專利名稱：發(fā)光組件的驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光組件的驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
伴隨發(fā)光二極管等發(fā)光組件的開發(fā)，巳研創(chuàng)出用以驅(qū)動串聯(lián)連接多個發(fā)光組件而 使其發(fā)光的光源的驅(qū)動電路。 如圖8所示，習(xí)知的發(fā)光組件的驅(qū)動電路100構(gòu)成為包括有整流電橋(rectifier bridge) 10、控制部12、電流限制用電感器14、晶體管16及再生用二極管18。
電流限制用電感器14串聯(lián)連接在成為驅(qū)動對象的多個發(fā)光組件的串聯(lián)連接體 102。當發(fā)光組件為發(fā)光二極管(LED)時，各個發(fā)光二極管以彼此使順方向相同的方式串聯(lián) 連接。再生用二極管18與電流限制用電感器14及發(fā)光組件的串聯(lián)連接體102并聯(lián)連接。 再者，晶體管16與電流限制用電感器14及發(fā)光組件的串聯(lián)連接體102串聯(lián)連接，以便控制 流通在LED連接部102中所含的發(fā)光組件及電感器的電流。 于發(fā)光組件的串聯(lián)連接體102與電流限制用電感器14施加有來自整流電橋10的 電源電壓。當控制部12使晶體管16的柵極電壓成為高電平時，晶體管16就成為導(dǎo)通(ON) 狀態(tài)。此時，如圖9所示，晶體管16的漏極-源極間的電壓Vd s會下降，且由于電流限制 用電感器14的電流限制作用，流通在發(fā)光組件的串聯(lián)連接體102與電流限制用電感器14 的電流ID會緩慢地增加?？刂撇?2在電流ID超過各發(fā)光組件的額定值之前，將晶體管16 的柵極電壓切換成低電平。晶體管16因而成為關(guān)斷(OFF)狀態(tài)，且晶體管16的漏極-源 極間電壓Vds成為電源電壓Vdc，電流ID下降。再者，在關(guān)斷狀態(tài)時蓄積在電流限制用電感 器14的能量藉再生電流Ioff經(jīng)由再生用二極管18再生至電源。如此，通過控制部12控 制晶體管16的開關(guān)(switching)，利用電流限制用電感器14的作用即能將各發(fā)光組件維持 在額定值以下，并使其發(fā)光。 然而，在習(xí)知的驅(qū)動電路100中，從整流電橋10供給經(jīng)全波整流的電源電壓。此 時，如圖IOA所示，會有晶體管16的開關(guān)在電源電壓為低領(lǐng)域A時出現(xiàn)異常振蕩之虞。
因此，如圖11所示，可采取將用以平滑化電源電壓的電容器C連接到整流電橋10 的輸出側(cè)，以如圖IOB所示地使電源電壓平滑化的對策。不過，由于電容器C的設(shè)置又會產(chǎn) 生驅(qū)動電路100的功率因數(shù)下降的新問題。 再者，于習(xí)知的驅(qū)動電路100中，在控制部12使晶體管16從關(guān)斷狀態(tài)變成導(dǎo)通狀 態(tài)時，施加在發(fā)光組件的串聯(lián)連接體102、電流限制用電感器14及晶體管16的電壓會急遽 地變化。因此，如圖12所示，在電流ID的上升部分會有出現(xiàn)尖波(spike)狀噪聲的情況。
更且，在習(xí)知的驅(qū)動電路100中，從整流電橋10經(jīng)由限流電阻器Rstart對控制部 12供給電源。在如此的驅(qū)動電路100的構(gòu)成中，即使發(fā)光組件的串聯(lián)連接數(shù)增加、電源電壓 Vdc變高，供給至控制部12的電源電壓也維持在較低的狀態(tài)，而使在限流電阻器Rstart所 消耗的電力變大，整體電路的效率下降。 例如，在通過整流電橋10整流IOOV商用AC電源而供給120V左右的電源電壓Vdc時，在發(fā)光組件的連接數(shù)增加而為了要驅(qū)動從數(shù)10W至數(shù)100W的發(fā)光組件時，在控制部12 必須具有100mA左右的電流容量以驅(qū)動晶體管16。在此種狀態(tài)下，于限流電阻器Rstart會 消耗10W左右的電力，整體驅(qū)動電路100的電力效率會變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)光組件的驅(qū)動電路的一態(tài)樣為具有串聯(lián)連接部，由發(fā)光組件與直接 連接于所述發(fā)光組件的電流限制用電感器串聯(lián)而成；再生部，并聯(lián)連接于所述串聯(lián)連接部， 并再生蓄積在所述電流限制用電感器的能量；開關(guān)組件，控制流通在所述發(fā)光組件及所述 電流限制用電感器的電流；以及控制部，控制所述開關(guān)組件的動作；且所述控制部因應(yīng)施 加在所述發(fā)光組件的電源的電壓值來控制所述開關(guān)組件。 本發(fā)明的發(fā)光組件的驅(qū)動電路的一態(tài)樣具有串聯(lián)連接部，由發(fā)光組件與直接連 接于所述發(fā)光組件的電流限制用電感器串聯(lián)而成；再生部，并聯(lián)連接于所述串聯(lián)連接部，且 再生蓄積在所述電流限制用電感器的能量；開關(guān)組件，控制流通在所述發(fā)光組件與所述電 流限制用電感器的電流；控制部，控制所述開關(guān)組件的動作；以及時序用電感器，與所述電 流限制用電感器電磁性耦合，并輸出控制信號至所述控制部；且因應(yīng)所述控制信號而從所 述控制部控制所述開關(guān)組件的開關(guān)時序。 本發(fā)明的發(fā)光組件的驅(qū)動電路的一態(tài)樣具有串聯(lián)連接部，由發(fā)光組件與直接連 接于所述發(fā)光組件的電流限制用電感器串聯(lián)而成；再生部，并聯(lián)連接于所述串聯(lián)連接部，且 再生蓄積在所述電流限制用電感器的能量；開關(guān)組件，控制流通在所述發(fā)光組件與所述電 流限制用電感器的電流；控制部，控制所述開關(guān)組件的動作；以及電源用電感器，與所述電 流限制用電感器電磁性耦合，并將電源電力的至少一部分供給至所述控制部。


圖1為顯示第1實施形態(tài)的發(fā)光組件的驅(qū)動電路的構(gòu)成圖。 圖2為顯示第1實施形態(tài)的發(fā)光組件的驅(qū)動電路的動作的時序圖。 圖3為顯示第2實施形態(tài)的發(fā)光組件的驅(qū)動電路的構(gòu)成圖。 圖4為顯示第2實施形態(tài)的控制部的構(gòu)成例圖。 圖5為顯示第2實施形態(tài)的發(fā)光組件的驅(qū)動電路的動作圖。 圖6為顯示第3實施形態(tài)的發(fā)光組件的驅(qū)動電路的構(gòu)成圖。 圖7為顯示第4實施形態(tài)的發(fā)光組件的驅(qū)動電路的構(gòu)成圖。 圖8為顯示現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光組件的驅(qū)動電路的構(gòu)成圖。 圖9為顯示現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光組件的驅(qū)動電路的動作圖。 圖IOA為顯示電源電壓的時間性變化的圖。 圖10B為顯示電源電壓的時間性變化的圖。 圖11為顯示抑制異常振蕩的習(xí)知發(fā)光組件的驅(qū)動電路的構(gòu)成圖。 圖12為顯示現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光組件的驅(qū)動電路的動作圖。 主要組件符號說明 10、20整流電橋 12、22控制部 14、24電流限制用電感器










16、26、Q0、Q1、Q2晶體管
18、28再生用二極管 30振蕩防止電路
40時序用電感器 42時序檢測電路
50時鐘產(chǎn)生器 52、 COMP比較器
54觸發(fā)器 56N0T組件
60 、 66電源用電感器 62 、 68整流用二極管
64、 70平滑用電容器
100、200、204、206、208驅(qū)動電路
102、202發(fā)光組件的串聯(lián)連接體
C1、C2電容器 D二極管
ID電流 Ioff再生電流 R、R1、R2、R3電阻器 Rstart限制電阻
具體實施例方式(第1實施形態(tài)) 如圖1所示，第1實施形態(tài)的驅(qū)動電路200構(gòu)成為包括整流電橋20、控制部22、 電流限制用電感器24、晶體管26、再生用二極管28及振蕩防止電路30。
整流電橋20為將整流用二極管連接成橋狀的電路，將被輸入的交流電源電壓Vac 予以全波整流并作為直流電源電壓Vdc輸出。在整流電橋20也可設(shè)置用以將經(jīng)全波整流 的電源電壓予以平滑化的平滑化電路。 成為驅(qū)動電路200的驅(qū)動對象的發(fā)光組件可設(shè)為發(fā)光二極管(LED)、雷射二極管 (LD)等組件。也可將串聯(lián)連接有多個發(fā)光組件的串聯(lián)連接體202當作驅(qū)動對象。于為發(fā)光 二極管的情形中，在構(gòu)成發(fā)光組件的串聯(lián)連接體202時，各個發(fā)光二極管以使彼此的順方 向相同的方式串聯(lián)連接。更且，也可并聯(lián)連接串聯(lián)連接體202。 電流限制用電感器24串聯(lián)連接于成為驅(qū)動對象的多個發(fā)光組件的串聯(lián)連接體 202。再生用二極管28并聯(lián)連接于電流限制用電感器24與發(fā)光組件的串聯(lián)連接體202。
晶體管26為由控制部22控制導(dǎo)通狀態(tài)及關(guān)斷狀態(tài)的開關(guān)組件。晶體管26為串 聯(lián)連接于電流限制用電感器24與發(fā)光組件的串聯(lián)連接體202。電源電壓Vdc為從整流電橋 20經(jīng)由晶體管26的漏極-源極間施加于發(fā)光組件的串聯(lián)連接體202與電流限制用電感器 24。于晶體管26的柵極連接有控制部22。控制部22以既定的時序控制晶體管26的導(dǎo)通 /關(guān)斷，藉此斷續(xù)地供給電力至發(fā)光組件，以使其發(fā)光。 晶體管26被控制成導(dǎo)通狀態(tài)時，電流經(jīng)由漏極-源極間流通于電流限制用電感器 24與串聯(lián)連接體202。此時，由于電流限制用電感器24的作用，流通于發(fā)光組件的電流被 限制成緩緩地增加。又于晶體管26被控制成關(guān)斷狀態(tài)時，漏極_源極間成為切斷狀態(tài)，蓄 積在電流限制用電感器24的電磁性能量經(jīng)由再生用二極管28再生至電源。
此時，在控制部22控制晶體管26的開關(guān)周期或脈沖寬度，以便通過電流限制用電 感器24的作用將各發(fā)光組件的動作限定在額定值以下。藉此，可使發(fā)光組件適當?shù)匕l(fā)光。
于本實施形態(tài)的驅(qū)動電路200設(shè)有振蕩防止電路30。振蕩防止電路30為恒常地 檢測整流后的電源電壓Vdc ，并對應(yīng)電源電壓Vdc而控制由控制部22所執(zhí)行的晶體管26的開關(guān)。即，于電源電壓Vdc低時，停止晶體管26的開關(guān)。 如圖1所示，振蕩防止電路30可通過電阻器R1， R2， R3、電容器C1， C2及比較器 COMP來構(gòu)成。電阻器R1，R2為串聯(lián)連接，且并聯(lián)連接于整流電橋20的輸出端間。電阻器R 1及R2的連接點與比較器COMP的反轉(zhuǎn)輸入端子(_)連接。電阻器Rl及R2的連接點經(jīng)由 電容器C1接地。比較器C0MP的輸出端經(jīng)由電阻器R3及電容器C2的串聯(lián)連接而接地。再 者，于比較器COMP的非反轉(zhuǎn)輸入端子(+)施加有基準電壓Vref。 整流電橋20的輸出通過電阻器R1，R2分壓。當整流電橋20輸出的電源電壓Vdc 下降時，電阻器R2的電壓會下降。如圖2所示，當輸入于比較器C0MP的反轉(zhuǎn)輸入端子(-) 的電壓比基準電壓Vref小時，比較器COMP輸出端的電壓成為低電平?？刂撇?2接受此比 較器COMP的輸出而使晶體管26的開關(guān)停止。 另一方面，當電源電壓Vdc增加時，電阻器R2的電壓也增加。如圖2所示，當輸入 于比較器COMP的反轉(zhuǎn)輸入端子(-)的電壓為基準電壓Vref以上時，比較器COMP輸出端的 電壓成為高電平。控制部22接受此比較器COMP的輸出而使晶體管26的開關(guān)重開。
如此，通過在電源電壓Vdc低的領(lǐng)域使晶體管26的開關(guān)停止，可抑制異常振蕩。再 者，不需要設(shè)置使電源電壓Vdc平滑化用的大容量電容器，可防止整體驅(qū)動電路200的功率 因數(shù)的下降。 此外，通過意圖性地使基準電壓Vref變化，而以同步于商用頻率的頻率，使LED發(fā) 光的時間或電流產(chǎn)生變化，因此，其結(jié)果光量會產(chǎn)生變化。利用此情形，可將其利用在LED 的調(diào)光。
(第2實施形態(tài)) 如圖3所示，第2實施形態(tài)的驅(qū)動電路204構(gòu)成為包括整流電橋20、控制部22、 電流限制用電感器24、晶體管26、再生用二極管28、時序用電感器40及時序檢測電路42。
對于與第1實施形態(tài)的驅(qū)動電路200相同的構(gòu)成要素賦予相同符號，并省略說明。
在本實施形態(tài)的驅(qū)動電路204中，時序用電感器40與電流限制用電感器24電磁 性地耦合。時序用電感器40的一端經(jīng)由時序檢測電路42連接于控制部22，另一端接地。
時序檢測電路42為用以檢測來自時序用電感器40的信號的電路。在此次的電路 例中，由時序檢測電路42擔負起傳送下降電壓的任務(wù)。以具體例而言，構(gòu)成為包括晶體管 QO、電阻器R及二極管D。透過時序檢測電路42檢測從時序用電感器40輸出的振動電壓的 極小點?？刂撇?2以時序檢測電路42的輸出信號作為觸發(fā)信號(trigger)而輸出將晶體 管26從關(guān)斷狀態(tài)切換成導(dǎo)通狀態(tài)的控制信號(柵極電壓)。 如圖4所示，控制部22例如可構(gòu)成為包括時鐘產(chǎn)生器50、比較器52、觸發(fā)器 (flip-flop) 54、 NOT (反)組件56及晶體管Ql， Q2。 時鐘產(chǎn)生器50為當從時序檢測電路42輸入觸發(fā)信號時，輸出脈沖信號。從時鐘 產(chǎn)生器50所輸出的脈沖信號被輸入到觸發(fā)器54的設(shè)定端子。觸發(fā)器54于輸入脈沖信號 時即被設(shè)定，使觸發(fā)器的反轉(zhuǎn)輸出成為低電平。藉此晶體管Ql成為導(dǎo)通狀態(tài)，晶體管Q2成 為關(guān)斷狀態(tài)，而使從控制部22的輸出端子OUT輸出到晶體管26柵極的柵極電壓成為高電 平。藉此，晶體管26成為導(dǎo)通狀態(tài)。 此時，如圖5所示，晶體管26的漏極-源極間電壓Vds下降，流通于發(fā)光組件的串 聯(lián)連接體202與電流限制用電感器24的電流ID因電流限制用電感器24的電流限制作用而緩緩地增加。藉此，發(fā)光組件會發(fā)光。 再者，當晶體管26成為導(dǎo)通狀態(tài)時，伴隨電流ID的增加，電流檢測電阻器Rsw的 端子電壓Vsw也緩緩地增加。端子電壓Vsw在比較器52中與基準電壓Vref進行比較，當 端子電壓Vsw變成在基準電壓Vref以上時，觸發(fā)器54的重設(shè)端子成為高電平。藉此，觸發(fā) 器54被重設(shè)，且其反轉(zhuǎn)輸出成為高電平。藉此，晶體管Ql成為關(guān)斷狀態(tài)，而晶體管Q2成為 導(dǎo)通狀態(tài)，從控制部22的輸出端子OUT輸出到晶體管26柵極的柵極電壓成為低電平，晶體 管26即成關(guān)斷狀態(tài)。 如此一來，控制部22在電流ID超過各發(fā)光組件的額定值之前，將晶體管26的柵 極電壓切換成低電平。如此，通過控制部22控制晶體管26的開關(guān)，藉此，即可藉電流限制 用電感器24的作用維持各發(fā)光組件的電流在額定值以下，并使其發(fā)光。
再者，如圖5所示，通過利用時序用電感器40及時序檢測電路42可檢測晶體管26 從導(dǎo)通狀態(tài)變成關(guān)斷狀態(tài)時的電源電壓Vds的減幅振蕩(ringing)極小值，并可將其作為 觸發(fā)信號使晶體管26再度成為導(dǎo)通狀態(tài)。通過在減幅振蕩成為極小值的時序?qū)⒕w管26 設(shè)成導(dǎo)通狀態(tài)，可抑制電流ID上升時尖波狀噪聲的重疊。
(第3實施形態(tài)) 第3實施形態(tài)的驅(qū)動電路206如圖6所示，構(gòu)成為包括整流電橋20、控制部22、電 流限制用電感器24、晶體管26、再生用二極管28、電源用電感器60、整流用二極管62及平 滑用電容器64。 對與第1實施形態(tài)的驅(qū)動電路200相同的構(gòu)成要素賦予相同符號，并省略說明。
在本實施形態(tài)的驅(qū)動電路206中，于再生時經(jīng)由電源用電感器60將電源電力供給 至控制部22。電源用電感器60與電流限制用電感器24電磁性地耦合。電源用電感器60 的一端與整流用二極管62的陽極連接，另一端則接地。整流用二極管62的陰極與控制部 22的電源端子連接。在此，為了使供給至控制部22的電源穩(wěn)定化，也可使整流用二極管62 的陰極經(jīng)由平滑用電容器64接地。 通過作成所述構(gòu)成，可于晶體管26呈導(dǎo)通狀態(tài)使發(fā)光組件發(fā)光時，將電磁性能量 蓄積在電流限制用電感器24，并于晶體管26處于關(guān)斷狀態(tài)時，將該電磁性能量作為控制部 22的電源從電流限制用電感器24經(jīng)由電源用電感器60進行供給。 藉此，可抑制電阻Rstart所造成的消耗電力，并可使整個驅(qū)動電路206的電力效 率提升。(第4實施形態(tài)) 在第3實施形態(tài)中，通過設(shè)置電源用電感器60、整流用二極管62及平滑用電容器 64來將再生時的電力用作為控制部22的電源電力。在第4實施形態(tài)的驅(qū)動電路208中， 復(fù)設(shè)置電源用電感器66、整流用二極管68以及平滑用電容器70來用作為供給至控制部22 以外的電路的電源。 在驅(qū)動電路208中，電源用電感器66與電流限制用電感器24電磁性耦合。電源 用電感器66的一端與整流用二極管68的陽極連接，另一端接地。整流用二極管68的陰極 設(shè)作供給至外部電路的電源供給端子。在此為了使供給至外部電路的電源穩(wěn)定化，也可將 整流用二極管68的陰極經(jīng)由平滑用電容器70接地。 通過作成所述構(gòu)成，可于將晶體管26設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)而使發(fā)光組件發(fā)光時，將電磁性能量蓄積在電流限制用電感器24，并于晶體管26處于關(guān)斷狀態(tài)時，將該電磁性能量從電流限制用電感器24經(jīng)由電源用電感器66供給至外部電路。 藉此，可將蓄積在驅(qū)動電路208的電流限制用電感器24的電磁性能量利用在外部電路，并可使整個驅(qū)動電路206的電力效率提升。
權(quán)利要求
一種發(fā)光組件的驅(qū)動電路，其特征在于，具備串聯(lián)連接部，由發(fā)光組件與直接連接于所述發(fā)光組件的電流限制用電感器串聯(lián)而成；再生部，并聯(lián)連接于所述串聯(lián)連接部，且再生蓄積在所述電流限制用電感器的能量；開關(guān)組件，控制流通在所述發(fā)光組件及所述電流限制用電感器的電流；以及控制部，控制所述開關(guān)組件的動作；并且所述控制部因應(yīng)施加在所述發(fā)光組件的電源的電壓值來控制所述開關(guān)組件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光組件的驅(qū)動電路，其特征在于，所述控制部在所述電壓 值成為既定的臨限值以下時，使所述開關(guān)組件的開關(guān)停止。
3. —種發(fā)光組件的驅(qū)動電路，其特征在于，具備串聯(lián)連接部，由發(fā)光組件與直接連接于所述發(fā)光組件的電流限制用電感器串聯(lián)而成； 再生部，并聯(lián)連接于所述串聯(lián)連接部，且再生蓄積在所述電流限制用電感器的能量； 開關(guān)組件，控制流通在所述發(fā)光組件與所述電流限制用電感器的電流； 控制部，控制所述開關(guān)組件的動作；以及時序用電感器，與所述電流限制用電感器電磁性耦合，并輸出控制信號至所述控制部；并且因應(yīng)所述控制信號而從所述控制部控制所述開關(guān)組件的開關(guān)時序。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光組件的驅(qū)動電路，其特征在于，因應(yīng)所述控制信號，在所 述開關(guān)組件的端子間電壓成為極小的時序?qū)⑺鲩_關(guān)組件從關(guān)斷狀態(tài)切換成導(dǎo)通狀態(tài)。
5. —種發(fā)光組件的驅(qū)動電路，其特征在于，具備串聯(lián)連接部，由發(fā)光組件與直接連接于所述發(fā)光組件的電流限制用電感器串聯(lián)而成； 再生部，并聯(lián)連接于所述串聯(lián)連接部，且再生蓄積在所述電流限制用電感器的能量； 開關(guān)組件，控制流通在所述發(fā)光組件與所述電流限制用電感器的電流； 控制部，控制所述開關(guān)組件的動作；以及電源用電感器，與所述電流限制用電感器電磁性耦合，并將電源電力的至少一部分供 給至所述控制部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光組件的驅(qū)動電路，其特征在于，具備輔助電感器，與所述 電流限制用電感器電磁性耦合，并將電力供給至所述控制部以外的電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光組件的驅(qū)動電路，具有串聯(lián)連接部，由發(fā)光組件與直接連接在發(fā)光組件的電流限制用電感器串聯(lián)而成；再生用二極管，并聯(lián)連接于串聯(lián)連接部，且再生蓄積在電流限制用電感器的能量；晶體管，控制流通在發(fā)光組件與電流限制用電感器的電流；及控制部，控制晶體管的動作；且控制部對應(yīng)施加于發(fā)光組件的電源的電壓值來控制開關(guān)組件。
文檔編號H05B37/02GK101730344SQ20091020907
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者中村洪大, 櫛山和成, 藤村芳夫, 西崎祐介, 閻劍平, 飯塚浩 申請人:三洋電機株式會社;三洋半導(dǎo)體株式會社