[發明專利]LED點亮裝置

有效

• 申請號: 201210300621.2
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102970786A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 門田充弘;莊司浩幸;畠山篤史
• 申請（專利權）人: 日立空調·家用電器株式會社
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及LED點亮裝置。

背景技術

LED作為環境友好的光源受到關注，用于聚光照明、汽車的車內照明和頭燈、信號燈、液晶顯示器的背光源等大范圍的產品中。此外，面向住宅和辦公室的一般照明中，也開始了從白熾燈或熒光燈等現有光源向LED的更換。

LED的光輸出由流經LED負載的電流（以下記作LED電流）決定。從而，LED點亮裝置優選具備通過將LED電流控制為大致一定（大致恒定），而將LED的光輸出控制為大致一定的功能。

作為具備這樣的功能的LED點亮裝置，例如有專利文獻1中記載的裝置。該裝置為從直流電源通過降壓斬波器對LED供電的結構，具有使降壓斬波器的開關元件導通/關斷的自激式驅動電路，使得流經降壓斬波器的開關元件的電流的峰值一定、并且降壓斬波器以電流臨界模式（critical?current?mode）動作。由此，LED電流被控制為一定，并且幾乎不會發生開關元件的導通損失，所以電力變換時能夠實現較高的效率。

使用商用電源等交流電源的LED點亮裝置中，大多情況下，具備用于從交流電壓生成直流電壓的整流電路。此外，大多在整流電路的直流輸出側連接電容器，使直流電壓平滑。以下，將作為這樣用途的電容器記作輸入平滑電容器（input?smoothing?capacitor）。此外，在整流電路的直流輸出側產生的直流電壓記作整流電壓。作為輸入平滑電容器，出于單位體積的靜電電容（以下記作電容）較大這一優點，一般使用電解型的電容器（以下記作電解電容器）。與之對應的例如有鋁電解電容器或鉭電解電容器。但是，電解電容器存在高溫下壽命短的缺點。而LED在發光時會伴隨發熱。并且大多情況下LED點亮裝置配置在LED附近且位于框體內部等密閉空間中，所以其周圍溫度為高溫。特別是小型、大電力的LED點亮裝置中，溫度上升嚴重，所以最好不使用電解電容器作為輸入平滑電容器，而是置換為非電解型的電容器（以下記作非電解電容器）。與之對應的例如有陶瓷電容器和薄膜電容器。

專利文獻1：日本特開2005-294063號公報

發明內容

但是，非電解電容器與電解電容器相比單位體積的電容較小。從而，在裝置的大小存在限制的情況下，難以確保同等的電容。其結果，不能夠充分地使整流電壓平滑，整流電壓的脈動振幅可能增大。換言之，整流電壓的最低值可能減小。

專利文獻1記載的裝置中，當整流電壓低于LED負載的電壓（以下記作LED電壓）時，降壓斬波器不能動作，LED電流將急劇減少。因為該現象在交流電源的每半個周期都發生，所以當設交流電源的頻率為fac時，LED電流可能以（2fac）的頻率脈動。該脈動可能成為閃爍的原因。作為該問題的對策，可以考慮不使用降壓斬波器而是使用升降壓斬波器或反激式變換器（Flyback?Converter）這樣的升降壓電路。如果是升降壓電路，則在整流電壓低于LED電壓的狀況下也能夠對LED穩定地供電。

但是，當將升降壓電路應用于使流經開關元件的電流的峰值一定、并且以電流臨界模式動作的控制時，LED電流會隨整流電壓的脈動而相應地脈動。在使用非電解電容器作為輸入平滑電容器的情況下，因為整流電壓的脈動較大，所以LED電流的脈動也較大，也可能成為閃爍（flicker）的原因。

為了解決上述課題，本發明提供一種LED點亮裝置，其包括：對交流電源電壓進行AC-DC變換而生成直流電壓（以下記作整流電壓）的整流電路，連接在該整流電路的直流輸出側的電容器，對所述整流電壓進行DC-DC變換而對發光二極管（以下記作LED）負載供電的升降壓電路，和對該升降壓電路所具備的開關元件進行驅動的控制電路，所述電容器是非電解型的電容器（以下記作非電解電容器），所述控制電路驅動所述開關元件以使所述升降壓電路以電流斷續模式動作，并且所述開關元件的開關頻率與所述升降壓電路的電流設定值的積大致一定。

根據本發明的LED點亮裝置，即使在通過使用非電解電容器而強化高溫耐受性的情況下，也能夠減少LED電流的脈動而實現無閃爍。

附圖說明

圖1是本發明的LED點亮裝置的框圖。

圖2是本發明的第一和第二實施方式中的LED點亮裝置的結構。

圖3是本發明的第一實施方式中的LED點亮裝置的動作波形。

圖4是本發明的第一和第二實施方式中的LED點亮裝置的結構。

圖5是本發明的第二實施方式中的LED點亮裝置的動作波形。

圖6是本發明的第三和第四實施方式中的LED點亮裝置的結構。