電源裝置及照明裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供具有防止突入電流的功能的電源裝置及照明裝置。實(shí)施方式的電源裝置包括：整流電路，對(duì)從電壓源供給的交流電流進(jìn)行整流；平滑電容器，利用來自整流電路的輸出電流而進(jìn)行充電；以及常通型晶體管，串聯(lián)連接于整流電路與平滑電容器之間，并且將來自電壓源的電壓接通時(shí)整流電路的輸出電流值，限制為比穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)整流電路的輸出電流值高的輸出電流值。
【專利說明】電源裝置及照明裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001〕 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種電源裝置及照明裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]使作為照明設(shè)備的發(fā)光二極管(乜油七611111:1:1118 ^10(16, 120)等光源點(diǎn)燈的電源裝置，包括整流電路、平滑電路、以及直流-直流0111-1-6111:-(111-601: 0111^6111:，0000轉(zhuǎn)換器等。整流電路及平滑電路將商用交流電源轉(zhuǎn)換為直流。000(:轉(zhuǎn)換器將直流轉(zhuǎn)換為所需的電壓并供給至1^0。通常，整流使用二極管橋接整流器，平滑化使用電容器。
[0003]如果對(duì)電源裝置接通商用交流電源，那么通過電源開關(guān)、整流器來對(duì)平滑電容器進(jìn)行充電。此時(shí)，充電電流所流過的路徑上只存在低阻抗的元件，因而會(huì)有過大的充電電流即突入電流流通。由此，會(huì)產(chǎn)生整流器的破損、電源開關(guān)接點(diǎn)的熔焊等問題。需要有防止該突入電流的功能。
[0004]〔現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)〕
[0005]〔專利文獻(xiàn)〕
[0006][專利文獻(xiàn)1]日本專利第4973865號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所欲解決的課題在于提供一種具有防止突入電流的功能的電源裝置及照明裝置。
[0008]實(shí)施方式的電源裝置包括:整流電路，對(duì)從電壓源供給的交流電流進(jìn)行整流；平滑電容器，利用來自整流電路的輸出電流而進(jìn)行充電；以及常通型晶體管，串聯(lián)連接于整流電路與平滑電容器之間，并且將來自電壓源的電壓接通時(shí)整流電路的輸出電流值，限制為比穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的整流電路的輸出電流值高的輸出電流值。
[0009][發(fā)明的效果]
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可提供一種具有防止突入電流的功能的電源裝置及照明 |101|裝直。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是例示包含第一實(shí)施方式的電源裝置的照明裝置的電路圖。
[0012]圖2⑷?圖2(6)是用以說明電源裝置4的運(yùn)行的波形圖。
[0013]圖3是表示常通型晶體管8的漏極電流相對(duì)于控制端子的電位的依存性的特性圖。
[0014]圖4是例示包含第二實(shí)施方式的電源裝置的照明裝置的電路圖。
[0015]圖5是例示包含第三實(shí)施方式的電源裝置的照明裝置的電路圖。
[0016][符號(hào)的說明]
[0017]1:照明裝置
[0018]2:交流電源
[0019]3:電源開關(guān)
[0020]4:電源裝置
[0021]5:0(:-0(:轉(zhuǎn)換器
[0022]6:照明負(fù)載
[0023]7:整流器
[0024]8:常通型晶體管
[0025]9:電阻
[0026]10:定電壓二極管
[0027]11:電容器
[0028]12:電阻
[0029]13:平滑電容器
[0030]14:開關(guān)元件
[0031]15:整流元件
[0032]16:電感器
[0033]17:電容器
[0034]18:照明裝置
[0035]19:電源裝置
[0036]20:照明裝置
[0037]21:電源裝置
[0038]22:過電壓保護(hù)元件
[0039]23:高電位輸出端子
[0040]24:低電位輸出端子
[0041]25:高電位輸出端子
[0042]26:低電位輸出端子
[0043]1(1:漏極電流
[0044]1(10:漏極電流
[0045]1(11:漏極電流
[0046]1111、1111,:輸入電流
[0047]11110:突入電流
[0048]11111:輸入電流
[0049]^1:時(shí)機(jī)
[0050]乂如:電壓
[0051]%8:電壓
[0052]電壓
[0053]VIII:輸入電壓
[0054]:電壓

【具體實(shí)施方式】
[0055]以下，一邊參照附圖一邊對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說明。以下的說明中，對(duì)相同的要素附上相同的符號(hào)，并對(duì)已說明的要素適當(dāng)省略其說明。
[0056](第一實(shí)施方式)
[0057]圖1是例示包含第一實(shí)施方式的電源裝置的照明裝置的電路圖。
[0058]照明裝置1包括電源裝置4、00-00轉(zhuǎn)換器5、以及照明負(fù)載6。
[0059]電源裝置4對(duì)經(jīng)電源開關(guān)3而輸入的交流電源電壓進(jìn)行整流、平滑化。00-00轉(zhuǎn)換器5將電源裝置4的輸出轉(zhuǎn)換為所需的電壓，并供給至照明負(fù)載6。
[0060]照明負(fù)載6例如具有發(fā)光二極管([￡0)等照明光源。交流電源2例如為商用電源。
[0061]電源裝置4包括整流器7、常通型晶體管8、平滑電容器13、電阻9、電阻12、定電壓二極管10以及電容器11。整流器例如為二極管橋接整流器。常通型的晶體管為由氮化鎵等氮化物半導(dǎo)體形成的高電子遷移率晶體管曲2160^0??！1061111:7 XI'&118181:01-, 11211)。
[0062]另外，本說明書中，“氮化物半導(dǎo)體”包含在8x1117八^(0 ^ X 1,0彡7彡1，0彡2彡1^+7+2 ( 1)的化學(xué)式中，使組成比X、組成比7及組成比2在各自的范圍內(nèi)變化的所有組成的半導(dǎo)體。而且，“氮化物半導(dǎo)體”進(jìn)而包含以下半導(dǎo)體:在所述化學(xué)式中，還包含叭氮)以外的V族元素的半導(dǎo)體，還包含為了控制導(dǎo)電型等各種物性而添加的各種元素的半導(dǎo)體，及還包含無意地包含的各種元素的半導(dǎo)體。
[0063]整流器7的2個(gè)輸入端子也為電源裝置4的輸入端子，經(jīng)由開關(guān)3而連接于交流電源2。常通型晶體管8的漏極連接于整流器7的高電位輸出端子23，常通型晶體管8的源極連接于平滑電容器13的一端。平滑電容器13的另一端連接于整流器7的低電位輸出端子24。并聯(lián)連接的電阻9、電容器11連接于常通型晶體管8的柵極 ?源極間。定電壓二極管10的陽(yáng)極連接于常通型晶體管8的柵極，定電壓二極管10的陰極連接于常通型晶體管8的源極。常通型晶體管8的柵極經(jīng)由電阻12而連接于整流器7的低電壓輸出端子24。電源裝置4的輸出從平滑電容器13的兩端被取出。
[0064]接著，一邊參照?qǐng)D2⑷?圖2(6) —邊對(duì)電源裝置4的運(yùn)行進(jìn)行說明。
[0065]圖2(4?圖2(6)是用以說明電源裝置4的運(yùn)行的波形圖。
[0066]圖2(4為表示電源裝置4的輸入電壓VIII的波形圖，圖2(13)為表示電源裝置4的輸入電流1111的波形圖，圖2((3)為表示平滑電容器13的電壓70111的波形圖，圖2((1)為表示電源裝置4的輸入電流11^的波形圖，圖2(6)為表示平滑電容器13的電壓70111的波形圖。
[0067]首先，對(duì)不存在常通型晶體管8而整流器7直接連接于平滑電容器13的情況進(jìn)行說明。當(dāng)電源開關(guān)3導(dǎo)通時(shí)，交流電壓被施加至電源裝置4。平滑電容器13通過電源開關(guān)3、整流器7而得到充電。在電源開關(guān)3剛導(dǎo)通后不久，平滑電容器13尚未被充電，因此平滑電容器13的端子間的電壓為0乂。如圖2(6)的那樣，在輸入交流電壓接近峰值的時(shí)機(jī)，如果電源開關(guān)3導(dǎo)通，那么電源開關(guān)3、整流器7及未圖示的配線阻抗中被施加相對(duì)較高的電壓。因他們的阻抗低，所以平滑電容器13的充電電流，即突入電流如圖2(6)的11=0所示的那樣，為相對(duì)較大的值。從而產(chǎn)生整流器7的擊穿、電源開關(guān)3的接點(diǎn)的熔焊等問題。
[0068]為了防止該問題，而連接常通型晶體管8。由氮化物半導(dǎo)體形成的常通型晶體管具有圖3所示的電壓-電流特性。
[0069]圖3是表示常通型晶體管8的漏極電流相對(duì)于控制端子的電位的依存性的特性圖。圖3的橫軸表示漏極 ? 源極間電壓7(18，縱軸表示漏極電流1(1。
[0070]根據(jù)圖3可知，當(dāng)漏極電流1(1達(dá)到規(guī)定的電流值時(shí)，常通型晶體管8的導(dǎo)通電阻上升。即，常通型晶體管8顯示出定電流特性。顯示出定電流特性的狀態(tài)下的漏極電流1(1取決于柵極，源極間的電壓V#。柵極，源極間的電壓V#的絕對(duì)值越大，則定電流特性下的漏極電流1(1的值越小。
[0071]將具有所述特性的常通型晶體管8連接于整流器7與平滑電容器13之間。常通型晶體管8的柵極 ?源極間被施加對(duì)^0機(jī)利用電阻9、電阻12進(jìn)行分壓所得的電壓。圖3的實(shí)施方式中，利用定電壓二極管10，將常通型晶體管8的柵極 ? 源極間限制為規(guī)定的電壓。該電壓下，柵極相對(duì)于源極而為負(fù)的極性。將該電壓設(shè)為在圖3中將與相對(duì)應(yīng)的定電流值設(shè)為1(11。如圖2(0所示，當(dāng)電源開關(guān)導(dǎo)通，11！^增加而達(dá)到1(11時(shí)，常通型晶體管8在圖3中向所述高阻抗區(qū)域移行。在定電流作用下，11^如圖2(0所示被限制為1(11。將該情況表示為圖2(0及圖2((1)的1111,、。將平滑電容器13被充電而達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的電壓后的1111,表示為圖2((1)的11=1。這相當(dāng)于正常運(yùn)行時(shí)的電源裝置4的輸入電流。將1(11相對(duì)于該11=1設(shè)為高的值。這是為了減少正常運(yùn)行時(shí)的常通型晶體管8中的損耗。
[0072]本實(shí)施方式中，可利用電阻9、電阻12、定電壓二極管10將設(shè)定為任意的值。可將1(11設(shè)定為任意的值。電容器11為用于防止誤動(dòng)作的電容器，且為相對(duì)較小電容的電容器。因電源開關(guān)3斷開后被迅速放電，所以即便電源開關(guān)再次導(dǎo)通，也不會(huì)妨礙所述電流限制功能。
[0073]圖1中例示的轉(zhuǎn)換器5包括開關(guān)元件14、整流元件15、電感器16、電容器17、及未圖示的控制電路。開關(guān)元件14例如為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(161:81-0^1(16-8611110011(11101:01- ^161(1 2^^601: 181:01~, 108 而了)。整流兀件 15 例如為硅二極管。
[0074]開關(guān)元件14的漏極連接于電源裝置4的高電位輸出端子25，開關(guān)元件14的源極連接于整流元件15的陰極。整流元件15的陽(yáng)極連接于電源裝置4的低電位輸出端子26。串聯(lián)連接的電感器16與電容器17并聯(lián)連接于整流元件15。000(:轉(zhuǎn)換器5的輸出從電容器17的兩端被取出，并被供給至照明負(fù)載6。
[0075]本實(shí)施方式的000(:轉(zhuǎn)換器5的運(yùn)行與通常的降壓轉(zhuǎn)換器等同。利用控制電路，對(duì)開關(guān)元件14進(jìn)行導(dǎo)通 ? 斷開控制。從電源裝置4輸出的電壓被轉(zhuǎn)換為照明負(fù)載6所需的電壓。本實(shí)施方式的000(:轉(zhuǎn)換器可為升壓型，也可為升壓降壓型。
[0076]對(duì)第一實(shí)施方式的效果進(jìn)行說明。
[0077]根據(jù)本實(shí)施方式，在常通型晶體管8的作用下，電源開關(guān)3剛導(dǎo)通后不久的輸入電流被限制為1(11。結(jié)果，并不會(huì)流過過大的突入電流，從而獲得可防止整流器、電源開關(guān)的破損的效果。也獲得如下效果，即，對(duì)電阻9、電阻12、定電壓二極管10的常數(shù)進(jìn)行變更，在不超過常通型晶體管的最大電流的范圍內(nèi)，可設(shè)定為任意的突入電流。
[0078](第二實(shí)施方式)
[0079]對(duì)第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0080]圖4是例示包含第二實(shí)施方式的電源裝置的照明裝置的電路圖。
[0081]圖4的照明裝置18包括電源裝置19、000(]轉(zhuǎn)換器5、以及照明負(fù)載6。
[0082]電源裝置19包括整流器7、常通型晶體管8、以及平滑電容器13。
[0083]常通型晶體管8的漏極連接于整流器7的高電位輸出端子23，常通型晶體管8的源極連接著平滑電容器13的一端。平滑電容器13的另一端連接于整流器7的低電位輸出端子24。常通型晶體管8的柵極連接于常通型晶體管8的源極。電源裝置4的輸出從平滑電容器13的兩端被取出。
[0084]對(duì)電源裝置19的運(yùn)行進(jìn)行說明。因常通型晶體管8的柵極與源極直接連接，所以V#為價(jià)。圖3中，如果將#8=07時(shí)的定電流特性下的漏極電流1(1設(shè)為1(10，那么常通型晶體管8的漏極電流被限制為1(10。因此，突入電流也被限制為該1(10的值。
[0085]對(duì)第二實(shí)施方式的效果進(jìn)行說明。
[0086]根據(jù)本實(shí)施方式，與第一實(shí)施方式同樣地，并不會(huì)流過過大的突入電流，從而獲得可防止整流器、電源開關(guān)的破損的效果。然而，與圖1的實(shí)施例不同的是無法設(shè)定為任意的突入電流。
[0087](第三實(shí)施方式)
[0088]對(duì)第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0089]圖5是例示包含第三實(shí)施方式的電源裝置的照明裝置的電路圖。
[0090]圖5的照明裝置20包括電源裝置21、000(]轉(zhuǎn)換器5、以及照明負(fù)載6。
[0091]電源裝置21包括整流器7、常通型晶體管8、平滑電容器13、以及過電壓保護(hù)元件22。
[0092]常通型晶體管8的漏極連接于整流器7的高電位輸出端子23，常通型晶體管8的源極連接于平滑電容器13的一端。平滑電容器13的另一端連接于整流器7的低電位輸出端子24。常通型晶體管8的柵極連接于常通型晶體管8的源極。過電壓保護(hù)元件22連接于常通型晶體管8的漏極 ? 源極間。電源裝置4的輸出從平滑電容器13的兩端被取出。
[0093]對(duì)電源裝置21的運(yùn)行進(jìn)行說明。
[0094]如圖3中所述那樣，常通型晶體管8顯示定電流特性，成為高阻抗?fàn)顟B(tài)。當(dāng)被施加雷電浪涌(丨丨油如丨叩等無意的過大的電壓時(shí)，漏極^源極間電壓上升，從而有擊穿的可能。為了防止該情況，將過電壓保護(hù)元件連接于常通型晶體管8的漏極 ? 源極間。除此以外的運(yùn)行與第二實(shí)施方式相同。
[0095]對(duì)第三實(shí)施方式的效果進(jìn)行說明。
[0096]根據(jù)本實(shí)施方式，與第一實(shí)施方式同樣地，不會(huì)流過過大的突入電流，從而獲得可防止整流器、電源開關(guān)的破損的效果。即便在被施加了雷電浪涌等過電壓的情況下，也獲得常通型晶體管受到保護(hù)而提高可靠性的效果。
[0097]以上，一邊參照具體例一邊對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但并不限定于這些，可進(jìn)行各種變形。
[0098]例如，常通型晶體管不限定于型冊(cè)II。例如，也可為在半導(dǎo)體基板上使用如碳化硅(310或氮化鎵￠40或金剛石這樣的具有寬帶隙的半導(dǎo)體(寬帶隙半導(dǎo)體)而形成的半導(dǎo)體元件。此處，所謂寬帶隙半導(dǎo)體，是指比帶隙約為1?4?的砷化鎵((?^)大的帶隙的半導(dǎo)體。例如，包括帶隙為1.5^以上的半導(dǎo)體、磷化鎵，帶隙約為2.36”、氮化鎵(6^,帶隙約3.46^)、金剛石(0,帶隙約5.2767)、氮化鋁(細(xì)，帶隙約5.96^)、碳化硅(310 等。
[0099]另外，照明負(fù)載6并不限定于120，例如可為有機(jī)電致發(fā)光(￡160^1^0-1.1111111165061106, ￡1,)或有機(jī)發(fā)光二豐及管(0181110 11 七一61111 七七盡(110^6, 01,20)
坐寸。
[0100]以上，已一邊參照具體例一邊對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行了說明。然而，實(shí)施方式并不限定于所述具體例。即，只要本領(lǐng)域技術(shù)人員在所述具體例中適當(dāng)添加設(shè)計(jì)變更所得的變更例也包括實(shí)施方式的特征，則包含于實(shí)施方式的范圍內(nèi)。所述各具體例所包括的各要素及其配置、材料、條件、形狀、尺寸等并不限定于例示的內(nèi)容，可進(jìn)行適當(dāng)變更。
[0101]而且，所述各實(shí)施方式所包括的各要素只要技術(shù)上成為可能則可進(jìn)行合成，只要將這些要素加以組合所得的變更例也包括實(shí)施方式的特征，則包含于實(shí)施方式的范圍內(nèi)。此外，應(yīng)了解只要為本領(lǐng)域技術(shù)人員，則能夠在實(shí)施方式的思想的范疇內(nèi)想到各種變更例及修正例，關(guān)于這些變更例及修正例也屬于實(shí)施方式的范圍。
[0102]已對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式是作為示例而提示，并不意圖限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實(shí)施方式可由其他各種形態(tài)來實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式或其變形包含在發(fā)明的范圍或主旨內(nèi)，且包含在權(quán)利要求所記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電源裝置，其特征在于包括: 整流電路，對(duì)從電壓源供給的交流電流進(jìn)行整流； 平滑電容器，利用來自所述整流電路的輸出電流而進(jìn)行充電；以及常通型晶體管，串聯(lián)連接于所述整流電路與所述平滑電容器之間，并且將來自所述電壓源的電壓接通時(shí)所述整流電路的輸出電流值，限制為比穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的所述整流電路的輸出電流值高的輸出電流值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于: 還包括過電壓保護(hù)元件，所述過電壓保護(hù)元件與所述常通型晶體管并聯(lián)連接，并且將電壓值限制為比所述電壓源的最大電壓高的保護(hù)電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電源裝置，其特征在于: 所述常通型晶體管為由氮化物半導(dǎo)體形成的晶體管。
4.一種照明裝置，其特征在于包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電源裝置；以及 照明設(shè)備，從所述電源裝置供給電力。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104470050SQ201410100182
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】大武寬和, 北村紀(jì)之, 高橋雄治, 石川真人, 三浦洋平 申請(qǐng)人:東芝照明技術(shù)株式會(huì)社