[發(fā)明專利]點燈裝置、照明器具、點燈裝置的設計方法及制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410370064.0
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104349547B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設計）人: 關圭介;鴨井武志;山原大輔
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

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計方法。

背景技術

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。

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。

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荷的情況下，或者改變相同的負荷的串聯(lián)數(shù)量來連接的情況下，通過使恒定的電流流入到負荷，從而能夠對應各種連接負荷方式。

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，從而能夠實現(xiàn)恒定電流控制。BCM控制是指，對降壓變換器內的電感器放出了規(guī)定的能量進行檢測，并使降壓變換器內的開關元件成為接通狀態(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的開關元件的電流的檢測值到達規(guī)定值時，使開關元件成為斷開狀態(tài)的控制方式。

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值Iref時，使開關元件斷開，據(jù)此能夠使電感器電流的峰值與目標值Iref一致。因此，能夠不依存輸出電壓而使輸出電流成為一個恒定值(電流目標值Iref的1/2)。

但是，構成降壓變換器的部件具有因應答速度而造成的延遲時間(例如，檢測運算電路的延遲時間、驅動器IC的信號輸出延遲時間、開關元件的驅動延遲時間等)。因此，從流入到開關元件的電流到達峰值電流目標值Iref的定時，使開關元件斷開，在截止電流的定時發(fā)生延遲時間ΔT。

圖1示出了BCM控制中的電感器電流的時間變化。

在圖1中示出了不同的負荷電壓Vf1以及Vf2的情況下的電感器電流。

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，成為比目標值Iref大ΔIp的值。

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。

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于降壓變換器的輸入電壓的電壓，并對峰值電流目標值Iref進行校正。

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設定共同的電流目標值，使向各LED供給電流的降壓變換器的開關元件中流動的平均電流與電流目標值一致。

具體而言，監(jiān)視流入到每個降壓變換器的開關元件的電流，并以誤差放大器算出監(jiān)視電流與電流目標值的差異。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，來調整開關元件的驅動信號的占空比，以使開關元件為接通狀態(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。

(現(xiàn)有技術文獻)

(專利文獻)

專利文獻1??日本??特開2012-109141號公報

專利文獻2??日本??特開2010-40509號公報

在專利文獻1公開的點燈裝置中，考慮到了構成降壓變換器的部件所具有的延遲時間ΔT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的技術中，因輸出電壓變動時的延遲時間ΔT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Vf1以及Vf2(Vf1＜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值的偏差ΔIp也就增大。

圖2示出了降壓變換器的輸出電壓Vf與負荷電流Iout的關系。