。
【背景技术】
[0002]已知一种与商用交流电源连接使LED (也叫做发光二极管)点亮的照明装置(下面称为LED照明装置)。LED照明装置常常在对商用交流电源进行整流之后才使用商用交流电源。尤其地，存在省去大容量电容，将脉动电流或接近脉动电流的电压施加在串联了大量LED的LED列上的情况。
[0003]已知一种电路，其因为在直接将脉动电流施加在LED列时发光期间会变短，所以检测出在LED列上流动的电流并对串联段数进行调节(例如，参照专利文献I)。
[0004]图7是示出专利文献I的图26所记载的LED照明装置的图。为方便起见，在图7中将号码或电流等标记在必要的地方。
[0005]图7所示的LED照明装置包括:商用交流电源712 ;由四个二极管组成的桥式整流电路705 ;并联配置的第一组LED及第二组LED ;与第一及第二组LED串联连接的第三组LED ；电阻Rl、R2及R3 ；n型MOS晶体管(FET) Ql ；以及NPN晶体管Q2。
[0006]电阻R2及R3与晶体管Ql及Q2构成旁路电路717。桥式整流电路705的电流输出端子A与并联配置的第一及第二组LED连接。并联配置的第一及第二组LED的阴极一侧与第三组LED的阳极一侧和旁路电路717连接。在旁路电路717上通过的电流13和在第三组LED上通过的电流14流入旁路电路717所包含的电流检测用的电阻R3及晶体管Q2的基极。
[0007]图8是示出图7所示的LED照明装置的电压和电流的关系的图。图8 (a)示出以桥式整流电路705的端子B为基准的情况下的端子A的脉动电流的一个周期份量的电压波形示例，图8 (b)示出在桥式整流电路705上流动的脉动电流电压一个周期份量的电流波形示例。图8 (b)所示的电流波形大致等于电流13与电流14的和。
[0008]在端子A的电压低于并联配置的第一及第二组LED的阈值电压的期间tl中，电流13及14是0A。随后，如果端子A的电压超过并联配置的第一及第二组的LED的阈值电压，那么在短期间t2中电流增加。随后，如果端子A的电压进一步地上升，那么会出现电流13及电流14的和维持不变的期间t3。在期间t3的前半段，仅在旁路电路717上有电流13流动，在期间t3的后半段，在旁路电路717上有电流13流动，且在第三组LED上也有电流14流动。这时，调整电流13和电流14，使得晶体管Q2的基极-发射极间电压保持在0.6V。
[0009]随后，端子A的电压上升，包含电压波形的波峰的期间t4中，晶体管Q2饱和而旁路电路717截止，电流13不流动。期间t4中，因为电流14仅被电流限制用的电阻R3所限制，所以整体电流与端子A的电压相似。端子A的电压下降期间沿电压上升期间的相反的路径进行。
[0010]图7所示的LED照明装置中，因为LED全部熄灯的期间tl较短，所以闪烁不明显，而且具有功率因数和变形率良好、谐波噪声较少的特征。[0011]又，已知一种在商用交流电源和桥式整流电路之间设置了调光电路的LED照明装置(例如，参照专利文献2)。专利文献2所记载的LED照明装置中，用大容量电容对从桥式整流电路输出的脉动电流进行平滑化，然后使用平滑化后的平滑化电压使LED点亮。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1:W02011/020007 号公报(图 26)
[0015]专利文献2:日本专利公开2011-3467号公报(图1)
【发明内容】
[0016]图9是示出在图7所示的LED照明装置中，在商用交流电源和桥式整流电路705之间插入了调光器901的示例的图。
[0017]图9所示的调光器901是前沿型调光器，其控制来自于商用交流电源712的电压波形的相位来调光。例如，调光器901以切掉图8 (a)中示出的脉动电流电压中的前半部，仅在后半部有电压的方式来进行动作，通过调整有电压期间的宽度来调光。
[0018]图10是示出图9所示的LED照明装置的电压和电流的关系的图。图10 (a)示出对于理想负荷，以桥式整流电路705的端子B为基准的情况下的端子A的脉动电流的一个周期份量的电压波形示例，图10 (b)示出对于图9的电路，桥式整流电路705输出的脉动电流电压的一个周期份量的电压波形示例。
[0019]在图10 (a)中，根据调光器901的作用，成为切掉了图8 (a)所示出的脉动电流电压中的前半部的电压波形。如图10 (b)所示，在桥式整流电路705中，虽然前半段本来是无电压期间，但是出现徐徐增加的电压。如图10 (b)所示，在桥式整流电路705中，后半段的端子A的电压中出现多个尖锐的波峰。此外，如果使在并联配置的第一及第二组LED上流动的电流增加某种程度的话，虽然能够消除图10 (b)中出现的波峰，但前半部的异常电压不会消失。
[0020]如图10 (b)所示，误动作的发生被认为是为了使调光器901进行正常动作而需要流过某种程度的电流而导致的。然而，在图10 (a)所示的电压波形几乎为零的期间中，为了正常动作而必要的最低限度的电流没有流向调光器901。
[0021]如图10 (b)中出现的那样的误动作不仅在将图7所示的LED照明装置连接于调光器901的情况下会发生，而且将与白炽灯泡或卤素灯等相比低负荷的LED照明装置和其他调光器连接也可能会发生。此外，如果与低负荷的LED装置并联形成电流路径而成为高负荷，有可能可以消除上述误动作。然而，进行这样的高负荷化的话，会丧失低耗电量这一LED照明装置的特征。
[0022]与此相对，专利文献2所示的LED照明装置中，包括负荷电路7，其维持用于使调光电路2进行正常动作的最小保持电流。然而，专利文献2所示的LED照明装置中，还设有包含电容的平滑电路4，将从整流电路3输出的电压用平滑电路4进行平滑化之后，供给到用于使LED等负荷6点亮的点亮电路5。
[0023]因而，专利文献2所示的LED照明装置中，LED等负荷6被DC驱动。为了用DC驱动来进行调光，点亮电路5检测出调光电路2供给电力的相位，根据调光电路2供给电力的相位来控制供给到LED等负荷6的DC电压。在这种点亮控制中，不仅需要复杂的控制电路，还需要稳定的DC电压。因此，在平滑电路4中应该会需要大容量电容，而大容量电容妨碍电路的紧凑化。进一步地，例如利用了电解电容作为大容量电容的情况下，由于LED产生的热的影响，存在寿命变短、缩短LED照明装置自身的寿命、或需要进行维护之类的不良情况。
[0024]因此，本发明的目的在于，在以LED为光源的LED照明装置中，提供一种即使用调光器的输出来进行动作也能够正常地进行动作，并能够降低耗电量的LED照明装置。
[0025]并且，本发明的目的在于，提供一种不用平滑电路而用简单的电路构成，使调光器不误动作的LED照明装置。
[0026]一种LED照明装置，包括:整流电路；发光电路，其与整流电路连接且包括当整流电路的输出电压超过阈值电压时就开始有电流流动的单个或多个LED ;旁路电路，其包括用于不经由发光电路而使电流流向整流电路的旁路路径和检测出流过发光电路的电流的检测部，旁路电路在检测部检测出的电流超过规定值的情况下切断流过旁路路径的电流。
[0027]优选地，LED照明装置中，旁路电路进行控制以使得流过旁路路径的电流与流过发光电路的电流的和是恒定值。
[0028]优选地，LED照明装置中，旁路电路包含配置在旁路路径中的耗尽型FET和电流检测电阻，耗尽型FET通过电流检测电阻检测出流过发光电路的电流，并进行旁路路径的开闭控制。
[0029]优选地，LED照明装置中，旁路电路包含配置在旁路路径中的增强型FET及电流检测电阻、增强型FET的控制用的双极型晶体管、和上拉电阻，双极型晶体管通过电流检测电阻检测出流过发光电路的电流，用增强型FET进行旁路路径的开闭控制。
[0030]优选地，LED照明装置中，还包括:第二旁路电路，其与发光电路连接；第二发光电路，其与第二旁路电路连接，并包含当整流电路的输出电压超过阈值电压时就开始有电流流动的单个或多个LED ;以及电流限制电路，其限制流过第二发光电路的电流。
[0031]优选地，LED照明装置中，还包括滤波电路，其与旁路电路并联地连接于整流电路，该滤波电路中电阻及电容串联。
[0032]优选地，LED照明装置中，滤波电路被配置在比旁路电路更靠近发光电路一侧。
[0033]一种LED照明装置，其特征在于，包括整流电路和包含单个或多个LED的发光电路，该发光电路具有第一电源端子和第二电源端子，包括具有第三电源端子、第四电源端子及电流检测端子的旁路电路，第一电源端子、所述第三电源端子和整流电路的一端三者相连接，第二电源端子连接所述电流检测端子，第四电源端子连接所述整流电路的另一端，整流电路的一端和另一端之间的电压较低时，电流通过所述第三电源端子流动，通过电流检测端子的电流超过了规定值时，通过所述第三电源端子流动的电流消失，如果整流电路的一端的电压超过由单个LED组成的、或多个LED串联连接的LED列的阈值电压，那么电流在单个LED或LED列上流动，电流流入电流检测端子。
[0034]调光器将从商用交流电源得到的电压波形进行变形，使得仅确定期间存在电压，剩余的期间没有电压。然而，虽叫做无电压期间，但不可能完全为0V，还是存在极少量电压。因此，LED照明装置中，在该无电压期间通过旁路电路来流通电流，由此使调光器的动作稳定。此外，在该无电压期间中，由于LED存在阈值，所以在发光电路上没有电流流动。调光器的输出转移到有电压期间之后，即使在发光电路上电流开始流动，也维持住了调光器的稳定的动作状态。调光器的输出转移到有电压的期间，如果在发光电路上流动的电流超过规定值，旁路电路就截止，电路电流仅成为在发光电路上流动的电流。因此，上述LED照明装置中，即使用调光器的输出来进行动作，也能够正常地进行动作，并能够降低耗电量。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是LED照明装置100的概略框图。
[0036]图2是图1所示的LED照明装置100的电路图。
[0037]图3 Ca)是示出在图1所示的LED照明装置100中，以端子B为基准的情况下的端子A的电压的图。
[0038]图3 (b)是与图3 (a)对应地示出流过端子A的电流I的波形的图。
[0039]图4是另一 LED照明装置400的电路图。
[0040]图5 (a)是示出图4所示的LED照明装置400中以端子B为基准的情况下端子A的电压的图。
[0041]图5 (b)是与图5 (a)对应地示出流过端子A的电流I的波形的图。
[0042]图6是又一 LED照明装置500的电路图。
[0043]图7是示出专利文献I的图26所记载的LED照明装置的图。
[0044]图8 Ca)是示出在图7所示的LED照明装置中，以桥式整流电路705的端子B为基准的情况下的端子A的脉动电流的一个周期份量的电压波形示例的图。
[0045]图8 (b )是示出在图7所示的LED照明装置中，在桥式整流电路705上流动的脉动电流电压一个周期份量的电流波形示例的图。
[0046]图9是示出在图7所示的LED照明装置中，在商用交流电源和桥式整流电路705之间插入了调光器901的示例的图。
[0047]图10 (a)是示出在负荷适当的情况下，在图9所示的LED照明装置中，以桥式整流电路705的端子B为基准的情况下的端子A的脉动电流的一个周期份量的电压波形示例的图。
[0048]图10 (b)示出在图9所示的LED照明装置中，桥式整流电路705输出的脉动电流电压一个周期份量的电压波形示例。
【具体实施方式】
[0049]下面，参照附图对LED照明装置进行说明。但是，本发明的技术范围并不限于这些实施方式，而是涉及权利要求书中所记载的发明及其等同物。此外，在附图的说明中，对相同或相当要素标注相同的符号，并省略重复的说明。另外，为了便于说明，对构件的比例尺进行了适当变更。
[0050]图1是LED照明装置100的概略框图。
[0051]LED照明装置100与调光器109的电源输出端连接，调光器109的电源输入端与商用交流电源108连接。LED照明装置100包括整流电路105、旁路电路106、和发光电路107
坐寸ο
[0052]整流电路105是由四个二极管101?104组成的二极管电桥，且二极管电桥的上端和下端连接到调光器109的电源输出端。端子A是整流电路105的电流流出一侧的端子，端子B是电流流入一侧的端子。此外，作为整流电路105，虽然示出了使用了由四个二极管组成的二极管电桥的示例，但整流电路105并不被上述构成所限定，也可以使用其他的构成。例如，也可以由一个二极管来构成整流电路105。
[0053]旁路电路106包括正侧电源端子111 (第三电源端子)、负侧电源端子112 (第四电源端子)、电流检测端子113、电流限制部116及电流检测部117。正侧电源端子111与端子A及电流限制部116的上端连接，负侧电源端子112与端子B及电流检测部的下端连接。电流从电流限制部116流入电流检测部117，且电流也从发光电路107通过电流检测端子113流入电流检测部117。
[0054]整流回路105的端子A和端子B之间的电压较低时(下面以端子B为基准表示端子A的电压)，电流从正侧电源端子111通过电流限制部116、电流检测部117及负侧电源端子112流向端子B。如果端子A的电压上升且在发光电路107上也有电流流动，那么进行反馈以使得在电流检测部117上流动的电流大体上为恒定。并且，如果端子A的电压上升且通过电流检测端子113的电流超过规定值，那么进行反馈以减少通过正侧电源端子111流入旁路电路106的电流。
[0055]发光电路107在内部包含单个或多个发光二极管(下面称为LED)，并包括正侧电源端子114 (第一电源端子)及负侧电源端子115 (第二电源端子)。正侧电源端子114与端子A及旁路电路106的正侧电源端子111连接。负侧电源端子115与旁路电路106的电流检测端子113连接。
[0056]图2是图1所示的LED照明装置100的电路图。在图2中，记载了在元件层面下图1所示的LED照明装置100的旁路电路106和发光电路107。
[0057]旁路电路106包含电阻121、124、增强型的η型MOS晶体管122 (下面成为FET)、NPN型双极型晶体管123 (下面称为晶体管)而构成。发光电路107构成为，包含:LED列125，其串联连接包括LED126、LED127的多个LED ;以及电阻128。
[0058]旁路电路106的正侧电源端子111与电阻121的上端和FET122的漏极连接，负侧电源端子112与晶体管123的发射极和电阻124的下端连接。电流检测端子113与FET122的源极、晶体管123的基极及电阻124上端的连接部连接。通过FET122的电流Il及从发光电路107流入的电流12经由电阻124和晶体管123，朝向整流电路105的端子B。
[0059]图1中，对功能进行模块化地描绘了电流限制部116及电流检测部117，大致来说与电流限制部116对应的是FET122，与电流检测部对应的是电阻124。又，电阻121和晶体管123起反馈作用，用于使电阻124上流动的电流恒定。
[0060]发光电路107中，LED126、127等包含在LED列125中的各个LED的正向电压大约为3V时，LED列125的LED串联段数由商用交流电源108的有效值决定。LED串联段数在商用交流电源108的有效值为100?120V的情况下，例如为30?40 ;在商用交流电源108的有效值为200?240V的情况下，例如为60?80。电阻128限制在LED列125上流动的电流。发光电路107的正侧电源端子114连接于LED列125的阳极，负侧电源端子115连接于电阻128的下端。
[0061]下面，对旁路电路106的动作进行说明。此外，为方便起见，使得端子A的电压视为从OV开始随时间上升。
[0062]整流电路105的端子A的电压为OV时电流Il不流动。随后，如果端子A的电压上升，那么通过正侧电源端子ill电流Ii开始流动，其后有恒定的电流Ii流动以使晶体管123的基极-发射极间电压保持在大约0.6V。
[0063]进一步地，如果端子A的电压上升，发光电路107上也有电流12流动，那么调整电流II，使得电流Il和电流12的和与电阻124的乘积大约为0.6V。即，存在通过正侧电源端子111流动的电流Il与通过电流检测端子113流入的电流12的和为恒定的电压域。该电压域中，旁路电路106所包含的晶体管123处于非饱和状态，以基极-发射极间电压为基准，把电流Il与电流12的和设为恒定。
[0064]进一步地，如果电压上升而通过电流检测端子113的电流超过规定值，那么晶体管123饱和，FET122截止。结果，通过正侧电源端子111而流动电流消失，通过电流检测端子113返回到整流电路105端子B的电流仅为流过光电路107的电流12。此外，电阻121上流动的电流作为电流大小较小的电流而予以忽略。虽然电流12被电阻128限制，但随端子A的电压上升而增加。
[0065]图3是用调光器109的输出使图2所示的电路进行动作的情况下的波形图。图3(a)是示出在图1所示的LED照明装置100中，以端子B为基准的情况下的端子A的电压的图，图3 (b)是对应于图3 (a)示出流过端子A的电流I的波形的图。
[0066]如图3 (a)所不,调光器109的输出电压是脉动电流的一部分被切掉的输出电压，如果用整流电路105对该输出电压进行全波整流，切掉的部分就成为是OV的波形。此外，图3 Ca)中的虚线表示没有调光的情况下的脉动电流。
[0067]如图3 (b)所示，首先电流I从OA开始升高到一个恒定值。即使图3 (a)中端子A的电压表示为OV的部分在现实中也会存在极少量电压(几V)，所以通过旁路电路106有电流Il流动，即使在仅有极少量电压(几V)的期间，也使调光器109的动作稳定。
[0068]然后，如果端子A的电压急剧地上升，那么电流12在发光电路107上流动，电流波形急剧地升高(参照时刻tio)。这时，因为旁路电路106超越了能够使得电流Il和电流12之和为恒定的限度，所以晶体管123饱和，FET122截止。结果，電流Il成为0A，且电流I变成与电流12相等。然后，电流I的波形与端子A的电压波形(参照图3 (a))相似。
[0069]此后，端子A的电压下降，出现电流I成为恒定的期间(参照til)。期间til中晶体管123的基极电压下降，反馈起作用，使得电流Il和电流12之和再次成为恒定。在期间til的前半段中存在电流12，但在后半段中变成仅有电流II。在期间til之后，最终，电流Il变为0A，电流I消失。此外，图3 (b)的虚线是没有调光的情况下的电流I的波形。
[0070]调光器109是前沿型，其以切掉脉动电流的前半段的方式来进行动作，例如包含:三端双向可控硅开关元件200、两端开关元件201、电位器202、电阻203及电容204等而构成。然而，调光器109也可以是后沿型，其以切掉脉动电流的后半段的方式来进行动作。又，调光器109也可以交替地切掉脉动电流的前半段和后半段的方式来进行动作。即使是其他种类的调光器，在切掉电压波形期间中通过利用旁路电路让旁路电流流过，也能够使调光器的动作稳定化。
[0071 ] 图4是另一 LED照明装置400的电路图。
[0072]图1及2所示的LED照明装置100所包含的发光电路107是仅包含一个LED列125的简单的发光电路。在这种情况下，存在有相对于脉动电流的一个周期，发光期间变短，闪烁或动作中断明显的情况。作为延长发光期间的方法，根据电压或电流来切换LED列的串联段数的方法是有效的。LED照明装置400中，采用的是根据电流来切换LED列的串联段数且利用调光器的输出也不产生误动作的构成。
[0073]图4中，商用交流电源108、调光器109、整流电路105、旁路电路106与图2所示的构成相同。图4所示的LED照明装置400和图2所示的LED照明装置100的不同之处在于以下两点=LED照明装置400的发光电路407多段化，以及与旁路电路106并联地插入滤波电路403。
[0074]此外，将图4与图1进行对应的情况下，图4的发光电路407对应于图1的发光电路107，图4的发光电路407的正侧电源端子414对应于图1的发光电路107的正侧电源端子114，图4的发光电路407的负侧电源端子415对应于图1的发光电路107的负侧电源端子 115。
[0075]发光电路407包括:LED列435，其包含LED436、437 ；LED列445，其包含LED446、447。在LED列435及LED列445之间连接有第二旁路电路408，在LED列445的阴极一侧连接有电流限制电路409。关于LED列435及LED列445的串联段数，在商用交流电源108的有效值为100?120V时，例如能够将LED列435设为25、将LED列445设为15 ;在商用交流电源108的有效值为200?240V时，例如能够将LED列435设为50、将LED列445设为30。
[0076]第二旁路电路408包括:电阻431、FET432、晶体管433、电阻434，虽然成为与旁路电路106相同的电路构成，但电阻434的值与图2所示的LED照明装置100的电阻124的值不同。电流限制电路409也包括:电阻441、FET442、晶体管443、电阻444，虽然成为与旁路电路106相同的电路构成，但电阻444的值与图2所示的LED照明装置100的电阻124的值不同。在这种情况下，电阻的值被设定为以电阻444、电阻434、电阻124的顺序增大。
[0077]下面，对发光电路407的动作进行说明。此外，为方便起见，设端子A的电压从OV开始随时间上升。
[0078]整流电路105的端子A的电压为OV时，电流I不流动。随后，如果端子A的电压上升超过LED列435的阈值，那么在发光电路407上电流开始流动，出现流动恒定的电流的电压域，使得晶体管433的基极-发射极间电压被保持在0.6V。在该电压域的前半段中，仅在旁路电路408所包含的FET432上有电流流动，在后半段中通过LED列的电流也流动。该电压域中，流过旁路电路408所包含的FET432的电流与在LED列445上流动的电流之和为恒定。
[0079]并且，如果端子A的电压上升，因为经由LED列445及电流限制电路409的电流增加而晶体管433饱和，所以旁路电路408截止，流过FET432的电流消失。旁路电路408截止时，即使端子A的电压进一步地上升，流过LED列445的电流的上限值也被电流限制电路409所限制。即是说，因为电流限制电路409能够限制在发光电路407上流动的电流的上限值，所以即使商用交流电源108或调光器109的输出电压不稳定也能使发光电路407稳定地进行动作。
[0080]如果从LED照明装置400中去除旁路电路106、串联连接电阻401和电容402的滤波电路403，图4的端子A的电压波形如图10 (b)。S卩，在本来为OV的期间出现异常的电压，且在应出现脉动电流的一部分的期间出现尖锐的波峰。又，如果仅从LED照明装置400中去除旁路电路106，那么图4的端子A的电压波形中，在图10 (b)的后半段所看到的波峰消失了，但前半段的异常电压没有消失。假如，在将仅由旁路电路106和发光电路407构成的LED照明装置连接于调光器109的情况下，即使该LED照明装置处于LED点亮的期间，也有失去负荷的平衡而端子A的电压波动的情况(参照图10)。与此相对，LED照明装置400中，因为插入有滤波电路403，所以抑制波动而实现动作稳定化。尤其地，在LED列上流动的电流较小的情况下，滤波电路403的效果较大。
[0081]并且，想要减小在旁路电路106上流动的电流的情况下，LED照明装置400相对于调光的稳定性变差，但通过插入滤波电路403可恢复其稳定性。即，可理解串联连接电阻401和电容402的滤波电路403使LED照明装置400的动作稳定化。作为滤波电路403，例如可将电阻401设为IkQ、将电容402设为0.047 μ F。
[0082]图5是用调光器109的输出来使图4所示的电路进行动作的情况下的波形图。图5 (a)是示出图4所示的LED照明装置400中以端子B为基准的情况下端子A的电压的图，图5 (b)是与图5 (a)对应地示出流过端子A的电流I的波形的图。
[0083]关于调光器109的输出，因为脉动电流的一部分被切掉而形成被切掉的部分是OV的波形，所以，如果用整流电路105进行全波整流，那么像用图5 (a)的实线所表示的那样，在前半段没有电压，在后半段成为出现脉动电流的一部分的波形。图5 (a)中，虚线表示没有调光的情况下的脉动电流。旁路电路106的动作原则上和在LED照明装置100说明的一样，但下面对应于图4所示的LED照明装置400对其动作进行说明。
[0084]如图5 (b)所示，首先电流I从OA开始升高到一个恒定值。这是因为即使是图5(a)中端子A的输出电压表示为OV的部分，在现实中也会残余极少量电压(几V)，所以通过旁路电路106有电流流动。随后，如果端子A的电压上升，那么电流在LED列435上流动，电流波形急剧地升高(参照时刻t20)。时刻t20中，旁路电路106截止，流过FET122的电流成为0A，电流I与流过LED列435的电流相等。图5 (b)中，虚线表示没有调光的情况下的脉动电流。
[0085]如上所述，在发光电路407中存在以下三个电压域:旁路电路106及第二旁路电路408截止且用电流限制电路409来限制流过LED列445的电流的第一电压域；根据端子A的电压在第二旁路电路408上流动的电流和流过LED列445的电流之和为恒定的第二电压域；以及在旁路电路106上流动的电流和流过LED列435的电流之和为恒定的第三电压域。因而，电流I的波形也如图5 (b)所示，存在与第一电压域对应的第一电平(LI)、与第二电压域对应的第二电平(L2)、以及与第三电压域对应的第三电平(L3)。此外，在图5中，虽然图示了在端子A的电压受到电流限制的电压域中开始点亮的情况，但通常进行调光的情况下的电流I的波形是从没有调光的波形(虚线及实线的一部分)所占有的波形中切掉一部分后的波形。
[0086]在LED照明装置400中，虽然检测电流并进行LED列的串联段数的切换，但也可以检测电压并切换LED列的串联段数。然而，采用检测电压并切换LED列的串联段数的方式的话，存在切换LED列的串联段数时电流值以具有尖锐的波峰的方式急剧地变动而产生谐波噪声的情况。与此相对，在LED照明装置400中，检测电流并进行LED列的串联段数的切换，能够根据电压增减来追随电流，所以能够防止谐波噪声的发生，能够将功率因数和变形率维持在良好的状态。
[0087]LED照明装置400中，虽然进行了两个LED列的串联段数的切换，但进行切换的串联段数的数量并不被限定为两个。例如，在串联连接五个LED列的情况下，准备五个与由LED列435及第二旁路电路408所组成的分组相同的分组。然后，在LED照明装置中，只要如将由LED列445和电流限制电路409所组成的分组连接到由LED列435和第二旁路电路408所组成的分组一样，将准备好的五个分组级联即可。此外，连接于FET源极的电阻在各个分组中具有不同的值。
[0088]图6是又一 LED照明装置500的电路图。
[0089]在图6中，商用交流电源108、调光器109及整流电路105与图4中所示的构成相同。图6中所示的LED照明装置500和图4中所示的LED照明装置400的不同之处在于以下两点:变更了旁路电路506、第二旁路电路508及电流限制电路509的电路构成，以及变更了滤波电路503的位置。
[0090]图4的LED照明装置400中，旁路电路106、第二旁路电路408及电流限制电路409由两个电阻元件、增强型的η型MOS晶体管(FET)及NPN型双极型晶体管构成。然而，在图6的LED照明装置500中是利用耗尽型FET和一个电阻来构成同样的电路。
[0091 ] 旁路电路506中，FET512的漏极与整流电路105的输出端子A连接，栅极与整流电路105的输入端子B和电阻511的一端连接，源极与电阻511的另一端连接。如果在电阻511上有电流Ix流动，会发生电压下降，在FET512的栅极电压VG和源极电压VS之间产生电位差。耗尽型FET中，如果VG-VS间的电位差变得比偏移值更低，就进行动作使其关闭。因而，旁路电路506中，通过电流在发光电路507上流动，流过电阻511的Ix变大，FET512关闭，在FET512的漏极和源极间流动的电流被切断。
[0092]第二旁路电路508及电流限制电路509也进行与上述旁路电路506相同的动作。图5所示的LED照明装置500的旁路电路506、第二旁路电路508及电流限制电路509发挥与图4所示的LED照明装置400的旁路电路106、第二旁路电路408及电流限制电路409相同的作用。S卩，旁路电路506、第二旁路电路508及电流限制电路509对整流电路105的输出电流路径进行切换，限制上限值。
[0093]因而，发光电路507中，与图4所示的发光电路407相同，存在以下三个电压域:旁路电路506及第二旁路电路508截止且用电流限制电路509来限制流过LED列445的电流的第一电压域；根据端子A的电压在第二旁路电路508上流动的电流和流过LED列445的电流之和为恒定的第二电压域；以及在旁路电路506上流动的电流和流过LED列435的电流之和为恒定的第三电压域。
[0094]在图6所示的LED照明装置500中，将滤波电路503的位置配置在旁路电路506的后段。旁路电路506与旁路电路106 (参照图4)相同，调光器109即使是在电压大体为OV的期间，也有少量电流持续在调光器109上流动，具有防止调光器109误动作的功能。并且，在LED照明装置500中，滤波电路503抑制由于调光器109和负荷匹配不良而导致的电压波动。这时，为了将滤波电路503上流动的电流反馈到旁路电路506而将滤波电路503配置在旁路电路506的后段。由此，滤波电路503上流动的电流被削减了。此外，构成滤波电路503的元件及其功能与滤波电路403 (参照图4)相同。
[0095]此外，即使上述LED照明装置100、400及500不通过调光器109而与商用交流电源连接，也能以低耗电量正常地进行动作。
【权利要求】
1.一种LED照明装置，其特征在于，包括: 整流电路； 发光电路，其与所述整流电路连接且包括当所述整流电路的输出电压超过阈值电压时就开始有电流流动的单个或多个LED ； 旁路电路，其包括用于不经由所述发光电路而使电流流向所述整流电路的旁路路径和检测出流过所述发光电路的电流的检测部， 所述旁路电路在所述检测部检测出的电流超过规定值的情况下切断流过所述旁路路径的电流。
2.如权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述旁路电路进行控制以使得流过所述旁路路径的电流与流过所述发光电路的电流的和是恒定值。
3.如权利要求1或2所述的LED照明装置，其特征在于，所述旁路电路包含配置在所述旁路路径中的耗尽型FET和电流检测电阻，所述耗尽型FET通过所述电流检测电阻检测出流过所述发光电路的电流，并进行所述旁路路径的开闭控制。
4.如权利要求1或2所述的LED照明装置，其特征在于，所述旁路电路包含配置在所述旁路路径中的增强型FET及电流检测电阻、所述增强型FET的控制用的双极型晶体管、和上拉电阻，所述双极型晶体管通过所述电流检测电阻检测出流过所述发光电路的电流，用所述增强型FET进行所述旁路路径的开闭控制。
5.如权利要求1?4中的任一项所述的LED照明装置，其特征在于，还包括: 第二旁路电路，其与所述发光电路连接； 第二发光电路，其与所述第二旁路电路连接，并包含当所述整流电路的输出电压超过阈值电压时就开始有电流流动的单个或多个LED ;以及 电流限制电路，其限制流过所述第二发光电路的电流。
6.如权利要求1?5中的任一项所述的LED照明装置，其特征在于，还包括滤波电路，其与所述旁路电路并联地连接于所述整流电路，该滤波电路中电阻及电容串联。
7.如权利要求6所述的LED照明装置，其特征在于，所述滤波电路被配置在比所述旁路电路更靠近所述发光电路一侧。
【文档编号】H05B37/02GK103650644SQ201280035009
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月12日 优先权日:2011年7月15日
【发明者】堺圭亮, 高桥铃太郎, 秋山贵 申请人:西铁城控股株式会社, 西铁城电子株式会社