專利名稱：點亮設(shè)備和照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于點亮固態(tài)發(fā)光元件的點亮設(shè)備，以及具有該點亮設(shè)備的照明裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，作為用于點亮固態(tài)發(fā)光元件的點亮設(shè)備，所提出的點亮設(shè)備包括控制開關(guān)，用于將恒定電流提供給固態(tài)發(fā)光元件，以控制該控制開關(guān)的導(dǎo)通/關(guān)斷時段并且以預(yù)設(shè)的調(diào)光水平將固態(tài)發(fā)光元件點亮。 例如，在日本專利申請公開No. 2011-70966 (JP2011-70966A)中公開的點亮電路中，執(zhí)行切換操作，以通過PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號來控制開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷操作，該PWM信號具有基于指示光源的調(diào)光水平的調(diào)光控制值確定的占空比。而且，在該點亮電路中，在與AC(交流電)功率的半周期相對應(yīng)的第一時段期間或在根據(jù)調(diào)光控制值的PWM信號的占空比期間，啟動或停止上述切換操作。即，在該點亮電路中，通過開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷操作的突發(fā)(burst)控制，以預(yù)設(shè)的調(diào)光水平點亮作為光源的發(fā)光二極管。然而，因為在執(zhí)行切換操作的導(dǎo)通時段期間，在JP2011-70966A中公開的點亮電路的輸出增加，并在停止切換操作的關(guān)斷時段期間輸出減小，所以在輸出電壓或光輸出上產(chǎn)生紋波波形。具體來說，因為固態(tài)發(fā)光元件的響應(yīng)速度快于其它光源(熒光燈等等)的響應(yīng)速度，如果調(diào)光水平低，或如果突發(fā)控制的時段(第一時段)被延長，則可能可視地檢測到光輸出的變化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供即使當(dāng)采用低輸出點亮固態(tài)發(fā)光元件時，也能夠抑制閃光或閃爍現(xiàn)象的點亮設(shè)備和照明裝置。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種點亮設(shè)備，包括點亮電路，該點亮電路用于通過使用開關(guān)元件來切換來自DC電源的輸入，并且將平滑的輸出輸出至固態(tài)發(fā)光元件；以及調(diào)光控制單元，該調(diào)光控制單元用于基于控制信號來控制所述開關(guān)元件的切換操作，從而調(diào)節(jié)至所述固態(tài)發(fā)光元件的輸出，該控制信號具有根據(jù)調(diào)光水平而確定的占空比。所述調(diào)光控制單元具有驅(qū)動控制單元，該驅(qū)動控制單元用于對所述開關(guān)元件執(zhí)行脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制；以及突發(fā)控制單元，該突發(fā)控制單元用于接收根據(jù)至所述固態(tài)發(fā)光元件的所述輸出而變化的反饋信號，并且基于閾值，以及所述反饋信號和參考信號的幅值，在由所述驅(qū)動控制單元執(zhí)行的PWM控制中設(shè)置停止時段。所述突發(fā)控制單元優(yōu)選基于所述閾值以及由所述反饋信號與所述參考信號之間的差值來確定的差值信號，在由所述驅(qū)動控制單元執(zhí)行的PWM控制中設(shè)置所述停止時段。所述突發(fā)控制單元可以包括產(chǎn)生所述參考信號的參考信號產(chǎn)生單元，所述參考信號的頻率等于所述控制信號的頻率。在此，所述控制信號的所述頻率的下限和上限優(yōu)選分別是300Hz和1000Hz。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種照明裝置，該照明裝置包括所述固態(tài)發(fā)光元件和上述的點売設(shè)備。在根據(jù)本發(fā)明的這些方面的點亮設(shè)備和照明裝置中，即使當(dāng)采用低輸出點亮固態(tài)發(fā)光元件時，也可以抑制閃光或閃爍現(xiàn)象。


根據(jù)結(jié)合附圖給出的以下實施例的描述，本發(fā)明的目的和特征將變得明顯，附圖如下圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的照明裝置的示意電路圖；圖2是示出照明裝置的主要部分的示意電路圖；圖3示出照明裝置的操作； 圖4是示出照明裝置的操作的圖；以及圖5是示出照明裝置的操作的圖。
具體實施例方式以下，將參照在此作為組成部分的附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。如圖I中所示，根據(jù)本實施例的照明裝置包括光源2，以及用于控制光源2的點亮狀態(tài)的點亮設(shè)備I。在光源2中，將實施為LED(發(fā)光二極管)的一個或多個固態(tài)發(fā)光元件LDl彼此連接。在本實施例中，將兩個固態(tài)發(fā)光元件LDl和LD2串聯(lián)連接。而且，固態(tài)發(fā)光元件LDl的數(shù)量和連接方法并非限制于此，而可以根據(jù)情況需要來調(diào)整。而且，固態(tài)發(fā)光元件LDl并非限制于LED，而可以使用諸如OLED(有機發(fā)光二極管)的任何其它發(fā)光元件。點亮設(shè)備I包括直流(DC)電源4、絕緣反激式電路5以及調(diào)光控制單元3，該絕緣反激式電路5用于通過切換DC電源4的輸出來點亮光源2，該調(diào)光控制單元3用于控制構(gòu)成絕緣反激式電路5的開關(guān)元件Ql的切換操作。而且，點亮設(shè)備I包括分別檢測流經(jīng)光源2的電流Il和開關(guān)元件Ql的漏電流12的電流檢測單元(⑶U)6和7。DC電源4是DC恒流電源，并且例如包括整流電路4a和電容器CO，該整流電路4a用于對來自商業(yè)AC電源的AC功率進行全波整流，以將AC功率轉(zhuǎn)換為DC功率；該電容器CO連接在整流電路4a的輸出端子之間。而且，DC電源4可以是在用于輸出DC功率的DC恒定電源中設(shè)置DC/DC轉(zhuǎn)換器的方案，或者可以是僅具有DC恒定電源的方案。絕緣反激式電路5包括絕緣變壓器(以下稱作“變壓器”)T1、連接到變壓器Tl的初級線圈的開關(guān)元件Q1，以及連接到變壓器Tl的次級線圈的電容器Cl和二極管D1。將電容器Cl與光源2并聯(lián)連接在變壓器Tl的次級線圈的端子之間。調(diào)光控制單元3配置成使得將實施為PWM信號的控制信號SI輸入到調(diào)光控制單元3，從而響應(yīng)于控制信號SI控制開關(guān)元件Ql的導(dǎo)通/關(guān)斷操作，其中基于由用戶通過使用照明裝置的操控單元(未圖示)設(shè)定調(diào)光水平，來改變該控制信號所具有的占空比。圖2中所示的電路是調(diào)光控制單元3的詳細示例,該電路包括參考信號產(chǎn)生單元8以及OP Amp (運算放大器)OPl，該參考信號產(chǎn)生單元8用于基于已從外部輸入的控制信號SI來輸出參考信號，該運算放大器OPl用于接收從參考信號產(chǎn)生單元8輸出的參考信號作為反相輸入，并且接收根據(jù)電流檢測單元6的輸出的反饋信號作為正相輸入。將OP AmpOPl的輸出輸入到設(shè)置在調(diào)光控制單兀3中的光電稱合器PCl的發(fā)光兀件。參考信號產(chǎn)生單元8包括晶體管Q2和晶體管Q3，其中控制信號SI經(jīng)由電阻器Rl輸入至該晶體管Q2的基極，晶體管Q3的基極連接到晶體管Q2的集電極。DC電壓Vl經(jīng)由電阻器R2施加到晶體管Q2的集電極和發(fā)射極之間。將通過由電阻器R3和R4對DC電壓Vl分壓而獲得的電壓施加到晶體管Q3的集電極和發(fā)射極之間，并且將電容器C2與電阻器R4并聯(lián)連接。將電容器C2兩端之間的電壓連接到OP Amp OPl的反相輸入端子。在此，假設(shè)OP Amp OPl的反相輸入端子處的電位(S卩，圖2中所示A點的電位)為參考電位Va。當(dāng)控制信號SI處于高⑶電平時，晶體管Q2導(dǎo)通，并且晶體管Q3關(guān)斷。因此，參考電位Va逐步上升。而且當(dāng)控制信號SI處于低(L)電平時，晶體管Q2關(guān)斷，并且晶體管Q3導(dǎo)通，以使得參考電位Va逐步下降。根據(jù)控制信號SI的信號電平的變化來重復(fù)該操作，從而參考電位Va在與控制信號SI相同的周期中重復(fù)上升和下降。S卩，參考信號產(chǎn)生單元8將與控制信號SI具有相同頻率分量的信號作為參考信號輸出至OP Amp OPl (參照圖4)，以使得參考信號的頻率分量也包含在OP Amp OPl的輸出 中。而且，調(diào)光控制單元3包括實施為通用IC(集成電路)的控制IC(驅(qū)動控制單元)10，用以控制開關(guān)元件Ql的導(dǎo)通/關(guān)斷操作。如圖2中所示，控制IC 10包括驅(qū)動單元11、起動器單元13、零電位檢測單元(ZDU) 14、比較器15、電平偏移單元16以及作為RS觸發(fā)器的驅(qū)動控制器12。而且，在控制IC 10中，至少設(shè)置諸如FB端子PU IS端子P2、Z⑶端子P3以及OUT端子P4的四個端子。將FB端子Pl連接到光電耦合器PCl的輸出端，以使得FB端子Pl的電位隨著光電耦合器PCl的輸入的增大成比例地下降。而且，因為FB端子Pl經(jīng)由電平偏移單元16連接到比較器15的參考電位側(cè)，比較器15的參考電位隨著FB端子Pl的電位的下降而下降。因此，將比較器15設(shè)置為使得在光電耦合器PCl的輸入增大時，比較器15的參考電位下降。IS端子P2連接到電流檢測單元7，以使得基于開關(guān)元件Ql的漏電流12的電位輸出被輸入至比較器15。在這個情況中，因為比較器15的輸出被輸入至驅(qū)動控制器12的復(fù)位(RESET)端子，當(dāng)基于開關(guān)元件Ql的漏電流的電位變?yōu)榇笥诒容^器15的參考電位時，將復(fù)位信號輸入至驅(qū)動控制器12。例如，將通過使用CR電路9延遲設(shè)置在變壓器Tl中的檢測線圈20的電壓Vsub而獲得的信號輸入到ZCD端子P3。在輸入到ZCD端子P3的電位變?yōu)椴淮笥诹汶娢粰z測單元14的閾值(例如，0V)時，將來自起動器單元13的短脈沖波作為設(shè)定信號輸入到驅(qū)動控制器12的設(shè)定端子。將OUT端子P4連接到突發(fā)單元18，將比較FB端子Pl的電位與預(yù)定停止閾值電壓Vth的比較單元17的輸出提供給突發(fā)單元18，并且將突發(fā)單元18的輸出提供至開關(guān)元件Ql的柵極。因此，在比較單元17將H電平信號提供給突發(fā)單元18時，開關(guān)元件Ql根據(jù)通過OUT端子P4提供給突發(fā)單元18的驅(qū)動單元11的驅(qū)動信號，來執(zhí)行導(dǎo)通/關(guān)斷切換。同時，當(dāng)比較單元17將L電平信號提供給突發(fā)單元18時，根據(jù)驅(qū)動單元11的輸出不驅(qū)動開關(guān)元件Ql。以下，將描述圖2中的電路的操作。首先，在控制IC 10中，當(dāng)輸入到Z⑶端子P3的電位變?yōu)樾∮诹汶娢粰z測單元14的閾值(圖3中的時刻tl)時，從起動器單元13輸出短脈沖波，并且將該短脈沖波輸入至驅(qū)動控制器12的設(shè)定端子。因此，在比較單元17將H電平信號提供給突發(fā)單元18時，驅(qū)動控制器12操作驅(qū)動單元11，因而使得絕緣反激式電路5中的開關(guān)Ql導(dǎo)通。在開關(guān)元件Ql導(dǎo)通時，操作絕緣反激式電路5，以使得將變壓器Tl的芯(未圖示)磁化，并且隨后流入變壓器Tl的初級側(cè)的電流逐漸增大。因此，如圖3中所示，開關(guān)元件Ql的漏電流12逐漸增大。此后，在開關(guān)元件Ql的漏電流12增大，并且電流檢測單元7的輸出變?yōu)榇笥陬A(yù)定閾值時，響應(yīng)于來自IS端子P2的輸入，將來自比較器15的復(fù)位信號輸入到驅(qū)動控制器12。因此，在圖3中的時刻t2，驅(qū)動控制器12停止驅(qū)動單元11，并且關(guān)斷開關(guān)元件Q1。如圖3中的(b)所示，在時刻t2，當(dāng)開關(guān)元件Ql關(guān)斷時，基于通過以上操作存儲在變壓器Tl中的能量，電流Idl流經(jīng)變壓器Tl的次級側(cè)。隨后，電流Idl隨著時間的推移而逐漸的下降。 而且，在變壓器Tl的能量被釋放時，檢測線圈20的電壓Vsub逐漸下降。當(dāng)如圖3中的(d)所示，ZCD端子P3的電位變?yōu)槔鏞V時，如圖3中的(e)所示，在時刻t3將來自起動器單元13的短脈沖波輸入至驅(qū)動控制器12的設(shè)定端子。即，再一次導(dǎo)通開關(guān)元件Ql0重復(fù)執(zhí)行以上操作，以使得可以執(zhí)行PWM控制。如上所述，因為開關(guān)元件Ql執(zhí)行切換操作，在電容器Cl產(chǎn)生幾乎恒定的DC電壓，并且將由電容器Cl平滑的電壓提供給光源2，從而點亮光源2。而且，由開關(guān)元件Ql的切換操作中的導(dǎo)通時段與關(guān)斷時段之比(占空比)來確定光源2的光輸出。在設(shè)定的調(diào)光水平為低的低負載情況下，增大至光電耦合器PCl的輸入。并且隨后，從FB端子Pl流出的電流增大，從而減小比較器15的參考電壓和FB端子Pl的電壓。如將在以下描述的，調(diào)光控制單元3執(zhí)行突發(fā)控制，其中當(dāng)FB端子Pl的電壓變?yōu)樾∮谕Ｖ归撝惦妷篤th時停止開關(guān)元件Ql的切換操作，并且在電壓變?yōu)椴恍∮谕Ｖ归撝惦妷篤th時，重新開始開關(guān)元件Ql的切換操作。而且，光電稱合器PCl的輸入是OP Amp OPl的輸出并且是已從參考信號產(chǎn)生單兀8輸出并且具有與控制信號SI相同頻率分量的參考信號與流經(jīng)光源2的電流Il之差。因此，將電位輸入到光電耦合器PC1，其中所述電位設(shè)定為使得當(dāng)設(shè)定的調(diào)光水平較低時，所述電位較高，而當(dāng)調(diào)光水平較高時所述電位較低；并且使得所述電位以與參考信號相同的頻率(該頻率與控制信號SI的頻率相同)在預(yù)定的范圍內(nèi)變化。因此，如圖5中所示，在調(diào)光水平變得較低時，出現(xiàn)FB端子Pl的電位變得低于停止閾值電壓Vth的時段，并且在開關(guān)元件Ql的切換操作中出現(xiàn)預(yù)定停止時段。例如，在調(diào)光下限的情況中，當(dāng)停止閾值電壓Vth是0. 4V時，F(xiàn)B端子Pl的電位在從最大0. 5V至最小0.3V的波動范圍內(nèi)規(guī)律地變化。當(dāng)FB端子Pl的電位等于或大于0.4V時，執(zhí)行開關(guān)元件Ql的切換操作，而當(dāng)FB端子Pl小于0. 4V時，停止開關(guān)元件Ql的切換操作。由包括參考信號產(chǎn)生單元8、OP Amp OPl、光電耦合器PCl、比較單元17以及突發(fā)單元18的突發(fā)控制器來執(zhí)行突發(fā)控制。當(dāng)FB端子Pl的電位不小于停止閾值電壓Vth時，比較單元17將H電平信號提供給突發(fā)單元18，以使得由驅(qū)動單元11的輸出驅(qū)動開關(guān)元件Ql0當(dāng)FB端子Pl的電位小于停止閾值電壓Vth時，比較單元17將L電平信號提供給突發(fā)單元18，以使得由驅(qū)動單元11的輸出不驅(qū)動開關(guān)元件Q1。以這一方式，在設(shè)定低調(diào)光水平的低負載的情況下，調(diào)光控制單元3執(zhí)行控制，以使得從光源2輸出的光變?yōu)榕c由用戶通過針對開關(guān)元件Ql執(zhí)行突發(fā)控制而設(shè)定的調(diào)光水平相對應(yīng)的輸出。將由調(diào)光控制單元3的突發(fā)控制的頻率設(shè)定為從參考信號產(chǎn)生單元8輸出的參考信號的頻率。如上所述，即使當(dāng)采用低輸出點亮光源2時，調(diào)光控制單元3的突發(fā)控制的頻率也能夠固定在預(yù)定頻率，從而可以抑制閃光或閃爍現(xiàn)象。而且，在控制信號SI和輸出到OP Amp OPl的參考信號的頻率中，將參考信號的頻率設(shè)定為與控制信號SI的頻率相同。因此，當(dāng)將控制信號SI的頻率設(shè)定為IkHz時，突發(fā)控制的頻率也可以固定在1kHz。由此，因為光輸出的變化也是1kHz，可以抑制閃光或閃爍 現(xiàn)象。在該情況中，控制信號SI的頻率的下限可以優(yōu)選為300Hz，并且該頻率的上限可以優(yōu)選為1000Hz。因此，能夠抑制人眼可感受范圍內(nèi)發(fā)生的閃光或閃爍現(xiàn)象。在根據(jù)本發(fā)明的點亮設(shè)備和照明裝置中，即使當(dāng)采用低輸出點亮固態(tài)發(fā)光元件時，仍然可以抑制閃光或閃爍現(xiàn)象。盡管相對于這些實施例已經(jīng)描述和示出本發(fā)明，然而本發(fā)明并非限制于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解在未偏離如以下權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的保護范圍的情況下可以做出各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種點売設(shè)備，包括 點亮電路，用于通過使用開關(guān)元件來切換來自DC電源的輸入，并且將平滑的輸出輸出至固態(tài)發(fā)光元件；以及 調(diào)光控制單元，用于基于控制信號來控制所述開關(guān)元件的切換操作，從而調(diào)節(jié)至所述固態(tài)發(fā)光元件的輸出，所述控制信號具有根據(jù)調(diào)光水平而確定的占空比，所述調(diào)光控制單元包括 驅(qū)動控制單元，用于對所述開關(guān)元件執(zhí)行脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制；以及 突發(fā)控制單元，用于接收根據(jù)至所述固態(tài)發(fā)光元件的所述輸出而變化的反饋信號，并且基于閾值，以及所述反饋信號和參考信號的幅值，在由所述驅(qū)動控制單元執(zhí)行的PWM控制中設(shè)置停止時段。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的點亮設(shè)備，其中，所述突發(fā)控制單元基于所述閾值，以及由所述反饋信號與所述參考信號之間的差值確定的差值信號，在由所述驅(qū)動控制單元執(zhí)行的PWM控制中設(shè)置所述停止時段。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的點亮設(shè)備，其中，所述突發(fā)控制單元包括產(chǎn)生所述參考信號的參考信號產(chǎn)生單元，所述參考信號的頻率等于所述控制信號的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的點亮設(shè)備，其中，所述控制信號的所述頻率的下限和上限分別是 300Hz 和 IOOOHz。
5.一種照明裝置，包括固態(tài)發(fā)光元件和根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的點亮設(shè)備。
全文摘要
一種點亮設(shè)備，包括點亮電路和調(diào)光控制單元，該點亮電路通過開關(guān)元件切換來自電源的輸入，并且將平滑的輸出輸出到固態(tài)發(fā)光元件；該調(diào)光控制單元基于控制信號控制開關(guān)元件，以調(diào)節(jié)至固態(tài)發(fā)光元件的輸出。該調(diào)光控制單元具有驅(qū)動控制單元和突發(fā)控制單元，該驅(qū)動控制單元對開關(guān)元件執(zhí)行PWM控制；該突發(fā)控制單元接收取決于至發(fā)光元件的輸出的反饋信號，并且基于閾值以及反饋信號和參考信號的幅值在PWM控制中設(shè)置停止時段。
文檔編號H05B37/02GK102752907SQ201210088720
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者中村亮介, 松田賢治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社