技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對(duì)發(fā)光元件進(jìn)行控制的控制電路。

背景技術(shù)：

近年來，從節(jié)能等的觀點(diǎn)出發(fā)，發(fā)光二極管(LED)代替白熾燈作為照明用的發(fā)光元件正在普及。

圖7是謀求改善功率因數(shù)的以往的發(fā)光元件的控制電路200的電路圖?？刂齐娐?00構(gòu)成為包括整流電路50、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路51、比較器52、RS觸發(fā)器53、扼流線圈54、再生二極管55、開關(guān)元件56、電流檢測用的電阻R0。

在向整流電路50的輸入端子供給交流(AC)的輸入電壓Vin時(shí)，通過整流電路50對(duì)輸入電壓Vin進(jìn)行全波整流。進(jìn)行全波整流得到的整流電壓Vrc作為驅(qū)動(dòng)電壓供給到LED 60的陽極。LED 60的陰極經(jīng)由扼流線圈54、開關(guān)元件56以及電阻R0接地。電阻R0的端子電壓作為比較電壓Vcmp輸入到比較器52的非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)。

另一方面，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路51將電阻R1、R2串聯(lián)連接在整流電路50的輸出端子與接地之間，將通過整流電路50進(jìn)行全波整流得到的整流電壓Vrc進(jìn)行分壓來產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vref。基準(zhǔn)電壓Vref輸入到比較器52的反轉(zhuǎn)輸入端子(-)。圖8表示AC輸入電壓Vin、整流電壓Vrc以及基準(zhǔn)電壓Vref的波形。

比較器52將比較電壓Vcmp與基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較。比較器52的比較輸出電壓Vcout在比較電壓Vcmp大于基準(zhǔn)電壓Vref的情況下為高(H)電平，在比較電壓Vcmp小于基準(zhǔn)電壓Vref的情況下為低(L)電平。比較輸出電壓Vcout輸入到RS觸發(fā)器53的復(fù)位端子R。

向RS觸發(fā)器53的置位端子S輸入固定周期的觸發(fā)脈沖Vtr。RS觸發(fā)器53從其輸出端子Q輸出觸發(fā)器輸出電壓Vfout。該觸發(fā)器輸出電壓Vfout施加到由N溝道型MOS晶體管構(gòu)成的開關(guān)元件56的柵極。

RS觸發(fā)器53如圖9所示那樣根據(jù)觸發(fā)脈沖Vtr被置位，并根據(jù)比較器52的比較輸出電壓Vcout被復(fù)位。

在RS觸發(fā)器53根據(jù)觸發(fā)脈沖Vtr被置位時(shí)，觸發(fā)器輸出電壓Vfout成為高電平，開關(guān)元件56接通。于是，電流經(jīng)由扼流線圈53、開關(guān)元件56以及電阻R0流經(jīng)LED 60，LED 60點(diǎn)亮。此時(shí)，電流流經(jīng)電阻R0的結(jié)果是，作為電阻R0的端子電壓的比較電壓Vcmp上升。而且，當(dāng)比較電壓Vcmp變得大于基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，比較輸出電壓Vcout成為高電平，RS觸發(fā)器53被復(fù)位。在該情況下，由于扼流線圈54的電流變動(dòng)與扼流線圈54兩端的電位差成正比，所以從開關(guān)元件56接通起到比較電壓Vcmp變得大于基準(zhǔn)電壓Vref為止需要一定的時(shí)間。

在RS觸發(fā)器53被復(fù)位時(shí)，觸發(fā)器輸出電壓Vfout成為低電平，開關(guān)元件56斷開。由此，經(jīng)由開關(guān)元件56流經(jīng)LED 60的電流被切斷。在開關(guān)元件56斷開時(shí)，電流不流經(jīng)電阻R0，因此比較電壓Vcmp下降。而且，當(dāng)比較電壓Vcmp小于基準(zhǔn)電壓Vref小，比較器52的比較輸出電壓Vcout恢復(fù)為低電平。

這樣，控制電路200對(duì)流經(jīng)LED 60的電流進(jìn)行控制，能夠控制LED 60的平均發(fā)光強(qiáng)度。另外，在開關(guān)元件56斷開時(shí)，使蓄積在扼流線圈54中的能量再生到LED 60的再生二極管55與LED 60及扼流線圈54并聯(lián)連接。

在專利文獻(xiàn)1中記載了這種發(fā)光元件的控制電路。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2010-245421號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

但是，家庭用的交流電源的電壓根據(jù)每個(gè)地區(qū)、國家而不同，例如在100V～200V的范圍內(nèi)變動(dòng)。因此，在以往的控制電路200中，存在以下的問題：如圖10所示，在交流的輸入電壓Vin的振幅例如從100V增大到200V時(shí)，基準(zhǔn)電壓Vref的振幅也與之對(duì)應(yīng)地增大，導(dǎo)致流經(jīng)LED 60的電流增加。

即，基準(zhǔn)電壓Vref是將對(duì)交流的輸入電壓Vin進(jìn)行全波整流得到的整流電壓Vrc分壓后的電壓，因此，在交流的輸入電壓Vin的振幅增大時(shí)，與之對(duì)應(yīng)地，基準(zhǔn)電壓Vref的振幅(峰值電壓)也增大。

于是，從開關(guān)元件56接通起到比較電壓Vcmp變得大于基準(zhǔn)電壓Vref為止的時(shí)間變長。因此，從通過觸發(fā)脈沖Vtr對(duì)RS觸發(fā)器53進(jìn)行置位起到通過比較器52的比較輸出電壓Vcout進(jìn)行復(fù)位為止的時(shí)間也變長，與此相應(yīng)地，電流經(jīng)由開關(guān)元件56流經(jīng)LED 60的時(shí)間會(huì)延長(參照圖9的虛線的觸發(fā)器輸出電壓Vfout以及比較輸出電壓Vcout)。

用于解決問題的方案

本發(fā)明是一種發(fā)光元件的控制電路，具備：整流電路，其對(duì)交流電壓進(jìn)行整流；開關(guān)元件；基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，其產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓；第一比較器，其將比較電壓與上述基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，該比較電壓是與對(duì)上述發(fā)光元件施加通過上述整流電路整流得到的整流電壓而流經(jīng)上述發(fā)光元件的電流相對(duì)應(yīng)的電壓；以及觸發(fā)器，其輸出根據(jù)觸發(fā)脈沖被置位并且根據(jù)上述第一比較器的比較結(jié)果被復(fù)位的輸出電壓，根據(jù)該輸出電壓對(duì)上述開關(guān)元件的接通和斷開進(jìn)行控制，其中，上述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路構(gòu)成為在上述交流電壓的振幅變動(dòng)時(shí)，抑制上述基準(zhǔn)電壓的振幅的變動(dòng)。

本發(fā)明提供一種發(fā)光元件的控制電路，具備：開關(guān)元件，其用于接通和斷開上述發(fā)光元件，上述開關(guān)元件具有柵極，漏極和源極；基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，其產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，其中上述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路具備：第一分壓電路，具備：第一電阻耦合以接收整流電壓；及第二電阻連接于上述第一電阻和接地之間，其中第一連接節(jié)點(diǎn)形成于上述第一電阻和上述第二電阻之間；及第二分壓電路，具備：第三電阻耦合以接收上述整流電壓；及第四電阻連接于上述第一電阻和上述接地之間，其中第二連接節(jié)點(diǎn)形成于上述第三電阻和上述第四電阻之間；第一MOS晶體管，具有第一終端，第二終端及第三終端，上述第一終端耦接于上述第一連接節(jié)點(diǎn)；第五電阻連接于上述第一MOS晶體管的第二終端和上述第一連接節(jié)點(diǎn)之間；第一運(yùn)算放大器，具有反轉(zhuǎn)輸入端子，非反轉(zhuǎn)輸入端子，及輸出端子，該第一運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸入端子耦接于上述第一MOS晶體管的第三終端；第六電阻，其耦接于上述第一運(yùn)算放大器的輸出端子及上述第一運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸入端子；第一比較器，其將比較電壓與上述基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，上述第一比較器具有反轉(zhuǎn)輸入端子，非反轉(zhuǎn)輸入端子，及輸出端子，上述第一比較器的反轉(zhuǎn)輸入端子耦接于上述第一運(yùn)算放大器的輸出端子以接收上述基準(zhǔn)電壓，上述第一比較器的非反轉(zhuǎn)輸入端子耦接于上述開關(guān)元件的源極以接收上述比較電壓，其中上述比較電壓是與根據(jù)上述整流電壓而流經(jīng)上述發(fā)光元件的電流相應(yīng)的電壓；及觸發(fā)器，其根據(jù)觸發(fā)脈沖被置位并且根據(jù)上述第一比較器的比較結(jié)果被復(fù)位，上述觸發(fā)器具有第一輸入端子耦接以接收觸發(fā)信號(hào)，第二輸入端子耦接至上述第一比較器的輸出端子，及輸出端子耦接至上述開關(guān)元件的柵極，上述觸發(fā)器輸出輸出電壓并根據(jù)上述輸出電壓控制上述開關(guān)元件，其中上述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路構(gòu)成為在交流電壓的振幅變動(dòng)時(shí)，抑制上述基準(zhǔn)電壓的振幅的變動(dòng)。

本發(fā)明所述的發(fā)光元件的控制電路，還具備：第二MOS晶體管，具有第一終端，第二終端及第三終端，上述第二MOS晶體管的第一終端耦接至上述第二連接節(jié)點(diǎn)；第七電阻，其連接于上述第二MOS晶體管的第二終端和上述第二連接節(jié)點(diǎn)；第二運(yùn)算放大器，具有反轉(zhuǎn)輸入端子，非反轉(zhuǎn)輸入端子，及輸出端子，其中上述第二運(yùn)算放大器的非反轉(zhuǎn)輸入端子接地，上述第二運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸入端子耦接至上述第二運(yùn)算放大器的第三終端，及上述第二運(yùn)算放大器的輸出端子耦接至上述第一MOS晶體管的第二終端及上述第二MOS晶體管的第二終端；電容器，其耦接至上述第二連接節(jié)點(diǎn)；及第八電阻及恒定電流源串聯(lián)于上述第二運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸入端子及接地之間。

本發(fā)明所述的發(fā)光元件的控制電路，還具備：反相器，其耦接于上述第一運(yùn)算放大器的輸出端和上述比較器的反轉(zhuǎn)輸入端子之間；第九電阻，其耦接于上述第二運(yùn)算放大器的輸出端和上述第一MOS晶體管的第二終端之間；及第十電阻，其耦接于上述第二運(yùn)算放大器的輸出端和上述第二MOS晶體管的第二終端之間。

本發(fā)明所述的發(fā)光元件的控制電路，還具備第七電阻，其耦接于上述開關(guān)元件的源極和上述接地之間。

本發(fā)明還提供一種發(fā)光元件的控制電路，具備：開關(guān)元件，其用于接通和斷開上述發(fā)光元件，上述開關(guān)元件具有柵極，漏極和源極；分壓電路，其具有終端耦接以接收整流電壓信號(hào)，上述分壓電路具有第一連接節(jié)點(diǎn)，其中第一電壓位于上述第一連接節(jié)點(diǎn)；平滑電路，其具有第一終端和第二終端，上述平滑電路的第一終端耦接至上述第一連接節(jié)點(diǎn)；第一轉(zhuǎn)換電路，其具有第一終端和第二終端，其中上述第一轉(zhuǎn)換電路將上述第一連接節(jié)點(diǎn)的第一電壓轉(zhuǎn)換為與上述第一連接節(jié)點(diǎn)的第一電壓成正比的第一電流，且其中上述第一終端連接至上述第一連接節(jié)點(diǎn)；第二轉(zhuǎn)換電路，其具有第一終端，第二終端，及第三終端，其中上述第二轉(zhuǎn)換電路的第一終端耦接至上述平滑電路的第二終端，且第二電壓位于上述平滑電路的第二終端，且其中上述第二轉(zhuǎn)換電路將上述第二電壓轉(zhuǎn)換為與上述第二電壓成正比的第二電流；除法電路，其生成與將上述第一電流除以上述第二電流得到的值對(duì)應(yīng)的輸出電流；以及電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其將上述輸出電流轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓。

本發(fā)明所述的發(fā)光元件的控制電路，上述第一轉(zhuǎn)換電路還具備：第一運(yùn)算放大器，具有反轉(zhuǎn)輸入端子，非反轉(zhuǎn)輸入端子，及輸出端子，其中上述第一運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸入端子耦接至上述第一連接節(jié)點(diǎn)；第一控制晶體管，具有柵極，漏極，及源極，上述第一控制晶體管的柵極耦接至上述第一運(yùn)算放大器的輸出端子；第一電阻，具有第一終端和第二終端，上述第一終端耦接至上述第一運(yùn)算放大器的非反轉(zhuǎn)輸入端子和上述第一控制晶體管的源極，且上述第二終端接地；第一電流鏡，具有第一終端和第二終端，上述第一電流鏡的第一終端耦接至上述第一控制晶體管的漏極；以及第二電流鏡，具有第一終端和第二終端，上述第二電流鏡的第一終端耦接至上述第一電流鏡的第二終端，且上述第二電流鏡的第二終端耦接以灌入(sinking)上述第一電流。

本發(fā)明所述的發(fā)光元件的控制電路，上述第二轉(zhuǎn)換電路還具備：第二運(yùn)算放大器，具有反轉(zhuǎn)輸入端子，非反轉(zhuǎn)輸入端子，及輸出端子，其中上述第二運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸入端子耦接至上述平滑電路的第二終端；第二控制晶體管，具有柵極，漏極，及源極，上述第二控制晶體管的柵極耦接至上述第二運(yùn)算放大器的輸出端子；第二電阻，具有第一終端和第二終端，上述第一終端耦接至上述第二運(yùn)算放大器的非反轉(zhuǎn)輸入端子和上述第二控制晶體管的源極，且上述第二終端接地；第三電流鏡，具有第一終端和第二終端，上述第三電流鏡的第一終端耦接至上述第二控制晶體管的漏極；以及第四電流鏡，具有第一終端和第二終端，上述第四電流鏡的第一終端耦接至上述第三電流鏡的第二終端，且上述第四電流鏡的第二終端耦接以灌入(sinking)上述第二電流。

本發(fā)明所述的發(fā)光元件的控制電路，上述除法電路還具備：晶體管對(duì)，其以差分結(jié)構(gòu)耦接，且具有第一輸入端子，第二輸入端子，第一輸出端子和第二輸出端子；第一雙極晶體管，具有基極，集電極和發(fā)射極，上述第一雙極晶體管的基極耦接至以差分結(jié)構(gòu)耦接的上述晶體管對(duì)的第二輸出端子，且上述第一雙極晶體管的發(fā)射極耦接至以差分結(jié)構(gòu)耦接的上述晶體管對(duì)的第一輸入端子；第二雙極晶體管，具有基極，集電極和發(fā)射極，上述第二雙極晶體管的基極耦接以接收偏壓，且上述第二雙極晶體管的發(fā)射極耦接至以差分結(jié)構(gòu)耦接的上述晶體管對(duì)的第二輸入端子；以及第五電流鏡，具有第一終端和第二終端，上述第一終端耦接至以差分結(jié)構(gòu)耦接的上述晶體管對(duì)的第一輸出端子，且上述第二終端耦接至上述電流電壓轉(zhuǎn)換電路。

本發(fā)明還提供一種發(fā)光元件的控制電路，具備：開關(guān)元件，其用于接通和斷開上述發(fā)光元件，上述開關(guān)元件具有柵極，漏極和源極；第一分壓電路，包括：第一電阻，連接以接收整流電壓；及第二電阻，連接于上述第一電阻和接地之間，其中第一連接節(jié)點(diǎn)形成于上述第一電阻和上述第二電阻之間，第一電壓位于上述第一連接節(jié)點(diǎn)；第二分壓電路，包括：第三電阻，連接以接收上述整流電壓；及第四電阻，連接于上述第三電阻和接地之間；第五電阻，具有第一終端和第二終端，上述第一終端連接至上述第一連接節(jié)點(diǎn)；第一電容器，具有第一終端和第二終端，其中第二連接節(jié)點(diǎn)形成于上述第一電容器的第一終端和上述第五電阻的第二終端之間；除法電路，具有第一輸入端子，第二輸入端子和輸出端子，上述第一輸入端子耦接至上述第一連接節(jié)點(diǎn)，及上述第二輸入端子耦接至上述第二連接節(jié)點(diǎn)，其中上述除法電路輸出將上述第一電壓除以上述第二電壓得到的輸出電壓值；占空比檢測電路，具有輸入端子和輸出端子，上述占空比檢測電路的輸入端子耦接至上述第二連接節(jié)點(diǎn)；以及乘法電路，具有第一輸入端子，第二輸入端子，及輸出端子，上述乘法電路的第一輸入端子耦接至上述除法電路的輸出端子，上述乘法電路的第二輸入端子耦接至上述占空比檢測電路的輸出端子，其中上述乘法電路將上述除法電路的輸出電壓與上述占空比檢測電路的輸出端子的電壓相乘，以產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓。

本發(fā)明所述的發(fā)光元件的控制電路，占空比檢測電路，其具備：比較器，具有第一輸入端子，第二輸入端子，及輸出端子，上述比較器的第一輸入端子作為上述占空比檢測電路的輸入端子，耦接至上述第三電阻的第二終端，上述比較器的第二輸入端子耦接至直流電壓源；以及積分器，具有第一終端和第二終端，上述積分器的第一終端耦接至上述比較器的輸出端子并對(duì)上述比較器的輸出電壓進(jìn)行直流化。

本發(fā)明所述的發(fā)光元件的控制電路，還具備：第一比較器，用于將比較電壓和上述基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，上述第一比較器具有反轉(zhuǎn)輸入端子，非反轉(zhuǎn)輸入端子，及輸出端子，上述第一比較器的反轉(zhuǎn)輸入端子耦接以接收上述基準(zhǔn)電壓，上述第一比較器的非反轉(zhuǎn)輸入端子耦接至上述開關(guān)元件的源極以接收上述比較電壓，其中上述比較電壓是與根據(jù)上述整流電壓而流經(jīng)上述發(fā)光元件的電流相應(yīng)的電壓；觸發(fā)器，其根據(jù)觸發(fā)脈沖被置位并且根據(jù)上述第一比較器的比較結(jié)果被復(fù)位，上述觸發(fā)器具有第一輸入端子耦接以接收觸發(fā)信號(hào)，第二輸入端子耦接至上述第一比較器的輸出端子，及輸出端子耦接至上述開關(guān)元件的柵極，上述觸發(fā)器輸出輸出電壓并根據(jù)上述輸出電壓控制上述開關(guān)元件，其中上述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路構(gòu)成為在交流電壓的振幅變動(dòng)時(shí)，抑制上述基準(zhǔn)電壓的振幅的變動(dòng)；及電流感測電阻，具有第一終端和第二終端，上述電流感測電阻的第一終端耦接至上述開關(guān)元件的源極且上述第二終端接地。

本發(fā)明還提供一種發(fā)光元件的控制電路，具備：開關(guān)元件，其用于接通和斷開上述發(fā)光元件，上述開關(guān)元件具有柵極，漏極和源極；基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，其產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，并且具備：第一運(yùn)算放大器，具有反轉(zhuǎn)輸入端子，非反轉(zhuǎn)輸入端子，及輸出端子，上述第一運(yùn)算放大器的非反轉(zhuǎn)輸入端子耦接至第一分壓電路，且上述第一運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸入端子耦接至第二分壓電路；上述第一分壓電路，具備第一電阻耦接以接收整流電壓，且上述第一運(yùn)算放大器的非反轉(zhuǎn)輸入端子及第二電阻耦接于上述第一運(yùn)算放大器的非反轉(zhuǎn)輸入端子和接地之間；上述第二分壓電路，具備第三電阻耦接于上述整流電壓和上述第一運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸入端子之間，及第四電阻耦接于上述第一運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸入端子和接地之間，及電容器耦接于上述第一運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸入端子和接地之間，上述電容器作為平滑電容器，其中上述電容器和上述第三電阻形成積分器，及其中第一連接節(jié)點(diǎn)形成于上述第一電阻和上述第二電阻之間，及第二連接節(jié)點(diǎn)形成于上述第三電阻和上述第四電阻之間；第一比較器，用于將比較電壓和上述基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，上述第一比較器具有反轉(zhuǎn)輸入端子，非反轉(zhuǎn)輸入端子，及輸出端子，上述第一比較器的反轉(zhuǎn)輸入端子耦接至上述第一運(yùn)算放大器的輸出端子以接收上述基準(zhǔn)電壓，上述第一比較器的非反轉(zhuǎn)輸入端子耦接至上述開關(guān)電路以接收上述比較電壓，其中上述比較電壓是與根據(jù)上述整流電壓而流經(jīng)上述發(fā)光元件的電流相應(yīng)的電壓；觸發(fā)器，其根據(jù)觸發(fā)脈沖被置位并且根據(jù)上述第一比較器的比較結(jié)果被復(fù)位，上述觸發(fā)器具有第一輸入端子耦接以接收觸發(fā)信號(hào)，第二輸入端子耦接至上述第一比較器的輸出端子，及輸出端子耦接至上述開關(guān)元件的柵極，上述觸發(fā)器輸出輸出電壓并根據(jù)上述輸出電壓控制上述開關(guān)元件，其中上述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路構(gòu)成為在交流電壓的振幅變動(dòng)時(shí)，抑制上述基準(zhǔn)電壓的振幅的變動(dòng)；以及第五電阻，耦接于上述第一運(yùn)算放大器的輸出端子和上述第一運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸入端子之間；第六電阻，耦接于上述第一運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸入端子和上述第二連接節(jié)點(diǎn)之間；第七電阻，耦接于上述第一運(yùn)算放大器的非反轉(zhuǎn)輸入端子和上述第一連接節(jié)點(diǎn)之間；及第八電阻，耦接于上述第一運(yùn)算放大器的非反轉(zhuǎn)輸入端子和接地之間；其中上述第一運(yùn)算放大器，上述第五電阻，上述第六電阻，上述第七電阻和上述第八電阻構(gòu)成為減法電路，以產(chǎn)生與位于上述第一連接節(jié)點(diǎn)的第一電壓和位于上述第二連接節(jié)點(diǎn)的第二電壓的差相應(yīng)的值，且基于與上述差相應(yīng)的值獲得上述基準(zhǔn)電壓；以及齊納二極管，其耦接于上述整流電壓和上述第三電阻之間，其中上述第一運(yùn)算放大器放大上述第一電壓與上述第二電壓的差。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的控制電路，在交流的輸入電壓的振幅變動(dòng)時(shí)，抑制基準(zhǔn)電壓的振幅的變動(dòng)，因此能夠減小流經(jīng)發(fā)光元件的電流的變動(dòng)量，并且能夠改善功率因數(shù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路的電路圖。

圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路的基準(zhǔn)電壓等的波形圖。

圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路的電路圖。

圖4是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路的電路圖。

圖5是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路的電路圖。

圖6是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路的電路圖。

圖7是現(xiàn)有例的發(fā)光元件的控制電路的電路圖。

圖8是現(xiàn)有例的發(fā)光元件的控制電路的基準(zhǔn)電壓等的波形圖。

圖9是說明現(xiàn)有例的發(fā)光元件的控制電路的動(dòng)作的時(shí)序圖。

圖10是現(xiàn)有例的發(fā)光元件的控制電路的基準(zhǔn)電壓等的波形圖。

圖11是表示調(diào)光器(雙向可控硅)的占空比、第一電壓V1～第三電壓V3的關(guān)系的圖。

圖12是本發(fā)明的第六實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路的電路圖。

圖13是本發(fā)明的第六實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路的動(dòng)作波形圖。

附圖標(biāo)記說明

10：整流電路；11：比較器；12：RS觸發(fā)器；13：扼流線圈；14：再生二極管；15：開關(guān)元件；20、30：基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路；40：絕緣變壓器；90：除法電路；91：占空比檢測電路；92：比較器；93：乘法電路；100A、100B、100C、100D、100E、100F：發(fā)光元件的控制電路。

具體實(shí)施方式

<<第一實(shí)施方式>>

圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100A的電路圖。控制電路100A構(gòu)成為包括整流電路10、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路20、比較器11、RS觸發(fā)器12、扼流線圈13、再生二極管14、開關(guān)元件15、電流檢測用的電阻R0。

在向整流電路10的輸入端子供給交流(AC)的輸入電壓Vin時(shí)，通過整流電路10對(duì)輸入電壓Vin進(jìn)行全波整流。進(jìn)行全波整流得到的整流電壓Vrc作為驅(qū)動(dòng)電壓供給到LED 60的陽極。LED 60的陰極經(jīng)由串聯(lián)連接的扼流線圈13、開關(guān)元件15以及電阻R0接地。在該情況下，來自LED 60的電流流經(jīng)開關(guān)元件15、電阻R0，通過電阻R0的端子電壓來檢測該電流。電阻R0的端子電壓作為比較電壓Vcmp輸入到比較器11的非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)。

控制電路100A與圖7的以往的控制電路200相比，不同之處在于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vref的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路20的結(jié)構(gòu)?；鶞?zhǔn)電壓產(chǎn)生電路20對(duì)全波整流得到的整流電壓Vrc進(jìn)行分壓來生成第一電壓V1，另一方面，對(duì)整流電壓Vrc進(jìn)行分壓以及平滑化(積分)來生成第二電壓V2。而且，通過減法電路產(chǎn)生與第一電壓V1和第二電壓V2的差對(duì)應(yīng)的電壓作為基準(zhǔn)電壓Vref。由此，在由于從交流電源供給的交流的輸入電壓Vin的變動(dòng)而整流電壓Vrc的振幅變動(dòng)時(shí)，能夠抑制基準(zhǔn)電壓Vref的振幅的變動(dòng)。

基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路20的具體結(jié)構(gòu)如下。第一分壓電路由串聯(lián)連接在輸出整流電路10的整流電壓Vrc的輸出端子與接地之間的第一電阻R1和第二電阻R2構(gòu)成。從第一電阻R1與第二電阻R2的連接節(jié)點(diǎn)得到第一電壓V1。第一電壓V1是對(duì)整流電壓Vrc進(jìn)行分壓得到的電壓，用式1表示。

[式1]

R1、R2分別是第一電阻R1和第二電阻R2的電阻值。Vm是整流電壓Vrc的振幅，ω是交流的輸入電壓Vin的角頻率，t是時(shí)間。第一電壓V1在sinωt＝1時(shí)為峰值電壓Vp。用式2表示峰值電壓Vp。

[式2]

另一方面，第二分壓電路由按順序串聯(lián)連接在輸出整流電路10的整流電壓Vrc的輸出端子與接地之間的齊納二極管21、第三電阻R3、第四電阻R4、以及連接在第三電阻R3與第四電阻R4的連接節(jié)點(diǎn)與接地之間的平滑電容器C1構(gòu)成。齊納二極管21的陰極連接在整流電路10的輸出端子。從第三電阻R3與第四電阻R4的連接節(jié)點(diǎn)得到第二電壓V2。在該情況下，第三電阻R3和平滑電容器C1形成積分器。用式3表示第二電壓V2。

[式3]

R3、R4分別是第三電阻R3和第四電阻R4的電阻值。2Vm/π是整流電壓Vrc的DC平均值，Vf是齊納二極管21的齊納電壓。即，對(duì)齊納二極管21的陽極電壓(2Vm/π-Vf)進(jìn)行分壓來得到第二電壓V2。

生成與第一電壓V1和第二電壓V2的差對(duì)應(yīng)的電壓(＝基準(zhǔn)電壓Vref)的減法電路能夠由差動(dòng)放大電路構(gòu)成。即，第一電壓V1經(jīng)由電阻R5輸入到運(yùn)算放大器22的非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)。第二電壓V2經(jīng)由電阻R5輸入到運(yùn)算放大器22的反轉(zhuǎn)輸入端子(-)。在運(yùn)算放大器22的輸出端子與反轉(zhuǎn)輸入端子(-)之間，作為負(fù)反饋電阻連接有電阻Rf。在運(yùn)算放大器22的非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)與接地之間，連接有電阻Rf。

于是，用式4表示從運(yùn)算放大器22的輸出端子得到的基準(zhǔn)電壓Vref。

[式4]

如果將式1、式3代入到式4，則

[式5]

用式6表示基準(zhǔn)電壓Vref的峰值電壓Vref(p)。

[式6]

在此，如果將電阻比設(shè)定為作為Vm的系數(shù)的R2/(R1+R2)-2/π×R4/(R3+R4)＝0，則用式6表示峰值電壓Vref(p)。

[式7]

即，即使交流的輸入電壓Vin的振幅Vm變動(dòng)，Vref(p)也不依賴于振幅Vm而成為固定值。例如，在如圖2所示那樣交流的輸入電壓Vin的振幅從100V增大到200V時(shí)，基準(zhǔn)電壓Vref也與此相伴地增大。與此相對(duì)，根據(jù)本實(shí)施方式的控制電路100A，與如以往技術(shù)那樣簡單地對(duì)整流電壓Vrc進(jìn)行分壓來產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vref的情況相比，能夠抑制基準(zhǔn)電壓Vref的上升，特別是通過上述的電阻比的設(shè)定，能夠?qū)⒒鶞?zhǔn)電壓Vref的峰值電壓Vref(p)設(shè)定為固定值。

其它的結(jié)構(gòu)與以往的控制電路200相同。比較器11將電阻R0的端子電壓即比較電壓Vcmp與由上述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路20產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較。比較器11的比較輸出電壓Vcout在比較電壓Vcmp大于基準(zhǔn)電壓Vref的情況下為高電平，在比較電壓Vcmp小于基準(zhǔn)電壓Vref的情況下為低電平。比較器11的比較輸出電壓Vcout輸入到RS觸發(fā)器12的復(fù)位端子R。

向RS觸發(fā)器12的置位端子S輸入固定周期的觸發(fā)脈沖Vtr。在將整流電壓Vrc的頻率設(shè)為100Hz～120Hz時(shí)，觸發(fā)脈沖Vtr的頻率為比整流電壓Vrc的頻率足夠高的50KHz～100KHz是適當(dāng)?shù)摹?/p>

RS觸發(fā)器12從其輸出端子Q輸出觸發(fā)器輸出電壓Vfout。該觸發(fā)器輸出電壓Vfout施加到由N溝道型MOS晶體管構(gòu)成的開關(guān)元件15的柵極。

RS觸發(fā)器12如圖9所示那樣根據(jù)觸發(fā)脈沖Vtr被置位，根據(jù)比較器11的比較輸出電壓Vcout被復(fù)位。在RS觸發(fā)器12根據(jù)觸發(fā)脈沖Vtr被置位時(shí)，觸發(fā)器輸出電壓Vfout為高電平，開關(guān)元件15接通。于是，電流經(jīng)由扼流線圈13、開關(guān)元件15以及電阻R0流經(jīng)LED 60，LED 60點(diǎn)亮。此時(shí)，電流流經(jīng)電阻R0的結(jié)果是，作為電阻R0的端子電壓的比較電壓Vcmp上升。而且，當(dāng)比較電壓Vcmp變得大于基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，比較輸出電壓Vcout成為高電平，RS觸發(fā)器12被復(fù)位。

在RS觸發(fā)器12被復(fù)位時(shí)，觸發(fā)器輸出電壓Vfout成為低電平，開關(guān)元件15斷開。由此，經(jīng)由開關(guān)元件15流經(jīng)LED 60的電流被切斷。這樣，控制電路100A對(duì)流經(jīng)LED 60的電流進(jìn)行控制，能夠控制LED 60的平均發(fā)光強(qiáng)度。

而且，根據(jù)控制電路100A，在由于從交流電源供給的交流的輸入電壓Vin的變動(dòng)而整流電壓Vrc的振幅Vm變動(dòng)時(shí)，抑制基準(zhǔn)電壓Vref的振幅的變動(dòng)，因此，從開關(guān)元件15接通起到比較電壓Vcmp變得大于基準(zhǔn)電壓Vref為止的時(shí)間的變動(dòng)變小。由此，能夠減小因整流電壓Vrc的振幅變動(dòng)所引起的流經(jīng)LED 60的電流的變動(dòng)量，從而能夠減小LED 60的發(fā)光亮度的變動(dòng)，并且能夠改善功率因數(shù)。

<<第二實(shí)施方式>>

圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100B的電路圖。控制電路100B構(gòu)成為包括整流電路10、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路30、比較器11、RS觸發(fā)器12、扼流線圈13、再生二極管14、開關(guān)元件15、電流檢測用的電阻R0。

在向整流電路10的輸入端子供給交流(AC)的輸入電壓Vin時(shí)，通過整流電路10對(duì)輸入電壓Vin進(jìn)行全波整流。進(jìn)行全波整流得到的整流電壓Vrc作為驅(qū)動(dòng)電壓供給到LED 60的陽極。LED 60的陰極經(jīng)由串聯(lián)連接的扼流線圈13、開關(guān)元件15以及電阻R0接地。電阻R0的端子電壓作為比較電壓Vcmp輸入到比較器11的非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)。

控制電路100B與圖7的以往的控制電路200相比，不同之處在于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vref的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路30的結(jié)構(gòu)?；鶞?zhǔn)電壓產(chǎn)生電路30將全波整流得到的整流電壓Vrc進(jìn)行分壓來生成第一電壓V1，另一方面，對(duì)整流電壓Vrc進(jìn)行分壓以及平滑化(積分)來生成第二電壓V2。

而且，產(chǎn)生與通過電壓除法電路將第一電壓V1除以第二電壓V2得到的值V1/V2對(duì)應(yīng)的電壓作為基準(zhǔn)電壓Vref。由此，在由于從交流電源供給的交流的輸入電壓Vin的變動(dòng)而整流電壓Vrc的振幅變動(dòng)時(shí)，能夠抑制基準(zhǔn)電壓Vref的振幅的變動(dòng)。

基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路30由第一分壓電路、第二分壓電路以及電壓除法電路構(gòu)成，其具體結(jié)構(gòu)如下。第一分壓電路由串聯(lián)連接在輸出整流電路10的整流電壓Vrc的輸出端子與接地之間的第一電阻R11和第二電阻R12構(gòu)成。從第一電阻R11與第二電阻R12的連接節(jié)點(diǎn)得到第一電壓V1。第一電壓V1是對(duì)整流電壓Vrc進(jìn)行分壓得到的電壓，用式8表示。

[式8]

R11、R12分別是第一電阻R11和第二電阻R12的電阻值。Vm是整流電壓Vrc的振幅，ω是交流的輸入電壓Vin的角頻率，t是時(shí)間。

另一方面，第二分壓電路由按順序串聯(lián)連接在輸出整流電路10的整流電壓Vrc的輸出端子與接地之間的第三電阻R13、第四電阻R14、以及連接在第三電阻R13與第四電阻R14的連接節(jié)點(diǎn)與接地之間的平滑電容器C1構(gòu)成。從第三電阻R13與第四電阻R14的連接節(jié)點(diǎn)得到第二電壓V2。在該情況下，第三電阻R13和平滑電容器C1形成積分器。

用式9表示第二電壓V2。

[式9]

R13、R14分別是第三電阻R13和第四電阻R14的電阻值。2Vm/π是整流電壓Vrc的DC平均值。

電壓除法電路是生成與將第一電壓V1除以第二電壓V2得到的值V1/V2對(duì)應(yīng)的電壓(＝基準(zhǔn)電壓Vref)的電路，能夠由以下的電路構(gòu)成。

即，第一電壓V1經(jīng)由N溝道型的第一MOS晶體管33輸入到第一運(yùn)算放大器31的反轉(zhuǎn)輸入端子(-)。第一運(yùn)算放大器31的非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)接地。在第一運(yùn)算放大器31的輸出端子與反轉(zhuǎn)輸入端子(-)之間，作為負(fù)反饋電阻連接有電阻Rf。

另外，在第一電阻R11和第二電阻R12的連接節(jié)點(diǎn)與第一MOS晶體管33的柵極之間，連接有電阻R21。也就是說，第一運(yùn)算放大器31形成對(duì)第一電壓V1進(jìn)行反轉(zhuǎn)放大的反轉(zhuǎn)放大電路。第一運(yùn)算放大器31的輸出電壓Vout通過反相器35而極性反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vref。

另一方面，第二電壓V2經(jīng)由N溝道型的第二MOS晶體管34輸入到第二運(yùn)算放大器32的反轉(zhuǎn)輸入端子(-)。第二運(yùn)算放大器32的非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)接地。在第三電阻R13和第四電阻R14的連接節(jié)點(diǎn)與第二MOS晶體管34的柵極之間，連接有電阻R21。

第二運(yùn)算放大器32的輸出端子經(jīng)由電阻R22與第一MOS晶體管33的柵極連接，還經(jīng)由電阻R22與第二MOS晶體管34的柵極連接。另外，在第二運(yùn)算放大器32的反轉(zhuǎn)輸入端子(-)與接地之間設(shè)置有串聯(lián)連接的電阻R23以及產(chǎn)生相對(duì)于接地電壓為負(fù)的恒定電壓Vr的恒壓源。

在將流經(jīng)電阻R23的電流設(shè)為I3時(shí)，用式10表示I3。

[式10]

R23是電阻R23的電阻值。

在將第二MOS晶體管34的源漏極間的電阻設(shè)為rds2，將流經(jīng)源漏極間的電流設(shè)為I2時(shí)，用式11表示電阻rds2。這是因?yàn)榈诙\(yùn)算放大器32的反轉(zhuǎn)輸入端子(-)的電位由于虛短(imaginary short)而成為接地電位(0V)。

[式11]

在此，I2＝I3，因此用式12表示電阻rds2。

[式12]

在此，如果設(shè)第一MOS晶體管33和第二MOS晶體管34為完全相同的結(jié)構(gòu)，并且設(shè)MOS晶體管的飽和區(qū)域的特性不依賴于漏電流與源漏極間的電壓而漏電流為固定值，則rds1＝rds2。rds1是第一MOS晶體管33的源漏極間的電阻。

用式13表示形成反轉(zhuǎn)放大電路的第一運(yùn)算放大器31的輸出電壓Vout。

[式13]

在此，基準(zhǔn)電壓Vref是如式14那樣反轉(zhuǎn)Vout的極性所得的電壓。

[式14]

Vref＝-Vout

在將式8的V1、式9的V2代入到式13時(shí)，得到式15。

[式15]

如果對(duì)式15進(jìn)行整理，則得到式16。

[式16]

從式16可知，通過電壓除法電路消除了Vref對(duì)于整流電壓Vrc的振幅的依賴性，即使整流電壓Vrc的振幅Vm變動(dòng)，Vref也不依賴于振幅Vm而成為固定值。

其它的結(jié)構(gòu)與以往的控制電路200相同。比較器11將電阻R0的端子電壓即比較電壓Vcmp與由上述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路30產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較。比較器11的比較輸出電壓Vcout在比較電壓Vcmp大于基準(zhǔn)電壓Vref的情況下為高電平，在比較電壓Vcmp小于基準(zhǔn)電壓Vref的情況下為低電平。比較器11的比較輸出電壓Vcout輸入到RS觸發(fā)器12的復(fù)位端子R。

向RS觸發(fā)器12的置位端子S輸入固定周期的觸發(fā)脈沖Vtr。在將交流的輸入電壓Vin的頻率設(shè)為100Hz～120Hz時(shí)，觸發(fā)脈沖Vtr的頻率為比輸入電壓Vin的頻率足夠高的50KHz～100KHz是適當(dāng)?shù)摹?/p>

RS觸發(fā)器12從其輸出端子Q輸出觸發(fā)器輸出電壓Vfout。該觸發(fā)器輸出電壓Vfout施加到由N溝道型MOS晶體管構(gòu)成的開關(guān)元件15的柵極。

RS觸發(fā)器12如圖9所示那樣根據(jù)觸發(fā)脈沖Vtr被置位，根據(jù)比較器11的比較輸出電壓Vcout被復(fù)位。在RS觸發(fā)器12根據(jù)觸發(fā)脈沖Vtr被置位時(shí)，觸發(fā)器輸出電壓Vfout為高電平，開關(guān)元件15接通。于是，電流經(jīng)由扼流線圈13、開關(guān)元件15以及電阻R0流經(jīng)LED 60，LED 60點(diǎn)亮。此時(shí)，電流流經(jīng)電阻R0的結(jié)果是，作為電阻R0的端子電壓的比較電壓Vcmp上升。而且，當(dāng)比較電壓Vcmp變得大于基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，比較輸出電壓Vcout成為高電平，RS觸發(fā)器12被復(fù)位。

在RS觸發(fā)器12被復(fù)位時(shí)，觸發(fā)器輸出電壓Vfout成為低電平，開關(guān)元件15斷開。由此，經(jīng)由開關(guān)元件15流經(jīng)LED 60的電流被切斷。這樣，控制電路100B對(duì)流經(jīng)LED 60的電流進(jìn)行控制，能夠控制LED 60的平均發(fā)光強(qiáng)度。

而且，根據(jù)控制電路100B，在由于從交流電源供給的交流的輸入電壓Vin的變動(dòng)而整流電壓Vrc的振幅Vm變動(dòng)時(shí)，抑制基準(zhǔn)電壓Vref的振幅的變動(dòng)，因此，從開關(guān)元件15接通起到比較電壓Vcmp變得大于基準(zhǔn)電壓Vref為止的時(shí)間的變動(dòng)變小。由此，能夠減小因整流電壓Vrc的振幅變動(dòng)所引起的流經(jīng)LED 60的電流的變動(dòng)量，從而能夠減小LED 60的發(fā)光亮度的變動(dòng)，并且能夠改善功率因數(shù)。

<<第三實(shí)施方式>>

圖4是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100C的電路圖。控制電路100C構(gòu)成為包括整流電路10、分壓電路61、平滑電路62(積分器)、第一電壓電流轉(zhuǎn)換電路80、第二電壓電流轉(zhuǎn)換電路81、電流除法電路70、比較器11、RS觸發(fā)器12、扼流線圈13、再生二極管14、開關(guān)元件15、電流檢測用的電阻R0。

在向整流電路10的輸入端子供給交流(AC)的輸入電壓Vin時(shí)，通過整流電路10對(duì)輸入電壓Vin進(jìn)行全波整流。進(jìn)行全波整流得到的整流電壓Vrc作為驅(qū)動(dòng)電壓供給到LED 60的陽極。LED 60的陰極經(jīng)由串聯(lián)連接的扼流線圈13、開關(guān)元件15以及電阻R0接地。電阻R0的端子電壓作為比較電壓Vcmp輸入到比較器11的非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)。

在第二實(shí)施方式的控制電路100B的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路30中，需要產(chǎn)生負(fù)的恒定電壓Vr的恒壓源，但本實(shí)施方式提供不需要負(fù)電壓源的結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施方式的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路構(gòu)成為包括分壓電路61、平滑電路62(積分器)、第一電壓電流轉(zhuǎn)換電路80、第二電壓電流轉(zhuǎn)換電路81、電流除法電路70以及電阻76(電阻值R)。

分壓電路61由串聯(lián)連接在輸出整流電路10的整流電壓Vrc的輸出端子與接地之間的第一電阻R11和第二電阻R12構(gòu)成。從第一電阻R11與第二電阻R12的連接節(jié)點(diǎn)得到第一電壓V1。第一電壓V1是對(duì)整流電壓Vrc進(jìn)行分壓得到的電壓，用式17表示。

[式17]

R11、R12分別是第一電阻R11和第二電阻R12的電阻值。Vm是整流電壓Vrc的振幅，ω是交流的輸入電壓Vin的角頻率，t是時(shí)間。

另一方面，平滑電路62由電阻R13和平滑電容器C1構(gòu)成。平滑電路62與積分器等效。電阻R13的第一端子連接在第一電阻R11與第二電阻R12的連接節(jié)點(diǎn)。平滑電容器C1連接在電阻R13的第二端子與接地之間。

平滑電路62對(duì)第一電壓V1進(jìn)行平滑化(積分)來產(chǎn)生第二電壓V2。用式18表示第二電壓V2。也可以使用第二實(shí)施方式的由電阻R13、R14、平滑電容器C1構(gòu)成的第二分壓電路來代替平滑電路62。

[式18]

2Vm/π是整流電壓Vrc的DC平均值。

第一電壓電流轉(zhuǎn)換電路80是將第一電壓V1轉(zhuǎn)換為與之成正比的第一電流I1的電路。第一電壓電流轉(zhuǎn)換電路80構(gòu)成為包括第一運(yùn)算放大器63、N溝道型控制晶體管65、電阻74(電阻值R)。向第一運(yùn)算放大器63的反轉(zhuǎn)輸入端子(-)施加第一電壓V1，向非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)施加電阻74的端子電壓。第一運(yùn)算放大器63的輸出端子連接到控制晶體管65的柵極。

于是，第一電流I1流經(jīng)控制晶體管65，使得電阻74的端子電壓成為第一電壓V1。由于第一電流I1流經(jīng)電阻74，所以用式19表示第一電流I1。

[式19]

另外，第二電壓電流轉(zhuǎn)換電路81是將第二電壓V2轉(zhuǎn)換為與之成正比的第二電流I2的電路。第二電壓電流轉(zhuǎn)換電路81構(gòu)成為包括第二運(yùn)算放大器64、N溝道型控制晶體管66、電阻75(電阻值R)。向第二運(yùn)算放大器64的反轉(zhuǎn)輸入端子(-)施加第二電壓V2，向非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)施加電阻75的端子電壓。第二運(yùn)算放大器64的輸出端子連接到控制晶體管66的柵極。

于是，第二電流I2流經(jīng)控制晶體管66，使得電阻75的端子電壓成為第二電壓V2。由于第二電流I2流經(jīng)電阻75，所以用式20表示第二電流I2。

[式20]

電流除法電路70是生成與將第一電流I1除以第二電流I2所得的值對(duì)應(yīng)的輸出電流Iout的電路。第一電流I1經(jīng)由2個(gè)電流鏡電路67、68供給到電流除法電路70。第二電流I2經(jīng)由2個(gè)電流鏡電路77、69供給到電流除法電路70。

電流除法電路70構(gòu)成為包括NPN型雙極晶體管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、恒流源71、78、產(chǎn)生偏壓電壓VBIAS的偏壓電源72以及電流鏡電路73。構(gòu)成為第一電流I1流經(jīng)晶體管Q5的發(fā)射極，第二電流I2流經(jīng)晶體管Q2。

在該電流除法電路70中，由于NPN型雙極晶體管Q1、Q2、Q3的基極發(fā)射極間電壓VBE的和與NPN型雙極晶體管Q4、Q5、Q6的基極發(fā)射極間電壓VBE的和相等，所以對(duì)于各晶體管的集電極電流Ic，以下式成立。

Ic(Q1)×Ic(Q2)×Ic(Q3)＝Ic(Q4)×Ic(Q5)×Ic(Q6)

如果忽視各晶體管的基極電流，則以下的關(guān)系成立。

Ic(Q1)＝Ic(Q4)、Ic(Q2)＝I2、Ic(Q3)＝Iout、Ic(Q5)＝I1、Ic(Q6)＝IB。IB是由恒流源71供給的電流。

于是，根據(jù)這些式，Ic(Q3)＝Ic(Q5)×Ic(Q6)/Ic(Q2)、Iout＝I1×IB/I2的關(guān)系成立。

在將式17～20代入到該Iout時(shí)，得到式21。

[式21]

Iout＝(π/2·IB)·|sinωt|

電流Iout經(jīng)由電流鏡電路73流經(jīng)輸出電阻76。由此，作為輸出電阻76的端子電壓，得到用式22表示的基準(zhǔn)電壓Vref。

[式22]

Vref＝(π/2·IB·R)·|sinωt|

從式22可知，通過電壓除法電路消除了Vref對(duì)于整流電壓Vrc的振幅的依賴性，即使整流電壓Vrc的振幅Vm變動(dòng)，Vref也不依賴于整流電壓Vrc的振幅Vm而成為固定值。由此，在由于從交流電源供給的交流的輸入電壓Vin的變動(dòng)而整流電壓Vrc的振幅Vm變動(dòng)時(shí)，能夠抑制基準(zhǔn)電壓Vref的振幅的變動(dòng)。其它的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施方式的控制電路B相同。

<<第四實(shí)施方式>>

圖5是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100D的電路圖。第一實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100A(參照圖1)是非絕緣型，LED 60與整流電路10串聯(lián)連接，因此，在人更換LED 60時(shí)，有可能觸電。

因此，本實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100D為了防止更換LED 60時(shí)的觸電，經(jīng)由絕緣變壓器40向LED 60供給電流。即，絕緣變壓器40的初級(jí)側(cè)線圈與整流電路10側(cè)連接，絕緣變壓器40的次級(jí)側(cè)線圈與LED 60連接。

在該情況下，在電阻R0中流經(jīng)在絕緣變壓器40的初級(jí)側(cè)線圈中流經(jīng)的電流，在LED 60中流經(jīng)與流經(jīng)初級(jí)側(cè)線圈的電流對(duì)應(yīng)的電流，因此，能夠進(jìn)行與第一實(shí)施方式相同的控制。

<<第五實(shí)施方式>>

圖6是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100E的電路圖。第二實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100B(參照圖3)是非絕緣型，LED 60與整流電路10直接連接，因此，在人更換LED 60時(shí)，有可能觸電。

因此，本實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100E為了防止更換LED 60時(shí)的觸電，經(jīng)由絕緣變壓器40向LED 60供給電流。即，絕緣變壓器40的初級(jí)側(cè)線圈與整流電路10側(cè)連接，絕緣變壓器40的次級(jí)側(cè)線圈與LED 60連接。

在該情況下，也是在電阻R0中流經(jīng)在絕緣變壓器40的初級(jí)側(cè)線圈中流經(jīng)的電流，在LED 60中流經(jīng)與流經(jīng)初級(jí)側(cè)線圈的電流對(duì)應(yīng)的電流，因此，能夠進(jìn)行與第二實(shí)施方式相同的控制。

此外，對(duì)于第三實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100C，也能夠采用絕緣型的結(jié)構(gòu)。

<<第六實(shí)施方式>>

本實(shí)施方式對(duì)第二實(shí)施方式、第三實(shí)施方式以及第五實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100B、100C、100E進(jìn)行了改進(jìn)。

一般，在發(fā)光元件的控制電路中，通過由雙向可控硅(TRIAC)那樣的調(diào)光器控制交流的輸入電壓Vin(交流電壓)的導(dǎo)電角，來控制流經(jīng)LED 60的電流，從而進(jìn)行調(diào)光。在該情況下，通過整流電路10對(duì)由調(diào)光器控制了導(dǎo)電角的交流的輸入電壓Vin進(jìn)行整流。

而且，定義與整流電壓Vrc的導(dǎo)通角對(duì)應(yīng)的、調(diào)光器(雙向可控硅)的占空比。在設(shè)交流電壓的半周期T/2中的雙向可控硅的截止時(shí)間為t1時(shí)，導(dǎo)通時(shí)間為T/2-t1。因此，通過式23定義該占空比。

[式23]

占空比＝(T/2-t1)/(T/2)

雖然占空比＝(T/2-t1)/(T/2)，但是，在使用了調(diào)光器的調(diào)光控制中，理想的是滿足以下的(1)、(2)的特性。

(1)即使從交流電源供給的交流的輸入電壓Vin變動(dòng)，也抑制基準(zhǔn)電壓Vref的振幅的變動(dòng)，從而使固定的電流流經(jīng)LED 60。

(2)相對(duì)于調(diào)光器(雙向可控硅)的占空比的增加，流經(jīng)LED 60的電流線性地增加，在占空比為100％時(shí)，流經(jīng)LED 60的電流最大。

在第二實(shí)施方式、第三實(shí)施方式以及第五實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100B、100C、100E中，通過采用除法電路的運(yùn)算(V1/V2)，來滿足(1)的特性，但不滿足(2)的特性。

根據(jù)圖11說明不滿足(2)的特性的理由。在圖11中，示出了調(diào)光器(雙向可控硅)的占空比為50％、70％、100％時(shí)第一電壓V1、第二電壓V2、第三電壓V3的交流電壓的半周期T/2中的時(shí)間變化。

第一電壓V1是對(duì)整流電壓Vrc進(jìn)行分壓得到的電壓，第二電壓V2是對(duì)整流電壓Vrc進(jìn)行分壓以及積分得到的電壓。第三電壓V3是與V1/V2對(duì)應(yīng)的電壓，用作基準(zhǔn)電壓Vref。第二電壓V2在占空比下降時(shí)減少。因此，導(dǎo)致第三電壓V3(＝基準(zhǔn)電壓Vref)上升。第三電壓V3這樣變動(dòng)的結(jié)果是，無法得到電流相對(duì)于占空比的線性增加特性。

因此，還考慮在占空比一定程度地下降時(shí)將第三電壓V3鉗位為固定值的電路結(jié)構(gòu)，但在該情況下，會(huì)留下以下的問題：在占空比一定程度地增大時(shí)，導(dǎo)致流經(jīng)LED 60的電流減少，在占空比為100％時(shí)，流經(jīng)LED 60的電流不是最大。

因此，在本實(shí)施方式中，通過將第三電壓V3和與雙向可控硅100的占空比對(duì)應(yīng)的電壓之積所對(duì)應(yīng)的電壓作為基準(zhǔn)電壓Vref，來抵消占空比所引起的基準(zhǔn)電壓Vref的變動(dòng)，使上述(1)、(2)的特性同時(shí)成立。

圖12是本實(shí)施方式的發(fā)光元件的控制電路100F的電路圖。圖13是控制電路100F中的整流電壓Vrc、第一電壓V1、第三電壓V3、第五電壓V5的波形圖。

在該控制電路100F中，整流電路10對(duì)通過雙向可控硅100控制了導(dǎo)通角的交流的輸入電壓Vin進(jìn)行全波整流，生成整流電壓Vrc。

如上所述，第一電壓V1是對(duì)整流電壓Vrc進(jìn)行電阻分壓所得的電壓，第二電壓V2是對(duì)整流電壓Vrc進(jìn)行電阻分壓并進(jìn)一步通過積分器積分得到的電壓。第三電壓V3是除法電路90的運(yùn)算結(jié)果即與V1/V2對(duì)應(yīng)的電壓。該除法電路90實(shí)質(zhì)上與第二實(shí)施方式、第三實(shí)施方式以及第五實(shí)施方式的除法電路相同。

控制電路100F除了具備除法電路90以外，還具備：占空比檢測電路91，其檢測與雙向可控硅100的占空比對(duì)應(yīng)的第四電壓V4；以及乘法電路93，其將從除法電路90輸出的第三電壓V3和第四電壓V4相乘，來產(chǎn)生第五電壓V5(＝基準(zhǔn)電壓Vref)。

占空比檢測電路91具備比較器92以及由電阻R16和電容器C2構(gòu)成的積分器。比較器92將從串聯(lián)連接在輸出整流電壓Vrc的輸出端子與接地之間的電阻R14與電阻R15的連接節(jié)點(diǎn)輸出的整流電壓Vrc的電壓和規(guī)定電壓Vdc進(jìn)行比較。為了適當(dāng)?shù)貦z測出雙向可控硅100的占空比，規(guī)定電壓Vdc比整流電壓Vrc的振幅Vm足夠小。從占空比檢測電路91的積分器輸出與雙向可控硅100的占空比對(duì)應(yīng)的電壓V4。

另外，在圖12的控制電路100F中，為經(jīng)由絕緣變壓器40向LED 60供給電流的結(jié)構(gòu)，但這是一例，即使是不使用絕緣變壓器40的非絕緣型，也能夠得到同樣的特性。