專(zhuān)利名稱(chēng)：點(diǎn)亮裝置和使用該點(diǎn)亮裝置的照明設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于點(diǎn)亮諸如LED(發(fā)光二極管)、OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)等固態(tài)發(fā)光元件的點(diǎn)亮裝置，以及使用該點(diǎn)亮裝置的照明設(shè)備。
背景技術(shù)：
常規(guī)地，已經(jīng)提供了用于將電カ饋送到發(fā)光二極管(LED)照明模塊的電カ饋送組件(點(diǎn)亮裝置)，這例如在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2006-511078 (JP2006-511078A)中所公開(kāi)的。如圖17中所示，在JP2006-511078A中描述的現(xiàn)有技術(shù)示例包括具有連接到DC電源100兩端的MOSFET的ニ極管DlO與控制開(kāi)關(guān)101的串聯(lián)電路。此外，電感器LlO和LED照明模塊102連接到ニ極管DlO的兩端。控制器103產(chǎn)生通過(guò)放大器104供給到控制開(kāi)關(guān)101的控制輸入?yún)g元的雙_PWM(脈沖寬度調(diào)制)切換信號(hào)。雙-PWM切換信號(hào)是高頻PWM切換信號(hào)分量與低頻脈沖串(即低頻PWM切換信號(hào)分量)的組合。 控制器103包括從電流源106接收LED電流參考信號(hào)、檢測(cè)電流和高頻鋸齒波信號(hào)的電流模式脈沖寬度調(diào)制器105。電流模式脈沖寬度調(diào)制器105產(chǎn)生作為與(AND)門(mén)107的ー個(gè)輸入而提供的高頻PWM切換信號(hào)分量，并且與門(mén)107的另ー輸入是低頻PWM切換信號(hào)分量。來(lái)自與門(mén)107的輸出通過(guò)放大器104供給到控制開(kāi)關(guān)101的柵極。因此，在現(xiàn)有技術(shù)示例中，可以通過(guò)改變雙-PWM切換信號(hào)的低頻分量來(lái)改變流過(guò)LED照明模塊102的平均電流，并且因此，改變來(lái)自LED照明模塊102的光輸出的強(qiáng)度。然而，在JP2006-511078A公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)示例中，供給到控制開(kāi)關(guān)101(切換元件)的控制輸入?yún)g元的雙-PWM切換信號(hào)是低頻PWM信號(hào)與高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)的與輸出。出于該原因，如圖18A中所示，當(dāng)控制開(kāi)關(guān)101的導(dǎo)通(ON)周期(period)期間PWM信號(hào)下降吋，來(lái)自控制開(kāi)關(guān)101的驅(qū)動(dòng)信號(hào)變?yōu)榈碗娖?。這樣，根據(jù)PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比的改變，改變控制開(kāi)關(guān)101的導(dǎo)通周期，相應(yīng)地，改變流過(guò)LED照明模塊102 (光源単元)的負(fù)載電流(即來(lái)自LED照明模塊102的光輸出)。因此，通過(guò)改變PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比來(lái)實(shí)施LED照明模塊102的調(diào)光。而且，圖18A中示出的波形是當(dāng)控制開(kāi)關(guān)101在臨界電流模式中操作時(shí)的示例。同時(shí)，在控制開(kāi)關(guān)101的截止(OFF)周期期間，由于電感器LlO的反激電流通過(guò)ニ極管DlO流到LED照明模塊102，所以雖然PWM信號(hào)在相應(yīng)的周期期間下降，但是來(lái)自LED照明模塊102的光輸出不改變。即，如圖18A中所示，在由在同一附圖中的單點(diǎn)虛線所示的范圍內(nèi)，雖然掃描(swe印)PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比，但是不產(chǎn)生控制開(kāi)關(guān)101的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的連續(xù)導(dǎo)通脈沖。出于該原因，在由圖18A中的箭頭表示的間隔期間，雖然掃描PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比，但是來(lái)自LED照明模塊102的光輸出不改變。因此，如圖18B中所示，相對(duì)于PWM 信號(hào)的導(dǎo)通占空比，來(lái)自LED照明模塊102的光輸出逐步改變。由一個(gè)步調(diào)(st印)所導(dǎo)致的光輸出差異等于控制開(kāi)關(guān)101的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的一個(gè)循環(huán)周期(cycle)的光輸出。因此，在JP2006-511078A中描述的現(xiàn)有技術(shù)示例中，當(dāng)掃描PWM信號(hào)時(shí)，毎次由一個(gè)步調(diào)改變來(lái)自LED照明模塊102的光輸出，導(dǎo)致光輸出不平穩(wěn)改變的問(wèn)題，使用戶可以看見(jiàn)顯著的改變。更具體地，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)LED照明模塊102以低光通量調(diào)光時(shí)，來(lái)自LED照明模塊102的光輸出的改變比例増大，則因此改變看起來(lái)進(jìn)ー步顯著。此外，當(dāng)通過(guò)諸如攝像機(jī)等多種成像設(shè)備對(duì)LED照明模塊102進(jìn)行成像吋，要求PWM信號(hào)的頻率増大到具有特定值或更高值，以防止觀察到由與成像設(shè)備的頻率的干涉導(dǎo)致的閃爍。在該情況下，然而，當(dāng)PWM信號(hào)的頻率增大時(shí)，控制開(kāi)關(guān)101的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的ー個(gè)周期與PWM信號(hào)的ー個(gè)周期的比率増大。然后，由控制開(kāi)關(guān)101的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的ー個(gè)周期增加光輸出，并且更顯著地看到使得來(lái)自LED照明模塊102的光輸出每次由一個(gè)步調(diào)改變。為了避免這一點(diǎn)，要求控制開(kāi)關(guān)101的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率増大，但是考慮到以諸如一般IC等低價(jià)部件驅(qū)動(dòng)情況下的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的切換損失的増加或頻率的上限，等等，幾乎不能保證期望的高頻
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種點(diǎn)亮裝置和使用該點(diǎn)亮裝置的照明設(shè)備，該點(diǎn)亮裝置能夠在不便切換元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有高頻的情況下，在掃描PWM信號(hào)時(shí)平穩(wěn)地改變來(lái)自光源單兀的光輸出。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種點(diǎn)亮裝置，所述點(diǎn)亮裝置包括點(diǎn)亮單元，所述點(diǎn)亮單元用于通過(guò)將來(lái)自電源單元的DC電壓用作輸入來(lái)將點(diǎn)亮功率供給到光源単元，所述光源単元包括ー個(gè)或多個(gè)固態(tài)發(fā)光元件；以及控制器，所述控制器用于控制所述點(diǎn)亮単元。所述點(diǎn)亮単元具有電感器與切換元件的串聯(lián)電路和ニ極管，所述ニ極管用于在所述切換元件的截止周期期間針對(duì)所述光源単元恢復(fù)所述電感器的存儲(chǔ)能量，并且所述控制器具有用于通過(guò)PWM信號(hào)間歇地驅(qū)動(dòng)所述切換元件的導(dǎo)通/截止操作的単元和用于在所述PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期期間通過(guò)高于所述PWM信號(hào)頻率的頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)所述切換元件的単元。當(dāng)所述PWM信號(hào)下降時(shí)，所述控制器減小特定的周期期間流過(guò)所述光源単元的負(fù)載電流的峰值。所述點(diǎn)亮単元還可以具有用于檢測(cè)流過(guò)所述光源単元的所述負(fù)載電流的檢測(cè)電路，并且所述控制器還可以具有用于設(shè)置和輸出所述負(fù)載電流的所述峰值的閾值調(diào)節(jié)單元；用于將來(lái)自所述檢測(cè)電路的輸出與來(lái)自所述閾值調(diào)節(jié)單元的輸出進(jìn)行比較的比較器；以及用于根據(jù)來(lái)自所述比較器的輸出來(lái)控制所述切換元件的導(dǎo)通周期的驅(qū)動(dòng)控制器。所述閾值調(diào)節(jié)單元可以具有電容器和充電/放電電路，所述充電/放電電路用于根據(jù)所述PWM信號(hào)對(duì)所述電容器充電/放電，并且將所述電容器的充電/放電電壓作為輸出而輸出。優(yōu)選地，所述比較器通過(guò)將來(lái)自所述檢測(cè)電路的輸出與來(lái)自所述閾值調(diào)節(jié)單元的輸出進(jìn)行疊加而獲得的疊加電壓與特定參考電壓進(jìn)行比較。所述負(fù)載電流的所述峰值減小期間的特定的周期優(yōu)選地比所述PWM信號(hào)的所述導(dǎo)通周期期間的所述切換元件的所述截止周期長(zhǎng)。當(dāng)所述PWM信號(hào)上升時(shí)，所述控制器優(yōu)選地控制所述切換元件的所述導(dǎo)通周期，以便増大特定的周期期間的所述負(fù)載電流的所述峰值。優(yōu)選地，所述點(diǎn)亮單元是升降壓斬波電路。所述控制器可以以電流臨界(critical)模式控制所述切換元件。
所述控制器以電流不連續(xù)模式控制所述切換元件。 所述控制器以電流連續(xù)模式控制所述切換元件。所述電源単元優(yōu)選地包括用于將AC電壓轉(zhuǎn)換為期望的DC電壓并且將轉(zhuǎn)換的DC電壓輸出的AC/DC轉(zhuǎn)換器單元，或者用于將DC電壓轉(zhuǎn)換為期望的DC電壓并且將轉(zhuǎn)換的DC電壓輸出的DC/DC轉(zhuǎn)換器單元。從AC/DC轉(zhuǎn)換器可以獲得來(lái)自所述電源單元的所述DC電壓，并且所述PWM信號(hào)的頻率是600Hz或600Hz的倍數(shù)。根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供ー種照明設(shè)備，包括以上描述的所述點(diǎn)亮裝置和用于至少容納所述光源単元的主體。


根據(jù)以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的目的和特征將變得明顯，其中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的第一實(shí)施例的示意性電路圖；圖2A和2B是描述照明裝置的調(diào)光操作的示圖，其中圖2A示出在PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期期間在切換元件的一個(gè)循環(huán)周期中，閾值下降周期是截止時(shí)間的大約I. 5倍的情況，而圖2B示出在PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期期間在切換元件的一個(gè)循環(huán)周期中，閾值下降周期是截止時(shí)間的大約3倍的情況；圖3是示出PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比和點(diǎn)亮裝置中的光輸出之間的相關(guān)性的示圖；圖4A至4C是示出點(diǎn)亮裝置的不同結(jié)構(gòu)的示圖，其中圖4A是當(dāng)AC/DC變換器單元應(yīng)用到電源單元時(shí)的示意性電路圖，圖4B是當(dāng)平滑電容器并聯(lián)連接到光源單元時(shí)的示意性電路圖，而圖4C是當(dāng)DC/DC變換器單元應(yīng)用到電源單元時(shí)的示意性電路圖；圖5A和5B是示出根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第二實(shí)施例的示圖，其中圖5A是調(diào)光情況下的波形圖，而圖5B是示出PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比和光輸出之間的相關(guān)性的示圖；圖6A和6B是示出根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第三實(shí)施例的示圖,其中圖6A是示意性電路圖，而圖6B是調(diào)光情況下的波形圖；圖7A和7B是用于解釋點(diǎn)亮裝置的操作的示圖，其中圖7A是當(dāng)PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比較小時(shí)的波形圖，而圖7B是當(dāng)PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比較大時(shí)的波形圖；圖8是示出PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比和點(diǎn)亮裝置中的光輸出之間的相關(guān)性的示圖；圖9A和9B是示出根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第四實(shí)施例的示圖，其中圖9A是示意性電路圖，而圖9B是調(diào)光情況下的波形圖；圖IOA和IOB是示出根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第五實(shí)施例的示圖，其中圖IOA是示意性電路圖，而圖IOB是調(diào)光情況下的波形圖；圖IlA和IlB是示出根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第六實(shí)施例的示圖，其中圖IlA是示意性電路圖，而圖IlB是調(diào)光情況下的波形圖；圖12A和12B是示出根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第七實(shí)施例的示圖，其中圖12A是示意性電路圖，而圖12B是調(diào)光情況下的波形圖；圖13A和13B是示出根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第八實(shí)施例的示圖，其中圖13A是示意性電路圖，而圖13B是調(diào)光情況下的波形圖；圖14A和14B是示出根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第九實(shí)施例的示圖，其中圖14A是示意性電路圖，而圖14B是調(diào)光情況下的波形圖；圖15A、15B和15C是示出根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第十實(shí)施例的示圖，其中圖15A是當(dāng)點(diǎn)亮單元構(gòu)成升壓斬波電路時(shí)的示意性電路圖，而圖15B是當(dāng)點(diǎn)亮單元構(gòu)成升降壓斬波電路時(shí)的示意性電路圖，而圖15C是調(diào)光情況下的波形圖；圖16A和16B是示出根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的實(shí)施例的示圖，其中圖16A是電源分離型的照明設(shè)備的示意圖，而圖16B是電源集成型的照明設(shè)備；圖17是用于LED照明模塊的常規(guī)電カ饋送組件的示意性電路圖；以及圖18A和18B是解釋用于LED照明模塊的常規(guī)電カ饋送組件的問(wèn)題的示圖，其中圖18A是調(diào)光情況下的波形圖，而圖18B是示出PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比和光輸出之間的相關(guān)性的示圖。
具體實(shí)施方式
(實(shí)施例I)在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第一實(shí)施例。如圖I中所示，本實(shí)施例包括點(diǎn)亮單元I和控制器2，該點(diǎn)亮単元I用于通過(guò)使來(lái)自DC電源(電源單元)DCl的DC電壓逐步降低而將點(diǎn)亮功率供給到光源単元3，該控制器2用于控制來(lái)自點(diǎn)亮單兀I的輸出。點(diǎn)亮單元I包括連接到DC電源DCl兩端的切換元件Q1、電感器LI和電阻器Rl的串聯(lián)電路。此外，點(diǎn)亮單元I包括ニ極管Dl以便在切換元件Ql的截止周期期間允許電感器LI的反激電流流過(guò)，并且總體上構(gòu)成降壓斬波電路。切換元件Ql具有例如η溝道型MOSFET并且根據(jù)來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路20C (之后描述)施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而執(zhí)行導(dǎo)通/截止切換。電阻器Rl通過(guò)切換元件Ql來(lái)檢測(cè)流過(guò)電感器LI的電流，因此可以檢測(cè)流過(guò)光源単元3的負(fù)載電流。電阻器Rl的高壓側(cè)的一端連接到比較器COMl (之后描述)的非反相輸入端子。即，電阻器Rl用作檢測(cè)其兩端之間電壓的檢測(cè)電路，以由此通過(guò)切換元件Ql檢測(cè)流過(guò)光源單元3的負(fù)載電流。控制器2包括驅(qū)動(dòng)控制器20和閾值調(diào)節(jié)單元21，該驅(qū)動(dòng)控制器20用于控制點(diǎn)亮単元I的切換元件Ql的驅(qū)動(dòng)，該閾值調(diào)節(jié)単元21用于調(diào)節(jié)負(fù)載電流的峰值。閾值調(diào)節(jié)單元21也用作用于通過(guò)PWM信號(hào)間歇性地驅(qū)動(dòng)切換元件Ql的導(dǎo)通/截止操作的單元。驅(qū)動(dòng)控制器20包括零電流檢測(cè)電路20Α、啟動(dòng)電路20Β和或(OR)電路ORl，該零電流檢測(cè)電路20Α用于檢測(cè)負(fù)載電流與電感器LI的次級(jí)線圈的感應(yīng)電壓的零交叉，該啟動(dòng)電路20Β用于產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)，來(lái)自零電流檢測(cè)電路20Α和啟動(dòng)電路20Β的輸出信號(hào)輸入到該或電路ORl。此外，驅(qū)動(dòng)控制器20包括RS型觸發(fā)器FFl，而來(lái)自或電路ORl的輸出信號(hào)輸入到觸發(fā)器FFl的S端子。而且，驅(qū)動(dòng)控制器20包括用于將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供到切換元件Ql的驅(qū)動(dòng)電路20C，而來(lái)自觸發(fā)器FFl的Q端子的輸出信號(hào)輸入到驅(qū)動(dòng)電路20C。另外，驅(qū)動(dòng)控制器20包括比較器COMl和反相輸入端子，該比較器COMl具有輸入檢測(cè)電壓VRl (該檢測(cè)電壓VRl是電阻器Rl的兩端之間的電壓)的非反相輸入端子，參考電壓Vthl (之后描述)輸入到該反相輸入端子。來(lái)自比較器COMl的輸出信號(hào)輸入到觸發(fā)器FFl的R端子。閾值調(diào)節(jié)單元21包括恒定電流源CSl和電容器Cl的并聯(lián)電路以及通過(guò)切換元件Q2連接到電容器Cl的高壓側(cè)的一端的恒定電壓源VSl。由低頻PWM信號(hào)對(duì)切換元件Q2的導(dǎo)通/截止操作進(jìn)行切換。而且，電容器Cl的高壓側(cè)的一端連接到比較器COMl的反相輸入端子。因此，當(dāng)切換元件Q2導(dǎo)通時(shí)，恒定電壓源VSl的恒定電壓VRefl作為參考電壓Vthl施加到比較器COMl的反相端輸入端子，并且對(duì)電容器Cl進(jìn)行充電。而且，當(dāng)切換元件Q2截止時(shí)，電容器Cl的充電電壓作為參考電壓Vthl施加到比較器COMl的反相輸入端子，并且電容器Cl由恒定電流源CSl放電。S卩，在閾值調(diào)節(jié)單元21中，恒定電壓源VS1、切換元件Q2和恒定電流源CSl構(gòu)成電容器Cl的充電/放電電路。即，來(lái)自閾值調(diào)節(jié)單元21的輸出電壓是電容器Cl的充電/放電電壓。通過(guò)串聯(lián)連接多個(gè)(在附圖中為3個(gè))發(fā)光二極管(LED) 30構(gòu)成光源単元3。而且，在該實(shí)施例中，使用3個(gè)LED30，但是可以設(shè)置一個(gè)或更多LED30。而且，相應(yīng)的LED30可以設(shè)置為并聯(lián)連接，而非串聯(lián)連接。此外，在本實(shí)施例中，在光源単元3中使用LED30，但 是也可以利用任何其它固態(tài)發(fā)光元件(例如，有機(jī)EL裝置)設(shè)置光源単元3。在下文中，將參考附圖描述本實(shí)施例的操作。首先，當(dāng)PWM信號(hào)變?yōu)楦唠娖揭赃M(jìn)入導(dǎo)通周期時(shí)，啟動(dòng)信號(hào)從啟動(dòng)電路20B輸入到或電路0R1，并且高電平設(shè)置信號(hào)從或電路ORl輸入到觸發(fā)器FFl的S端子。因此，來(lái)自觸發(fā)器FFl的Q端子的輸出信號(hào)變?yōu)楦唠娖?，并且?qū)動(dòng)信號(hào)從驅(qū)動(dòng)電路20C施加到切換元件Q1，因此切換元件Ql變?yōu)閷?dǎo)通。然后，電流流過(guò)光源単元3，電感器LI、切換元件Ql和電阻器Rl因此增大負(fù)載電流(見(jiàn)圖2A)。在此吋，PWM信號(hào)具有導(dǎo)通周期，閾值調(diào)節(jié)單元21的切換元件Q2導(dǎo)通，并且恒定電壓源VSl的恒定電壓VRefl作為參考電壓Vthl輸入到比較器COMl的反相輸入端子。由于負(fù)載電流増大，所以電阻器Rl兩端之間的電壓(即檢測(cè)電壓VRl)増大。而且，當(dāng)檢測(cè)電壓VRl達(dá)到參考電壓Vthl時(shí)，來(lái)自比較器COMl的輸出信號(hào)反相，并且高電平復(fù)位信號(hào)輸入到觸發(fā)器FFl的R端子。因此，來(lái)自觸發(fā)器FFl的Q端子的輸出信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，并且?lái)自驅(qū)動(dòng)電路20C的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)切換元件Ql的供給停止，因此切換元件Ql變?yōu)榻刂埂．?dāng)切換元件Ql截止時(shí)，反激電流通過(guò)電感器LI的存儲(chǔ)能量而沿著ニ極管Dl、光源単元3和電感器LI的閉合路徑流過(guò)。負(fù)載電流，即流過(guò)電感器LI的電流逐漸減小最終為零(見(jiàn)圖2A)。當(dāng)流過(guò)電感器LI的電流達(dá)到零并且電流由電感器LI的動(dòng)作反相時(shí)，在切換元件Ql中充電的電荷通過(guò)諸如ニ極管Dl等元件的寄生電容放電，并且切換元件Ql的漏極和源極之間的電壓降低。因此，施加到電感器LI的電壓反相，并且因此零電流檢測(cè)電路20A利用電感器LI的次級(jí)線圈感應(yīng)的電壓檢測(cè)到相應(yīng)的反相。當(dāng)零電流檢測(cè)電路20A檢測(cè)到施加到電感器LI的電壓反相，即流過(guò)電感器LI的電流的零交叉時(shí)，其將高信號(hào)輸入或電路ORl。因此，高電平設(shè)置信號(hào)從或電路ORl輸入觸發(fā)器FFl的S端子。因此，來(lái)自觸發(fā)器FFl的Q端子的輸出信號(hào)變?yōu)楦唠娖剑⑶因?qū)動(dòng)信號(hào)從驅(qū)動(dòng)電路20C施加到切換元件Ql，因此切換元件Ql變?yōu)閷?dǎo)通。通過(guò)重復(fù)地執(zhí)行這些連續(xù)的操作，控制器2的驅(qū)動(dòng)控制器20以電流臨界模式控制切換元件Q1。而且，當(dāng)負(fù)載電流流過(guò)光源単元3時(shí)，光源單元3的相應(yīng)的LED30導(dǎo)通。然后，當(dāng)PWM信號(hào)具有將要變換為截止周期的低電平時(shí)，切換元件Q2變?yōu)榻刂?，并且因此，電容器Cl的充電電壓作為參考電壓Vthl而施加到比較器COMl的反相輸入端子。此時(shí)，電容器Cl由恒定電流源CSl放電，充電電壓線性地減小。因此，如圖2A中的虛線所示，參考電壓Vthl也線性地減小。在下文中，其間參考電壓Vthl達(dá)到零的時(shí)間周期將被稱(chēng)為‘閾值下降周期TD1’。在閾值下降周期TDl期間，通過(guò)使用逐漸減小為閾值的參考電壓Vthl而控制切換元件Ql的導(dǎo)通/截止操作。即，如圖2A中的虛線所示，在閾值下降周期TDl期間，負(fù)載電流的峰值Ithl線性地減小，并且切換元件Ql的一個(gè)循環(huán)周期的導(dǎo)通周期根據(jù)峰值Ithl的減小也減小。換句話說(shuō)，當(dāng)PWM信號(hào)下降時(shí)，控制器2控制將要在特定的時(shí)間周期中減小的負(fù)載電流的峰值Ithl，負(fù)載電流流過(guò)光源単元3。因此，如圖2A中所示，與閾值下降周期TDl期間的PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期相比，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的循環(huán)周期縮短。此外，當(dāng)參考電壓Vthl達(dá)到零吋，由于高電平復(fù)位信號(hào)一致地輸入觸發(fā)器FFl的R端子，從驅(qū)動(dòng)電路20C到切換元件Ql的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的供給停止,并且切換元件Ql保持在截止?fàn)顟B(tài)。因此，直到PWM信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通周期為止，負(fù)載電流不流到光源単元3，因此，電源 單元30的相應(yīng)的LED30截止。在本實(shí)施例中，通過(guò)重復(fù)地執(zhí)行前述的連續(xù)操作，光源単元3通過(guò)所謂的脈沖調(diào)光(切換元件Ql的導(dǎo)通/截止操作由低頻PWM信號(hào)而改變)來(lái)調(diào)光。即，如圖2A中所示，控制器2間歇地驅(qū)動(dòng)切換元件Ql的導(dǎo)通/截止操作以控制光源単元3的調(diào)光，并且通過(guò)高于PWM信號(hào)的頻率的頻率驅(qū)動(dòng)切換元件Ql。因此，在本實(shí)施例中，通過(guò)改變PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比，可以改變光源単元3的相應(yīng)的LED30的導(dǎo)通時(shí)間與截止時(shí)間之間的比例，并且可以執(zhí)行對(duì)光源単元3的調(diào)光。在這里，如圖2A中的虛線所示，當(dāng)掃描PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比時(shí)，參考電壓Vthl如單點(diǎn)虛線所示而線性地減小。因此，負(fù)載電流的峰值Ithi如同一附圖中的單點(diǎn)虛線所示也線性地減小。即，當(dāng)比較同一附圖中的實(shí)線和單點(diǎn)虛線時(shí)，可以看出閾值下降周期TDl中的負(fù)載電流的峰值Ithl根據(jù)PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比的連續(xù)改變而連續(xù)地改變。如以上描述,在本實(shí)施例中，由于負(fù)載電流，即來(lái)自光源單兀3的光輸出根據(jù)PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比的連續(xù)改變而連續(xù)地改變，當(dāng)掃描PWM信號(hào)時(shí)，可以平穩(wěn)地使光源単元3的光輸出改變。更具體地，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)光源単元3以低光通量調(diào)光時(shí)，由于來(lái)自光源単元3的光輸出的改變比例増大，所以顯著地看到改變。然而，在本實(shí)施例中，即使當(dāng)光源単元3以低光通量調(diào)光時(shí)，可以平穩(wěn)地使光源単元3的光輸出改變。此外，在通過(guò)諸如攝像機(jī)等不同成像設(shè)備觀察光源単元3的情況下，即使當(dāng)PWM信號(hào)的頻率増大到特定值或更高值以防止觀察到由成像設(shè)備頻率的干涉所導(dǎo)致的閃爍，可以平穩(wěn)地使來(lái)自光源単元3的光輸出改變。因此，不需要使切換元件Ql的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有高頻。另外，在圖2A中示出的調(diào)光中，閾值下降周期TDl是PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期期間的切換元件Ql的一個(gè)循環(huán)周期中的截止時(shí)間Tl的大約I. 5倍。這是由于，如果閾值下降周期TDl比截止時(shí)間Tl短時(shí)，在閾值下降周期TDl期間不產(chǎn)生負(fù)載電流的三角波脈沖，從而不改變來(lái)自光源単元3的光輸出。因此，在本實(shí)施例中，閾值下降周期TDl設(shè)置為比截止時(shí)間Tl長(zhǎng)。而且，通過(guò)改變閾值調(diào)節(jié)單元21中的電容器Cl的電容值或恒定電流源CSl的電流值可以改變閾值下降周期TD1。此外，如圖2B中所示，與閾值下降周期TDl為截止時(shí)間Tl的大約I. 5倍的情況相比，閾值下降周期TDl設(shè)置為截止時(shí)間Tl的大約3倍，以平穩(wěn)地改變來(lái)自電流單元3的光輸出(見(jiàn)圖3)。這是因?yàn)?，如在圖2B中所示，由于閾值下降周期TDl期間，負(fù)載電流的三角波脈沖的數(shù)量増加，所以當(dāng)掃描PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比吋，負(fù)載電流的改變接近線性。此外，在本實(shí)施例中，DC電源DCl用作電源單元，但是如在圖4A中所示，電源單元可以配置有AC電源ACl、AC/DC轉(zhuǎn)換器單元4和平滑電容器CO，該AC/DC轉(zhuǎn)換器單元4用于將來(lái)自AC電源ACl的AC電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓并且將其輸出。同時(shí)，如圖4C中所示，電源單元可以配置有DC電源DCl和DC/DC轉(zhuǎn)換器單元，該DC/DC轉(zhuǎn)換器單元用于將來(lái)自DC電源DCl的DC電壓轉(zhuǎn)換為期望的DC電壓并且將其輸出。在兩者中的任ー情況中，均可以獲得同樣的效果。在這里，當(dāng)具有50Hz或60Hz的電カ頻率的商業(yè)電源用作AC電源ACl時(shí)，由AC/DC轉(zhuǎn)換器単元4的設(shè)計(jì)或平滑電容器CO的容量所致，在平滑電容器CO的兩端之間的電壓處產(chǎn)生IOOHz或120Hz的紋波。那么，存在這種可能性，其中，根據(jù)PWM信號(hào)的頻率，由對(duì)應(yīng)紋波的干渉所致，負(fù)載電流的低頻改變，且來(lái)自光源単元3的光輸出閃爍。為了避免這一點(diǎn)，當(dāng)通過(guò)使用商業(yè)電源和AC/UC轉(zhuǎn)換器単元4而配置光源單元時(shí)，優(yōu)選地將PWM信號(hào)的頻率 設(shè)置為600Hz或600Hz的倍數(shù)。因此，來(lái)自光源単元3的光輸出實(shí)質(zhì)上是均勻的，并且可以抑制由紋波干涉導(dǎo)致的閃爍。此外，如圖4B中所示，在點(diǎn)亮單元I中，平滑電容器C2可以設(shè)置為與光源単元3并聯(lián)連接。在這種情況下，由于流過(guò)光源単元3的負(fù)載電流的紋波可以減少成較小，所以來(lái)自光源單兀3的光輸出可以平穩(wěn)地改變。在根據(jù)本實(shí)施例的點(diǎn)亮單元I中，切換元件Ql設(shè)置在DC電源DCl的低壓側(cè)，但是切換元件Ql也可以設(shè)置在DC電源DCl的高壓側(cè)以便配置點(diǎn)亮單元I。(實(shí)施例2)在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第二實(shí)施例。由于本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)相同，所以將相同的附圖標(biāo)記用于共同的部分，并且將省略其說(shuō)明。如圖5A中所示，與第一實(shí)施例相比，本實(shí)施例的特征為切換元件Ql的導(dǎo)通占空比較大。在下文中將描述原因。在第一實(shí)施例中，電流流過(guò)切換元件Ql的時(shí)間的改變由以下等式表示
E-VId =- 等式 I
I ,在以上的等式I中，‘Id’是流過(guò)切換元件Ql的電流，‘E’是來(lái)自DC電源DCl的DC電壓，‘V’是光源単元3的負(fù)載電壓，iV是電感器LI的電感，并且‘t’是經(jīng)過(guò)時(shí)間(lapsetime) ο并且,切換元件Ql的導(dǎo)通啟動(dòng)時(shí)間設(shè)置為‘t = O’。在這里，當(dāng)切換元件Ql導(dǎo)通時(shí)流過(guò)電感器LI的電流(即負(fù)載電流)與由等式I表達(dá)的流過(guò)切換元件Ql的電流相同。同時(shí)，當(dāng)切換元件Ql截止時(shí)流過(guò)電感器LI的電流(即負(fù)載電流)隨時(shí)間的改變由等式2表示如下IL —--( — T2) +/決1 等式 2在以上的等式2中，‘IL’是當(dāng)切換元件Ql截止時(shí)流過(guò)電感器LI的電流，而‘Τ2’是在PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期期間的切換元件Ql的一個(gè)循環(huán)周期中的導(dǎo)通時(shí)間。因此，根據(jù)等式I和等式2，切換元件Ql的截止時(shí)間Tl和導(dǎo)通時(shí)間Τ2由等式3和等式4表示，如下所示
Tl = ·ItM等式 3T2 = 士^IM等式 4根據(jù)等式3和等式4，切換元件Ql的導(dǎo)通占空比由等式5表示如下
Tl VDon =-= _等式 5
Tl+ Tl E在以上的等式5中，‘Don’表示切換元件Ql的導(dǎo)通占空比。因此，可以看到切換元件Ql的導(dǎo)通占空比由來(lái)自DC電源DCl的DC電壓和光源單元3的負(fù)載電壓確定。
在這里，考慮到來(lái)自光源単元3的光輸出的調(diào)光操作的穩(wěn)定性或者調(diào)光精確性，優(yōu)選切換兀件Q2的導(dǎo)通時(shí)間T2的改變量大于PWM信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間的改變量。而且，由于閾值下降周期TDl期間產(chǎn)生的負(fù)載電流的最近三角波脈沖等于負(fù)載電流的最小分辨率，即來(lái)自光源單元3的光輸出，所以由于對(duì)應(yīng)的三角波脈沖較小，來(lái)自光源單元3的光輸出可以平穩(wěn)地改變。當(dāng)PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期期間的切換元件Ql的負(fù)載電流的峰值Ithl和驅(qū)動(dòng)頻率均勻時(shí)，由于切換元件Ql的導(dǎo)通占空比較大，所述對(duì)應(yīng)的三角波脈沖較小。因此，通過(guò)增大切換元件Ql的導(dǎo)通占空比，可以更平穩(wěn)地改變來(lái)自光源単元3的光輸出。在下文中，將參考圖5B描述當(dāng)切換元件Ql的導(dǎo)通占空比改變時(shí)的來(lái)自光源單元3的光輸出的改變。在圖5B中，‘K’是表示為‘K = I/Don’的整數(shù)。在圖5B中，由實(shí)線表示PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比與現(xiàn)有技術(shù)示例中的光輸出之間的相關(guān)性，并且在該情況下，K假設(shè)為10(K=10)。此外，由虛線表示在第一實(shí)施例中的‘TD1/T1 = I. 5’情況下的PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比與光輸出之間的相關(guān)性，并且在相應(yīng)的情況下，如在現(xiàn)有技術(shù)示例中那樣，K = 10。此外，由虛線表示在本實(shí)施例中的‘TD1/T1 = I. 5’情況下的PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比與光輸出之間的相關(guān)性，并且在相應(yīng)的情況下，K假設(shè)為2(Κ = 2)。因此，如在圖5Β中標(biāo)注，由于‘Κ’較小，即，由于切換元件Ql的導(dǎo)通占空比較大，所以來(lái)自光源単元3的光輸出可以更平穩(wěn)地(線性地)改變。就這點(diǎn)而言，在實(shí)際的操作中，考慮到來(lái)自光源単元3的光輸出的調(diào)光操作的穩(wěn)定性和調(diào)光精確性，DC電源DCl的DC電壓優(yōu)選等于或小于光源単元3的負(fù)載電壓的5倍。而且，DC電源DCl的DC電壓的下限需要至少大于光源単元3的負(fù)載電壓，即K大于I (K >I)，以便通過(guò)點(diǎn)亮単元I確保斬波操作。更優(yōu)選地，考慮負(fù)載電壓根據(jù)光源単元3的相應(yīng)的LED30的溫度特性的改變，K需要等于或大于I. 2 (K彡I. 2)。(實(shí)施例3)在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第三實(shí)施例。由于本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)相同，所以將相同的附圖標(biāo)記用于共同的部分，并且將省略其說(shuō)明。如圖6Α和6Β中所示，本實(shí)施例的特征為在閾值調(diào)節(jié)單元21中代替恒定電壓源VSl而設(shè)置恒定電流源CS2，因此當(dāng)PWM信號(hào)升高時(shí)線性地增大負(fù)載電流的峰值Ithl。在下文中，將參考附圖描述當(dāng)PWM信號(hào)升高時(shí)的操作。在第一實(shí)施例中，在PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期期間，恒定電壓源VSl的恒定電壓VRefl作為參考電壓Vthl而輸入比較器COMl的反相輸入端子,但是在本實(shí)施例中，替代地輸入電容器Cl的充電電壓。首先，當(dāng)PWM信號(hào)升高吋，切換元件Q2變?yōu)閷?dǎo)通，并且由從恒定電流源CS2流出的恒定電流與從恒定電流源CSl流出的恒定電流之間的差對(duì)電容器Cl充電。因此，由于電容器Cl的充電電壓線性地増大，所以參考電壓Vthl也如圖6B中虛線所示的那樣線性地增大。直到參考電壓Vthl達(dá)到恒定電壓VRefl的持續(xù)時(shí)間稱(chēng)為‘閾值上升周期TU1’。在閾值上升周期TUl期間，通過(guò)將逐漸增大的參考電壓Vthl用作閾值而控制切換元件Ql的導(dǎo)
通/截止操作。 參考電壓Vthl達(dá)到恒定電壓VRefl之后的操作與第一實(shí)施例的操作相同。而且，閾值上升周期TUl期間的參考電壓Vthl的傾斜由電容器Cl的充電電流，即由從恒定電流源CS2流出的恒定電流與從恒定電流源CSl流出的恒定電流之間的差來(lái)確定。在這里，當(dāng)P麗信號(hào)的導(dǎo)通占空比較小(接近0%)時(shí)，在由圖7A中虛線所示的閾值上升周期TUl期間，參考電壓Vthl達(dá)不到恒定電壓Vrefl。因此，閾值上升周期TUl期間的負(fù)載電流的峰值Ithl根據(jù)PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比的連續(xù)改變而連續(xù)地改變。出于該原因，當(dāng)PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比接近0%吋，負(fù)載電流的峰值Ithl連續(xù)地減小到零。此外，當(dāng)PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比較大(接近100%)時(shí)，在由圖7B中虛線所示的閾值下降周期TDl和閾值上升周期TUl期間，參考電壓Vthl達(dá)不到零。因此，當(dāng)PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比接近100%吋，負(fù)載電流的峰值Ithl連續(xù)地増大，直到來(lái)自光源3的光輸出最大化。在下文中，將參考圖8描述當(dāng)切換元件Ql的導(dǎo)通占空比改變時(shí)的來(lái)自光源單元3的光輸出的改變。在圖8中，由虛線表示第二實(shí)施例中‘K = 2’情況下的PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比與光輸出之間的相關(guān)性。此外，在圖8中，由虛線表示在前述條件下，考慮閾值上升周期TUl情況下(即，在采用本實(shí)施例的情況下)的PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比與光輸出之間的相關(guān)性。如從圖8可以看到，由于設(shè)置閾值上升周期TUl，所以可以平穩(wěn)地從幾乎零到最大輸出而改變來(lái)自光源単元3的光輸出。更具體地，通過(guò)將閾值上升周期TUl和閾值下降周期TDl設(shè)置成使它們幾乎相等，PWM信號(hào)的導(dǎo)通占空比與來(lái)自光源単元3的光輸出具有幾乎成比例的關(guān)系(這是優(yōu)選的)。(實(shí)施例4)在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第四實(shí)施例。由于本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)相同，所以將相同的附圖標(biāo)記用于共同的部分，并且將省略其說(shuō)明。如圖9A和9B中所示，本實(shí)施例的特征為恒定電壓VRefl輸入驅(qū)動(dòng)控制器20的比較器COMl的反相輸入端子，并且在PWM信號(hào)的截止周期期間增大疊加的電壓Vl (之后描述)，由此減小負(fù)載電流的峰值Ithl。在閾值調(diào)節(jié)單元21中，恒定電流源CSl和電容器Cl串聯(lián)連接，并且電容器Cl和切換元件Q2并聯(lián)連接。因此，在PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期期間將電容器Cl放電，并且在PWM信號(hào)的截止周期期間由來(lái)自恒定電流源CSl的恒定電流進(jìn)行充電。此外，電阻器R3串聯(lián)連接到電容器Cl，并且電阻器R2串聯(lián)連接到點(diǎn)亮單元I的電阻器R1。而且，電阻器R2和R3的連接點(diǎn)連接到比較器COMl的非反相輸入端子。因此，充電電壓Vl和電容器Cl的充電電壓輸入到比較器COMl的非反相輸入端子，其中充電電壓Vl是通過(guò)分別將電阻器R2和R3中確定的系數(shù)與檢測(cè)電壓VRl (電阻器Rl兩端之間的電壓)相乘而獲得的電壓的和。
在下文中，將參考圖9B描述本實(shí)施例的操作。在PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期期間，切換元件Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此不對(duì)電容器Cl充電。因此，由于僅基于檢測(cè)電壓VRl的疊加電壓Vl輸入比較器COMl的非反相輸入端子，所以切換元件Ql重復(fù)且周期性地導(dǎo)通和截止，并且負(fù)載電流的峰值Ithl變均勻。此外，當(dāng)PWM信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂怪芷趨?，切換元件Q2變?yōu)榻刂?，因此電容器C12開(kāi)始被充電。因此，基于檢測(cè)電壓VRl和電容器Cl的充電電壓的疊加電壓Vl輸入比較器COMl的非反相輸入端子。在這里，如圖9B中的單點(diǎn)虛線所示，電容器Cl的充電電壓隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而線性地増大，從而最終高于參考電壓VRefl。出于該原因，在PWM信號(hào)的截止周期期間，由于疊加電壓Vl逐漸地増大，所以切換元件Ql的循環(huán)周期逐漸地縮短并且負(fù)載電流的峰值Ithl線性地減小。即，在PWM信號(hào)的截止周期期間，如在第一實(shí)施例中，可以設(shè)置閾值下降周期TDl。如以上所述，在本實(shí)施例中，如在第一實(shí)施例中，可以設(shè)置閾值下降周期TD1，因此，可以獲得與第一實(shí)施例的效果相同的效果。 在這里，可以考慮通過(guò)使用諸如ON Semiconductor的MC33262或ST微電子公司的L6562等通用的PFC (功率因數(shù)校正)控制IC來(lái)配置控制器2以便消除諧頻。由于通用PFC控制IC中具有參考電壓源，在第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，可以變化地控制參考電壓Vthl，從而因此可以變化地控制負(fù)載電流的峰值Ithl。同時(shí)，在該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，即使當(dāng)使用總體PFC控制IC(global PFC control IC)時(shí)，可以變化地控制負(fù)載電流的峰值Ithl，由此可以減少構(gòu)成控制器2的部件的數(shù)量。(實(shí)施例5)在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第五實(shí)施例。由于本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)與第四實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)相同，所以將相同的附圖標(biāo)記用于共同的部分，并且將省略其說(shuō)明。如圖10A中所示，本實(shí)施例的特征為在閾值調(diào)節(jié)單元21中設(shè)置替代恒定電流源CSl的電阻器R4和恒定電壓源VSl的串聯(lián)電路。在第四實(shí)施例中，在PWM信號(hào)的截止周期期間，電容器Cl的充電電壓通過(guò)恒定電流源CSl的恒定電流線性地増大。同時(shí)，在本實(shí)施例中，由于電阻器R4和電容器Cl構(gòu)成積分器電路，所有電容器Cl的充電電壓如10B中所示指數(shù)地増大。因此，在閾值下降周期TDl期間，負(fù)載電流的峰值Ithl也呈指數(shù)地減小。如以上所述，在本實(shí)施例中，由于在沒(méi)有恒定電流CSl的情況下使用恒定電壓源CSl和電阻器R4，所以可以獲得與第四實(shí)施例的效果相同的效果。(實(shí)施例6)
在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第六實(shí)施例。在這里，本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)與第五實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)相同，所以將相同的附圖標(biāo)記用于共同的部分，并且將省略其說(shuō)明。如圖IlA中所示，本實(shí)施例的特征為電阻器R5串聯(lián)連接到閾值調(diào)節(jié)單元21中的切換元件Q2。在第五實(shí)施例中，當(dāng)PWM信號(hào)從截止周期變換到導(dǎo)通周期時(shí)，切換元件Q2變?yōu)閷?dǎo)通并且被短接，疊加電壓Vl幾乎立即變?yōu)榱?。同時(shí)，在本實(shí)施例中，由于電阻器R5和電容器Cl構(gòu)成積分器電路，所以電容器Cl被放電，并且充電電壓指數(shù)地減小，因此，如圖IIB中所示，當(dāng)PWM信號(hào)從截止周期變換到導(dǎo)通周期時(shí)，疊加電壓Vl也指數(shù)地減小。因此，當(dāng)PWM信號(hào)從截止周期變換到導(dǎo)通周期吋，負(fù)載電流的峰值Ithl線性地増大。S卩，在PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期期間，同樣如第三實(shí)施例，可以設(shè)置閾值上升周期TU1。如以上所述，在本實(shí)施例中，由于在不具有恒定電流源CSl的情況下使用恒定電壓源VSl和電阻器R4和R5，所以可以獲得與第三和第四實(shí)施例的效果相同的效果。(實(shí)施例7)在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第七實(shí)施例。由于本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)相同，所以將相同的附圖標(biāo)記用于共同的部分，并且將省略其說(shuō)明。如圖12A中所示，本實(shí)施例的特征為用于輸出具有特定循環(huán)周期的振蕩信號(hào)的振蕩器20D (代替電感器LI的次級(jí)線圈)連接到驅(qū)動(dòng)控制器20的零電流檢測(cè)電路20A。根據(jù)從振蕩器20D施加的振蕩信號(hào)的循環(huán)周期，零電流檢測(cè)電路20A將高信號(hào)周期性地輸入或電路0R1。即，在本實(shí)施例中，僅變化地控制切換元件Ql的導(dǎo)通時(shí)間，并且在不檢測(cè)負(fù)載電流的零交叉的情況下，周期性地驅(qū)動(dòng)切換元件Q1。因此，在本實(shí)施例中，如圖 12B中所示，以負(fù)載電流間歇地流過(guò)的所謂的電流不連續(xù)模式控制切換元件Q1。如以上所述，在本實(shí)施例中，以電流不連續(xù)模式控制切換元件Ql，但是不同于第一實(shí)施例，可以獲得與第一實(shí)施例的效果相同的效果。而且，在本實(shí)施例中，振蕩器20D的振蕩信號(hào)輸入零電流檢測(cè)電路20A，但是零電流檢測(cè)電路20A不是必需的，并且例如可以代替地配置通用PWM信號(hào)控制1C。即，高信號(hào)周期性地輸入或電路ORl的結(jié)構(gòu)是令人期望的。(實(shí)施例8)在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第八實(shí)施例。由于本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)相同，所以將相同的附圖標(biāo)記用于共同的部分，并且將省略其說(shuō)明。如圖13A中所示，本實(shí)施例的特征為代替電感器LI的次級(jí)線圈的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器20E連接到驅(qū)動(dòng)控制器20的零電流檢測(cè)電路20A。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器20E連接到驅(qū)動(dòng)電路20C，并且在來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路20C的驅(qū)動(dòng)信號(hào)變?yōu)榈碗娖街?，在?jīng)過(guò)特定的時(shí)間周期之后，信號(hào)輸入零電流檢測(cè)電路20A。當(dāng)信號(hào)從單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器20E輸入時(shí)，零電流檢測(cè)電路20A將高信號(hào)輸入或電路ORl。S卩，在本實(shí)施例中，使切換元件Ql的截止時(shí)間成恒定，并且在不檢測(cè)負(fù)載電流的零交叉的情況下，僅變化地控制切換元件Ql的導(dǎo)通時(shí)間。因此,在本實(shí)施例中，如圖13B中所示，以負(fù)載電流連續(xù)地流過(guò)而不中途切斷的所謂的電流連續(xù)模式來(lái)控制切換元件Q1。如以上描述，在本實(shí)施例中，不同于第一實(shí)施例，以電流連續(xù)模式控制切換元件Q1，但是可以獲得與第一實(shí)施例的效果相同的效果。而且，在本實(shí)施例中，雖然來(lái)自單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器20E的信號(hào)輸入零電流檢測(cè)電路20A，但是零電流檢測(cè)電路20A不是必需的。即，在切換元件Ql變?yōu)榻刂怪?，在?jīng)過(guò)特定的時(shí)間之后，高信號(hào)輸入或電路ORl的結(jié)構(gòu)是令人期望的。(實(shí)施例9)在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第九實(shí)施例。由于本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)相同，所以將相同的附圖標(biāo)記用于共同的部分，并且將省略其說(shuō)明。如圖14A和14B中所示，本實(shí)施例的特征為，在零電流檢測(cè)電路20A中，根據(jù)負(fù)載電流的第一峰值Ithl和第二峰值Ith2而控制切換元件Q1，代替檢測(cè)負(fù)載電流的零交叉。
驅(qū)動(dòng)控制器20包括其中檢測(cè)電壓VRl輸入反相輸入端子的比較器COM2，并且參考電壓Vthl通過(guò)衰減器20F而輸入非反相輸入端子。而且，衰減器20F將參考電壓Vthl衰減Kl倍(Kl < I)。比較器COM2的輸出端子連接到零電流檢測(cè)電路20A。在本實(shí)施例中，由比較器COMl和COM2分別設(shè)置負(fù)載電流的第一峰值Ithl和第二峰值Ith2。即，對(duì)于比較器C0M1，如在第一實(shí)施例中，來(lái)自閾值調(diào)節(jié)單元21中的恒定電壓源VSl的恒定電壓或來(lái)自閾值調(diào)節(jié)單元21中的電容器Cl的充電電壓作為參考電壓Vthl而輸入反相輸入端子。因此，驅(qū)動(dòng)控制器20通過(guò)將負(fù)載電流的第一峰值Ithl用作上限值來(lái)控制切換兀件Ql。同時(shí)，對(duì)于比較器COM2，如以上提及地，來(lái)自閾值調(diào)節(jié)單元21中的恒定電壓源VSl的恒定電壓或來(lái)自閾值調(diào)節(jié)單元21中的電容器Cl的充電電壓由衰減器20F衰減，并且然 后輸入到非反相輸入端子。因此，在比較器COM2中，當(dāng)檢測(cè)電壓VRl低于非反相輸入端子的輸入電壓時(shí)，高信號(hào)輸出到零電流檢測(cè)電路20A。當(dāng)高信號(hào)從比較器COM2輸入時(shí)，零電流檢測(cè)電路20A將高信號(hào)輸入或電路ORl。因此，驅(qū)動(dòng)控制器20通過(guò)將負(fù)載電流的第二峰值Ith2用作下限值來(lái)控制切換元件Ql。如以上所述，在本實(shí)施例中，根據(jù)負(fù)載電流的第一峰值Ithl和第二峰值Ith2來(lái)控制切換元件Q1，因此以如第八實(shí)施例中的電流連續(xù)模式進(jìn)行控制。因此，在本實(shí)施例中，也可以獲得與第一實(shí)施例的效果相同的效果。此外，在本實(shí)施例中，通過(guò)增大衰減器20F的衰減因數(shù)可以以臨界電流模式控制切換元件Ql以使負(fù)載電流的第二峰值Ith2接近于零。此外，在本實(shí)施例中，將信號(hào)從零電流檢測(cè)電路20輸入或電路ORl，但是零電流檢測(cè)電路20A不是必需的。即，可以配置為當(dāng)來(lái)自比較器COM2的輸出信號(hào)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，高信號(hào)可以輸入到或電路ORl。(實(shí)施例10)在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)亮裝置的第十實(shí)施例。由于本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)相同，所以將相同的附圖標(biāo)記用于共同的部分，并且將省略其說(shuō)明。如圖15A中所示，本實(shí)施例的特征為，點(diǎn)亮單元I配置為升壓斬波電路。此夕卜，為了減少負(fù)載電流的紋波，平滑電容器C2并聯(lián)連接到光源単元3。如圖15C中所示，當(dāng)點(diǎn)亮單元I配置為升壓斬波電路時(shí),在切換元件Ql的截止周期期間，與負(fù)載電流相等的電流流過(guò)ニ極管D1。而且，在本實(shí)施例中，由于如第一實(shí)施例中那樣設(shè)置閾值下降周期TD1，所以可以獲得與第一實(shí)施例的效果相同的效果。另外，如圖15B中所示，點(diǎn)亮單元I可以配置為升降壓斬波電路。為了減小負(fù)載電流的紋波，平滑電容器C2并聯(lián)連接到光源単元3。此外，在該情況下，如圖15C中所示，在切換元件Ql的截止周期期間，電流流過(guò)ニ極管Dl以便獲得與第一實(shí)施例的效果相同的效果。在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的實(shí)施例。此外，在以下說(shuō)明中將圖16A中的上升和下降方向稱(chēng)為垂直方向。而且，在本實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中任何ー個(gè)的點(diǎn)亮裝置可以用作點(diǎn)亮裝置Al。如圖16A中所示，該實(shí)施例是其中電源單元和點(diǎn)亮裝置Al設(shè)置為與光源単元3分離的電源分離型照明設(shè)備，并且用于容納光源単元3的主體5設(shè)置為隱藏在天花板8中。主體5由諸如招雙鑄型(aluminum dicast)等金屬材料制成,并且有著具有底部(該底部具有開(kāi)ロ)的圓柱形形狀。包括多個(gè)(在附圖中為3個(gè))LED30的光源単元3和在其上安裝相應(yīng)的LED30的基板31設(shè)置在主體5內(nèi)的天花板部分之下。而且，相應(yīng)的LED30設(shè)置為光照射方向面向下以便通過(guò)主體5的底部將光照射到外部空間。而且，光傳輸板6設(shè)置在主體5底部的開(kāi)口上以便將來(lái)自相應(yīng)的LED30的光發(fā)散。點(diǎn)亮裝置Al設(shè)置在與天花板8的后表面上的主體5的位置不同的位置上，并且點(diǎn)亮裝置Al和光源単元3通過(guò)連接器70而由引線7連接。使用前述實(shí)施例中任何ー個(gè)的點(diǎn)亮裝置Al的如以上描述的本實(shí)施例可以獲得與前述實(shí)施例中任何一個(gè)的效果相同的效果。此外，如圖16B中所示，本實(shí)施例可以設(shè)置具有電源集成型照明設(shè)備(其中點(diǎn)亮裝置Al與光源単元3—起安裝在主體5中)。在該結(jié)構(gòu)中，由鋁板或銅板形成的散熱板50可以設(shè)置為與基板31的后表面上的主體5接觸。因此，從相應(yīng)的LED30產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)散熱板50和主體5釋放到外部。此外，前述第一至第十實(shí)施例和相應(yīng)的附圖的電路可以適當(dāng)?shù)亟M合使用。例如，圖4A中的AC-DC轉(zhuǎn)換器可以應(yīng)用到第一實(shí)施例的點(diǎn)亮裝置上，而第十實(shí)施例的升壓斬波電路或升降壓斬波電路可以應(yīng)用到第一實(shí)施例的點(diǎn)亮裝置上。 根據(jù)本發(fā)明，可以在不使切換元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有高頻的情況下，通過(guò)掃描PWM信號(hào)而平穩(wěn)地改變來(lái)自光源單兀的光輸出。雖然已經(jīng)針對(duì)實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解在不脫離如以下權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變和改型。
權(quán)利要求
1.一種點(diǎn)亮裝置，包括 點(diǎn)亮單元，所述點(diǎn)亮単元用于通過(guò)將來(lái)自電源単元的DC電壓用作輸入而將點(diǎn)亮功率供給到光源単元，所述光源単元包括ー個(gè)或多個(gè)固態(tài)發(fā)光元件；以及 控制器，所述控制器用于控制所述點(diǎn)亮単元， 其中，所述點(diǎn)亮単元包括電感器與切換元件的串聯(lián)電路和ニ極管，所述ニ極管用于在所述切換元件的截止周期期間針對(duì)所述光源単元恢復(fù)所述電感器的存儲(chǔ)能量，并且 所述控制器包括用于通過(guò)PWM信號(hào)間歇地驅(qū)動(dòng)所述切換元件的導(dǎo)通/截止操作的単元和用于在所述PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期期間通過(guò)高于所述PWM信號(hào)頻率的頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)所述切換元件的単元，并且當(dāng)所述PWM信號(hào)下降吋，所述控制器減小特定周期期間流過(guò)所述光源單元的負(fù)載電流的峰值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的點(diǎn)亮裝置，其中，所述點(diǎn)亮單元還包括用于檢測(cè)流過(guò)所述光源単元的所述負(fù)載電流的檢測(cè)電路，并且 所述控制器還包括用于設(shè)置和輸出所述負(fù)載電流的所述峰值的閾值調(diào)節(jié)單元；用于將來(lái)自所述檢測(cè)電路的輸出與來(lái)自所述閾值調(diào)節(jié)單元的輸出進(jìn)行比較的比較器；以及用于根據(jù)來(lái)自所述比較器的輸出來(lái)控制所述切換元件的導(dǎo)通周期的驅(qū)動(dòng)控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的點(diǎn)亮裝置，其中，所述閾值調(diào)節(jié)單元具有電容器和充電/放電電路，所述充電/放電電路用于根據(jù)所述PWM信號(hào)對(duì)所述電容器進(jìn)行充電或放電，并且將所述電容器的充電/放電電壓作為輸出而輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的點(diǎn)亮裝置，其中，所述比較器將通過(guò)由來(lái)自所述檢測(cè)電路的輸出與來(lái)自所述閾值調(diào)節(jié)單元的輸出進(jìn)行疊加而獲得的疊加電壓與特定參考電壓進(jìn)行比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的點(diǎn)亮裝置，其中，其間所述負(fù)載電流的所述峰值減小的所述特定周期比所述PWM信號(hào)的所述導(dǎo)通周期期間的所述切換元件的所述截止周期長(zhǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的點(diǎn)亮裝置，其中，當(dāng)所述PWM信號(hào)上升時(shí)，所述控制器控制所述切換元件的所述導(dǎo)通周期以便増大特定周期期間的所述負(fù)載電流的所述峰值。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的點(diǎn)亮裝置，其中，所述點(diǎn)亮単元是降壓斬波電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的點(diǎn)亮裝置，其中，所述控制器以電流臨界模式控制所述切換元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的點(diǎn)亮裝置，其中，所述控制器以電流不連續(xù)模式控制所述切換元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的點(diǎn)亮裝置，其中，所述控制器以電流連續(xù)模式控制所述切換元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的點(diǎn)亮裝置，其中，所述電源単元包括AC/DC轉(zhuǎn)換器單元或DC/DC轉(zhuǎn)換器単元，所述AC/DC轉(zhuǎn)換器単元用于將AC電壓轉(zhuǎn)換為期望的DC電壓并且將所轉(zhuǎn)換的DC電壓輸出，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器單元用于將DC電壓轉(zhuǎn)換為期望的DC電壓并且將所轉(zhuǎn)換的DC電壓輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的點(diǎn)亮裝置，其中，從AC/DC轉(zhuǎn)換器獲得來(lái)自所述電源單元的所述DC電壓，并且所述PWM信號(hào)的頻率是600Hz或600Hz的倍數(shù)。
13.ー種照明設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的點(diǎn)亮裝置和用于容納至少ー個(gè)所述光源単元的主體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種點(diǎn)亮裝置和使用該點(diǎn)亮裝置的照明設(shè)備。一種點(diǎn)亮裝置，包括用于將點(diǎn)亮功率供給到光源單元的點(diǎn)亮單元；和用于控制點(diǎn)亮單元的控制器。點(diǎn)亮單元具有電感器和切換元件，以及二極管，該二極管用于在切換元件的截止周期期間使電感器的反激電流流到光源，并且控制器具有用于由PWM信號(hào)間歇地驅(qū)動(dòng)切換元件的導(dǎo)通/截止操作的單元，和用于由高于PWM信號(hào)的導(dǎo)通周期期間的PWM信號(hào)頻率的頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)切換元件的單元，而當(dāng)PWM信號(hào)下降時(shí)，控制器減小在特定的周期期間流過(guò)光源單元的負(fù)載電流的峰值。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102695327SQ20121005966
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者井戶滋, 鳴尾誠(chéng)浩 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社