利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，包括：電源部，含有施加外部交流電源的電源輸入端子、與所述電源輸入端子連接而被施加交流電壓的調光器以及用于所述調光器的輸出電壓的整流電路；照明部，含有從位于離與所述電源部的連接點最短距離處的第1發(fā)光元件開始直到位于離電源部最長距離處的第n發(fā)光元件，其中所述第1發(fā)光元件與所述電源部連接，各個發(fā)光元件串聯連接；發(fā)光元件驅動部，包括與形成所述照明部的各發(fā)光元件的輸出端分別連接而形成對相應發(fā)光元件的電流供應通道的多個開關電路、及與所述第1發(fā)光元件的開關電路連接而檢測對第1發(fā)光元件的電流供應通道的正常操作與否后并根據檢測結果輸出控制信號的調光器控制電路；以及調光器驅動部，并聯連接于所述電源部及所述第1發(fā)光元件的電源輸入端之間的連接線而形成注入電流供應通道，并具有開關來根據所述調光器控制電路的控制信號導通/切斷所述注入電流供應通道。
【專利說明】利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，尤其涉及一種利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其具有并聯連接于外部交流電源的整流電路和發(fā)光元件以串聯結構連接的照明部之間的連接線而形成注入(bleeding)電流供應通道且作為主電源操作的調光器驅動部，使得即使在I_LED值為零的情況下通過相對較大值的I_bleeding電流路徑而保持調光器輸出電流直到調光器的輸出電壓降到零值。
【背景技術】
[0002]一般調光器是用于調整白熾燈亮度而設計的設備，這種調光器和白熾燈由于下面說明的特點，長時間起到了可控制光的照明裝置的作用。
[0003]圖1顯示調光器的基本操作，VAC是AC電源電壓，VDIM是調光器的輸出電壓。AC電源電壓被調光器切相(Phase cut)的情況下，如圖1的(a)所示，其差分輸出電壓被分成具有正值或負值的區(qū)域和具有相同值的區(qū)域。此時，為了調光器做正常接通(ON)，兩端電壓的值在正值或負值的區(qū)域且必須流過特定值以上的電流。若電壓為正或負值的情況下，電流是O或小于特定值時，調光器在相應周期會關閉而輸出電壓被放電。
[0004]而且白熾燈是因為在鎢絲消耗的電力轉換成熱和光，所以具有電阻特性，在其兩端存在電壓時電流會流過。
[0005]因此，白熾燈充分滿足調光器操作所需的“兩端存在電壓值時電流會流通”的條件。
[0006]然而，白熾燈消耗能量大，為了節(jié)省能量，不斷地研究開發(fā)以LED (發(fā)光二極管)作為光源的照明技術。
[0007]LED (發(fā)光二極管)是電流驅動元件，要穩(wěn)定地供應恒電流才能正常操作。尤其是，需要高電力的LED因驅動電力大(通常350mA以上)，LED本身產生很多熱量，因此亮度劣化率比低電力的LED大。這與LED的壽命有直接的關聯，并在照明市場上起到重要因素的作用。
[0008]如上所述的理由，在高電力的LED通常用恒電流驅動，在此為了更有效地利用使用為恒電流電源的SMPS電力，采用PWM (脈寬調制)方式。
[0009]然而，這種方式是因被恒電流驅動的LED特性而需要額外的電路及構成該電路的電子零件，這會導致包含LED的照明裝置的制造費用增加。
[0010]如上所述的理由，使用將交流電源進行整流而施加到串聯連接的LED模塊的方式，利用這種方式的LED照明通常稱為交流直接型(AC DIRECT TYPE)LED照明。因此對這種LED照明方式在以下的說明將使用“交流直接型LED照明”用語。
[0011]圖2是顯示現有交流直接型LED照明的一例圖，如圖所示，VAC電壓輸出為經調光器切相形態(tài)的電壓VDM。而且這種電壓VDM是通過整流器將其差分電壓(differentialvoltage)轉換成共同接地電壓(single ended)VRECT。
[0012]而且，根據這樣轉換成共同接地電壓的AC電壓大小，劃分成LEDl和CH1，LED1+LED2和CH2，LED1+LED2+LED3和CH3的操作區(qū)間來操作。此時即使在沒有單獨具備LED電流控制部形態(tài)的驅動電路的情況下，根據輸入AC電壓的大小且組合LED的個數及相應通道電流源而驅動的原理也是相同的。
[0013]圖3是在根據圖2的交流直接型LED照明中適用了上升沿(leading edge)型調光器時的操作波形，相當于調光器操作波形的角度較高的情況，其顯示按各步驟的電壓波形和電流波形，以及按各區(qū)間的正常操作與否。
[0014]如圖所示，I_LED值在特定值以上時，VD頂及VRECT的波形跟隨AC電源的波形，相反的，進入到I_LED值較低的區(qū)間時，VDIM及VRECT的波形與AC電源無關地起誤操作。由此，若LED電流不能保持到AC電壓下降到零(zero)值為止，則調光器事先關閉(OFF)，這是存在于調光器輸出的寄生電容成分的充電電荷由于其放電路徑的消失而通過漏電的路徑產生自然放電的現象。因此VRECT值保持較高水平，由此也向LED方向流微細的電流。
[0015]此時，調光器角度值足夠大，正常操作區(qū)間的LED亮度相比于異常操作區(qū)間的LED亮度非常高，因此用戶看起來可能感覺LED的操作狀態(tài)是沒有什么大問題的正常狀態(tài)。
[0016]然而，如圖4所示，調光器操作波形的角度較低時，用戶就明確地認識到LED的異常操作狀態(tài)。
[0017]即圖4與圖3不同的是調光器操作波形的角度較低的情況，其顯示按各步驟的電壓波形和電流波形，以及按各區(qū)間的正常操作與否。
[0018]如圖所示，調光器操作波形的的角度低，LED整個通道需要被關閉(OFF)時，調光器及驅動電路在全區(qū)域做異常操作，此時因存在于調光器輸出的寄生電容成分的殘余電壓而產生的LED漏電電流在LED照明需要關閉(OFF)的調光器角度區(qū)間起保持隱隱不滅狀態(tài)的誤操作。
[0019]換句話說，現有的交流直接型LED照明一般產生所謂閃爍(Flicker)現象的忽閃現象，這是在照明燈的使用上非常不合適的因數之一。

【發(fā)明內容】

[0020]發(fā)明需要解決的技術課題
[0021]因此，本發(fā)明是為了解決如上所述的問題而提出的，其目的在于提供一種利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，具有并聯連接于外部交流電源的整流電路和發(fā)光元件以串聯結構連接的照明部之間的連接線而形成注入電流供應通道且作為主電源操作的調光器驅動部，使得即使在I_LED值為零(zero)的情況下通過相對較大值的I_bleeding電流路徑而保持調光器輸出電流直到調光器的輸出電壓降到零值為止。
[0022]解決課題的技術方案
[0023]為了解決上述問題，本發(fā)明涉及的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)包括:電源部，包括施加外部交流電源的電源輸入端子、與所述電源輸入端子連接而被施加交流電壓的調光器、以及用于所述調光器的輸出電壓的整流電路；照明部，包括從位于離與所述電源部的連接點最短距離處的第I發(fā)光元件開始直到位于離電源部最長距離處的第η發(fā)光元件，其中所述第I發(fā)光元件與所述電源部連接的同時，各發(fā)光元件串聯連接；發(fā)光元件驅動部，包括:多個開關電路，分別與形成所述照明部的各發(fā)光元件的輸出端連接且對相應的發(fā)光元件形成電流供應通道，以及調光器控制電路，連接于所述第I發(fā)光元件的開關電路，檢測對第I發(fā)光元件的電流供應通道的是否被正常操作，然后根據檢測結果輸出控制信號；以及調光器驅動部，并聯連接于所述電源部及所述第I發(fā)光元件的電源輸入端之間的連接線以形成注入(bleeding)電流供應通道，并具有開關，根據所述調光器控制電路的控制信號導通/切斷所述注入電流供應通道。
[0024]另外，所述發(fā)光元件是LED (Light Emitting Diode:發(fā)光二極管)。
[0025]另外，所述調光器驅動部根據所述電源部對所述第I發(fā)光元件的的輸出電壓是否在正常驅動第I發(fā)光元件的相應電流供應通道的電壓值范圍而被導通/切斷。
[0026]另外，還包含與所述多個開關電路共同接地的共同接地電阻，所述開關電路包含:開關元件，連接于所述發(fā)光元件的輸出端的同時連接于所述共同接地電阻；以及比較器，比較所述發(fā)光元件所對應的基準電壓和所述共同接地電阻的共同電壓，所述開關元件，根據所述比較器的輸出，切換到所述發(fā)光元件連接的第I電流徑路和所述共同接地電阻連接的第2電流徑路中的任一個，從而改變所述共同接地電阻的共同電壓。
[0027]另外，所述開關元件是漏極與所述發(fā)光元件的輸出端連接且源極與所述共同接地電阻連接且柵極與所述比較器連接的場效應晶體管(MOS FET)。
[0028]另外，所述調光器控制電路檢測所述場效應晶體管的柵極電壓，然后根據其檢測結果輸出對所述調光器驅動部的控制信號。
[0029]另外，在所述場效應晶體管的漏極電壓值是使相應電流供應通道可被操作但不能使下一個電流供應通道可被操作的電壓值的情況下，可被操作的電流供應通道的相應電壓值作為共同電壓值被設定到各開關電路分別包含的場效應晶體管的源極。
[0030]另外，所述調光器控制電路檢測所述場效應晶體管的漏極電壓，然后根據其檢測結果輸出對所述調光器驅動部的控制信號。
[0031]另外，所述調光器控制電路包含:比較器，在該比較器中，在所述開關電路包含的比較器的輸出電壓作為(-)輸入電壓被施加同時，所述比較器的輸出電壓是使相應電流供應通道正?？刹僮鞯碾妷褐档臈l件下，比所述開關電路包含的比較器的輸出電壓高的電壓值作為⑴輸入電壓被施加；以及反相緩沖器，根據所述調光器控制電路包含的所述比較器的輸出信號，輸出對所述調光器驅動部的注入電流供應通道的導通/切斷控制信號。
[0032]另外，所述調光器控制電路檢測所述場效應晶體管的源極電壓，然后根據其檢測結果輸出對所述調光器驅動部的控制信號。
[0033]另外，所述調光器控制電路包括:比較器，在該比較器中，所述開關電路包含的所述場效應晶體管的源極電壓作為(+)輸入電壓被施加的同時，比位于離所述電源部最短距離的開關電路包含的比較器的輸入電壓低的電壓值作為㈠輸入電壓被施加；以及反相緩沖器，根據所述調光器控制電路包含的所述比較器的輸出信號，輸出對所述調光器驅動部的注入電流供應通道的導通/切斷控制信號。
[0034]另外，所述調光器控制電路包括偏壓原件，該偏壓原件接收所述場效應晶體管的源極電壓值作為用于控制所述調光器驅動部的信號，并且使得在所述場效應晶體管的源極輸出端和所述調光器驅動部的輸入端之間該信號僅從所述場效應晶體管的源極輸出端向所述調光器控制電路的方向傳遞，從而改變所述調光器驅動部的操作條件。
[0035]另外，把相對靠近所述電源部及第I發(fā)光元件之間的連接點的方向設定為前方時，所述調光器控制電路與所述開關電路分別連接并被形成多個，并且各開關電路被形成具有與所述調光器驅動部的電路相同的結構，并且各開關電路的驅動是由位于正后方的調光器控制電路的控制信號來控制。
[0036]另外，所述開關電路分別根據位于其正后方的調光器控制電路的輸入電壓是否在能夠正常驅動相應電流供應通道的發(fā)光元件的電壓值范圍而被導通/切斷。
[0037]有益效果
[0038]根據本發(fā)明，在外部交流電源的整流電路和發(fā)光元件以串聯結構連接的照明部之間的連接線并聯連接注入電流供應通道并被設置作為主電源操作的調光器驅動部，使得即使在I_LED值為零(zero)的情況下通過相對較大值的I_bleeding電流路徑而保持調光器的輸出電流直到調光器的輸出電壓降到零(zero)值為止，使調光器的導通/切斷操作正常并穩(wěn)定的進行，其結果包含多個LED的照明部在無閃爍的不良操作下始終可以進行正常的導通/切斷操作。而且這會實現提高照明部的照度及能量效率的結果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是用于說明一般調光器的操作的圖。
[0040]圖2顯示現有的交流直接型LED照明的一例。
[0041]圖3及圖4是在根據圖2的交流直接型LED照明上適用了上升沿(leading edge)型調光器時所顯示的操作波形圖。
[0042]圖5是根據本發(fā)明的一實施例的、利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)的示意圖。
[0043]圖6是根據本發(fā)明的一實施例的、利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)的第I實施例。
[0044]圖7是根據本發(fā)明的一實施例的、利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)的第2實施例。
[0045]圖8是根據本發(fā)明的一實施例的、利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)的第3實施例。
[0046]圖9是根據本發(fā)明的一實施例的、利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)的第4實施例。
[0047]圖10是根據本發(fā)明的一實施例的、利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)的第5實施例。
[0048]圖11及圖12是在利用根據本發(fā)明的一實施例的、發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)中適用了上升沿(leading edge)型調光器時所顯示的操作波形圖。
[0049]圖13及圖14是利用分別對應圖11及圖12的發(fā)光元件的照明裝置調光系統(tǒng)的實驗畫面例示圖。
【具體實施方式】
[0050]以下，參照附圖對根據本發(fā)明一實施例的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)進行詳細的說明。
[0051]圖5是利用根據本發(fā)明的一實施例的發(fā)光元件的、照明裝置的調光系統(tǒng)的示意圖。[0052]如圖所示，利用根據本發(fā)明一實施例的發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)100(以下稱為“照明裝置調光系統(tǒng)”)包含:電源部110、照明部120、發(fā)光元件驅動部130、調光器驅動部140而構成。而且在本實施例以照明部120的發(fā)光元件是發(fā)光二極管(Light EmittingDiode)LED120-1?LED120-6為例說明，但本發(fā)明并不受限于此，在滿足能夠同樣地實現以下說明的LED的設置結構及作用的條件的范圍內可以使用多種發(fā)光元件。
[0053]電源部110是包含:施加外部交流電源(AC電源，以下稱為“交流電源”)的電源輸入端子(附圖標記未標記)、與這種電源輸入端子連接而被施加交流電源的調光器112、以及將調光器112的輸出電壓進行整流的整流電路113而構成。
[0054]照明部120包含多個LED120-1?LED120-6，即從位于離與電源部110的連接點最短距離處的第I個LED120-1開始，直到位于離電源部110最長距離處的第η個LED。而且第I個LED120-1與電源部110電連接，該第I個LED120-1及包含于照明部120中的所有
LED相互串聯連接。
[0055]發(fā)光元件驅動部130是包含開關電路(未圖示，參考圖6至圖8)和調光器控制電路(未圖示，參考圖6至圖8)而構成。
[0056]開關電路與形成照明部120的各LED120-1?LED120-6的輸出端分別連接而形成對相應LED的電流供應通道，換句話說，形成的開關電路的數目與LED120-1?LED120-6的數目相同，由此，形成的電流供應通道的數目與LED120-1?LED120-6及開關電路的數目對應。而且把所述電流供應通道簡稱通道CH，因此為了與第I至第η個LED對應而形成第I至第η個通道CH。以下，第I通道稱為通道CH1，第2通道為通道CH2，第η通道為通道CHn。
[0057]調光器控制電路與第I個LED120-1的開關電路連接，檢測對第1LED120-1的所述通道CHl的是否正常操作，然后把根據其檢測結果的控制信號輸出到后述的調光器驅動部(140)。
[0058]調光器驅動部140并聯連接于電源部110及第I個LED120-1的電源輸入端之間的連接線以形成注入(bleeding)電流供應通道，并且包括開關來根據所述調光器控制電路的控制信號對所述注入電流供應通道進行導通/切斷。在此，調光器驅動部140根據對于第1LED120-1的電源部的輸出電壓是否落在正常驅動第1LED120-1的相應第I通道的電壓值范圍而被導通/切斷。
[0059]而且，關于發(fā)光元件驅動部130及調光器驅動部140的說明中可以看出，通道CHl的調光器驅動部140和通道CH2至通道CH4的發(fā)光元件驅動部130的電流值是完全獨立的。此時，通道CHl基于調光器112的驅動設定為幾十mA電流，通道CH2至通道CH4的發(fā)光元件驅動部130可根據用戶所需的亮度來設定。
[0060]而且這種結構的照明裝置調光系統(tǒng)100是在通道CHl有電流流過的狀態(tài)下，通道CH2至通道CH4的發(fā)光元件驅動部130有電流流過時，通道CHl的電流立即成切斷(off)狀態(tài)。這是調光器112與通道CHl的調光器驅動電流或通道CH2至通道CH4的發(fā)光元件驅動電流無關，只要達到一定電流值以上就正常操作，由此防止通道CHl的調光器驅動電流在整個周期流過而降低LED照明功能的效率。
[0061]下面參照圖6至圖8，對在圖5中概念性說明的照明裝置調光系統(tǒng)的具體實施例進行說明。
[0062]首先，參照圖6，照明裝置調光系統(tǒng)200包含電源部210、照明部220、發(fā)光元件驅動部230、調光器驅動部240、共同接地電阻250。在此，電源部210、照明部220、發(fā)光元件驅動部230、調光器驅動部240的作用與圖5的實施例中說明的照明裝置調光系統(tǒng)100的相應構成相同，在本實施例以各構成的電路元件為中心說明其具體結構，另外對與圖5的實施例重復的因素只記載其名稱并敘述其基本作用。
[0063]電源部210包含:輸入外部交流電源的電源輸入端子、調光器212和整流電路213，照明部220是以多個LED220-1?LED220-6構成。
[0064]發(fā)光元件驅動部230包含開關電路231和調光器控制電路232。
[0065]開關電路231包含開關元件231a及比較器231b。
[0066]開關元件231a連接于LED220-1?LED220-6的輸出端且同時連接于共同接地電阻250，在本實施例的這種開關元件231a是以場效應晶體管(MOS FET)為例，但本發(fā)明并不受限于此。這種場效應晶體管231a是漏極連接于LED220-1?LED220-6的輸出端，源極連接于共同接地電阻250，柵極連接于比較器231b。
[0067]比較器231b比較LED220-1?LED220-6所對應的基準電壓和共同接地電阻250的共同電壓，開關元件231a根據這種比較器231b的輸出，切換到LED220-1?LED220-6連接的第I電流徑路和與共同接地電阻250連接的第2電流徑路中的任一徑路，由此改變共同接地電阻250的共同電壓。
[0068]而且，發(fā)光元件驅動部230是將各開關電路231的場效應晶體管231a中任一個場效應晶體管作為基準，在相應的場效應晶體管231a的漏極電壓值是使相應電流供應通道(以下如圖5的實施例一樣簡稱‘通道CH’)可被操作但不能使下一個場效應晶體管231a的通道CH可被操作的電壓值時，與可操作的通道CH連接的場效應晶體管231a的漏極電壓值被設定為各開關電路分別包含的場效應晶體管231a的源極的共同電壓值。
[0069]調光器控制電路232檢測場效應晶體管231a的柵極電壓，然后根據其檢測結果輸出對調光器驅動部240的控制信號。這種調光器控制電路232可以包含比較器232a和反相緩沖器232b。
[0070]在比較器232a中，在開關電路231所包含的比較器231b的輸出電壓作為㈠輸入電壓被施加并且開關電路231所包含的比較器231b的輸出電壓為能夠使相應通道CH正常操作的電壓值的條件下，比開關電路231所包含的比較器231b的輸出電壓高的電壓值作為(+)輸入電壓被施加。反相緩沖器232b根據調光器控制電路232所包含的比較器232a的輸出信號，對調光器驅動部240的用于供應注入電流的通道CH輸出導通/切斷控制信號。
[0071]共同接地電阻250被構造成使得多個開關電路231共同接地。
[0072]對如上所述構成的照明裝置調光系統(tǒng)200的作用進行說明，首先VRECT電壓從零(zero)上升到能夠驅動通道CHl的電壓時,通過通道CHl流過注入(bleeding)電流。而且，VRECT電壓持續(xù)上升到在通道CH2能夠流過電流的條件，由此檢測到通過通道CH2流過電流或確認通道CH2正常驅動的信號時，通道CHl成關閉狀態(tài)。
[0073]另外，VRECT的電壓上升到使發(fā)光元件驅動部230可操作的足夠電壓時，只在發(fā)光元件驅動部230流過電流，在這種狀態(tài)下相反地VRECT電壓持續(xù)下降，由此檢測到流過通道CH2的電流值非常低的狀態(tài)或確認通道CH2為關閉的信號時，通道CHl再次導通。
[0074]而且，通道CHl的操作與否是通過調光器控制電路232所包含的VG2、V5以及比較器232a來確認，且通過具有共同源極的各開關電路231的V2、V3、V4的電壓源形成各電流源的反饋(feedback)。在此對主要電壓源V1、V2、V3、V4，V5的關系說明如下。
[0075]Vl用于設定注入電流值，并設定為上升到調光器操作所需的程度。在此注入電流的值是V1/R1。
[0076]V2、V3、V4是用于設定通道CH2、通道CH3、通道CH4的電流值，各通道CH的漏極電壓值足以使各通道CH操作，但不足使下一個通道CH操作時，共同源極被設定為滿足操作的最后面的通道CH的電壓值。為此，V2、V3、V4具有滿足V2〈V3〈V4的電壓值。例如，VRECT值高使得通道CH2的漏極和通道CH3的漏極足以使通道CH2及通道CH3的電流源操作，但不足以使通道CH4操作時，形成通道CH3的環(huán)路(loop)，以使共同源極的值具有V3的值，由此通道CH3操作。此時，源極是V3，根據V2〈V3的關系，VG2降到零(zero)值，通道CH2成切斷(off)。另外，VG2的值是零(zero)，總是比V5低，由此通道CHl也成切斷，滿足只有通道CH3操作的條件。
[0077]最后，V5用于確認通道CH2的正常操作，只要VG2被設定為高于正常操作時的值即可。例如，若設計成VG2操作時使其具有VDD/2的值時，則V5>VDD/2+Voffset的值就可以。此時，Voffset是在0PA2實際制作時可能發(fā)生的偏移電壓(offset voltage)。在此通道CH2作為電流源正常操作時，成VG2〈V5的情況，由此產生切斷通道CHl的信號，結果，若發(fā)光元件驅動部230操作，則調光器驅動部240操作成關閉。
[0078]接著參照圖7，照明裝置調光系統(tǒng)300包含:電源部310、照明部320、發(fā)光元件驅動部330、調光器驅動部340。而且與圖6的實施例一樣，電源部310、照明部320、發(fā)光元件驅動部330、調光器驅動部340的作用與圖5的實施例說明的照明裝置調光系統(tǒng)100的相應構成相同，在本實施例以各構成的電路元件為中心說明其具體結構，另外，與圖5的實施例重復的因素只記載其名稱并敘述其基本作用。
[0079]電源部310是包含輸入外部交流電源的電源輸入端子、調光器312和整流電路313，照明部320由多個LED320-1?LED320-6構成。
[0080]發(fā)光元件驅動部330是包含開關電路331和調光器控制電路332。在此，將相對靠近電源部310及第I發(fā)光元件320-1之間的連接點的方向設定為前方時，調光器控制電路332分別與開關電路331連接并被形成多個，同時多個開關電路331均以與調光器驅動部340的電路相同的結構形成，并且各開關電路331的驅動是通過位于正后方的調光器控制電路332的控制信號來控制。在此，開關電路331分別是根據位于其正后方的調光器控制電路332的輸入電壓是否落在正常驅動相應電流供應通道CH的LED320-1?LED320-6的電壓值范圍來被控制而導通/切斷。
[0081]調光器驅動部340與參照圖6說明的實施例的調光器驅動部240是相同的構成，故省略其具體的說明。
[0082]通過所述構成可以看出，本實施例的照明裝置調光系統(tǒng)300與根據圖6實施例的照明裝置調光系統(tǒng)200做比較，其主要特征在于，在圖6實施例的照明裝置調光系統(tǒng)200中將通道CHl和通道CH2的關系擴張到通道CHl至通道CH4。即在圖6的實施例中檢測通道CH2的VG2來決定通道CHl的操作與否，相反的，在本實施例中檢測通道CH3的VG3來決定通道CH2的操作與否，并檢測通道CH4的VG4來決定通道CH3的操作與否。由此相比于圖6的實施例，可自由設定V2至V4的值，并且這可作用為使I_LED電流波形更自由的優(yōu)勢。
[0083]接著，參照圖8，照明裝置調光系統(tǒng)400包含:電源部410、照明部420、發(fā)光元件驅動部430、調光器驅動部440。而且與圖6及圖7的實施例一樣，電源部410、照明部420、發(fā)光元件驅動部430、調光器驅動部440的作用與圖5的實施例說明的照明裝置調光系統(tǒng)100的相應構成相同，并與根據圖6實施例的照明裝置調光系統(tǒng)200相比，只有發(fā)光元件驅動部430的調光器控制電路432是不同的構成，因此以這種調光器控制電路432為中心進行簡單的說明。
[0084]本實施例的調光器控制電路432檢測作為開關元件的場效應晶體管(MOS FET)的漏極電壓，然后根據其檢測結果輸出對調光器驅動部440的控制信號的結構。由此在根據圖6的照明裝置調光系統(tǒng)200中，通道CH2在正常操作(通道CH2FET在saturation操作)時切斷通道CH1，相反地，本實施例根據電路的設計者，即使通道CH2在正常操作之前(通道CH2FET在triode操作)，通道CH2的漏極電壓形成一定水平時，可以切斷通道CH1。
[0085]接著，參照圖9，照明裝置調光系統(tǒng)500包含:電源部210、照明部220、發(fā)光元件驅動部230、調光器驅動部240。而且與圖6及圖7的實施例一樣，電源部210、照明部220、發(fā)光元件驅動部230、調光器驅動部240的作用與圖5的實施例說明的照明裝置調光系統(tǒng)100的相應構成相同，并與根據圖6實施例的照明裝置調光系統(tǒng)200相比，只有發(fā)光元件驅動部230的調光器控制電路532是不同的結構，因此以這種調光器控制電路532為中心進行簡單的說明。另外，對與圖6相同的構成使用相同的附圖標記，同時對此省略詳細的說明。
[0086]本實施例的調光器控制電路532檢測開關元件場效應晶體管(MOS FET)的源極電壓，然后根據其檢測結果輸出對調光器驅動部240的控制信號的結構，在此調光器控制電路532是共同連接于所有開關電路的源極輸出端的形態(tài)。由此與圖7的實施例一樣，將最靠近電源部的開關電路設定為第I開關電路531a時，以檢測第2開關電路532b的源極輸出電壓來決定基于第I開關電路531a的通道I的操作與否且檢測第3開關電路532c的源極輸出電壓來決定基于第2開關電路532b的通道2的操作與否的方式可以進行控制。
[0087]另外，在調光器控制電路532的比較器532a中，距電源部210，位于最長距離處的開關電路(本實施例的第3開關電路)包含的場效應晶體管的源極電壓作為(+)輸入電壓被施加，同時相距電源部210位于最短距離處的開關電路(本實施例的第I開關電路)為基準，比相距電源部210最短距離的開關電路所包含的比較器的輸入電壓值低的電壓值作為(_)輸入電壓被施加。反相緩沖器532b是根據調光器控制電路532包含的比較器532a的輸出信號輸出對調光器驅動部240的注入電流供應通道的導通/切斷控制信號。
[0088]接著，參照圖10，照明裝置調光系統(tǒng)600的調光器控制電路包括偏壓元件630，該偏壓元件630接收場效應晶體管610的源極電壓值作為用于控制調光器驅動部620的信號，且使得在場效應晶體管610的源極輸出端和所述調光器驅動部620的輸入端之間該信號僅從場效應晶體管610的源極輸出端向調光器控制電路的方向傳遞，從而改變所述調光器驅動部620的操作條件。
[0089]以圖為準進行詳細說明，偏壓元件630將Vs2的電信號傳遞到Vsi，但是，阻斷Vsi的電信號使得無法傳遞到Vs2。而且偏壓元件630根據Vs2改變Vsi以改變調光器驅動部620的操作條件。另外，可以使用二極管、晶體管、OP放大器等可被用作偏壓元件630。
[0090]接著，參照圖11至圖14，對根據本發(fā)明實施例的照明裝置調光系統(tǒng)的操作特性進行說明。
[0091]圖11和圖12是在根據本發(fā)明實施例的照明裝置調光系統(tǒng)中適用了上升沿(leading edge)型調光器時所顯示的操作波形圖。
[0092]首先，在追加了通道CHl的注入電流源的情況下，施加上升沿型調光器，圖11示出在這調光器角度足夠大時的各電流源及各步驟的電壓波形。
[0093]此圖與說明現有技術的圖3做比較進行說明，I_LED值在一定值以上時調光器(dimmer)做正常操作，由此VDM，VRECT值為正常這一點與圖3相同。但是，通道CHl當作注入電流源使用而在驅動調光器時，即使I_LED值為零(zero)時，也形成較大值的1_Bleeding電流徑路，形成調光器的輸出電流直到調光器的輸出電壓(VDIM)降低到零(zero)，從而起到使調光器穩(wěn)定切斷(off)的作用。因此VDM，VRECT的波形保持與調光器角度正確對應的形態(tài)，在切相區(qū)間穩(wěn)定地形成零(zero)值，使圖5的電路在整個區(qū)間進行正常操作。
[0094]而且，圖12例示實施例圖5的電路在低調光器角度下操作的情況，由此可以確認圖5的電路完美地解決根據現有技術的LED驅動電路的問題。即現有的LED驅動電路在低的調光器角度下，沒有調光器輸出電流的徑路時在全區(qū)間引起誤操作，由此在VDIM及VRECT值形成因充電到調光器輸出側寄生電容的電荷而產生不可預測的浮動(floating)電壓。因此存在即使在LED照明要熄滅的調光器角度，還因微細的LED漏電而LED不滅的問題。與此相反地，在圖12顯示即使在低的調光器角度，也有流過注入電路徑路的電流，由此VDM，VRECT值具有預期的形態(tài)，因此進行在全區(qū)間沒有流過LED電流且LED照明保持熄滅狀態(tài)的正常操作。
[0095]并且，圖13及圖14示出了用實際儀器測定圖11至圖12狀態(tài)的情況。
[0096]通過如上所述的實施例可以看出，利用根據本發(fā)明的發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)設置在外部交流電源的整流電路和發(fā)光元件以串聯結構連接的照明部之間的連接線并聯連接注入電流供應通道并作為主電源操作的調光器驅動部，使得即使在I_LED值為零(zero)的情況下通過相對較大值的I_bleeding電流路徑而保持調光器的輸出電流直到調光器的輸出電壓降到零(zero)值，使調光器的導通/切斷操作正常并穩(wěn)定的進行，其結果包含多個LED的照明部在無閃爍的不良操作下始終可以進行正常的導通/切斷操作。而且這會實現提高照明部的照度及能量效率的結果。
[0097]以上說明的只是用于實施利用根據本發(fā)明的發(fā)光元件的照明裝置調光系統(tǒng)的實施例而已，本發(fā)明并不受限于所述的實施例，如以下記載的權利要求書中所請求，本發(fā)明的技術思想涉及至在不脫離本發(fā)明的要旨下，具有本發(fā)明所屬領域的通常知識的技術人員均可實施的多種變更的范圍。
[0098]產業(yè)上的可利用性
[0099]可廣泛使用于多種照明裝置。
【權利要求】
1.一種利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其特征在于包括: 電源部，該電源部包括被施加外部交流電源的電源輸入端子、與所述電源輸入端子連接以接收被施加交流電壓的調光器以及用于所述調光器的輸出電壓的整流電路； 照明部，該照明部包括第I發(fā)光元件至第η發(fā)光元件，所述第I發(fā)光元件位于距所述電源部的連接點最短距離處，所述第η發(fā)光元件位于距所述電源部最長距離處，其中所述第I發(fā)光元件電連接至所述電源部，并且所述各發(fā)光元件被串聯連接； 發(fā)光元件驅動部，該發(fā)光元件驅動部包括多個開關電路以及調光器控制電路，所述多個開關電路分別與形成所述照明部的各發(fā)光元件的輸出端連接以形成用于相應的發(fā)光元件的電流供應通道，并且所述調光器控制電路連接于所述第I發(fā)光元件的開關電路、檢測用于所述第I發(fā)光元件的電流供應通道是否正常被操作并且根據所檢測的結果輸出控制信號；以及 調光器驅動部，該調光器驅動部并聯連接于所述電源部和所述第I發(fā)光元件的電源輸入端之間的連接線以形成注入電流供應通道，并且所述調光器驅動部具有開關，該開關根據所述調光器控制電路的控制信號導通/切斷所述注入電流供應通道。
2.根據權利要求1所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其中，所述發(fā)光元件是發(fā)光二極管(LED)。
3.根據權利要求1或2所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其中，所述調光器驅動部根據所述電源部對所述第I發(fā)光元件的的輸出電壓的電壓值是否落在使得所述第I發(fā)光元件的相應電流供應通道被正常驅動的電壓值范圍而被導通/切斷。
4.根據權利要求1或2所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，還包含用于所述多個開關電路共同接地的共同接地電阻， 其中，所述開關電路包含:開關元件，連接于所述發(fā)光元件的輸出端的同時連接于所述共同接地電阻；以及比較器，用于比較所述發(fā)光元件所對應的基準電壓和所述共同接地電阻的共同電壓， 其中，根據所述比較器的輸出，所述開關元件切換到所述發(fā)光元件連接的第I電流徑路和所述共同接地電阻連接的第2電流徑路中的任一徑路，從而改變所述共同接地電阻的共同電壓。
5.根據權利要求4所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其中，所述開關元件是場效應晶體管，該場效應晶體管被構造成使得漏極與所述發(fā)光元件的輸出端連接且源極與所述共同接地電阻連接且柵極與所述比較器連接。
6.根據權利要求5所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其中，所述調光器控制電路檢測所述場效應晶體管的柵極電壓，然后根據檢測結果輸出對所述調光器驅動部的控制信號。
7.根據權利要求6所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其中，在所述場效應晶體管的漏極電壓值是使相應電流供應通道可被操作但不能使下一個電流供應通道可被操作的電壓值的情況下，可被操作的電流供應通道的相應電壓值作為共同電壓值被設定到各開關電路分別包含的場效應晶體管的源極。
8.根據權利要求5所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其中，所述調光器控制電路檢測所述場效應晶體管的漏極電壓，然后根據檢測結果輸出對所述調光器驅動部的控制信號。
9.根據權利要求4所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其中，所述調光器控制電路包含: 比較器，在該比較器中，在所述開關電路包含的比較器的輸出電壓作為(_)輸入電壓被施加并且該輸出電壓是使相應電流供應通道可被正常操作的電壓值的情況下，比所述開關電路包含的比較器的輸出電壓高的電壓值作為(+)輸入電壓被施加；以及 反相緩沖器，根據所述調光器控制電路包含的比較器的輸出信號，輸出對所述調光器驅動部的注入電流供應通道的導通/切斷控制信號。
10.根據權利要求5所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其中，所述調光器控制電路檢測所述場 效應晶體管的源極電壓，然后根據檢測結果輸出對所述調光器驅動部的控制信號。
11.根據權利要求4所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其中，所述調光器控制電路包括: 比較器，在該比較器中，所述開關電路包含的所述場效應晶體管的源極電壓作為(+)輸入電壓被施加，同時比位于離所述電源部最短距離處的開關電路包含的比較器的輸入電壓低的電壓值作為(_)輸入電壓被施加；以及 反相緩沖器，根據所述調光器控制電路包含的比較器的輸出信號，輸出對所述調光器驅動部的注入電流供應通道的導通/切斷控制信號。
12.根據權利要求5所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其中，所述調光器控制電路包括偏壓原件，該偏壓原件接收所述場效應晶體管的源極電壓值作為用于控制所述調光器驅動部的信號，并且使得在所述場效應晶體管的源極輸出端和所述調光器驅動部的輸入端之間該信號僅從所述場效應晶體管的源極輸出端向所述調光器控制電路的方向傳遞，從而改變所述調光器驅動部的操作條件。
13.根據權利要求1或2所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其中，把相對靠近所述電源部和所述第I發(fā)光元件之間的連接點的方向設定為前方時，所述調光器控制電路與所述開關電路分別連接并被形成多個，并且各開關電路被形成具有與所述調光器驅動部的電路相同的結構，使得各開關電路的驅動是由位于正后方的調光器控制電路的控制信號來控制。
14.根據權利要求13所述的利用發(fā)光元件的照明裝置的調光系統(tǒng)，其中，所述開關電路的每個分別根據位于其正后方的調光器控制電路的輸入電壓是否落在使得相應電流供應通道的發(fā)光元件被正常驅動的電壓值范圍而被導通/切斷。
【文檔編號】H05B37/02GK103988584SQ201380002829
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權日:2012年8月6日
【發(fā)明者】申素逢, 權玉換 申請人:梅洛實驗室株式會社