專利名稱：點亮裝置和使用該點亮裝置的照明設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于使諸如發(fā)光二極管等的發(fā)光元件點亮的點亮裝置以及使用該點亮裝置的照明設備。
背景技術(shù)：
近年來，已提供了使用發(fā)光二極管作為光源的LED照明設備(例如，參見日本特開2009-134946)。該LED照明設備的設備主體安裝有LED發(fā)光單元，其包括發(fā)光二極管；以及點亮電路單元，用于向LED發(fā)光單元供給用于使發(fā)光二極管點亮的電流。該點亮電路單元包括開關電源電路部和濾波電路部。開關電源電路部是如下的非絕緣型降壓斬波電路，其中利用兼用作功率切換元件的控制電路(例如，松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社所制造的MIP552)來對該非絕緣型降壓斬波電路的切換進行控制。在這種LED照明設備中，在周圍溫度改變并且溫度從低溫上升為高溫的情況下，進行控制以通過增加流經(jīng)發(fā)光二極管的電流來提高光輸出，由此使光輸出基本恒定。上述傳統(tǒng)示例的開關電源電路部的輸入端子連接有輸入電容器，其中該輸入電容器用于對全波整流器進行全波整流后的電壓進行平滑。如果輸入電容器的容抗值小，則流 經(jīng)LED發(fā)光單元的負荷電流的紋波成分增加。例如，在利用攝像機等進行攝像時，在快門速度并未與商用電源的頻率同步的情況下，在畫面上可能發(fā)生閃爍?？梢酝ㄟ^增大與開關電源電路部的輸出端子相連接的輸出電容器的容抗值來降低紋波成分，但為了填充電源電壓過零時產(chǎn)生的負荷電流的谷部，需要非常大的電解電容器。作為用以改善這種問題的對策，存在通過采用電解電容器作為輸入電容器來使輸入電容器的容抗值增大的方法。如果輸入電容器平滑后的電壓即使在電源電壓過零時也可以被維持得等于或大于特定水平，則利用連接在開關電源電路部的后段的恒流電路，可以總是使恒定的負荷電流流動。換句話說，通過增大輸入電容器的容抗值，可以在不必增大輸出電容器的容抗值的情況下去除負荷電流的紋波成分。然而，在這種情況下，由于這是所謂的電容器輸入型平滑電路，因此存在如下問題輸入電流(向著輸入電容器的充電電流)的導通角變窄，功率因數(shù)劣化為等于或小于O. 6，并且諧波失真變大。這里，為了降低開關電源電路部的輸出電流(負荷電流)的紋波成分并實現(xiàn)功率因數(shù)的改善，通常采用在恒流電路的前段設置功率因數(shù)校正電路(PFC電路)的所謂的雙轉(zhuǎn)換器方法。然而，在這種情況下，存在由于添加作為高頻切換電路的功率因數(shù)校正電路而導致噪聲增大并且電路結(jié)構(gòu)復雜化的問題。在這方面，例如，日本專利3263194和3327013已公開了如下結(jié)構(gòu)代替輸入電容器，通過設置用于對從全波整流器輸出的紋波電壓的低電壓時間段進行部分平滑的部分平滑電路作為平滑單元，來降低負荷電流的紋波成分并改善功率因數(shù)。在這些結(jié)構(gòu)中，由于部分平滑電路的輸出電壓即使在低電壓時間段內(nèi)也等于或大于特定值，因此利用連接在開關電源電路部的后段的恒流電路，可以總是使恒定的負荷電流流動，由此去除該負荷電流的紋波成分。此外，與電容器輸入型平滑電路的情況相比，可以改善功率因數(shù)。然而，在如上所述采用部分平滑電路的情況下，由于陡峭的充電電流流經(jīng)構(gòu)成部分平滑電路的電容器，因此存在該部分平滑電路的輸入電流的峰值變高的問題。在這種情況下，要求使用耐電流性能較大的部件，因此需要使電線變粗或者使開關或斷路器的容量增大，這導致成本增加或者設備的大型化。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種能夠利用簡單的電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)降低負荷電流的紋波成分、改善功率因數(shù)以及降低噪聲的點亮裝置以及使用該點亮裝置的照明設備。本發(fā)明還提供一種能夠使包括部分平滑電路的平滑單元的輸入電流的峰值降低的點亮裝置以及使用該點亮裝置的照明設備。 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種點亮裝置，用于點亮發(fā)光元件，所述點亮裝置包括整流單元，用于對從電源所輸出的交流電壓進行整流；平滑單元，用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓進行平滑；電源單元，其具有開關元件，并且用于通過對所述開關元件的接通和斷開進行切換，來將所述平滑單元的輸出電壓轉(zhuǎn)換成預定直流電壓，以輸出所述預定直流電壓；以及控制單元，用于對所述開關元件的接通或斷開進行控制，其中，所述平滑單元用作用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓的低電壓時間段進行部分平滑的部分平滑電路，所述電源單元向包括一個或多個發(fā)光元件的光源單元供給點亮電力，以及所述控制單元對所述開關元件的開關頻率進行控制，以使所述開關頻率隨著所述平滑單元的輸出電壓的下降而降低。在所述發(fā)光元件中，所述控制單元可以在臨界電流模式下對所述開關元件進行控制以使所述開關元件進行工作。此外，所述控制單元可以對所述開關元件的接通或斷開進行控制，以使得所述開關元件的斷開時間段與所述開關頻率無關地處于恒定。在所述整流單元和所述平滑單元之間，可以在高電壓側(cè)的線路或者低電壓側(cè)的線路上設置感抗元件。優(yōu)選地，所述電源單元包括升壓/降壓斬波電路?？蛇x地，所述電源單元包括降壓斬波電路。此外，所述平滑單元可以具有電容器，其中，所述電容器在除所述整流單元的輸出電壓的低電壓時間段以外的時間段內(nèi)進行充電，并且所述電容器在所述整流單元的輸出電壓的低電壓時間段內(nèi)進行放電。所述發(fā)光元件可以是有機電致發(fā)光(EL)元件或發(fā)光二極管。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種照明設備，包括上述任一個的點亮裝置；以及設備主體，用于容納所述點亮裝置。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種點亮裝置，用于點亮發(fā)光元件，所述點亮裝置包括整流單元，用于對從電源所輸出的交流電壓進行整流；平滑單元，用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓進行平滑；電源單元，其具有開關元件，并且用于通過對所述開關元件的接通和斷開進行切換，來將所述平滑單元的輸出電壓轉(zhuǎn)換成預定直流電壓，以輸出所述預定直流電壓；以及控制單元，用于對所述開關元件的接通或斷開進行控制，其中，所述平滑單元用作用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓的低電壓時間段進行部分平滑的部分平滑電路，所述電源單元向包括一個或多個發(fā)光元件的光源單元供給點亮電力，以及所述平滑單元的輸入端子連接有感抗元件。優(yōu)選地，所述感抗元件設置在所述整流單元和所述平滑單元之間的高電壓側(cè)的線路或低電壓側(cè)的線路上。此外，所述控制單元可以對所述開關元件的開關頻率進行控制，以使所述開關頻率隨著所述平滑單元的輸出電壓的下降而降低。所述電源單元可以包括升壓/降壓斬波電路。此外，所述電源單元可以包括降壓斬波電路。
所述發(fā)光元件可以是有機電致發(fā)光(EL)元件或發(fā)光二極管。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種照明設備，包括上述任一個的點亮裝置；以及設備主體，用于容納所述點亮裝置。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種點亮裝置，用于點亮發(fā)光元件，所述點亮裝置包括整流單元，用于對從電源所輸出的交流電壓進行整流；平滑單元，用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓進行平滑；電源單元，其具有開關元件，并且用于通過對所述開關元件的接通和斷開進行切換，來將所述平滑單元的輸出電壓轉(zhuǎn)換成預定直流電壓，以輸出所述預定直流電壓；以及控制單元，用于對所述開關元件的接通或斷開進行控制，其中，所述平滑單元包括在進行充電時串聯(lián)連接并且在進行放電時并聯(lián)連接的兩個電容器以及插入充電路徑內(nèi)的電阻器，所述平滑單元用作用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓的低電壓時間段進行部分平滑的部分平滑電路，所述電源單元向包括一個或多個發(fā)光元件的光源單元供給點亮電力，所述平滑單元的輸入電流具有至少兩個峰值，以及對所述電容器各自的容抗值以及所述電阻器的阻抗值中的至少一個進行設置，以使得對所述平滑單元的所述電容器進行充電時所產(chǎn)生的輸入電流的峰值小于輸入電流的其它峰值中的至少一個。優(yōu)選地，供給至所述電源單元的輸入電力為4W 10W，并且對所述電阻器的阻抗值RO以及所述電容器各自的容抗值CO進行設置，以滿足CO < 5或者RO ^ 16XC0-80，其中，RO的單位為Ω，并且CO的單位為μ F。此外，可以將所述電阻器的阻抗值RO設置為等于或小于200Ω。可以在所述整流單元和所述平滑單元之間的高電壓側(cè)的線路或低電壓側(cè)的線路上設置感抗元件。所述控制單元可以對所述開關元件的開關頻率進行控制，以使所述開關頻率隨著所述平滑單元的輸出電壓的下降而降低。優(yōu)選地，所述電源單元包括升壓/降壓斬波電路。此外，所述電源單元可以包括降壓斬波電路。優(yōu)選地，所述發(fā)光元件是有機電致發(fā)光(EL)元件或發(fā)光二極管。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種照明設備，包括上述任一個的點亮裝置；以及設備主體，用于容納所述點亮裝置。


通過以下結(jié)合附圖對實施例的說明，本發(fā)明的目的和特征將變得明顯，其中圖IA和IB是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的發(fā)光元件點亮裝置的示意電路圖，其中圖IA是示出沒有連接常模扼流線圈的情況的圖，并且圖IB是示出連接有常模扼流線圈的情況的圖；圖2A和2B是分別示出發(fā)光元件點亮裝置中的平滑單元的輸出電壓以及降壓斬波電路的輸出電流的波形圖； 圖3A和3B是分別示出圖IA所示的發(fā)光元件點亮裝置中的平滑單元的輸入電流以及圖IB所示的發(fā)光元件點亮裝置中的平滑單元的輸入電流的波形圖；圖4A 4F是圖IA所示的發(fā)光元件點亮裝置中在改變平滑單元的電阻器的阻抗值和電容器的容抗值時該平滑單元的輸入電流的波形圖，并且圖4G是圖IB所示的發(fā)光元件點亮裝置中在改變平滑單元的電阻器的阻抗值和電容器的容抗值時該平滑單元的輸入電流的波形圖；圖5是平滑單元中的電阻器的阻抗值和電容器的容抗值的相關圖；圖6A飛C示出發(fā)光元件點亮裝置的操作波形圖；圖7A示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的發(fā)光元件點亮裝置的示意電路圖，并且圖7B^7D是該發(fā)光元件點亮裝置的操作波形圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的發(fā)光元件點亮裝置的示意電路圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的發(fā)光元件點亮裝置的示意電路圖；圖IOAlOC示出根據(jù)第四實施例的發(fā)光元件點亮裝置的操作波形圖；以及圖IIA和IIB是示出本發(fā)明的照明設備的示例的示意圖。
具體實施例方式第一實施例以下將參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的發(fā)光元件點亮裝置。如圖IA所示，該發(fā)光元件點亮裝置包括整流單元1，用于對商用電源(外部電源)AC I的AC電壓進行整流；平滑單元2，用于對整流單元I的輸出電壓進行平滑；以及電源單元3，用于向包括串聯(lián)連接的多個發(fā)光元件的光源單元4供給點亮電力。在本實施例中，作為發(fā)光元件，使用有機電致發(fā)光(EL)元件40，但也可以使用諸如發(fā)光二極管41 (參見圖8)等的其它發(fā)光元件。此外,在本實施例中，商用電源ACl的電源電壓例如為100V。整流單元I由包括二極管橋的全波整流電路構(gòu)成，并且輸出通過對從商用電源ACl輸出的AC電壓進行整流所獲得的紋波電壓。另外，在商用電源ACl和整流單元I之間連接有熔斷器Fl、浪涌保護元件Zl、以及用于消除諧波的電容器Cl。此外，電容器C2與整流單元I的輸出端子并聯(lián)連接。平滑單元2是用于對從整流單元I輸出的紋波電壓的低電壓時間段進行部分平滑的部分平滑電路。平滑單元2包括容抗大致相同的電容器C3和C4、插入充電路徑內(nèi)的電阻器R1、以及二極管DfD3。在電容器C3的負電極和電容器C4的正電極之間，沿著充電電流流動的方向連接有二極管D2和電阻器Rl。在電容器C3的負電極和電容器C4的負電極之間，沿著電容器C3的放電電流流動的方向連接有二極管Dl。此外，在電容器C3的正電極和電容器C4的正電極之間，沿著電容器C4的放電電流流動的方向連接有二極管D3。電容器C3和C4在充電時呈串聯(lián)連接，并且在放電時呈并聯(lián)連接。平滑單元2僅對從整流單元I輸出的紋波電壓的低電壓時間段進行部分平滑(參見圖2A)。在下文，將低電壓時間段稱為“谷部”并且將其它時間段稱為“脊部”。電源單元3用作用于輸出通過對平滑單元2的輸出電壓進行降壓所獲得的預定DC電壓的降壓斬波電路。電源單元3包括電感器L2、二極管D4、電容器C5、由場效應晶體管(FET)構(gòu)成的開關元件Q1、以及控制電路(控制單元)30。在本實施例中，開關元件Ql安裝于接地的線路側(cè)，由此實現(xiàn)穩(wěn)定的開關控制?？刂齐娐?0是用于對開關元件Ql的接通/斷開(on/off)進行控制的驅(qū)動用集成電路(1C)，并且在本實施例中例如使用(Supertex所制造的)HV9910。HV9910具有如下的恒定斷開時間模式，其中在該恒定斷開時間模式中，將開關元件Ql的斷開時間段控制為特定時間段。檢測電阻器R2與開關元件Ql串聯(lián)連接以檢測開關元件Ql的漏電流。在本實施例中，開關元件Ql和控制電路30是分開設置的，但也可以將控制電路30設置為內(nèi)部包括開關元件Ql的驅(qū)動用1C。 接著，將說明本實施例的電源單元3的操作。在本實施例中，供給至電源單元3的輸入電力為riow，并且開關元件Ql的開關頻率為幾十 幾百kHz。首先，在控制電路30將開關元件Ql切換成接通的情況下，電流沿著光源單元4 —電感器L2 —開關元件Ql —檢測電阻器R2 —接地端的路徑流動。此時，流經(jīng)電感器L2的電流(開關元件Ql的漏電流)的上升速度基于電源單元3的輸入電壓(平滑單元2的輸出電壓)的大小而改變。即，在平滑單元2的輸出電壓較低(例如，谷部)的情況下，流經(jīng)電感器L2的電流的上升速度變慢，并且在平滑單元2的輸出電壓較高(例如，脊部)的情況下，流經(jīng)電感器L2的電流的上升速度變快。隨著流經(jīng)電感器L2的電流的上升，檢測電阻器R2兩端的電壓也上升。如果該電壓超過了控制電路30已預先設置的閾值電壓，則控制電路30將開關元件Ql切換成斷開。當將開關元件Ql切換成斷開時，電流沿著電感器L2 — 二極管D4 —光源單元4的閉合回路流動，并且流經(jīng)電感器L2的電流逐漸降低。在開關元件Ql被切換成斷開的時刻起經(jīng)過了已預先設置的特定時間段之后，控制電路30再次將開關元件Ql切換成接通。這樣，控制電路30在峰電流模式下對用于將開關元件Ql從接通切換為斷開的時刻進行控制，并且在恒定斷開時間模式下對用于將開關元件Ql從斷開切換為接通的時刻進行控制。通過重復上述操作，控制電路30在連續(xù)電流模式下對開關元件Ql進行控制。因此，將電源單元3的輸出電壓控制為恒定，并且同樣將流經(jīng)光源單元4的負荷電流控制為恒定(參見圖2B)。如上所述，在本實施例中，由于即使在平滑單元2的輸出電壓的谷部中也輸出等于或高于恒定值的電壓，因此電源單元3可以總是輸出恒定電流。由于該原因，可以降低電源單元3的輸出電流、即負荷電流上所疊加的紋波成分。 此外，在本實施例中，由于平滑單元2由部分平滑電路構(gòu)成，因此與電容器輸入型平滑電路相比，可以抑制該平滑單元的輸入電流的導通角變窄，并且可以將功率因數(shù)改善為等于或大于O. 85。此外，由于可以通過使用部分平滑電路來抑制功率因數(shù)的降低，因此無需使用如傳統(tǒng)情況那樣的功率因數(shù)校正電路，并且電路結(jié)構(gòu)沒有變復雜。這里，如圖3A所示，平滑單元2的輸入電流由于該輸入電流在從整流單元I輸出的紋波電壓的低電壓時間段內(nèi)增大而出現(xiàn)峰值(參見圖3A的箭頭(I)和(3))。此外，平滑單元2的輸入電流由于流經(jīng)部分平滑電路的電容器C3和C4各自的陡峭的充電電流而出現(xiàn)峰值(參見圖3A的箭頭(2))。該輸入電流波形的一端的峰值(參見圖3A的箭頭(I))在(Γ70度的相位角附近出現(xiàn)。該輸入電流波形的中央部附近的峰值(參見圖3A的箭頭(2))在6(Γ90度的相位角附近出現(xiàn)。本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，可以通過在特定條件下設置平滑單元2的電阻器Rl的阻抗值RO以及電容器C3和C4各自的容抗值CO來降低對電容器C3和C4各自進行充電時所產(chǎn)生的平滑單元2的輸入電流的峰值。將參考附圖來說明這些具體示例。如由圖5的點(d)所示，當電阻器Rl的阻抗值RO約為100[Ω]并且電容器C3和C4各自的容抗值CO約為10 [ μ F]時，平滑單元2的輸入電流波形如圖4D所示。即，在這樣設置了阻抗值RO和容抗值CO的情況下，如圖4D的箭頭(I)和(2)所示的輸入電流的峰值幾乎相同?；趫D5的點(d)的設置值，在阻抗值RO固定并且容抗值CO減小(圖5的點(a)) 的情況下，如圖4A所示，由箭頭(2)所表示的輸入電流的峰值小于由箭頭(I)所表示的輸入電流的峰值。此外，在容抗值CO固定并且阻抗值RO增大(圖5的點(b)和(c))的情況下，如圖4B和4C所示，由箭頭(2)所表示的輸入電流的峰值小于由箭頭(I)所表示的輸入電流的峰值。此外，阻抗值RO越大，電容器C3和C4各自的充電電流的變化越緩和。因而，通過降低平滑單元2的電容器C3和C4各自的陡峭電流的峰值并減少其變化，可以提高該電路的可靠性。在這種情況下，由于電源單元3大致供給恒定電力，因此由箭頭(I)和(3)所表示的輸入電流的峰值并未大幅改變。另一方面，在容抗值CO固定并且阻抗值RO減小(圖5的點(e))的情況下，如圖4E所示，由箭頭(2)所表示的輸入電流的峰值大于由箭頭(I)所表示的輸入電流的峰值。此外，在阻抗值RO固定并且容抗值CO增大(圖5的點(f))的情況下，如圖4F所示，由箭頭(2)所表示的輸入電流的峰值大于由箭頭(I)所表示的輸入電流的峰值。如上所述，通過改變阻抗值RO和容抗值CO的實驗已發(fā)現(xiàn)，在滿足CO < 5或者RO ^ 16XC0-80的條件的情況下，可以有效地降低平滑單元2的輸入電流波形的中央部附近的峰值。即，可以通過將阻抗值RO和容抗值CO設置為位于由圖5的實線所表示的邊界線的左側(cè)區(qū)域來有效地降低平滑單元2的輸入電流波形的中央部附近的峰值。例如，如果容抗值CO為10 μ F，則可以將阻抗值RO設置為RO彡16Χ(0-80=80[Ω]。因此，例如，在使用本實施例的情況下，由于無需使用耐電流性能較大的部件，因此可以使電線變細或者可以使開關或斷路器的容量變小。另外，通過降低平滑單元2的輸入電流波形的中央部附近的峰值，輸入電流波形的傾斜整體變緩和，由此實現(xiàn)了降低噪聲或者降低對構(gòu)成電路的部件所產(chǎn)生的應力的效果。此外，由于平滑單元2在從電源單元3供給的輸入電力小于4W的情況下并未對紋波或功率因數(shù)產(chǎn)生影響，因此可以不必使用平滑單元2。此外，如果在從電源單元3供給的輸入電力大于IOW的情況下使用平滑單元2，則存在如下問題平滑單元2的二極管DfD3以及電阻器Rl出現(xiàn)損耗，或者噪聲由于平滑單元2的輸入電流的陡峭變化而增大。因此，當從電源單元3供給的輸入電力的范圍為4W 10W時，實現(xiàn)了根據(jù)本實施例的顯著效果。圖IB示出設置有常模扼流線圈的發(fā)光元件點亮裝置。在這種情況下，光源單元4的電力消耗的范圍例如為5 25W，并且開關元件Ql的開關頻率為幾十 幾百kHz。如圖IB所示，在整流單元I的輸出端子和平滑單元2的輸入端子之間的高電壓側(cè)的線路上可以插入常模扼流線圈LI (電感器元件)。因此，形成了包括常模扼流線圈LI和電容器C2的LC濾波器，由此降低在對電容器C3和C4進行充電時所產(chǎn)生的平滑單元2的輸入電流的峰值。即，通過插入常模扼流線圈LI，如圖3B所示，可以抑制陡峭的充電電流在電容器C3和C4內(nèi)流動，并降低輸入電流的峰值(參見圖3B的箭頭(2))。此外，由于使用常模扼流線圈作為電感器元件，因此與使用共模扼流線圈的情況相比，即使在大小較小的情況下也可以獲得正常成分的較高的感抗值。因此，在本實施例中，可以有效地降低平滑單元2的輸入電流的峰值并降低噪聲。此外，在如上所述插入常模扼流線圈的情況下，由圖5的實線所表示的邊界線移 動至由虛線所表示的位置處。因此，當阻抗值RO和容抗值CO具有由圖5的點(f)所表示的值時，平滑單元2的輸入電流波形如圖4G所示。換句話說，可以使阻抗值RO和容抗值CO的條件放寬，這樣可以有效地降低平滑單元2的輸入電流波形的中央部附近的峰值。此外，即使在例如由于諸如溫度等的周圍環(huán)境的變化、電感器L2的感抗值的下降或者輸入電壓波動而導致發(fā)生輸出電流的變化的情況下，也可以更加可靠地實現(xiàn)上述效果。此外，由于使阻抗值RO和容抗值CO的條件放寬，因此與不使用常模扼流線圈LI的情況相比，可以更加廣泛地選擇電阻器Rl以及電容器C3和C4。此外，通過將常模扼流線圈LI與平滑單元2的電阻器Rl進行組合，可以更加有效地實現(xiàn)平滑單元2的整體輸入電流的緩和變化(可以使整體輸入電流波形平滑化)。因而，可以獲得降低噪聲或者降低對構(gòu)成電路的部件所產(chǎn)生的應力的顯著效果。這里，在使阻抗值RO大于200 Ω的情況下，電阻器Rl的損耗變大，并且應當選擇能夠耐熱的昂貴部件作為電阻器Rl。此外，隨著阻抗值RO的增大，如上所述，平滑單元2的輸入電流的峰值降低，由此改善了功率因數(shù)。然而，當阻抗值RO超過200 Ω時，功率因數(shù)改善效果變小。此外，在平滑單元2的輸入電流波形中，由箭頭(I)所表示的輸入電流的峰值遠大于由箭頭(2)所表示的輸入電流的峰值。結(jié)果，有可能導致輸入電流的峰值增大。因此，在本實施例中，優(yōu)選將電阻器Rl的阻抗值RO設置為等于或小于200 Ω。另一方面，開關元件Ql的接通時間段等同于在開關元件Ql切換成接通之后直到流經(jīng)電感器L2的電流達到控制電路30所設置的峰值為止的時間段。此外，如上所述，由于流經(jīng)電感器L2的電流的上升速度基于平滑單元2的輸出電壓的大小而改變，因此開關元件Ql的接通時間段也基于平滑單元2的輸出電壓的大小而改變(參見圖6A飛C)。在本實施例中，由于控制電路30在恒定斷開時間模式下對開關元件Ql進行控制，因此開關元件Ql的斷開時間段是恒定的。因此，通過改變開關元件Ql的接通時間段，可以使開關元件Ql的開關頻率變得不恒定。此外，開關頻率在平滑單元2的輸出電壓的谷部中變?yōu)樽畹?。如上所述，在本實施例中，由于可以通過基于平滑單元2的輸出電壓的大小改變開關元件Ql的接通時間段來改變開關頻率，因此可以降低與開關元件Ql的開關控制相關聯(lián)的噪聲。然而，當將平滑單元2配置成電容器輸入型平滑電路時，由于平滑單元2的輸出電壓被平滑成恒定電壓，因此無法改變開關頻率。因此，如本實施例那樣，優(yōu)選將平滑單元2配置成用于改變輸出電壓的部分平滑電路。特別地，在本實施例中，控制電路30進行如下控制隨著平滑單元2的輸出電壓的下降，使開關元件Ql的開關頻率降低。因此，在存在使開關元件Ql以低頻進行工作的時間段的情況下，與在一個周期內(nèi)使開關元件Ql以恒定的高頻進行工作的情況相比較，可以整體降低噪聲并且還可以降低開關損耗。因而，在本實施例中，利用簡單的電路結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)降低負荷電流的紋波成分、改善功率因數(shù)以及降低噪聲。這里，用作光源單元4中所包括的發(fā)光元件的有機EL元件40或發(fā)光二極管41的光輸出與流經(jīng)這些元件的負荷電流成比例。由于該原因，隨著疊加在負荷電流上的紋波成分變大，光輸出可能產(chǎn)生閃爍。因此，由于根據(jù)本實施例的發(fā)光元件點亮裝置被配置為降低負荷電流的紋波成分，因此對于發(fā)光元件是有機EL元件40或發(fā)光二極管41的情況是有效的。然而，各個有機EL元件40由于其用作表面光源因而具有較高的容抗成分。由于該原因，存在如下可能性由于充電/放電電流隨著紋波成分的增加而增大，因此損耗可能增大。因此，本實施例的發(fā)光元件點亮裝置對于發(fā)光元件是有機EL元件40的情況可以更加有效。此外，作為控制電路30，例如，可以使用(Supertex所制造的)HV9961，并且代替峰電流模式，可以通過平均電流模式來對用于將開關元件Ql從接通切換為斷開的時刻進行控制。換句話說，HV9961進行控制，以使得如果流經(jīng)檢測電阻器R2的開關元件Ql的漏電流的平均值超過了已預先設置的閾值電流，則將開關元件Ql切換成斷開。如果通過平均電流模式來進行控制，則可以進一步抑制電源單元3的輸出電流的變化。此外，作為控制電路30,例如，可以使用諸如(STMicroelectronics所制造的)L6562A等的驅(qū)動用1C。然而，由于該驅(qū)動用IC不具有用于將開關元件Ql的斷開時間段控制為恒定的功能(恒定斷開時間模式)，因此需要設置用于將開關元件Ql的斷開時間段控制為恒定的單獨電路。關于更多詳情，推薦參考STMicroelectronics的ApplicationNote 的 AN2928(http://www. st. com/internet/com/TECHNICAL RESOURCES/TECHNICALLITERATURE/APPLICATION N0TE/CD00222928. pdf)。在上述實施例中，盡管控制電路30對開關元件Ql進行控制以改變其開關頻率，從而降低平滑單元2的輸入電流的峰值，但并不局限于此，并且控制電路30可以在無需進行這種控制的情況下將開關頻率控制為恒定。第二實施例以下將參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的發(fā)光元件點亮裝置。由于第二實施例的基本結(jié)構(gòu)與第一實施例的基本結(jié)構(gòu)相同，因此對相同的組件分配相同的附圖標記，并且將省略針對這些組件的說明。本實施例的特征在于如圖7A所示，設置了用于檢測流經(jīng)電感器L2的電流、即負荷電流的電感器L2的二次繞組L20，并且如圖7B 7D所示，控制電路30在臨界電流模式下對開關元件Q I進行控制。在本實施例中，代替浪涌保護元件Z1，在商用電源ACl和整流單元I之間設置有線路濾波器LFl。此外，將常模扼流線圈LI (感抗元件)插入整流單元I的輸出端子和平滑單元2的輸入端子之間的高電壓側(cè)的線路內(nèi)。以下將說明本實施例的電源單元3的操作。首先，在控制電路30將開關元件Ql切換成接通的情況下，電流沿著光源單元4 —電感器L2 —開關元件Ql —檢測電阻器R2 —接地端的路徑流動。此時，流經(jīng)電感器L2的電流的上升速度基于平滑單元2的輸出電壓的大小而改變。即，在平滑單元2的輸出電壓較低(例如，谷部)的情況下，流經(jīng)電感器L2的電流的上升速度變慢，并且在平滑單元2的輸出電壓較高(例如，脊部)的情況下，流經(jīng)電感器L2的電流的上升速度變快。如果流經(jīng)電感器L2的電流上升，則檢測電阻器R2兩端的電壓也上升。如果該電壓超過了控制電路30已預先設置的閾值電壓，則控制電路30將開關元件Ql切換成斷開。在將開關元件Ql切換成斷開的情況下，電流沿著電感器L2 — 二極管D4 —光源單元4的閉合回路流動，并且流經(jīng)電感器L2的電流逐漸降低?？刂齐娐?0利用電感器L2的二次繞組L20內(nèi)感應得到的電壓來檢測流經(jīng)電感器L2的電流，并且當檢測到該電流下降為O時將開 關元件Ql再次切換成接通。這樣，控制電路30在峰電流模式下對用于將開關元件Ql從接通切換為斷開的時刻進行控制，并且通過檢測流經(jīng)電感器L2的電流的過零來對用于使開關元件Ql從斷開切換為接通的時刻進行控制。通過重復上述操作，控制電路30在臨界電流模式下對開關元件Ql進行控制。因此，將電源單元3的輸出電壓控制為恒定，并且還將流經(jīng)光源單元4的負荷電流控制為恒定。這里，開關元件Ql的接通時間段等同于在開關元件Ql切換成接通之后直到流經(jīng)電感器L2的電流達到控制電路30所設置的峰值為止的時間段。此外，如上所述，由于流經(jīng)電感器L2的電流的上升速度基于平滑單元2的輸出電壓的大小而改變，因此開關元件Ql的接通時間段基于平滑單元2的輸出電壓的大小而改變(參見圖7B 7D)。因此，通過改變開關元件Ql的接通時間段，可以改變開關元件Ql的開關頻率。此外，該開關頻率在平滑單元2的輸出電壓的谷部中變?yōu)樽畹?。如第一實施例那樣，由于通過基于平滑單元2的輸出電壓的大小改變開關元件Ql的接通時間段來改變開關頻率，因此可以降低伴隨著開關元件Ql的開關控制所發(fā)生的噪聲。此外，在本實施例中，由于控制電路30在臨界電流模式下對開關元件Ql進行控制，因此可以更加有效地降低噪聲并且還可以提高效率。此外，作為控制電路30,例如，可以使用(STMicroelectronics所制造的)L6562A,或者可以使用(NXP Semiconductors所制造的)SSL2108x。此外,代替峰電流模式，以與第一實施例相同的方式，可以通過平均電流模式來對用于將開關元件Ql從接通切換為斷開的時刻進行控制。如果通過平均電流模式來進行控制，則可以進一步抑制電源單元3的輸出電流的變化。此外，在本實施例中，利用電感器L2的二次繞組L20來檢測流經(jīng)電感器L2的電流，并且如果該電流小于已預先設置的閾值電流，則控制電路30可以進行控制以將開關元件Ql切換成接通。在這種情況下，控制電路30在連續(xù)電流模式而不是臨界電流模式下對開關元件Ql進行控制。此外，在本實施例中，盡管利用電感器L2的二次繞組L20來檢測流經(jīng)電感器L2的電流，但也可以利用其它部件來檢測流經(jīng)電感器L2的電流。盡管本實施例的圖7A示出了感抗元件LI，但也可以省略感抗元件LI。
第三實施例以下將參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明第三實施例的發(fā)光元件點亮裝置。然而，由于第三實施例的基本結(jié)構(gòu)與第一實施例的基本結(jié)構(gòu)相同，因此對相同的組件分配相同的附圖標記，并且將省略針對這些組件的說明。本實施例的特征在于如下如圖8所示，將電源單元 3配置成升壓/降壓斬波電路。在本實施例中，作為光源單元4的發(fā)光元件，使用發(fā)光二極管41。另外，在本實施例中，電源單元3的輸出電壓約為6(T80V。通常，如果光源單元4的電力消耗相同，則電路效率隨著施加至光源單元4的負荷電壓的變高而提高。因此，可以通過增加電源單元3的輸出電壓以使光源單元4的負荷電壓增大，來提高電路效率。然而，如果如第一實施例和第二實施例那樣將電源單元3配置成降壓斬波電路，則需要將電源單元3的輸出電壓控制為低于平滑單元2的輸出電壓的最小值。如果存在電源單元3的輸出電壓高于平滑單元2的輸出電壓的時間段，則由于在該時間段內(nèi)沒有對平滑單元2的輸出電壓進行升壓，因此電源單元3的輸出電壓出現(xiàn)谷部并且負荷電流也出現(xiàn)谷部。然而，在本實施例中，由于將電源單元3配置成升壓/降壓斬波電路，因此即使存在電源單元3的輸出電壓高于平滑單元2的輸出電壓的時間段，也在該時間段內(nèi)對平滑單元2的輸出電壓進行升壓。由于該原因，不可能出現(xiàn)如下情況如將電源單元3配置成降壓斬波電路的情況那樣，負荷電流可能出現(xiàn)谷部。結(jié)果，可以進行穩(wěn)定的恒流控制。在本實施例中，如上所述，可以與平滑單元2的輸出電壓的低電壓時間段無關地，使電源單元3的輸出電壓升高，由此進一步提高電路效率。特別地，本實施例對于光源單元4的電力消耗在一定程度上較高(例如，大于5W)的情況是有效的。在本實施例中，將常模扼流線圈LI插入整流單元I的輸出端子和平滑單元2的輸入端子之間的接地側(cè)的線路內(nèi)。這樣，可以通過將常模扼流線圈LI插入與開關元件Ql相同側(cè)的線路內(nèi)來有效地降低噪聲。第四實施例以下將參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明第四實施例的發(fā)光元件點亮裝置。然而，由于本實施例的基本結(jié)構(gòu)與第二實施例的基本結(jié)構(gòu)相同，因此對相同的組件分配相同的附圖標記，并且將省略針對這些組件的說明。本實施例的特征在于如圖9所示，盡管基本結(jié)構(gòu)與第二實施例的基本結(jié)構(gòu)相同，但在平滑單元2的輸出電壓的谷部中，使平滑單元2的電容器C 3和C4各自的容抗降低，以使得平滑單元2的輸出電壓隨著時間經(jīng)過而下降。此外，在圖9中，省略了檢測電阻器R2和控制電路30，并且簡化示出開關元件Ql。以與第一實施例相同的方式，本實施例的控制電路30在峰電流模式下對用于將開關元件Ql從接通切換為斷開的時刻進行控制，并且在恒定斷開時間模式下對用于將開關元件Ql從斷開切換為接通的時刻進行控制。通過重復上述操作，控制電路30在連續(xù)電流模式下對開關元件Ql進行控制。然而，在本實施例中，通過將開關元件Ql的斷開時間段設置得長于第一實施例的斷開時間段，控制電路30在斷續(xù)電流模式下對開關元件Ql進行控制(參見圖IOB和10C)。平滑單元2的電容器C3和C4各自在除從整流單元I輸出的紋波電壓的低電壓時間段以外的時間段內(nèi)進行充電，并且在低電壓時間段內(nèi)進行放電。在本實施例中，使平滑單元2的電容器C3和C4各自的容抗降低，以使電容器C3和C4各自在平滑單元2的輸出電壓的谷部中進行放電。因此，平滑單元2的輸出電壓以特定斜率逐漸降低(參見圖10A)。因此，在本實施例中，通過即使在平滑單元2的輸出電壓的谷部中也改變輸出電壓，使開關元件Ql的接通時間段改變，并且與第一實施例 第三實施例相比較，還可以改變開關頻率。由于該原因，在本實施例中，可以更加有效地降低噪聲。在本實施例中，如圖9所示，開關元件Ql安裝在高電壓側(cè)的線路上。因而，由于接地側(cè)線路穩(wěn)定，因此可以降低噪聲。另外，在本實施例中，將常模扼流線圈LI插入整流單元I的輸出端子和平滑單元2的輸入端子之間的高電壓側(cè)的線路內(nèi)。這樣，可以通過將常模扼流線圈LI插入與開關元件Ql相同側(cè)的線路上，來更加有效地降低噪聲。在本實施例中，整流單元I的輸出端子沒有連接電容器C2，并且通過常模扼流線圈LI與平滑單元2的電容器C3和C4的組合來形成LC濾波器。在本實施例中，盡管將電源單元3配置成降壓斬波電路，但也可以以與第三實施 例相同的方式將電源單元3配置成升壓/降壓斬波電路。在這種情況下，如圖IOA所示，如果進行控制以使得電源單元3的輸出電壓高于平滑單元2的輸出電壓的最小值(參見圖IOA的箭頭c)，則可以進行穩(wěn)定的恒流控制。此外，如果進行控制以使得電源單元3的輸出電壓高于平滑單元2的輸出電壓的谷部的電壓值(參見圖IOA的箭頭b)，則可以大幅降低輸出電流的紋波成分。此外，如果進行控制以使得電源單元3的輸出電壓變?yōu)楸绕交瑔卧?的輸出電壓的谷部的電壓值大的電壓值(參見圖IOA的箭頭a)，則可以改善電路效率。以下將參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明實施例的照明設備。首先，將說明使用有機EL元件40作為光源單元4的發(fā)光元件的照明設備的實施例。此外，使用上述任一實施例的點亮裝置來配置本實施例的發(fā)光元件點亮裝置Al。如圖IlA所示，本實施例的照明設備包括多個(在所示例子中為四個)光源單元4，其用作使用有機EL元件40作為發(fā)光元件的面板型照明模塊；以及面板型設備主體5，其上安裝有光源單元4。然后，通過使與設備主體5分開設置的發(fā)光元件點亮裝置A I經(jīng)由線纜等(未示出)電連接至各個光源單元4，可以從發(fā)光元件點亮裝置A I向各個光源單元4供給點亮電力。在本實施例中，由于使用上述任一實施例中的發(fā)光元件點亮裝置A 1，因此可以獲得與上述實施例的效果相同的效果。另外，在本實施例中，由于使用各自用作表面光源的有機EL元件40作為發(fā)光元件，因此可以實現(xiàn)薄型照明設備，并且例如可以適用于室內(nèi)照明。接著，將說明使用發(fā)光二極管41作為光源單元4的發(fā)光元件的照明設備的實施例。在以下說明中，將圖IlB中上下延伸的方向稱為垂直方向。此外，使用上述任一實施例的點亮裝置來配置本實施例的發(fā)光元件點亮裝置Al。如圖IlB所示，本實施例的照明設備包括使用發(fā)光二極管41作為發(fā)光元件的光源單元4 ；以及設備主體6，用于容納光源單元4，并且設備主體6嵌入到天花板內(nèi)。設備主體6例如由諸如鋁壓鑄件等的金屬制成，并且形成為下端部具有開口的圓筒形狀。設備主體6的內(nèi)側(cè)配置有光源單元4，其包括多個(在所示例子中為四個)發(fā)光二極管41 ;以及基板42，其上安裝有發(fā)光二極管41的串聯(lián)電路。此外，對各發(fā)光二極管41進行配置，以使得光沿著向下方向進行照射。因此，光從設備主體6的下端部向著外部空間進行照射。另外，設備主體6的下端部的開口設置有光擴散板7，其中光擴散板7用于使來自各發(fā)光二極管41的光發(fā)生擴散。在基板42的上表面配置散熱板8，以使得從發(fā)光二極管41所產(chǎn)生的熱經(jīng)由散熱板8散發(fā)到設備主體6。此外，在設備主體6內(nèi)側(cè)的光源單元4的上方配置發(fā)光元件點亮裝置Al，并且發(fā)光元件點亮裝置Al經(jīng)由引線9與光源單元4相連接。利用以上所述的實施例，由于使用了上述任一實施例的發(fā)光元件點亮裝置Al，因此可以獲得與上述實施例的效果相同的效果。
盡管已經(jīng)針對這些實施例示出和說明了本發(fā)明，但本領域技術(shù)人員應當理解，可以在沒有背離如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍的情況下進行各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種點亮裝置，用于點亮發(fā)光元件，所述點亮裝置包括 整流單元，用于對從電源所輸出的交流電壓進行整流； 平滑單元，用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓進行平滑； 電源單元，其具有開關元件，并且用于通過對所述開關元件的接通和斷開進行切換，來將所述平滑單元的輸出電壓轉(zhuǎn)換成預定直流電壓，以輸出所述預定直流電壓；以及控制單元，用于對所述開關元件的接通或斷開進行控制， 其中，所述平滑單元用作用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓的低電壓時間段進行部分平滑的部分平滑電路， 所述電源單元向包括一個或多個發(fā)光元件的光源單元供給點亮電力，以及所述控制單元對所述開關元件的開關頻率進行控制，以使所述開關頻率隨著所述平滑單元的輸出電壓的下降而降低。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的點亮裝置，其特征在于，所述控制單元在臨界電流模式下對所述開關元件進行控制以使所述開關元件進行工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的點亮裝置，其特征在于，所述控制單元對所述開關元件的接通或斷開進行控制，以使所述開關元件的斷開時間段與所述開關頻率無關地處于恒定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的點亮裝置，其特征在于，在所述整流單元和所述平滑單元之間的高電壓側(cè)的線路或者低電壓側(cè)的線路上設置有感抗元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的點亮裝置，其特征在于，所述平滑單元具有電容器，其中，所述電容器在除所述整流單元的輸出電壓的低電壓時間段以外的時間段內(nèi)進行充電，并且所述電容器在所述整流單元的輸出電壓的低電壓時間段內(nèi)進行放電。
6.一種照明設備，包括 根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的點亮裝置；以及 設備主體，用于容納所述點亮裝置。
7.一種點亮裝置，用于點亮發(fā)光元件，所述點亮裝置包括 整流單元，用于對從電源所輸出的交流電壓進行整流； 平滑單元，用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓進行平滑； 電源單元，其具有開關元件，并且用于通過對所述開關元件的接通和斷開進行切換，來將所述平滑單元的輸出電壓轉(zhuǎn)換成預定直流電壓，以輸出所述預定直流電壓；以及控制單元，用于對所述開關元件的接通或斷開進行控制， 其中，所述平滑單元用作用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓的低電壓時間段進行部分平滑的部分平滑電路， 所述電源單元向包括一個或多個發(fā)光元件的光源單元供給點亮電力，以及 所述平滑單元的輸入端子連接有感抗元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的點亮裝置，其特征在于，所述感抗元件設置在所述整流單元和所述平滑單元之間的高電壓側(cè)的線路或低電壓側(cè)的線路上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的點亮裝置，其特征在于，所述控制單元對所述開關元件的開關頻率進行控制，以使所述開關頻率隨著所述平滑單元的輸出電壓的下降而降低。
10.一種照明設備，包括 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的點亮裝置；以及設備主體，用于容納所述點亮裝置。
11.一種點亮裝置，用于點亮發(fā)光元件，所述點亮裝置包括 整流單元，用于對從電源所輸出的交流電壓進行整流； 平滑單元，用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓進行平滑； 電源單元，其具有開關元件，并且用于通過對所述開關元件的接通和斷開進行切換，來將所述平滑單元的輸出電壓轉(zhuǎn)換成預定直流電壓，以輸出所述預定直流電壓；以及控制單元，用于對所述開關元件的接通或斷開進行控制， 其中，所述平滑單元包括在進行充電時串聯(lián)連接并且在進行放電時并聯(lián)連接的兩個電容器以及插入充電路徑內(nèi)的電阻器，· 所述平滑單元用作用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓的低電壓時間段進行部·分平滑的部分平滑電路， 所述電源單元向包括一個或多個發(fā)光元件的光源單元供給點亮電力， 所述平滑單元的輸入電流具有至少兩個峰值，以及 對所述電容器各自的容抗值以及所述電阻器的阻抗值中的至少一個進行設置，以使得對所述平滑單元的所述電容器進行充電時所產(chǎn)生的輸入電流的峰值小于輸入電流的其它峰值中的至少一個。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的點亮裝置，其特征在于，供給至所述電源單元的輸入電力為4W 10W，并且對所述電阻器的阻抗值RO以及所述電容器各自的容抗值CO進行設置，以滿足CO彡5或者RO彡16XC0-80，其中，RO的單位為Ω，并且CO的單位為μ F。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的點亮裝置，其特征在于，將所述電阻器的阻抗值RO設置為等于或小于200 Ω。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的點亮裝置，其特征在于，在所述整流單元和所述平滑單元之間的高電壓側(cè)的線路或低電壓側(cè)的線路上設置有感抗元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的點亮裝置，其特征在于，所述控制單元對所述開關元件的開關頻率進行控制，以使所述開關頻率隨著所述平滑單元的輸出電壓的下降而降低。
16.一種照明設備，包括 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的點亮裝置；以及 設備主體，用于容納所述點亮裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種點亮裝置和使用該點亮裝置的照明設備。所述點亮裝置，用于點亮發(fā)光元件，所述點亮裝置包括整流單元，用于對交流電壓進行整流；平滑單元，用于對來自所述整流單元的紋波電壓進行平滑；電源單元，其具有開關元件；以及控制單元，用于對所述開關元件的接通或斷開進行控制。此外，所述平滑單元用作用于對從所述整流單元所輸出的紋波電壓的低電壓時間段進行部分平滑的部分平滑電路。所述電源單元向包括一個或多個發(fā)光元件的光源單元供給點亮電力。所述控制單元對所述開關元件的開關頻率進行控制，以使所述開關頻率隨著所述平滑單元的輸出電壓的下降而降低。
文檔編號H05B37/02GK102905419SQ201210269190
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者中城明, 城戶大志, 井戶滋 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社