點燈裝置、照明器具、點燈裝置的設(shè)計方法及制造方法
【專利摘要】在采用了DC/DC變換器的固體發(fā)光元件的點燈裝置中，能夠以及簡單的構(gòu)成來使光輸出穩(wěn)定。與直流電源(2)連接，并將電流供給到正向電壓為Vfmin以上Vfmax以下的范圍的固體發(fā)光元件(LED3)的點燈裝置(1)具備：DC/DC變換器(降壓變換器BC1)、以及控制部(CNTL)，DC/DC變換器具有開關(guān)元件(SW1)，控制部(CNTL)通過峰值電流控制，將開關(guān)元件(1)控制成斷開，在連接于點燈裝置(1)的固體發(fā)光元件的正向電壓為Vfmax的情況下，DC/DC變換器以進行BCM工作的固定周期，將開關(guān)元件(SW1)控制成接通。
【專利說明】點燈裝置、照明器具、點燈裝置的設(shè)計方法及制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)光二極管（LED :Light Emitting Diode)等固體發(fā)光元件的點燈裝 置、具備點燈裝置的照明器具以及點燈裝置的設(shè)計方法。

【背景技術(shù)】
[0002] LED等固體發(fā)光元件具有小型、高效以及壽命長的特點，期待著用作各種制品的光 源。
[0003] 在使LED點燈的點燈裝置中，為了使LED穩(wěn)定地點燈，則希望的恒定電流控制為， 不依存作為負(fù)荷的LED，而輸出恒定的輸出電流。LED的電壓-電流特性具有非線性特性， 即，在成為某施加電壓以上的電流流出，在額定電流值附近的電流流動的狀態(tài)下，正向電壓 幾乎不變化，LED的光輸出基本上是按照流動在LED的電流值而被決定的。
[0004] 在恒定電流控制中，通過控制成不依存輸出電壓而使恒定的電流流入到LED，從而 在因 LED的個體差而造成點燈電壓不均勻的情況下，能夠降低光輸出的不均勻。并且，在恒 定電流控制中，即使在連接了額定點燈電壓不同的負(fù)荷的情況下，或者改變相同的負(fù)荷的 串聯(lián)數(shù)量來連接的情況下，通過使恒定的電流流入到負(fù)荷，從而能夠?qū)?yīng)各種連接負(fù)荷方 式。
[0005] 例如，在專利文獻1所公開的點燈裝置中，通過使作為點燈裝置內(nèi)的DC/DC變換器 一種的降壓變換器，以電流臨界模式（Boundary Current Mode :BCM)控制以及峰值電流控 制來工作，從而能夠?qū)崿F(xiàn)恒定電流控制。BCM控制是指，對降壓變換器內(nèi)的電感器放出了規(guī) 定的能量進行檢測，并使降壓變換器內(nèi)的開關(guān)元件成為接通狀態(tài)的控制方式。并且，峰值電 流控制是指，在流入到降壓變換器內(nèi)的開關(guān)元件的電流的檢測值到達規(guī)定值時，使開關(guān)元 件成為斷開狀態(tài)的控制方式。
[0006] 在BCM控制中，平均輸出電流為電流峰值的一半，在峰值電流控制中，在到達峰值 電流目標(biāo)值Iref時，使開關(guān)元件斷開，據(jù)此能夠使電感器電流的峰值與目標(biāo)值Iref-致。 因此，能夠不依存輸出電壓而使輸出電流成為一個恒定值（電流目標(biāo)值Iref的1/2)。
[0007] 但是，構(gòu)成降壓變換器的部件具有因應(yīng)答速度而造成的延遲時間（例如，檢測運 算電路的延遲時間、驅(qū)動器IC的信號輸出延遲時間、開關(guān)元件的驅(qū)動延遲時間等）。因此， 從流入到開關(guān)元件的電流到達峰值電流目標(biāo)值Iref的定時，使開關(guān)元件斷開，在截止電流 的定時發(fā)生延遲時間Λ T。
[0008] 圖1示出了 BCM控制中的電感器電流的時間變化。
[0009] 在圖1中示出了不同的負(fù)荷電壓Vfl以及Vf2的情況下的電感器電流。
[0010] 由于存在上述的延遲時間，因此，實際上流入到電感器的電流峰值則如圖1所示， 成為比目標(biāo)值Iref大Λ Ip的值。
[0011] 在降壓變換器的輸入電壓發(fā)生脈動的情況下，由于降壓變換器的負(fù)荷電壓發(fā)生變 動，因此如圖1所示，電感器電流的梯度也發(fā)生變動，光輸出也會發(fā)生變動。
[0012] 針對該課題，在專利文獻1中，由電感器的二次繞組來檢測相當(dāng)于降壓變換器的 輸入電壓的電壓，并對峰值電流目標(biāo)值Iref進行校正。
[0013] 專利文獻2中公開了在具備多個LED的點燈裝置中，使流入到各LED的電流相同 的電路。在專利文獻2所公開的點燈裝置中進行反饋控制，以便對各LED設(shè)定共同的電流 目標(biāo)值，使向各LED供給電流的降壓變換器的開關(guān)元件中流動的平均電流與電流目標(biāo)值一 致。
[0014] 具體而言，監(jiān)視流入到每個降壓變換器的開關(guān)元件的電流，并以誤差放大器算出 監(jiān)視電流與電流目標(biāo)值的差異。并且，通過算出誤差放大器輸出與鋸齒波形（RAMP波形）的 邏輯和，來調(diào)整開關(guān)元件的驅(qū)動信號的占空比，以使開關(guān)元件為接通狀態(tài)的期間的監(jiān)視電 流的平均值與電流目標(biāo)值相等。在這種控制中，通常由電流連續(xù)模式（Continuous Current Mode :CCM)來進行恒定電流控制。
[0015] (現(xiàn)有技術(shù)文獻）
[0016] (專利文獻）
[0017] 專利文獻1日本特開2012-109141號公報
[0018] 專利文獻2日本特開2010-40509號公報
[0019] 在專利文獻1公開的點燈裝置中，考慮到了構(gòu)成降壓變換器的部件所具有的延遲 時間ΛΤ的存在，因此，解決了因給降壓變換器的輸入電壓的脈動而造成的輸出電流的變 動。因此，在專利文獻1的技術(shù)中，因輸出電壓變動時的延遲時間ΛΤ的存在而造成的電流 變動沒能得到改善，輸出電壓-輸出電流特性沒有成為完全的恒定電流特性。例如，在輸出 電壓為Vfl以及Vf2 (Vfl < Vf2)的情況下，降壓變換器的電感器電流如圖1所示那樣，在 時間上發(fā)生變化。如圖1所示，在輸出電壓低的情況下，由于開關(guān)元件為接通狀態(tài)時的電流 的時間變化率大，因此與峰值電流的目標(biāo)值的偏差△ Ip也就增大。
[0020] 圖2示出了降壓變換器的輸出電壓Vf與負(fù)荷電流Iout的關(guān)系。
[0021] 如圖2所示，成為在輸出電壓降低時輸出電流增大的特性。在具有這種特性的點 燈裝置中，由于連接的LED的電壓電流特性的個體差異或溫度特性，因此出現(xiàn)的問題是，因 每個LED而出現(xiàn)不均一的光輸出，以及隨著時間的經(jīng)過而光輸出發(fā)生變化等。并且，在連接 了電流額定相同而電壓額定不同的異種負(fù)荷的情況下，或者在串聯(lián)連接的負(fù)荷的數(shù)量發(fā)生 了變化的情況下，因輸出電壓的不同而造成的與輸出電流的額定值的偏差，則會出現(xiàn)不能 得到所需的光輸出的問題。
[0022] 并且，在專利文獻2公開的點燈裝置中，雖然能夠針對共同的電流目標(biāo)值來使各 LED的電流相同，但是，需要用于構(gòu)成反饋電路的誤差放大器等周邊電路。因此，專利文獻2 所公開的點燈裝置與不需要具備反饋電路的點燈裝置相比，所需的成本多。
[0023] 并且，由于是通過算出誤差放大器輸出與鋸齒波形的邏輯和來作成開關(guān)元件驅(qū)動 信號的，因此，開關(guān)頻率一直與鋸齒波的頻率一致。即，基本上是以頻率固定的CCM來工作。 在CCM(電流連續(xù)模式）中，流入到降壓變換器的電感器的電流是連續(xù)的，由于不會返回成 零，因此進行連續(xù)的電流的導(dǎo)通與斷開。這樣，因直通電流流入到降壓變換器的開關(guān)元件等 部件，從而造成大的打擊與損失，因此會造成電路效率降低、電路部件成本上升、以及電路 的大型化。尤其不能作為高輸出的照明用途來應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0024] 本發(fā)明鑒于上述的這些問題，目的在于在采用了 DC/DC變換器的固體發(fā)光元件的 點燈裝置中，以簡單的構(gòu)成來使光輸出穩(wěn)定。
[0025] 為了解決上述的課題，本發(fā)明所涉及的點燈裝置的一個實施方式為，與直流電源 連接，將電流供給到正向電壓為Vfmin以上Vfmax以下的范圍的固體發(fā)光元件，該點燈裝置 具備DC/DC變換器以及控制部，所述DC/DC變換器具備：開關(guān)元件，與所述直流電源串聯(lián)連 接，并被控制成接通或斷開；電感器，與所述開關(guān)元件串聯(lián)連接，在所述開關(guān)元件為接通的 狀態(tài)下，電流從所述直流電源流入到該電感器；二極管，將從所述電感器放出的電流供給到 所述固體發(fā)光元件；以及電流檢測電路，檢測流入到所述開關(guān)元件的電流，并輸出被檢測的 電流檢測值，所述控制部，具備對所述電流檢測值與電流目標(biāo)值進行比較的比較器，根據(jù)來 自所述比較器的輸出信號，在檢測到所述電流檢測值達到所述電流目標(biāo)值的情況下，將所 述開關(guān)元件從接通狀態(tài)切換為斷開狀態(tài)，以固定周期，將所述開關(guān)元件從斷開狀態(tài)切換為 接通狀態(tài)，所述固定周期是指，在連接了正向電壓為所述Vfmax的所述固體發(fā)光元件的情 況下，使所述電感器的電流放出結(jié)束的定時與所述開關(guān)元件從斷開狀態(tài)被切換成接通狀態(tài) 的定時成為一致的周期。
[0026] 并且，也可以是，本發(fā)明所涉及的點燈裝置的一個實施方式為，所述Vfmax比所述 直流電源的輸出電壓值的1/2大。
[0027] 并且，也可以是，本發(fā)明所涉及的點燈裝置的一個實施方式為，所述Vfmin比所述 直流電源的輸出電壓值與所述Vfmax的差大。
[0028] 并且，也可以是，本發(fā)明所涉及的點燈裝置的一個實施方式為，所述控制部還具有 脈沖發(fā)生部，該脈沖發(fā)生部以所述固定周期反復(fù)輸出脈沖信號，所述脈沖發(fā)生部根據(jù)所述 直流電源的輸出電壓值與連接于點燈裝置的所述固體發(fā)光元件的正向電壓值，決定所述固 定周期。
[0029] 并且，本發(fā)明所涉及的照明器具的一個實施方式為，具備上述的任一個點燈裝置、 以及正向電壓為Vfmin以上Vfmax以下的范圍的固體發(fā)光元件。
[0030] 并且，本發(fā)明所涉及的點燈裝置的一個實施方式為，與直流電源連接，將電流供給 到多個固體發(fā)光元件，該點燈裝置具備多個DC/DC變換器以及控制部，所述DC/DC變換器具 備：開關(guān)元件，與所述直流電源串聯(lián)連接，并被控制成接通或斷開；電感器，與所述開關(guān)元 件串聯(lián)連接，在所述開關(guān)元件為接通狀態(tài)的情況下，電流從所述直流電源流入到該電感器； 二極管，將從所述電感器放出的電流供給到所述固體發(fā)光元件；以及電流檢測電路，檢測流 入到所述開關(guān)元件的電流，并輸出被檢測的電流檢測值，所述控制部具備：檢測電路，對所 有的所述電感器的電流均成為零進行檢測；以及多個比較器，分別與所述多個DC/DC變換 器一一對應(yīng)，所述比較器對所述電流檢測值與電流目標(biāo)值進行比較，根據(jù)來自所述比較器 的輸出信號，在檢測到所述電流檢測值達到所述電流目標(biāo)值的情況下，使與所述比較器對 應(yīng)的所述開關(guān)元件從接通狀態(tài)切換為斷開狀態(tài)，在所述檢測電路檢測到所有的所述電感器 的電流均成為零的情況下，將所有的所述開關(guān)元件同時從斷開狀態(tài)切換為接通狀態(tài)。
[0031] 并且，也可以是，在本發(fā)明所涉及的點燈裝置的一個實施方式中，所述電流目標(biāo)值 是在所述多個比較器中共同的值。
[0032] 并且，也可以是，在本發(fā)明所涉及的點燈裝置的一個實施方式中，所述多個固體發(fā) 光元件的正向電壓的最大值為Vfmax,所述Vfmax比所述直流電源的輸出電壓值的1/2大。
[0033] 并且，也可以是，在本發(fā)明所涉及的點燈裝置的一個實施方式中，所述多個固體 發(fā)光元件的正向電壓的最小值為Vfmin，所述Vfmin比所述直流電源的輸出電壓值與所述 Vfmax的差大。
[0034] 并且，本發(fā)明所涉及的照明器具的一個實施方式為，具備上述的任一個點燈裝置、 以及多個固體發(fā)光兀件。
[0035] 通過本發(fā)明，在采用了 DC/DC變換器的固體發(fā)光元件的點燈裝置中，能夠以簡單 的構(gòu)成來使光輸出變得穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036] 圖1示出了 BCM控制中的電感器電流的時間變化。
[0037] 圖2示出了降壓變換器的輸出電壓與負(fù)荷電流的關(guān)系。
[0038] 圖3是示出本發(fā)明的實施方式1中的點燈裝置的概要的方框圖。
[0039] 圖4是本發(fā)明的實施方式1中的點燈裝置的電路圖。
[0040] 圖5是本發(fā)明的實施方式1中的控制部的電路圖。
[0041] 圖6示出了本發(fā)明的實施方式1中的電感器電流的時間變化。
[0042] 圖7是示出本發(fā)明的實施方式1中的正向電壓與電感器電流導(dǎo)通期間T以及負(fù)荷 電流的關(guān)系的圖表。
[0043] 圖8示出了針對本發(fā)明的實施方式1中的不同的正向電壓的電感器電流的時間變 化。
[0044] 圖9是示出本發(fā)明的實施方式2中的點燈裝置的概要的方框圖。
[0045] 圖10是本發(fā)明的實施方式2中的點燈裝置的電路圖。
[0046] 圖11是本發(fā)明的實施方式2中的控制部的電路圖。
[0047] 圖12是示出本發(fā)明的實施方式3所涉及的照明器具的一個例子的外觀圖。
[0048] 圖13是示出本發(fā)明的實施方式3所涉及的照明器具的其他的一個例子的外觀圖。
[0049] 圖14是示出本發(fā)明的實施方式3所涉及的照明器具的其他的一個例子的外觀圖。

【具體實施方式】
[0050] 以下參照附圖對本發(fā)明的實施方式所涉及的點燈裝置以及照明器具進行說明。并 且，以下所說明的實施方式均為本發(fā)明的一個優(yōu)選的具體例子。因此，以下的實施方式所示 的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置位置以及連接方式、工序（步驟）、工序的順 序等均為一個例子，并非是限定本發(fā)明的主旨。因此，在以下的實施方式中的構(gòu)成要素中， 示出本發(fā)明的最上位概念的獨立權(quán)利要求所沒有記載的構(gòu)成要素，作為任意的構(gòu)成要素來 說明。
[0051] 并且，各個圖為模式圖，并非是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膱D示。
[0052] (實施方式1)
[0053] 首先，對本發(fā)明的實施方式1中的點燈裝置以及照明器具進行說明。
[0054] 圖3是示出本實施方式中的點燈裝置1的概要的方框圖。并且，在該圖中除了示 出點燈裝置1之外，還示出了供給直流電的直流電源2、向直流電源2供給交流電的交流電 源4、以及成為點燈的對象的固體發(fā)光元件（在本實施方式中為LED3)。在此，通過對點燈 裝置1、直流電源2、LED3進行組合，從而形成了照明器具10。
[0055] 點燈裝置1是由直流電源2被施加電壓值Vbus的直流電壓，并將電流Iout供給 到正向電壓Vf的LED3的電路。如圖3所示，點燈裝置1具備作為DC/DC變換器的一種的 降壓變換器BCl、以及控制部CNTL。
[0056] 直流電源2的電路構(gòu)成沒有特殊的限定，例如能夠采用由升壓變換器或回掃變換 器構(gòu)成的相位補償電路等。
[0057] 圖4是本實施方式中的點燈裝置1的電路圖。
[0058] 降壓變換器BCl具備：開關(guān)元件SW1、電感器L1、二極管D1、以及電流檢測電路。
[0059] 開關(guān)元件SWl是與直流電源2串聯(lián)連接，并由控制部CNTL被控制成接通或斷開的 元件。作為開關(guān)元件SWl，例如能夠采用MOS-FET等。
[0060] 電感器Ll是與開關(guān)元件SWl串聯(lián)連接，并在開關(guān)元件SWl為導(dǎo)通狀態(tài)時，從直流 電源2流入有電流的元件。
[0061] 二極管Dl是將從電感器Ll放出的電流供給到LED3的元件。
[0062] 電阻Rs是構(gòu)成電流檢測電路的元件。電流檢測電路從電阻Rs所發(fā)生的電壓下降 Rs · iswl中，檢測流入到開關(guān)元件SWl的電流iswl。
[0063] 本實施方式中的降壓變換器BCl還具備平滑電容器Cl,與LED3并聯(lián)連接，并對向 LED3供給的電流進行平滑化。通過平滑電容器C1，圖1所示的三角波狀的電感器電流被平 滑化后，供給到LED3。
[0064] 圖5是示出對控制部CNTL的構(gòu)成進行簡化后的電路圖。
[0065] 控制部CNTL具備：接通定時脈沖發(fā)生部PGl、比較器CPl、以及觸發(fā)器FFl。
[0066] 接通定時脈沖發(fā)生部PGl是以固定周期來反復(fù)輸出脈沖信號的脈沖發(fā)生部。接通 定時脈沖發(fā)生部PGl以根據(jù)作為LED3的正向電壓的最大值的Vfmax、與直流電源2的輸出 電壓值Vbus而決定的固定周期，將脈沖信號輸出到觸發(fā)器FFl的置位端子。
[0067] 該固定周期是，在連接了最大的正向電壓Vfmax的LED3的情況下，使電感器Ll放 出電流結(jié)束的定時與開關(guān)元件SWl從斷開狀態(tài)成為接通狀態(tài)時的切換定時成為一致的周 期。即，該固定周期是被設(shè)定成，在連接了最大的正向電壓Vfmax的LED3的情況下進行BCM 工作的周期。
[0068] 比較器CPl是對作為流入到電感器Ll的峰值電流的目標(biāo)值的峰值電流目標(biāo)值、與 電流檢測電路所檢測的流入到開關(guān)元件SWl的電流的檢測值進行比較的電路。比較器CPl 在流入到開關(guān)元件SWl的電流的檢測值成為比峰值電流目標(biāo)值大的情況下，將High電平的 信號輸出到觸發(fā)器FFl的復(fù)位端子。
[0069] 觸發(fā)器FFl是其Q輸出通過驅(qū)動放大器而連接于開關(guān)元件SWl的柵極端子的電 路。
[0070] 在觸發(fā)器FFl的置位端子被輸入有接通定時脈沖發(fā)生部PGl的輸出信號，在該輸 出信號成為High電平時，觸發(fā)器FFl的Q輸出成為High電平。
[0071] 并且，在觸發(fā)器FFl的復(fù)位端子為輸入有比較器CPl的輸出信號，在該輸出信號成 為High電平時，觸發(fā)器FFl的Q輸出成為Low電平。
[0072] 在此，對本實施方式的點燈裝置1的工作進行說明。
[0073] 接通定時脈沖發(fā)生部PGl在以固定周期輸出High電平的信號時，觸發(fā)器FFl的Q 輸出成為High電平，在開關(guān)元件SWl的柵極端子被輸入High電平信號。因此，開關(guān)元件 SWl成為接通狀態(tài)，即導(dǎo)通狀態(tài)。
[0074] 開關(guān)元件SWl成為接通狀態(tài)時，電感器Ll發(fā)生電壓下降，電流流入到電感器Ll以 及開關(guān)元件SW1。此時，二極管Dl被施加逆電壓，成為非導(dǎo)通狀態(tài)。流入到電感器Ll以及 開關(guān)元件SWl的電流與時間一起上升。并且，在到達電流目標(biāo)值Iref時，由于比較器CPl 的輸出成為High電平，觸發(fā)器FFl的Q輸出成為Low電平，因此，開關(guān)元件SWl從接通狀態(tài) 被切換為斷開狀態(tài)。在開關(guān)元件SWl成為斷開狀態(tài)時，流入到開關(guān)元件SWl的電流被切斷。
[0075] 即，控制部CNTL在根據(jù)來自比較器CPl的輸出信號，檢測到開關(guān)元件SWl的電流 到達電流目標(biāo)值的情況下，使開關(guān)元件SWl從接通狀態(tài)切換為斷開狀態(tài)。
[0076] 流入到開關(guān)元件SWl的電流的檢測值從達到電流目標(biāo)值Iref開始，到開關(guān)元件 SWl從接通狀態(tài)被切換為斷開狀態(tài)為止，發(fā)生一定的延遲時間ΛΤ。該延遲時間ΛΤ是為了 應(yīng)答比較器CPl或觸發(fā)器FFl等電路而需要的延遲時間。
[0077] 由于該延遲時間ΛΤ，因此如圖1所示，實際的峰值電流值成為比電流目標(biāo)值Iref 大Λ Ip或Λ Ip'的值。由于作為點燈裝置1的負(fù)荷的LED3的正向電壓越小，流入到電感 器Ll的電流（電感器電流）的時間變化率就越大，因此，從實際的峰值電流值的目標(biāo)電流 值Iref的偏差就增大。
[0078] 開關(guān)元件SWl成為斷開狀態(tài)，即成為非導(dǎo)通狀態(tài)時，蓄積在電感器Ll的能量被放 出，二極管Dl成為導(dǎo)通狀態(tài)。此時，電感器電流的大小從峰值電流值開始，隨著時間一起下 降，當(dāng)電感器電流成為零時，二極管Dl成為非導(dǎo)通狀態(tài)，流入到電感器L1、開關(guān)元件SWl以 及二極管Dl的電流成為零。
[0079] 電感器電流的時間變化率依存作為負(fù)荷的LED3的正向電壓。因此，在開關(guān)元件 SWl進行上述的工作的情況下，電感器Ll中電流導(dǎo)通的電感器電流導(dǎo)通期間T，則依存于 LED3的正向電壓來變化。
[0080] 在本實施方式中，在降壓變換器BCl連接的作為負(fù)荷的LED3的正向電壓為Vfmin 以上Vfmax以下。
[0081] 接通定時脈沖發(fā)生部PGl如以上所述發(fā)生固定周期的脈沖，在連接于點燈裝置1 為LED3的情況下，在連接了具有最大的正向電壓Vfmax的LED3時，進行BCM工作。
[0082] 圖6示出了本實施方式中的電感器電流的時間變化。
[0083] 在連接了正向電壓為Vfmax的LED3的情況下，電感器電流如圖6的實線所示來變 化，電感器電流導(dǎo)通期間成為與開關(guān)元件SWl的接通控制的反復(fù)周期相同的期間Tmax。即， 在正向電壓為Vfmax的情況下，點燈裝置1進行BCM工作。
[0084] 并且，在正向電壓為Vfmin以上而小于Vfmax的情況下，電感器電流如圖6的虛 線所示來變化，電感器電流導(dǎo)通期間如圖6所示，成為Τ'（Τ' <Tmax)。S卩，在正向電壓為 Vfmin以上而小于Vfmax的情況下，點燈裝置1以電流間斷模式（Discontinuous Current Mode :DCM)來進行工作。
[0085] S卩，在本實施方式的點燈裝置1中，以DCM工作時的電感器電流導(dǎo)通期間的減少， 來抵消在正向電壓V f減少的情況下的電感器電流的峰值的增大而帶來的負(fù)荷電流的増 大。
[0086] 在此，對本實施方式中的電感器電流導(dǎo)通期間T以及流入到LED3的負(fù)荷電流 Ioutl進行解析討論。
[0087] 在將LED3的正向電壓設(shè)為Vf、將電感器Ll的電感值設(shè)為L時，電感器電流導(dǎo)通期 間T由下式來表示。
[0088] (式 1)

【權(quán)利要求】
1. 一種點燈裝置，與直流電源連接，將電流供給到正向電壓為Vfmin以上Vfmax以下的 范圍的固體發(fā)光元件， 該點燈裝置具備DC/DC變換器以及控制部， 所述DC/DC變換器具備： 開關(guān)元件，與所述直流電源串聯(lián)連接，并被控制成接通或斷開； 電感器，與所述開關(guān)元件串聯(lián)連接，在所述開關(guān)元件為接通的狀態(tài)下，電流從所述直流 電源流入到該電感器； 二極管，將從所述電感器放出的電流供給到所述固體發(fā)光元件；以及 電流檢測電路，檢測流入到所述開關(guān)元件的電流，并輸出被檢測的電流檢測值， 所述控制部， 具備對所述電流檢測值與電流目標(biāo)值進行比較的比較器， 根據(jù)來自所述比較器的輸出信號，在檢測到所述電流檢測值達到所述電流目標(biāo)值的情 況下，將所述開關(guān)元件從接通狀態(tài)切換為斷開狀態(tài)， 以固定周期，將所述開關(guān)元件從斷開狀態(tài)切換為接通狀態(tài)， 所述固定周期是指，在連接了正向電壓為所述Vfmax的所述固體發(fā)光元件的情況下， 使所述電感器的電流放出結(jié)束的定時與所述開關(guān)元件從斷開狀態(tài)被切換成接通狀態(tài)的定 時成為一致的周期。
2. 如權(quán)利要求1所述的點燈裝置， 所述Vfmax比所述直流電源的輸出電壓值的1/2大。
3. 如權(quán)利要求2所述的點燈裝置， 所述Vfmin比所述直流電源的輸出電壓值與所述Vfmax的差大。
4. 如權(quán)利要求1所述的點燈裝置， 所述控制部還具有脈沖發(fā)生部，該脈沖發(fā)生部以所述固定周期反復(fù)輸出脈沖信號， 所述脈沖發(fā)生部根據(jù)所述直流電源的輸出電壓值與連接于點燈裝置的所述固體發(fā)光 元件的正向電壓值，決定所述固定周期。
5. -種點燈裝置，與直流電源連接，將電流供給到多個固體發(fā)光元件， 該點燈裝置具備多個DC/DC變換器以及控制部， 所述DC/DC變換器具備： 開關(guān)元件，與所述直流電源串聯(lián)連接，并被控制成接通或斷開； 電感器，與所述開關(guān)元件串聯(lián)連接，在所述開關(guān)元件為接通狀態(tài)的情況下，電流從所述 直流電源流入到該電感器； 二極管，將從所述電感器放出的電流供給到所述固體發(fā)光元件；以及 電流檢測電路，檢測流入到所述開關(guān)元件的電流，并輸出被檢測的電流檢測值， 所述控制部具備： 檢測電路，對所有的所述電感器的電流均成為零進行檢測；以及 多個比較器，分別與所述多個DC/DC變換器一一對應(yīng)， 所述比較器對所述電流檢測值與電流目標(biāo)值進行比較， 根據(jù)來自所述比較器的輸出信號，在檢測到所述電流檢測值達到所述電流目標(biāo)值的情 況下，使與所述比較器對應(yīng)的所述開關(guān)元件從接通狀態(tài)切換為斷開狀態(tài)， 在所述檢測電路檢測到所有的所述電感器的電流均成為零的情況下，將所有的所述開 關(guān)元件同時從斷開狀態(tài)切換為接通狀態(tài)。
6. 如權(quán)利要求5所述的點燈裝置， 所述電流目標(biāo)值是在所述多個比較器中共同的值。
7. 如權(quán)利要求5所述的點燈裝置， 所述多個固體發(fā)光元件的正向電壓的最大值為Vfmax,所述Vfmax比所述直流電源的 輸出電壓值的1/2大。
8. 如權(quán)利要求7所述的點燈裝置， 所述多個固體發(fā)光元件的正向電壓的最小值為Vfmin，所述Vfmin比所述直流電源的 輸出電壓值與所述Vfmax的差大。
9. 一種照明器具，具備權(quán)利要求1所述的點燈裝置、以及正向電壓為Vfmin以上Vfmax 以下的范圍的固體發(fā)光元件。
10. -種照明器具，具備權(quán)利要求5所述的點燈裝置以及多個固體發(fā)光元件。
11. 一種點燈裝置的設(shè)計方法，該點燈裝置與直流電源連接，并將電流供給到正向電壓 在Vfmin以上Vfmax以下的范圍之間的固體發(fā)光元件， 所述點燈裝置具備DC/DC變換器以及控制部， 所述DC/DC變換器具備： 開關(guān)元件，與所述直流電源串聯(lián)連接，并被控制成接通或斷開； 電感器，與所述開關(guān)元件串聯(lián)連接，在所述開關(guān)元件為接通的狀態(tài)下，電流從所述直流 電源流入到該電感器； 二極管，將從所述電感器放出的電流供給到所述固體發(fā)光元件；以及 電流檢測電路，檢測流入到所述開關(guān)元件的電流，并輸出被檢測的電流檢測值， 所述控制部， 具備對所述電流檢測值與電流目標(biāo)值進行比較的比較器， 根據(jù)來自所述比較器的輸出信號，在檢測到所述電流檢測值達到所述電流目標(biāo)值的情 況下，將所述開關(guān)元件從接通狀態(tài)切換為斷開狀態(tài)， 以固定周期，將所述開關(guān)元件從斷開狀態(tài)切換為接通狀態(tài)， 所述點燈裝置的設(shè)計方法包括對所述點燈裝置的所述固定周期進行設(shè)定的步驟，所述 固定周期是指，在連接了正向電壓為所述Vfmax的所述固體發(fā)光元件的情況下，使所述電 感器的電流放出結(jié)束的定時與所述開關(guān)元件從斷開狀態(tài)被切換成導(dǎo)通狀態(tài)的定時成為一 致的周期。
12. 如權(quán)利要求11所述的點燈裝置的設(shè)計方法， 該設(shè)計方法還包括將所述Vfmax設(shè)定成比所述直流電源的輸出電壓值的1/2大的值的 步驟。
13. 如權(quán)利要求12所述的點燈裝置的設(shè)計方法， 該設(shè)計方法還包括將所述Vfmin設(shè)定成比所述直流電源的輸出電壓值與所述Vfmax的 差大的值的步驟。
14. 一種點燈裝置的制造方法，該點燈裝置與直流電源連接，并將電流供給到正向電壓 在Vfmin以上Vfmax以下的范圍之間的固體發(fā)光元件，包括如下步驟： 設(shè)置DC/DC變換器的步驟，該DC/DC變換器具備：開關(guān)元件，與所述直流電源串聯(lián)連接， 并被控制成接通或斷開；電感器，與所述開關(guān)元件串聯(lián)連接，在所述開關(guān)元件為接通的狀態(tài) 下，電流從所述直流電源流入到該電感器；二極管，將從所述電感器放出的電流供給到所述 固體發(fā)光元件；以及電流檢測電路，檢測流入到所述開關(guān)元件的電流，并輸出被檢測的電流 檢測值； 設(shè)置控制部的步驟，該控制部具備對所述電流檢測值與電流目標(biāo)值進行比較的比較 器，根據(jù)來自所述比較器的輸出信號，在檢測到所述電流檢測值達到所述電流目標(biāo)值的情 況下，將所述開關(guān)元件從接通狀態(tài)切換為斷開狀態(tài)，以固定周期，將所述開關(guān)元件從斷開狀 態(tài)切換為接通狀態(tài)；以及 設(shè)定所述點燈裝置的所述固定周期的步驟，該固定周期是指，在連接了正向電壓為所 述Vfmax的所述固體發(fā)光元件的情況下，使所述電感器的電流放出結(jié)束的定時與所述開關(guān) 元件從斷開狀態(tài)被切換成導(dǎo)通狀態(tài)的定時成為一致的周期。
15. 如權(quán)利要求14所述的點燈裝置的制造方法， 該制造方法還包括將所述Vfmax設(shè)定為比所述直流電源的輸出電壓值的1/2大的值的 步驟。
16. 如權(quán)利要求15所述的點燈裝置的制造方法， 該制造方法還包括將所述Vfmin設(shè)定為比所述直流電源的輸出電壓值與所述Vfmax的 差大的值的步驟。
【文檔編號】H05B37/02GK104349547SQ201410370064
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】關(guān)圭介, 鴨井武志, 山原大輔 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社