點(diǎn)燈裝置以及照明裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)一種點(diǎn)燈裝置以及照明裝置，該點(diǎn)燈裝置具備：輸入端；斬波器，具有：開(kāi)關(guān)元件，與所述輸入端連接；恒電流機(jī)構(gòu)，與所述開(kāi)關(guān)元件連接；電感器，至少在所述開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)電流流動(dòng)；二極管，至少在所述開(kāi)關(guān)元件的斷開(kāi)時(shí)電流流動(dòng)；及驅(qū)動(dòng)線圈，與所述電感器磁耦合且與所述開(kāi)關(guān)元件的控制端子連接；以及輸出端，與所述斬波器連接，并且與半導(dǎo)體發(fā)光元件連接。
【專利說(shuō)明】點(diǎn)燈裝置以及照明裝置
[0001]本申請(qǐng)案是申請(qǐng)?zhí)?01010540958.1，發(fā)明名稱為“LED點(diǎn)燈裝置以及照明裝置”的申請(qǐng)案的分案申請(qǐng)，原始母案的申請(qǐng)日為2010年11月8日。
[0002]本申請(qǐng)案是基于2009年11月9號(hào)提出的日本專利申請(qǐng)案第2009-256363號(hào)、2010年2月10號(hào)提出的日本專利申請(qǐng)案第2010-027398號(hào)和2010年3月19號(hào)提出的日本專利申請(qǐng)案第2010-064436號(hào)并主張其優(yōu)先權(quán)，這些申請(qǐng)案的全文以引用的方式并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種發(fā)光二極管(Light-Emitting D1de, LED)點(diǎn)燈裝置以及具備點(diǎn)燈裝置的照明器具。
【背景技術(shù)】
[0004]近年來(lái)，隨著發(fā)光二極管LED元件的光學(xué)性能的提高，使用LED元件來(lái)作為光源的裝置已得到實(shí)用化。作為使LED元件點(diǎn)燈的LED點(diǎn)燈裝置，例如廣泛使用有利用開(kāi)關(guān)(switching)機(jī)構(gòu)的直流的LED點(diǎn)燈裝置。
[0005]對(duì)于LED點(diǎn)燈裝置的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)(開(kāi)關(guān)元件)，先前使用的是利用Si(硅)半導(dǎo)體的晶體管(transistor)等。而且,利用SiC(碳化娃)、GaN(氮化鎵)或金剛石(diamond)等的寬帶隙(wide bandgap)半導(dǎo)體的晶體管受到矚目。
[0006]寬帶隙半導(dǎo)體一般具有當(dāng)門(mén)極(gate)電壓為零時(shí)讓電流流過(guò)的常通(normallyon)特性。使用寬帶隙半導(dǎo)體的半導(dǎo)體元件例如有面結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Junct1n FieldEffect Transistor, JFET)、靜電感應(yīng)型晶體管(Static Induct1n Transistor, SIT)、金屬-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal-Semiconductor-Field-Effect_Transistor,MESFET)、異質(zhì)面結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Heterojunct1n Field Effect Transistor, HFET)、高電子遷移率晶體管(High ElectronMobility Transistor, HEMT)以及蓄積型 FET 等。
[0007]為了使具有常通特性的半導(dǎo)體元件(以下，稱作常通開(kāi)關(guān))確實(shí)地?cái)嚅_(kāi)，LED點(diǎn)燈裝置必須具備負(fù)門(mén)極電壓用的控制電路。
[0008]而且，已知通過(guò)使用直流-直流(Directcurrent-Direct current,DC-DC)轉(zhuǎn)換器(converter)來(lái)對(duì)LED元件進(jìn)行點(diǎn)燈，以獲得電路效率高的LED點(diǎn)燈裝置。DC-DC轉(zhuǎn)換器通過(guò)使用感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件，能夠進(jìn)行恒電流控制。
[0009]但是，【背景技術(shù)】中的LED點(diǎn)燈裝置需要由電阻元件等的阻抗(impedance)機(jī)構(gòu)和控制電路構(gòu)成的電流反饋型的反饋電路，所述電阻元件是與開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)地插入，并對(duì)流至電感器(inductor)的增加的電流進(jìn)行檢測(cè)，所述控制電路在阻抗機(jī)構(gòu)的電壓降達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，使開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)。而且，為了實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的恒電流控制，配設(shè)與電感器磁耦合的2次線圈，利用該2次線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的電壓來(lái)獲得開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通信號(hào)。因此，存在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，電感器的構(gòu)造復(fù)雜化，從而阻礙小型化或集成電路(IntegratedCircuit, IC)化的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種點(diǎn)燈裝置，當(dāng)流至電感器的增加電流達(dá)到規(guī)定值時(shí)，利用簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)來(lái)使開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)。
[0011]本發(fā)明是有鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種使用有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、也能夠使價(jià)格上廉價(jià)的常通型開(kāi)關(guān)元件的電源裝置以及照明器具。
[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種使用常通開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行開(kāi)關(guān)，并且也可以不對(duì)電感器設(shè)置反饋線圈的恒電流控制型點(diǎn)燈裝置。
[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠更有效率地工作的點(diǎn)燈裝置以及具備點(diǎn)燈裝置的照明裝置。
[0014]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的點(diǎn)燈裝置包括:輸入端；斬波器，具有:開(kāi)關(guān)元件，與所述輸入端連接；恒電流機(jī)構(gòu)，與所述開(kāi)關(guān)元件連接；電感器，至少在所述開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)電流流動(dòng)；二極管，至少在所述開(kāi)關(guān)元件的斷開(kāi)時(shí)電流流動(dòng)；及驅(qū)動(dòng)線圈，與所述電感器磁耦合且與所述開(kāi)關(guān)元件的控制端子連接；以及輸出端，與所述斬波器連接，并且與半導(dǎo)體發(fā)光元件連接。
[0015]此外，至少所述開(kāi)關(guān)元件、所述恒電流機(jī)構(gòu)、以及所述二極管的任I個(gè)是使用氮化鎵。
[0016]此外，所述斬波器的所述開(kāi)關(guān)元件具有一對(duì)主端子；所述斬波器的所述恒電流機(jī)構(gòu)具有一對(duì)主端子和控制端子；所述斬波器的所述二極管具有一對(duì)主端子；所述斬波器包含串聯(lián)連接體，所述串聯(lián)連接體連接于所述開(kāi)關(guān)元件、所述恒電流機(jī)構(gòu)及所述二極管，且所述串聯(lián)連接體包括集成電路，所述集成電路包含:第I和第2外部端子，從位于所述串聯(lián)連接體的兩端側(cè)的一對(duì)主端子而導(dǎo)出；第3外部端子，從所述開(kāi)關(guān)元件、所述恒電流機(jī)構(gòu)及所述二極管的至少任2個(gè)連接點(diǎn)而導(dǎo)出；第4外部端子，從所述開(kāi)關(guān)元件的所述控制端子而導(dǎo)出；及第5外部端子，從所述恒電流機(jī)構(gòu)的所述控制端子而導(dǎo)出。
[0017]此外，所述開(kāi)關(guān)元件是常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述開(kāi)關(guān)元件具有源極或漏極以作為所述一對(duì)主端子，所述開(kāi)關(guān)元件具有門(mén)極以作為所述控制端子。
[0018]此外，所述恒電流機(jī)構(gòu)是常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述恒電流機(jī)構(gòu)具有源極或漏極以作為所述一對(duì)主端子，所述恒電流機(jī)構(gòu)具有門(mén)極以作為所述控制端子。
[0019]此外，所述斬波器的所述開(kāi)關(guān)元件在流經(jīng)所述恒電流機(jī)構(gòu)的電流達(dá)到規(guī)定電流值時(shí)，通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件和所述恒電流機(jī)構(gòu)的連接點(diǎn)的電位變成高于所述開(kāi)關(guān)元件的所述控制端子的電位，來(lái)進(jìn)行斷開(kāi)。
[0020]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的照明裝置包括:所述點(diǎn)燈裝置；以及半導(dǎo)體發(fā)光元件，連接于所述點(diǎn)燈裝置的輸出端。
[0021]此外，所述點(diǎn)燈裝置的所述斬波器的所述開(kāi)關(guān)元件具有主端子，所述點(diǎn)燈裝置的所述斬波器的所述恒電流機(jī)構(gòu)利用所述半導(dǎo)體發(fā)光元件中產(chǎn)生的順向電壓，通過(guò)將施加于所述開(kāi)關(guān)元件的所述控制端子及所述主端子間的電壓設(shè)為低于控制端子電壓的閥值電壓，并且將所述開(kāi)關(guān)元件的所述控制端子及所述主端子間的電壓設(shè)為負(fù)電壓，來(lái)使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行斷開(kāi)動(dòng)作。
[0022]此外，所述點(diǎn)燈裝置的所述斬波器的所述恒電流機(jī)構(gòu)在所述半導(dǎo)體發(fā)光元件中產(chǎn)生的順向電壓高于規(guī)定電壓時(shí)，使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行斷開(kāi)動(dòng)作。
[0023]此外，所述點(diǎn)燈裝置的所述斬波器的所述開(kāi)關(guān)元件具有主端子，所述點(diǎn)燈裝置的所述斬波器的所述恒電流機(jī)構(gòu)通過(guò)將施加于所述開(kāi)關(guān)元件的所述控制端子及所述主端子間的電壓設(shè)為大于控制端子電壓的閥值電壓，使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通動(dòng)作。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，在開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)，從直流電源經(jīng)由恒電流機(jī)構(gòu)流至電感器的增加的電流達(dá)到恒電流機(jī)構(gòu)的恒電流值時(shí)，通過(guò)恒電流機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的電壓來(lái)使開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)，因此不需要配設(shè)由對(duì)流至電感器的電流進(jìn)行檢測(cè)的電阻元件等的阻抗機(jī)構(gòu)、以及當(dāng)其電壓降達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)使開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)的控制電路構(gòu)成的電流反饋型的反饋電路，當(dāng)增加的電流達(dá)到規(guī)定值時(shí)，能夠利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)使開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)而進(jìn)行斬波器動(dòng)作，因而能夠提供一種電路結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，且具備容易實(shí)現(xiàn)集成化以及小型化的斬波器的點(diǎn)燈裝置，
[0025]而且，能夠獲得一種可對(duì)所述開(kāi)關(guān)元件使用常通開(kāi)關(guān)的點(diǎn)燈裝置。
[0026]進(jìn)而，只要將開(kāi)關(guān)元件、恒電流機(jī)構(gòu)以及二極管構(gòu)成為具備5個(gè)外部端子的集成電路，便可將斬波器整體進(jìn)一步小型化，并且容易進(jìn)行高速開(kāi)關(guān)。
[0027]進(jìn)而，通過(guò)利用半導(dǎo)體發(fā)光元件中產(chǎn)生的順向電壓來(lái)使常通型的開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)，不再需要裝入特別的電路，從而可實(shí)現(xiàn)裝置的小型化、低價(jià)格化。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是表示一實(shí)施方式的照明器具的示例的圖。
[0029]圖2是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0030]圖3是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0031]圖4是表示一實(shí)施方式的恒電壓電源的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0032]圖5是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0033]圖6是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0034]圖7是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0035]圖8是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0036]圖9(a)-圖9(e)是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的各部分的電流以及電壓的波形的示例的圖。
[0037]圖10是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0038]圖11是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0039]圖12是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0040]圖13(a)-圖13(f)是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的各部分的電流以及電壓的波形的示例的圖。
[0041]圖14是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0042]圖15是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0043]圖16是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的集成電路模塊(module)的示例的圖。
[0044]圖17是表示一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置的集成電路模塊的示例的圖。
[0045]1:器具本體Ia:基臺(tái)
[0046]2,3 =LED照明燈4:燈罩
[0047]10、AC:交流電源11:全波整流電路
[0048]12、20、34、36、38、41、44、48、60、75、76:電容器
[0049]13、32、33、43、47、51、52、53、54、61、62、71、80:場(chǎng)效應(yīng)晶體管
[0050]14、31、55、72:LED 元件群15:電阻元件
[0051]16、35、65、74、L1、L11:電感器
[0052]17、85:電源
[0053]18:常斷型場(chǎng)效應(yīng)晶體管
[0054]19、21、24、32a、33a、37、40、43a、51a ~54a,56 ~59、61a、62a、86、87、Dll:二極管
[0055]22、77:續(xù)流二極管23、81、82:比較器
[0056]39:第I驅(qū)動(dòng)源42:第2驅(qū)動(dòng)源
[0057]46、DC、E 3:直流電源49、ZD1、ZD2:齊納二極管
[0058]63:驅(qū)動(dòng)源64:開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)部
[0059]66、73、78、83、84:電阻元件79:振蕩停止部
[0060]100:電源裝置161:輔助線圈
[0061]A:第I電路B:第2電路、基板結(jié)構(gòu)體
[0062]C:第3電路、平面電容器構(gòu)造體Cl:平滑電容器
[0063]C2、C13:輸出電容器Cll:高頻旁通用電容器
[0064]C12:耦合電容器CC:控制電路
[0065]CCM:恒電流機(jī)構(gòu)CH:斬波器
[0066]CPh:遲滯比較器CS:控制開(kāi)關(guān)
[0067]D:第4電路Dl:續(xù)流二極管
[0068]DB:整流電路DW:驅(qū)動(dòng)線圈
[0069]E:基準(zhǔn)電位El:可調(diào)整電位源
[0070]E2:逆偏壓電源G:地線、GaN芯片
[0071]h:通孔1C、1C’:集成電路模塊
[0072]ID:減少電流10:輸出電流
[0073]IU:增加電流L:平面線圈構(gòu)造體
[0074]LC:負(fù)載電路M:磁體層
[0075]MC:匹配電路Pl --第I外部端子
[0076]P2:第2外部端子P3:第3外部端子
[0077]P4:第4外部端子P5:第5外部端子
[0078]Ql:常通開(kāi)關(guān)Q2、Q3:雙極晶體管
[0079]Qll:開(kāi)關(guān)元件Q12、Q13:晶體管
[0080]Rl:反饋電阻器R2、R3、R4、R5、R6、R11:電阻器
[0081]T:端子形成體t:端子部
[0082]tl、t2:輸入端t3、t4:直流輸出端
[0083]TE:外部端子Vc:恒電壓
[0084]VCCM:恒電流機(jī)構(gòu)的電壓VD:電壓分割器
[0085]Vdd:控制電源Vf:基準(zhǔn)信號(hào)
[0086]VGS:門(mén)極.源極間電壓VLl:電壓
[0087]VZl:端子電壓W:配線形成體
[0088]Zl:電流檢測(cè)用阻抗元件
【具體實(shí)施方式】
[0089]一般而言，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，LED點(diǎn)燈裝置具備:輸出產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，具有至少I(mǎi)個(gè)常通型的開(kāi)關(guān)元件，通過(guò)該開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通/斷開(kāi)動(dòng)作來(lái)產(chǎn)生直流輸出；半導(dǎo)體發(fā)光元件，通過(guò)從所述輸出產(chǎn)生機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的直流輸出來(lái)進(jìn)行點(diǎn)燈；以及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，使用流經(jīng)所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的電流來(lái)使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行斷開(kāi)動(dòng)作。
[0090]以下，根據(jù)附圖來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式。
[0091](第I實(shí)施方式)
[0092]圖1是表示適用第I實(shí)施方式的電源裝置(LED點(diǎn)燈裝置)的照明器具的立體圖。首先，對(duì)具備電源裝置的照明器具進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。
[0093]在圖1中，I是器具本體。器具本體I具有呈圓板狀的基臺(tái)la。并且，在該基臺(tái)Ia上，呈同心狀配置著作為光源且直徑不同的環(huán)(ring)狀的LED照明燈2以及3。以覆蓋LED照明燈2、3的方式,安裝著乳白色的燈罩(shade)4。在器具本體I的內(nèi)部,配置著電源裝置100。另外，雖未圖示，但也可以在器具本體I上進(jìn)一步設(shè)有反射板、端子以及配線等。
[0094]圖2表示被裝在圖1所示的照明器具的器具本體I的內(nèi)部的電源裝置100的概略結(jié)構(gòu)。
[0095]在圖2中，10為交流電源。交流電源10具備未圖示的商用電源。在交流電源10上，連接著全波整流電路11的輸入端子。全波整流電路11產(chǎn)生對(duì)來(lái)自交流電源10的交流電力進(jìn)行全波整流后的輸出。在全波整流電路11的正負(fù)極的輸出端子間，連接著脈動(dòng)(ripple)電流平滑用的電容器(condenser) 12。
[0096]在電容器12上，連接著例如由GaN構(gòu)成的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管13，來(lái)作為構(gòu)成降壓斬波器的開(kāi)關(guān)元件。
[0097]該場(chǎng)效應(yīng)晶體管13是通過(guò)將帶隙(bandgap)不同的不同種類的半導(dǎo)體材料予以接合而形成。場(chǎng)效應(yīng)晶體管13在界面上具備二維電子氣體(gas)的層。場(chǎng)效應(yīng)晶體管13能夠利用二維電子氣體層的效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高速的開(kāi)關(guān)和感度。場(chǎng)效應(yīng)晶體管13被稱作HEMT(High Electron Mobility Transistor)。
[0098]而且，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管13將門(mén)極(gate)源極間電壓設(shè)為Vgs，將門(mén)極電壓的閾值設(shè)為Vth (負(fù)電壓)。場(chǎng)效應(yīng)晶體管13在Vth > Vgs時(shí)斷開(kāi)，在Vth < Vgs時(shí)導(dǎo)通。
[0099]場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的漏極(drain)連接于全波整流電路11的正極側(cè)的輸出端子。場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的源極經(jīng)由LED元件群14、電阻元件15以及電感器16的串聯(lián)電路而連接于全波整流電路11的正極側(cè)的輸出端子，該LED元件群14具有串聯(lián)連接有多個(gè)的LED元件作為半導(dǎo)體發(fā)光元件。而且，場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的門(mén)極經(jīng)由常斷型(normally off type)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管18而連接于電阻元件15與電感器16的連接點(diǎn)，所述常斷型場(chǎng)效應(yīng)晶體管18作為構(gòu)成驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的開(kāi)關(guān)元件。
[0100]另外，場(chǎng)效應(yīng)晶體管13在源極與門(mén)極之間連接著門(mén)極保護(hù)用的圖示極性的二極管19。
[0101]LED元件群14相當(dāng)于圖1所示的LED照明燈2、3。當(dāng)LED元件群14上流經(jīng)有電流時(shí)，會(huì)在兩端產(chǎn)生圖示極性的順向電壓。通過(guò)將順向電壓的負(fù)電位施加至場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的源極門(mén)極間，而使場(chǎng)效應(yīng)晶體管13斷開(kāi)。而且，在LED元件群14上，并聯(lián)連接著電容器20。
[0102]電感器16具有f禹合(coupling)的輔助線圈161。輔助線圈161的一端連接于電阻元件15與電感器16的連接點(diǎn)。輔助線圈161的另一端經(jīng)由未圖示的極性的二極管21而連接于場(chǎng)效應(yīng)晶體管18的門(mén)極。并且，通過(guò)隨著場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的導(dǎo)通/斷開(kāi)動(dòng)作而進(jìn)行的電感器16中的電磁能量(energy)的蓄積以及放出，經(jīng)由續(xù)流二極管(flywheel d1de) 22而在電容器20兩端產(chǎn)生降壓的直流輸出。而且，構(gòu)成自感電路，該自感電路通過(guò)與電感器16中的電磁能量的蓄積以及放出成同步的輔助線圈161的輸出，使場(chǎng)效應(yīng)晶體管18進(jìn)行導(dǎo)通/斷開(kāi)動(dòng)作。
[0103]在電阻元件15上，連接著構(gòu)成恒電流控制機(jī)構(gòu)的比較器23。比較器23經(jīng)由圖示極性的二極管24而連接于場(chǎng)效應(yīng)晶體管18的門(mén)極。而且，在比較器23的一個(gè)輸入端子上連接著產(chǎn)生預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)信號(hào)Vf的電源17。對(duì)于比較器23的另一端子，輸入流經(jīng)電阻元件15的負(fù)載電流。比較器23對(duì)所輸入的負(fù)載電流與基準(zhǔn)信號(hào)Vf進(jìn)行比較。比較器23在比較結(jié)果中負(fù)載電流達(dá)到基準(zhǔn)信號(hào)Vf時(shí)，使場(chǎng)效應(yīng)晶體管18強(qiáng)制進(jìn)行導(dǎo)通動(dòng)作。
[0104]其次，對(duì)以此方式構(gòu)成的實(shí)施方式的作用進(jìn)行說(shuō)明。
[0105]當(dāng)前，當(dāng)通過(guò)未圖示的電源開(kāi)關(guān)而使電源導(dǎo)通時(shí)，經(jīng)由導(dǎo)通狀態(tài)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管13而在LED元件群14的兩端產(chǎn)生圖示極性的順向電壓。而且，當(dāng)由于場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的導(dǎo)通，而LED元件群14中流動(dòng)的電流達(dá)到比較器23的基準(zhǔn)信號(hào)Vf時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管18導(dǎo)通，將LED元件群14的順向電壓的負(fù)電位施加至場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的源極與門(mén)極之間。此時(shí)，成為Vth > Vgs，而場(chǎng)效應(yīng)晶體管13斷開(kāi)。在此狀態(tài)下，從電感器16的輔助線圈161產(chǎn)生使場(chǎng)效應(yīng)晶體管18持續(xù)導(dǎo)通的信號(hào)。當(dāng)電感器16結(jié)束放電時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管18斷開(kāi)。此時(shí)，成為Vth < Vgs,因此場(chǎng)效應(yīng)晶體管13再次導(dǎo)通。
[0106]以下，反復(fù)進(jìn)行同樣的動(dòng)作，通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管18的開(kāi)關(guān)動(dòng)作來(lái)使場(chǎng)效應(yīng)晶體管13導(dǎo)通/斷開(kāi)。通過(guò)電感器16中的電磁能量的蓄積以及放出，經(jīng)由續(xù)流二極管22而在電容器20兩端產(chǎn)生降壓的直流輸出。通過(guò)該直流輸出，使LED元件群14點(diǎn)燈。
[0107]而且，當(dāng)流經(jīng)電阻元件15的負(fù)載電流達(dá)到比較器23的預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)信號(hào)Vf時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管18導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)晶體管13斷開(kāi)。由此，負(fù)載電流受到限制，流經(jīng)LED元件群14的負(fù)載電流被控制成始終與基準(zhǔn)信號(hào)Vf —致，從而進(jìn)行恒電流控制。
[0108]因此，這樣，就能夠使用常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管13來(lái)作為構(gòu)成降壓斬波器的開(kāi)關(guān)元件，并利用LED元件群14上產(chǎn)生的順向電壓來(lái)使場(chǎng)效應(yīng)晶體管13斷開(kāi)。由此，不再需要裝入為了獲得用于使常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管13斷開(kāi)的負(fù)電壓而所需的特別的電源電路，能夠減少零件個(gè)數(shù)。而且，能夠使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，并且能夠使裝置小型化，也能夠使價(jià)格上廉價(jià)。
[0109]而且，通過(guò)半導(dǎo)體發(fā)光元件14中產(chǎn)生的順向電壓，相對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的門(mén)極電壓的閾值Vth而獲得Vth > Vgs (門(mén)極源極間電壓)的適當(dāng)?shù)呢?fù)電位，因此能夠使常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管確實(shí)地?cái)嚅_(kāi)。
[0110]而且，作為開(kāi)關(guān)元件，使用了由GaN構(gòu)成的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管13。場(chǎng)效應(yīng)晶體管13不會(huì)使效率下降而能夠高頻化。由此，能夠減小構(gòu)成電路的電感器或電容器等的阻抗元件的容量，從而能夠通過(guò)裝置的進(jìn)一步的小型化而實(shí)現(xiàn)模塊化。
[0111]進(jìn)而，通過(guò)利用來(lái)自外部的操作等來(lái)變更電源17的基準(zhǔn)電壓Vf，還能夠進(jìn)行LED元件群14的調(diào)光。此時(shí)，例如優(yōu)選在搭載LED元件群14的未圖示的基板側(cè)，設(shè)置由遙控器(remote controller)或光電稱合器(photocoupler)等構(gòu)成的、經(jīng)由絕緣類型的輸入機(jī)構(gòu)來(lái)接收控制信號(hào)的接收電路。
[0112]另外，為了將LED元件群14兩端產(chǎn)生的順向電壓設(shè)定為最佳，LED元件的串聯(lián)個(gè)數(shù)受到限制，因此當(dāng)需要更多個(gè)數(shù)的LED元件來(lái)作為L(zhǎng)ED照明燈時(shí)，只要將適當(dāng)個(gè)數(shù)以上的LED元件與電感器16串聯(lián)連接即可。
[0113](第2實(shí)施方式)
[0114]其次，對(duì)第2實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0115]圖3表不第2實(shí)施方式的概略結(jié)構(gòu),對(duì)于與圖2相同的部分標(biāo)注了相同的符號(hào)。
[0116]此時(shí)，在連接于全波整流電路11的正負(fù)極的輸出端子間的電容器12間，與具有串聯(lián)連接有多個(gè)的LED元件來(lái)作為半導(dǎo)體發(fā)光元件的LED元件群31串聯(lián)地，連接著例如由GaN構(gòu)成的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管32、33的串聯(lián)電路來(lái)作為開(kāi)關(guān)元件。對(duì)于這些場(chǎng)效應(yīng)晶體管32、33而言，門(mén)極電壓的閾值Vth也是負(fù)電壓，且在Vth > Vgs (門(mén)極源極間電壓)時(shí)斷開(kāi)，Vth < Vgs時(shí)導(dǎo)通。而且，這些場(chǎng)效應(yīng)晶體管32、33在源極漏極間分別連接著圖示極性的二極管32a、33a。
[0117]在場(chǎng)效應(yīng)晶體管32、33的串聯(lián)電路上，并聯(lián)連接著電容器34，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管33上，并聯(lián)連接著電感器35與電容器36的串聯(lián)電路。在場(chǎng)效應(yīng)晶體管32上，在門(mén)極與源極之間連接著圖示極性的二極管37，在該二極管37之間，經(jīng)由電容器38而連接著第I驅(qū)動(dòng)源39。而且，場(chǎng)效應(yīng)晶體管33也在門(mén)極與源極之間連接著圖示極性的二極管40，在該二極管40之間，經(jīng)由電容器41而連接著第2驅(qū)動(dòng)源42。這些第I驅(qū)動(dòng)源39以及第2驅(qū)動(dòng)源42經(jīng)由電容器38、41而輸出正負(fù)的脈沖(pulse)狀信號(hào)，將經(jīng)過(guò)二極管37、40半波整流后的負(fù)電壓的信號(hào)交替輸入至場(chǎng)效應(yīng)晶體管32、33的門(mén)極源極間。
[0118]在電容器12與LED元件群31的連接點(diǎn)上，連接著例如由GaN構(gòu)成的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管43來(lái)作為驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)即開(kāi)關(guān)元件。該場(chǎng)效應(yīng)晶體管43的漏極連接于電容器12與LED元件群31的連接點(diǎn)，源極經(jīng)由電容器44而連接于場(chǎng)效應(yīng)晶體管33的門(mén)極。進(jìn)而，場(chǎng)效應(yīng)晶體管43的門(mén)極連接于電容器44與場(chǎng)效應(yīng)晶體管33的門(mén)極的連接點(diǎn)，接通電源，并且通過(guò)LED元件群31的順向電壓來(lái)使電容器44產(chǎn)生負(fù)電位并輸入至場(chǎng)效應(yīng)晶體管33的門(mén)極。場(chǎng)效應(yīng)晶體管43在源極漏極間連接著圖示極性的二極管43a。
[0119]其次，對(duì)以此方式構(gòu)成的實(shí)施方式的作用進(jìn)行說(shuō)明。
[0120]當(dāng)前，當(dāng)通過(guò)未圖示的電源開(kāi)關(guān)而使電源導(dǎo)通，LED元件群31中產(chǎn)生順向電壓時(shí)，通過(guò)該順向電壓，充電電流經(jīng)由導(dǎo)通狀態(tài)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管43而流至電容器44，電容器44以圖示極性得以充電。于是，場(chǎng)效應(yīng)晶體管33的門(mén)極上施加有電容器44的負(fù)電位，場(chǎng)效應(yīng)晶體管33斷開(kāi)。由此，阻止電源啟動(dòng)時(shí)的LED元件群31與導(dǎo)通狀態(tài)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管32、33造成的電路短路，防止過(guò)電流流動(dòng)而損壞LED元件群31的事故。另外，電容器44的充電電荷通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管43的二極管43a而放電。
[0121]隨后，通過(guò)來(lái)自第I驅(qū)動(dòng)源39以及第2驅(qū)動(dòng)源42的輸出，負(fù)電壓的信號(hào)經(jīng)由二極管37、40而交替輸入至場(chǎng)效應(yīng)晶體管32、33的門(mén)極源極間。首先，當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管32導(dǎo)通，從第2驅(qū)動(dòng)源42對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管33的門(mén)極輸入負(fù)電壓的信號(hào)而使其斷開(kāi)時(shí)，電流從全波整流電路11的正極側(cè)流至LED元件群31、場(chǎng)效應(yīng)晶體管32、電感器35、電容器36、全波整流電路11的負(fù)極側(cè)，在電感器35中蓄積電磁能量。在此狀態(tài)下，當(dāng)從第I驅(qū)動(dòng)源39對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管32的門(mén)極輸入負(fù)電壓的信號(hào)而使其斷開(kāi)時(shí)，電感器35的電磁能量使充電電流通過(guò)電容器36、場(chǎng)效應(yīng)晶體管33的二極管33a而持續(xù)流至電容器36。至此為止，說(shuō)明了將電容器36作為輸出電容器的降壓斬波器的動(dòng)作。
[0122]其次，當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管33導(dǎo)通，從第I驅(qū)動(dòng)源39對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管32的門(mén)極輸入負(fù)電壓的信號(hào)而使其斷開(kāi)時(shí)，無(wú)充電電流，放電電流從電容器36通過(guò)電感器35、場(chǎng)效應(yīng)晶體管33而流動(dòng)，在電感器35中蓄積電磁能量。并且，在此狀態(tài)下，當(dāng)從第2驅(qū)動(dòng)源42對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管33的門(mén)極輸入負(fù)電壓的信號(hào)而使其斷開(kāi)時(shí)，電感器35的電磁能量通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管32的二極管32a、電容器34而流動(dòng)。以下，如果反復(fù)進(jìn)行同樣的動(dòng)作，則負(fù)載電流持續(xù)流至LED元件群31，通過(guò)該電流來(lái)使LED元件群31進(jìn)行點(diǎn)燈。
[0123]因此，這樣，隨著電源上升，可利用LED元件群31的順向電壓來(lái)使充電電流經(jīng)由常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管43而流至電容器44以進(jìn)行充電，并能夠通過(guò)該電容器44的負(fù)電位來(lái)使構(gòu)成開(kāi)關(guān)電路的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管33斷開(kāi)。此時(shí)，也能夠獲得與第I實(shí)施方式同樣的效果。進(jìn)而，能夠阻止場(chǎng)效應(yīng)晶體管32、33的導(dǎo)通所造成的電源啟動(dòng)時(shí)的電路短路，因此能夠確實(shí)地消除過(guò)電流流經(jīng)LED元件群31的問(wèn)題,防患LED元件群31的損壞等的事故于未然。
[0124](變形例)
[0125]圖4是表示適用于第2實(shí)施方式的恒電壓電源的概略結(jié)構(gòu)的圖。第2實(shí)施方式中，可適用圖4所示的恒電壓電源來(lái)作為電源。此時(shí)，在直流電源46的正極側(cè)端連接著常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管47的漏極，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管47的源極經(jīng)由電容器48而連接于直流電源46的負(fù)極側(cè)端。而且，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管47的門(mén)極與直流電源46的負(fù)極側(cè)端之間，連接著圖示極性的齊納二極管(Zener d1de)490齊納二極管49通過(guò)齊納效應(yīng)而產(chǎn)生固定的電壓。
[0126]如此，通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管47的導(dǎo)通，可在電容器48之間產(chǎn)生齊納二極管49的恒電壓Vc，從而將該恒電壓用作電源。
[0127](第3實(shí)施方式)
[0128]其次，對(duì)第3實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0129]圖5表不第3實(shí)施方式的概略結(jié)構(gòu),對(duì)于與圖2相同的部分標(biāo)注了相同的符號(hào)。
[0130]此時(shí)，在連接于全波整流電路11的正負(fù)極的輸出端子的電容器12間，連接著全橋(full bridge)電路與LED元件群55的串聯(lián)電路，該全橋電路是將例如由GaN構(gòu)成的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管51、52的串聯(lián)電路與同樣由GaN構(gòu)成的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管53、54的串聯(lián)電路并聯(lián)連接而作為開(kāi)關(guān)元件，所述LED元件群55具有多個(gè)串聯(lián)連接的LED元件來(lái)作為半導(dǎo)體發(fā)光元件。而且，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管51、52的連接點(diǎn)與場(chǎng)效應(yīng)晶體管53、54的連接點(diǎn)之間，連接著電感器65。
[0131]對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)晶體管51?54而言，也是門(mén)極電壓的閾值Vth為負(fù)電壓，且當(dāng)Vth >Vgs (門(mén)極源極間電壓)時(shí)斷開(kāi)，Vth < Vgs時(shí)導(dǎo)通的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。這些場(chǎng)效應(yīng)晶體管51?54在源極漏極間分別連接著圖示極性的二極管51a?54a。而且，場(chǎng)效應(yīng)晶體管51?54在各自的門(mén)極源極間，各別地連接著門(mén)極保護(hù)用的二極管56?59。進(jìn)而，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管51?54的電橋電路上，并聯(lián)連接著電容器60。
[0132]LED元件群55中當(dāng)電流流動(dòng)時(shí)，在兩端產(chǎn)生圖示極性的順向電壓，通過(guò)該順向電壓來(lái)使地線(ground) G側(cè)為負(fù)電位。此時(shí)，地線G側(cè)的負(fù)電位被設(shè)定成場(chǎng)效應(yīng)晶體管51?54的門(mén)極電壓的閾值Vth以下。
[0133]場(chǎng)效應(yīng)晶體管51、54將各自的門(mén)極共同連接，并經(jīng)由作為驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的由GaN構(gòu)成的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管61而連接于地線G，同樣地，場(chǎng)效應(yīng)晶體管52、53將各自的門(mén)極共同連接，并經(jīng)由作為驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的由GaN構(gòu)成的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管62而連接于地線G。
[0134]場(chǎng)效應(yīng)晶體管61、62在源極漏極間分別連接著圖示極性的二極管61a、62a。這些場(chǎng)效應(yīng)晶體管61、62與驅(qū)動(dòng)源63構(gòu)成開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)部64。驅(qū)動(dòng)源63連接于場(chǎng)效應(yīng)晶體管61、62的門(mén)極,將負(fù)電壓的信號(hào)交替輸入至場(chǎng)效應(yīng)晶體管61、62的門(mén)極。
[0135]另外，65、66是用于加快從場(chǎng)效應(yīng)晶體管52?54的斷開(kāi)狀態(tài)向?qū)ǖ幕謴?fù)的電阻元件。
[0136]其次，對(duì)以此方式構(gòu)成的實(shí)施方式的作用進(jìn)行說(shuō)明。
[0137]當(dāng)前，當(dāng)通過(guò)未圖示的電源開(kāi)關(guān)而使電源導(dǎo)通時(shí)，由于場(chǎng)效應(yīng)晶體管51?54的導(dǎo)通，在LED元件群55上產(chǎn)生圖示極性的順向電壓，使地線G側(cè)為負(fù)電位。在此狀態(tài)下，經(jīng)由導(dǎo)通狀態(tài)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管61、62來(lái)對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管51?54的各門(mén)極施加地線G側(cè)的負(fù)電位，場(chǎng)效應(yīng)晶體管51?54斷開(kāi)。由此，阻止電源啟動(dòng)時(shí)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管51?54、LED元件群55造成的電路短路。
[0138]隨后，通過(guò)來(lái)自開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)部64的驅(qū)動(dòng)源63的輸出，對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管61、62的門(mén)極交替輸入負(fù)電壓的信號(hào)。首先，當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管51、54導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)晶體管62導(dǎo)通，對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管52、53的門(mén)極施加有該地線G側(cè)的負(fù)電位而使其斷開(kāi)時(shí)，電流從全波整流電路11的正極側(cè)流至場(chǎng)效應(yīng)晶體管51、電感器65、場(chǎng)效應(yīng)晶體管54、LED元件群55，在電感器65中蓄積電磁能量。在此狀態(tài)下，當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管61導(dǎo)通，而對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管51、54的門(mén)極施加該地線G側(cè)的負(fù)電位而使其斷開(kāi)時(shí)，電感器65的電磁能量使充電電流通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管53的二極管53a、電容器60、場(chǎng)效應(yīng)晶體管52的二極管52a而流動(dòng)。
[0139]其次，當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管52、53導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)晶體管61導(dǎo)通，對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管51、54的門(mén)極施加地線G的負(fù)電位而使其斷開(kāi)時(shí)，充電電流從電容器60通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管53、電感器65、場(chǎng)效應(yīng)晶體管52而流動(dòng)，在電感器65中蓄積電磁能量。在此狀態(tài)下，當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管62導(dǎo)通，而對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管52、53的門(mén)極施加地線G的負(fù)電位而使其斷開(kāi)時(shí)，電感器65的電磁能量通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)晶體管51的二極管51a、電容器60、場(chǎng)效應(yīng)晶體管54的二極管54a而作為充電電流來(lái)流動(dòng)。以下，如果反復(fù)進(jìn)行同樣的動(dòng)作，則負(fù)載電流將持續(xù)流至LED元件群55，通過(guò)該負(fù)載電流來(lái)使LED元件群55進(jìn)行點(diǎn)燈。
[0140]因此，這樣，隨著電源上升，可利用LED元件群31的順向電壓來(lái)將地線G側(cè)設(shè)定為負(fù)電位，并能夠通過(guò)該地線G側(cè)的負(fù)電位來(lái)使構(gòu)成開(kāi)關(guān)電路的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管51?54斷開(kāi)。此時(shí)，也能夠獲得與第I實(shí)施方式同樣的效果。進(jìn)而，能夠阻止場(chǎng)效應(yīng)晶體管51?54的導(dǎo)通所造成的電源啟動(dòng)時(shí)的電路短路，因此能夠確實(shí)地消除過(guò)電流流經(jīng)LED元件群55的問(wèn)題，防患LED元件群31的損壞等的事故于未然。
[0141](第4實(shí)施方式)
[0142]其次，對(duì)第4實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0143]圖6表不第4實(shí)施方式的概略結(jié)構(gòu),對(duì)于與圖2相同的部分標(biāo)注了相同的符號(hào)。
[0144]此時(shí)，在電容器12上，與第I實(shí)施方式中所述同樣地，連接著例如由GaN構(gòu)成的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管71，以作為構(gòu)成降壓斬波器的開(kāi)關(guān)元件。
[0145]該場(chǎng)效應(yīng)晶體管71中，門(mén)極電壓的閾值Vth為負(fù)電壓。場(chǎng)效應(yīng)晶體管71在Vth> Vgs (門(mén)極源極間電壓)時(shí)斷開(kāi)，Vth < Vgs時(shí)導(dǎo)通。場(chǎng)效應(yīng)晶體管71將漏極連接于全波整流電路11的正極側(cè)的輸出端子，將源極經(jīng)由具有多個(gè)串聯(lián)連接的LED元件來(lái)作為半導(dǎo)體發(fā)光元件的LED元件群72、電阻元件73、電感器74的串聯(lián)電路而連接于全波整流電路11的正極側(cè)的輸出端子。
[0146]LED元件群72是與上述同樣地相當(dāng)于圖1所示的LED照明燈2、3，當(dāng)負(fù)載電流流動(dòng)時(shí)，在兩端產(chǎn)生圖示極性的順向電壓。在LED元件群72上，并聯(lián)連接著電容器75。
[0147]電感器74具有耦合的輔助線圈741，將該輔助線圈741的一端經(jīng)由電容器76而連接于場(chǎng)效應(yīng)晶體管71的門(mén)極，將另一端連接于場(chǎng)效應(yīng)晶體管71與LED元件群72的連接點(diǎn)。并且，通過(guò)隨著場(chǎng)效應(yīng)晶體管71的導(dǎo)通/斷開(kāi)動(dòng)作而進(jìn)行的電感器74中的電磁能量的蓄積以及放出，經(jīng)由續(xù)流二極管77而在電容器75兩端產(chǎn)生降壓的直流輸出。
[0148]而且，構(gòu)成自感電路，該自感電路通過(guò)與電感器74中的電磁能量的蓄積以及放出成同步的輔助線圈741的輸出，使場(chǎng)效應(yīng)晶體管71的源極與門(mén)極之間產(chǎn)生Vth > Vgs的負(fù)電位而使場(chǎng)效應(yīng)晶體管71斷開(kāi)。另外，此處的續(xù)流二極管77是使用例如由GaN構(gòu)成的常通型的二極管。
[0149]在場(chǎng)效應(yīng)晶體管71的門(mén)極上，經(jīng)由作為限流電阻的電阻元件78、作為開(kāi)關(guān)元件的常斷類型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管80而連接著電阻元件73與電感器74的連接點(diǎn)。
[0150]場(chǎng)效應(yīng)晶體管80是與比較器81、82、電阻元件83、84以及電源85 —同構(gòu)成作為驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的振蕩停止部79。此時(shí)，比較器81將一個(gè)輸入端子連接于場(chǎng)效應(yīng)晶體管71與LED元件群72的連接點(diǎn)，在另一個(gè)輸入端子上連接著電源85，進(jìn)而，輸出端子經(jīng)由電阻元件83,84而連接于電阻元件73與電感器74的連接點(diǎn)。
[0151]而且，比較器81作為運(yùn)算放大器(operat1nal amplifier)而進(jìn)行動(dòng)作,通過(guò)電源85的設(shè)定，使電阻元件83、84的連接點(diǎn)上產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)Vf，該基準(zhǔn)信號(hào)Vf用于將LED元件群72的順向電壓(負(fù)載電壓)低于上述Vth的狀態(tài)檢測(cè)為異常。比較器82的一個(gè)輸入端子連接于LED元件群72與電阻元件73的連接點(diǎn)，另一個(gè)輸入端子連接于電阻元件83、84的連接點(diǎn)，進(jìn)而，輸出端子連接于場(chǎng)效應(yīng)晶體管80的門(mén)極。比較器82根據(jù)流經(jīng)電阻元件73的電流與基準(zhǔn)信號(hào)Vf的比較結(jié)果來(lái)使場(chǎng)效應(yīng)晶體管80導(dǎo)通。
[0152]另外，86、87是構(gòu)成對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管71的門(mén)極電壓進(jìn)行鉗位(clamp)的門(mén)極電壓鉗位電路的二極管。此時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管71的門(mén)極電壓鉗位是使用LED元件群72的順向電壓來(lái)進(jìn)行。
[0153]其次，對(duì)以此方式構(gòu)成的實(shí)施方式的作用進(jìn)行說(shuō)明。
[0154]當(dāng)前，當(dāng)通過(guò)未圖示的電源開(kāi)關(guān)來(lái)使電源導(dǎo)通時(shí)，經(jīng)由導(dǎo)通狀態(tài)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管71而在LED元件群72的兩端產(chǎn)生圖示極性的順向電壓。而且，由于場(chǎng)效應(yīng)晶體管71的導(dǎo)通，電流經(jīng)由LED元件群72而流至電感器74。由此，在電感器72上蓄積電磁能量，同時(shí)，從輔助線圈721產(chǎn)生輸出，并經(jīng)由電容器76而輸入至場(chǎng)效應(yīng)晶體管71的門(mén)極。此時(shí)，通過(guò)輔助線圈721的輸出，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管71的源極與門(mén)極之間產(chǎn)生Vth > Vgs的負(fù)電位，使場(chǎng)效應(yīng)晶體管71斷開(kāi)。
[0155]在此狀態(tài)下，蓄積在電感器74中的電磁能量被放出，而且，場(chǎng)效應(yīng)晶體管71在無(wú)來(lái)自輔助線圈721的輸入時(shí)成為Vth < Vgs而再次導(dǎo)通。
[0156]以下，反復(fù)進(jìn)行同樣的動(dòng)作，通過(guò)與電感器74中的電磁能量的蓄積以及放出成同步的輔助線圈741的輸出來(lái)使場(chǎng)效應(yīng)晶體管71進(jìn)行導(dǎo)通斷開(kāi)。同時(shí)，通過(guò)電感器74對(duì)電磁能量的蓄積以及放出，經(jīng)由續(xù)流二極管77而在電容器75兩端產(chǎn)生降壓的直流輸出，通過(guò)該直流輸出來(lái)對(duì)LED元件群72進(jìn)行點(diǎn)燈。
[0157]另一方面，比較器81作為運(yùn)算放大器而進(jìn)行動(dòng)作，在電阻元件83、84的連接點(diǎn)上產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)Vf。在此狀態(tài)下，對(duì)應(yīng)于LED元件群72的順向電壓(負(fù)載電壓)，將流經(jīng)電阻元件73的負(fù)載電流輸入至比較器82。比較器82中，對(duì)負(fù)載電流與基準(zhǔn)信號(hào)Vf進(jìn)行比較。并且，根據(jù)該比較結(jié)果，當(dāng)判斷為此時(shí)的負(fù)載電流小于基準(zhǔn)信號(hào)Vf，S卩，對(duì)應(yīng)于負(fù)載電流的LED元件群72的順向電壓(負(fù)載電壓)低于Vth時(shí)，從比較器82產(chǎn)生輸出，使場(chǎng)效應(yīng)晶體管80導(dǎo)通。于是，將LED元件群72的順向電壓的負(fù)電位施加至場(chǎng)效應(yīng)晶體管71的源極與門(mén)極之間，使場(chǎng)效應(yīng)晶體管71斷開(kāi)而停止自感振蕩。
[0158]因此，這樣也能夠獲得與第I實(shí)施方式同樣的效果。進(jìn)而，當(dāng)判斷為L(zhǎng)ED元件群72的順向電壓(負(fù)載電壓)低于Vth電壓時(shí)，可使場(chǎng)效應(yīng)晶體管71強(qiáng)制斷開(kāi)而停止自感振蕩。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)可防止因LED元件群72的順向電壓的異常降低而導(dǎo)致電路陷入無(wú)法控制等的電路保護(hù)。
[0159]另外，通過(guò)變更基準(zhǔn)信號(hào)Vf的設(shè)定，當(dāng)LED元件群72的順向電壓(負(fù)載電壓)達(dá)到高于規(guī)定的順向電壓(負(fù)載電壓)的電壓時(shí)，也能夠使自感振蕩停止。
[0160]本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在實(shí)施階段，可在不變更其主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。例如，上述實(shí)施方式中，對(duì)適用由GaN構(gòu)成的常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的示例進(jìn)行了敘述，但也可以適用SiC等的其他寬帶隙半導(dǎo)體。而且，上述實(shí)施方式中，作為半導(dǎo)體發(fā)光元件，對(duì)LED元件的示例進(jìn)行了敘述，但也可以適用于使用激光二極管(laser d1de)等其他半導(dǎo)體發(fā)光元件的情況。
[0161]另外，一實(shí)施方式的電源裝置(LED點(diǎn)燈裝置)也可以具備:開(kāi)關(guān)元件，由常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成；以及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，通過(guò)半導(dǎo)體發(fā)光元件上產(chǎn)生的順向電壓，相對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)晶體管的門(mén)極電壓的閾值Vth而施加Vth > Vgs (門(mén)極源極間電壓)的負(fù)電位，從而可斷開(kāi)。
[0162]而且，一實(shí)施方式的電源裝置也可以具備驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)在半導(dǎo)體發(fā)光兀件上產(chǎn)生的順向電壓低于所述閾值Vth時(shí)或者高于規(guī)定的電壓時(shí),可使場(chǎng)效應(yīng)晶體管斷開(kāi)。
[0163]而且，一實(shí)施方式的電源裝置也可以具備具有常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。
[0164]根據(jù)上述第I至第4實(shí)施方式，通過(guò)利用半導(dǎo)體發(fā)光元件上產(chǎn)生的順向電壓來(lái)使常通型的開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)，無(wú)須裝入特別的電路，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化、低價(jià)格化。
[0165]而且，根據(jù)上述第I至第4實(shí)施方式，可通過(guò)半導(dǎo)體發(fā)光元件上產(chǎn)生的順向電壓而獲得適當(dāng)?shù)呢?fù)電位，從而可使常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管確實(shí)地?cái)嚅_(kāi)。
[0166]進(jìn)而，根據(jù)上述第I至第4實(shí)施方式，可使常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管引起的自感振蕩停止而實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)。
[0167](第5實(shí)施方式)
[0168]參照?qǐng)D7，來(lái)對(duì)LED點(diǎn)燈裝置的第5形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
[0169]本形態(tài)中，LED點(diǎn)燈裝置具備直流電源DC、斬波器CH、負(fù)載電路LC以及控制電路
CCo
[0170]直流電源DC可以是任何結(jié)構(gòu)，但例如可將整流電路DB作為主體而構(gòu)成，而且，根據(jù)所需而具備由平滑電容器Cl等構(gòu)成的平滑電路。在本形態(tài)中，整流電路DB優(yōu)選由電橋型整流電路構(gòu)成，對(duì)交流電源AC，例如對(duì)商用交流電源的交流電壓進(jìn)行全波整流而獲得直流電壓。
[0171]本形態(tài)中，斬波器CH是由非絕緣型降壓斬波器構(gòu)成。斬波器CH的功率部即對(duì)負(fù)載供給的電力所通過(guò)的電路部是包括常通開(kāi)關(guān)Ql、電感器L1、續(xù)流二極管Dl以及電流檢測(cè)用阻抗元件Zl而構(gòu)成。并且，功率部在電路動(dòng)作上可分為第I電路A以及第2電路B。
[0172]第I電路A是從直流電源DC使電磁能量蓄積至電感器LI的電路，且具備將包括常通開(kāi)關(guān)Q1、負(fù)載電路LC以及電感器LI的串聯(lián)電路連接于直流電源DC的結(jié)構(gòu)。并且，在常通開(kāi)關(guān)Ql的導(dǎo)通時(shí),增加電流從直流電源DC流動(dòng)而在電感器LI中蓄積電磁能量。
[0173]第2電路B是放出電感器LI中蓄積的電磁能量的電路。第2電路B具備將包含續(xù)流二極管Dl以及負(fù)載電路LC的串聯(lián)電路連接于電感器LI的結(jié)構(gòu)，在常通開(kāi)關(guān)Ql的斷開(kāi)時(shí)，減少電流從電感器LI流動(dòng)。
[0174]常通開(kāi)關(guān)Ql允許使用【背景技術(shù)】一項(xiàng)中所述的各種寬帶隙半導(dǎo)體，但在本形態(tài)中，使用的是利用GaN基板的HEMT。因此，常通開(kāi)關(guān)Ql是具備漏極、源極以及門(mén)極的場(chǎng)效應(yīng)型的寬帶隙半導(dǎo)體。常通開(kāi)關(guān)Ql具有與廣泛普及的Si半導(dǎo)體相比極為優(yōu)異的電勢(shì)(potential),能夠以例如GHz級(jí)的動(dòng)作頻率來(lái)使斬波器進(jìn)行動(dòng)作。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)電感器LI的超小型化。其結(jié)果，能夠使LED點(diǎn)燈裝置的整體顯著小型化。
[0175]電感器LI只要具有對(duì)從直流電源DC供給的電磁能量進(jìn)行蓄積，接著將其放出的功能即可，因此不需要配設(shè)【背景技術(shù)】中那樣的2次線圈。因此，能夠簡(jiǎn)化電感器LI的構(gòu)造而有助于其小型化。
[0176]續(xù)流二極管Dl是提供用于將電感器LI中蓄積的電磁能量放出而再生的電流路徑即第2電路B的機(jī)構(gòu)。續(xù)流二極管Dl可對(duì)應(yīng)于斬波器CH的動(dòng)作頻率而使用例如肖特基勢(shì)壘.二極管(Schottky barrier d1de)、PIN 二極管等的開(kāi)關(guān)二極管。
[0177]電流檢測(cè)用阻抗元件Zl是被插入所述增加電流以及減少電流均會(huì)流經(jīng)的電路中的位置即第I電路A以及第2電路B所共有的線路部分，以檢測(cè)上述各電流的機(jī)構(gòu)。并且，例如使用電阻值小的電阻器來(lái)構(gòu)成。
[0178]而且，斬波器CH在升壓斬波器的情況下，可由將電感器LI以及常通開(kāi)關(guān)Ql的串聯(lián)電路連接于直流電源DC的第I電路A與將電感器L1、續(xù)流二極管Dl以及負(fù)載電路LC的串聯(lián)電路連接于直流電源DC的第2電路B構(gòu)成。另外，在升降壓斬波器的情況下如前所述。
[0179]負(fù)載電路LC是由負(fù)載的發(fā)光二極管LED與輸出電容器C2的并聯(lián)電路構(gòu)成，且連接于所述增加電流與減少電流均會(huì)流經(jīng)的電路中的位置。另外，發(fā)光二極管LED相對(duì)于上述電流而順向地由單個(gè)或串聯(lián)連接的多個(gè)構(gòu)成。
[0180]控制電路CC具備控制開(kāi)關(guān)CS以及匹配機(jī)構(gòu)MC，接收適當(dāng)?shù)目刂齐娫吹墓┙o而工作，以控制常通開(kāi)關(guān)Ql的導(dǎo)通、斷開(kāi)。在本形態(tài)中，從負(fù)載電路LC的兩端對(duì)控制電路CC供給控制電源。
[0181]控制開(kāi)關(guān)CS是對(duì)常通開(kāi)關(guān)Ql的導(dǎo)通、斷開(kāi)進(jìn)行切換的機(jī)構(gòu)。即，如果通過(guò)控制開(kāi)關(guān)CS導(dǎo)通，而將常通開(kāi)關(guān)Ql的門(mén)極連接于阻抗元件Zl以及電感器LI的連接點(diǎn)，則在常通開(kāi)關(guān)Ql的門(mén)極上，相對(duì)于源極而施加負(fù)電壓，因此常通開(kāi)關(guān)Ql將斷開(kāi)。而且，如果控制開(kāi)關(guān)CS斷開(kāi)，而常通開(kāi)關(guān)Ql的門(mén)極從針對(duì)阻抗元件Zl以及電感器LI的連接點(diǎn)的連接而開(kāi)放或者與源極成為同電位，則常通開(kāi)關(guān)Ql將導(dǎo)通。
[0182]匹配機(jī)構(gòu)MC介隔在阻抗元件Zl與控制開(kāi)關(guān)CS之間，當(dāng)增加電流達(dá)到第I規(guī)定值時(shí)，使控制開(kāi)關(guān)CS導(dǎo)通。而且，當(dāng)減少電流達(dá)到第2規(guī)定值時(shí)，使控制開(kāi)關(guān)CS斷開(kāi)。
[0183]因此，在增加電流流動(dòng)時(shí)，當(dāng)阻抗元件Zl的端子電壓達(dá)到第I規(guī)定值時(shí)，匹配機(jī)構(gòu)MC使控制開(kāi)關(guān)CS導(dǎo)通，因此常通開(kāi)關(guān)Ql斷開(kāi)。而且，在減少電流流動(dòng)時(shí)，當(dāng)阻抗元件Zl的端子電壓達(dá)到第2規(guī)定值時(shí)，匹配機(jī)構(gòu)MC使控制開(kāi)關(guān)CS斷開(kāi)，因此常通開(kāi)關(guān)Ql導(dǎo)通。
[0184]其次，對(duì)電路動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0185]當(dāng)接通直流電源DC時(shí)，斬波器CH的常通開(kāi)關(guān)Ql導(dǎo)通，電流從直流電源DC在第I電路A內(nèi)流出，電流將直線增加。這便是增加電流，從而在電感器LI內(nèi)蓄積電磁能量。當(dāng)增加電流在第I電路A內(nèi)流出時(shí)，阻抗機(jī)構(gòu)Zl的端子電壓是與增加電流成正比地增大。并且，當(dāng)端子電壓達(dá)到第I規(guī)定值時(shí)，匹配機(jī)構(gòu)MC使控制開(kāi)關(guān)CS導(dǎo)通。
[0186]當(dāng)控制開(kāi)關(guān)CS導(dǎo)通時(shí)，常通開(kāi)關(guān)Ql的門(mén)極成為負(fù)電壓，因此常通開(kāi)關(guān)Ql斷開(kāi)，增加電流被阻斷。由此，電感器LI中蓄積的電磁能量被放出而電流開(kāi)始在第I電路B內(nèi)流動(dòng)，電流將直線減少。這便是減少電流。當(dāng)減少電流達(dá)到第2規(guī)定值時(shí)，匹配機(jī)構(gòu)MC使控制開(kāi)關(guān)CS斷開(kāi)。
[0187]當(dāng)控制開(kāi)關(guān)CS斷開(kāi)時(shí)，對(duì)常通開(kāi)關(guān)Ql的門(mén)極的負(fù)電壓的施加得以解除，因此常通開(kāi)關(guān)Ql導(dǎo)通，增加電流再次開(kāi)始流動(dòng)。以后，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行以上的電路動(dòng)作，而持續(xù)DC-DC轉(zhuǎn)換動(dòng)作。
[0188](第6實(shí)施方式)
[0189]參照?qǐng)D8，來(lái)對(duì)LED點(diǎn)燈裝置的第6形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
[0190]本形態(tài)中，控制電路CC與第5形態(tài)不同。另外，在圖中，對(duì)于與圖7相同的部分標(biāo)注相同的符號(hào)，并省略說(shuō)明。
[0191 ] 在本形態(tài)中，控制電路CC是由并聯(lián)連接有控制開(kāi)關(guān)CS的P型FETl以及N型FET2構(gòu)成。并且，P型FETl的漏極與N型FET2的源極的連接端連接于常通開(kāi)關(guān)Ql的門(mén)極。
[0192]而且，匹配電路MC由遲滯比較器CPh構(gòu)成。并且，遲滯比較器CPh將反轉(zhuǎn)輸入端子連接于阻抗機(jī)構(gòu)Zl的負(fù)載電路LC側(cè)的一端,將非反轉(zhuǎn)輸入端子連接于基準(zhǔn)電位E,將輸出端子連接于P型FETl以及N型FET2的門(mén)極。而且，在非反轉(zhuǎn)輸入端子與輸出端子之間，連接著電阻值經(jīng)過(guò)預(yù)先調(diào)整的反饋電阻器R1。上述基準(zhǔn)電位E是形成在由相對(duì)于負(fù)載電路LC以及阻抗機(jī)構(gòu)Zl的串聯(lián)部分而并聯(lián)連接的電阻器R2以及R3構(gòu)成的電壓分割器VD的連接點(diǎn)上。
[0193]這樣，在常通開(kāi)關(guān)Ql導(dǎo)通而使增加電流IU流至阻抗機(jī)構(gòu)Zl時(shí)，當(dāng)阻抗機(jī)構(gòu)Zl的端子電壓達(dá)到第I規(guī)定值時(shí)，對(duì)遲滯比較器CPh的反轉(zhuǎn)輸入端子輸入正的第I規(guī)定值電壓，對(duì)輸出端子輸出負(fù)的最大輸出電壓。該負(fù)的最大輸出電壓被施加至控制開(kāi)關(guān)CS的P型FETl的門(mén)極，因此P型FETl導(dǎo)通。另外，此時(shí)，N型FET2維持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)。
[0194]當(dāng)P型FETl導(dǎo)通時(shí)，常通開(kāi)關(guān)Ql的門(mén)極成為負(fù)電位，因此常通開(kāi)關(guān)Ql斷開(kāi)，增加電流IU被阻斷。伴隨于此，減少電流ID從電感器LI流出。該減少電流ID流動(dòng)時(shí)的阻抗機(jī)構(gòu)Zl的端子電壓緊接著該增加電流的端子電壓而輸入至遲滯比較器CPh的反轉(zhuǎn)輸入端子，因此當(dāng)該值達(dá)到第2規(guī)定值時(shí)，此次從遲滯比較器CPh的輸出端子輸出正的最大電壓。其結(jié)果，P型FETl斷開(kāi)，N型FET2導(dǎo)通。
[0195]P型FETl斷開(kāi)，N型FET2導(dǎo)通的結(jié)果是，常通開(kāi)關(guān)Ql導(dǎo)通，因此該增加電流再次流至負(fù)載電路LC。以后，反復(fù)進(jìn)行以上的動(dòng)作而進(jìn)行斬波器動(dòng)作。
[0196]其次，參照?qǐng)D9(a)-圖9(e)，來(lái)對(duì)第6形態(tài)的各部分的電流、電壓波形的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。即，圖9的(a)是增加電流IU的波形，圖9(b)是減少電流ID的波形，圖9 (c)是阻抗機(jī)構(gòu)的端子電壓VZl的波形，圖9(d)是電感器的電壓VLl的波形，圖9(e)是常通開(kāi)關(guān)的門(mén)極電壓VGS的波形，使時(shí)間軸一致而示出。另外，在圖中，增加電流IU的峰(peak)值相當(dāng)于達(dá)到第I規(guī)定值時(shí)。而且，減少電流ID的O值相當(dāng)于達(dá)到第2規(guī)定值時(shí)。
[0197]圖9(a)-圖9(e)的電流波形圖是控制無(wú)延遲時(shí)的理想波形，但當(dāng)增加電流的阻斷時(shí)的控制產(chǎn)生無(wú)法忽略的延遲時(shí)，第I規(guī)定值將存在于比峰值低相當(dāng)于控制延遲的值的位置處。而且，當(dāng)減少電流達(dá)到第2規(guī)定值時(shí)的控制存在無(wú)法忽略的延遲時(shí)，在減少電流與下個(gè)增加電流之間產(chǎn)生相當(dāng)于控制延遲的電流阻斷時(shí)間。
[0198](第7實(shí)施方式)
[0199]參照?qǐng)D10，來(lái)對(duì)LED點(diǎn)燈裝置的第7形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
[0200]本形態(tài)中，控制電路CC與第5以及第6形態(tài)不同。另外，在圖10中，對(duì)于與圖7相同的部分標(biāo)注相同的符號(hào)，并省略說(shuō)明。
[0201]即，控制開(kāi)關(guān)CS是以雙極晶體管(bipolar transistor) Q2為主體而構(gòu)成。雙極晶體管Q2將集電極(collector)連接于常通開(kāi)關(guān)Ql的門(mén)極，并且經(jīng)由一由降壓器(dropper)構(gòu)成的控制電源Vdd而連接于常通開(kāi)關(guān)Ql的源極，且發(fā)射極(emitter)連接于電感器LI以及阻抗機(jī)構(gòu)Zl的連接點(diǎn)。
[0202]而且，匹配機(jī)構(gòu)MC是以雙極晶體管Q3、電阻器R4以及R5為主體而構(gòu)成。雙極晶體管Q3的集電極經(jīng)由電阻器R4而連接于控制開(kāi)關(guān)CS的雙極晶體管Q2的基極(base)，發(fā)射極連接于電感器LI以及阻抗機(jī)構(gòu)Zl的連接點(diǎn)，基極經(jīng)由電阻器R6而連接于雙極晶體管Q2的集電極。而且，電阻器R5、R4以及雙極晶體管Q3的集電極.發(fā)射極的串聯(lián)電路并聯(lián)連接于阻抗機(jī)構(gòu)Zl。
[0203]這樣，當(dāng)常通開(kāi)關(guān)Ql導(dǎo)通而該增加電流流動(dòng)時(shí)，控制開(kāi)關(guān)CS的雙極晶體管Q2斷開(kāi)，匹配機(jī)構(gòu)MC的雙極晶體管Q3導(dǎo)通。因此，阻抗機(jī)構(gòu)Zl的端子電壓被電阻器R4以及電阻器R5的串聯(lián)電路予以分壓，電阻器R4的兩端電壓被施加于雙極晶體管Q2的基極?發(fā)射極間。
[0204]因此，通過(guò)預(yù)先調(diào)整電阻器R4與電阻器R5的值以將電阻器R4的值設(shè)定為相對(duì)較小，可在增加電流達(dá)到第I規(guī)定值之前的電平(level)時(shí)，使雙極晶體管Q2成為斷開(kāi)狀態(tài)。但是，當(dāng)增加電流達(dá)到第I規(guī)定值時(shí)，雙極晶體管Q2成為導(dǎo)通狀態(tài)，對(duì)常通開(kāi)關(guān)Ql的門(mén)極施加負(fù)電壓，因此常通開(kāi)關(guān)Ql斷開(kāi)而增加電流被阻斷。
[0205]當(dāng)雙極晶體管Q2達(dá)到導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，雙極晶體管Q3斷開(kāi)，因此當(dāng)常通開(kāi)關(guān)Ql斷開(kāi)而減少電流流動(dòng)時(shí)，阻抗機(jī)構(gòu)Zl的端子電壓不會(huì)被分壓而施加至雙極晶體管Q2，繼而，雙極晶體管Q2維持導(dǎo)通狀態(tài)。但是，當(dāng)阻抗機(jī)構(gòu)Zl的端子電壓下降而達(dá)到第2規(guī)定值時(shí)，雙極晶體管Q2無(wú)法維持導(dǎo)通狀態(tài)而斷開(kāi)。其結(jié)果，常通開(kāi)關(guān)Ql再次導(dǎo)通。隨后，反復(fù)進(jìn)行上述的電路動(dòng)作，持續(xù)斬波器動(dòng)作。
[0206]另外，在上述實(shí)施方式中，斬波器包括降壓斬波器、升壓斬波器以及升降壓斬波器等的各種斬波器。另外，升降壓斬波器是使升壓斬波器以及降壓斬波器依序地(sequentially)連接而成。上述各斬波器的共同點(diǎn)在于，均是通過(guò)使常通開(kāi)關(guān)導(dǎo)通而使從直流電源流入電感器的增加電流流動(dòng)，并通過(guò)斷開(kāi)而將電感器中蓄積的電磁能量放出而使該減少電流流動(dòng)，從而進(jìn)行斬波器動(dòng)作。
[0207]而且，在上述實(shí)施方式中，控制電路具備控制開(kāi)關(guān)以及匹配機(jī)構(gòu)。
[0208]控制開(kāi)關(guān)至少包括進(jìn)行從常通開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)向斷開(kāi)狀態(tài)的切換的開(kāi)關(guān)。另外，允許根據(jù)所需而具備從常通開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)狀態(tài)切換為導(dǎo)通狀態(tài)的第2開(kāi)關(guān)。此時(shí)，進(jìn)行從常通開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)向斷開(kāi)狀態(tài)的切換的開(kāi)關(guān)成為第I開(kāi)關(guān)。
[0209]匹配機(jī)構(gòu)介隔在阻抗機(jī)構(gòu)與控制開(kāi)關(guān)之間，當(dāng)該增加電流流至阻抗機(jī)構(gòu)時(shí)，在阻抗機(jī)構(gòu)的端子電壓達(dá)到第I規(guī)定值時(shí)，使控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行動(dòng)作而使常通開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。而且，當(dāng)該減少電流流動(dòng)時(shí)，在阻抗機(jī)構(gòu)的端子電壓達(dá)到第2規(guī)定值時(shí)，對(duì)控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制而使常通開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。另外，第2規(guī)定值是低于第I規(guī)定值的值。
[0210]匹配機(jī)構(gòu)只要具備上述功能即可，其余的結(jié)構(gòu)并無(wú)特別限定。但是，較佳為可使匹配機(jī)構(gòu)由遲滯比較器構(gòu)成。而且，也可以使匹配機(jī)構(gòu)構(gòu)成為，具備對(duì)阻抗機(jī)構(gòu)的端子電壓進(jìn)行直接檢測(cè)的第I檢測(cè)機(jī)構(gòu)及經(jīng)由電壓分割器來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的第2檢測(cè)機(jī)構(gòu)，且控制開(kāi)關(guān)在使常通開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)聯(lián)動(dòng)地從第2檢測(cè)機(jī)構(gòu)切換為第I檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
[0211]這樣，當(dāng)常通開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，該增加電流從直流電源流至電感器，但當(dāng)阻抗機(jī)構(gòu)的端子電壓達(dá)到第I規(guī)定值時(shí)，經(jīng)由匹配機(jī)構(gòu)來(lái)將控制開(kāi)關(guān)導(dǎo)通而使負(fù)電壓施加至常通開(kāi)關(guān)的門(mén)極，因此常通開(kāi)關(guān)斷開(kāi)而阻斷該增加電流。伴隨于此，電感器中蓄積的電磁能量被放出而使減少電流從電感器流動(dòng)，并且，經(jīng)由匹配機(jī)構(gòu)來(lái)將控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，以解除對(duì)常通開(kāi)關(guān)的門(mén)極的負(fù)電壓的施加，因此常通開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。隨后，反復(fù)進(jìn)行上述電路動(dòng)作而進(jìn)行斬波器動(dòng)作。
[0212]在伴隨著斬波器動(dòng)作的增加電流與減少電流均會(huì)流經(jīng)的電路上的位置處連接著負(fù)載電路，因此進(jìn)行DC-DC電壓轉(zhuǎn)換，連接于輸出端的負(fù)載的發(fā)光二極管在轉(zhuǎn)換后的電壓下受到恒電流控制而點(diǎn)燈。另外，并聯(lián)連接于負(fù)載電路的發(fā)光二極管的輸出電容器發(fā)揮作用，以使斬波器的輸出中所含的高頻成分從發(fā)光二極管旁通(bypass)。其結(jié)果，發(fā)光二極管通過(guò)平滑化后的直流電流而進(jìn)行點(diǎn)燈。
[0213]在上述實(shí)施方式中，對(duì)控制電路的控制電源的供給并無(wú)特別限定，但較佳為如下所述。即，從負(fù)載電路或常通開(kāi)關(guān)的高電壓側(cè)獲得控制電源。在從負(fù)載電路獲得控制電源的方案中，在負(fù)載電路上產(chǎn)生經(jīng)輸出電容器平滑化后的直流電壓，因此從負(fù)載電路導(dǎo)出比常通開(kāi)關(guān)的門(mén)極閾值電壓更高的電壓而獲得控制電源，由此能夠簡(jiǎn)化該控制電源的電路結(jié)構(gòu)。而且，在從常通開(kāi)關(guān)的高電壓側(cè)獲得該控制電源的方案中，例如可構(gòu)成為，從常通開(kāi)關(guān)的漏極側(cè)經(jīng)由降壓器而獲得比常通開(kāi)關(guān)的門(mén)極閾值電壓更高的電壓。
[0214]在上述實(shí)施方式中，照明裝置是指包括所有將發(fā)光二極管作為光源的裝置。因此，允許是照明器具、顯示裝置以及標(biāo)識(shí)裝置等。照明裝置本體是指從照明裝置去除LED點(diǎn)燈裝置后的剩余部分。
[0215]根據(jù)上述第5至第7實(shí)施方式，使用常通開(kāi)關(guān)來(lái)作為斬波器的主開(kāi)關(guān)元件，并且具備控制電路，該控制電路包含開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)至少在導(dǎo)通時(shí)，對(duì)常通開(kāi)關(guān)的門(mén)極施加負(fù)電壓而將常通開(kāi)關(guān)控制為斷開(kāi)狀態(tài)，且在斷開(kāi)時(shí)，解除對(duì)常通開(kāi)關(guān)的門(mén)極的負(fù)電壓的施加而將常通開(kāi)關(guān)控制為導(dǎo)通狀態(tài)，且該控制電路介隔在阻抗元件以及控制開(kāi)關(guān)之間，當(dāng)該增加電流流動(dòng)時(shí)，在阻抗元件的端子電壓達(dá)到第I規(guī)定值時(shí)使控制開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，且當(dāng)該減少電流流動(dòng)時(shí)，在達(dá)到低于第I規(guī)定值的第2規(guī)定值時(shí)，使控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，由此，能夠提供一種無(wú)須在電感器中配設(shè)2次線圈而成為簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，并具有良好的特性并且容易IC化的斬波器以及具備該斬波器的照明裝置。
[0216](第8實(shí)施方式)
[0217]圖11表示第8形態(tài)。LED點(diǎn)燈裝置具備直流電源DC、斬波器CH以及負(fù)載電路LC。
[0218]直流電源DC是用于對(duì)后述的斬波器CH輸入轉(zhuǎn)換前的直流電壓的機(jī)構(gòu)。只要能輸出直流電壓，則可以是任何結(jié)構(gòu)，但例如可將整流電路DB作為主體而構(gòu)成，而且根據(jù)所需而具備由平滑電容器等構(gòu)成的平滑電路。在本形態(tài)中，整流電路DB優(yōu)選由電橋型整流電路構(gòu)成，對(duì)交流電源AC，例如對(duì)商用交流電源的交流電壓進(jìn)行全波整流而獲得直流電壓。
[0219]在本形態(tài)中，斬波器CH具備直流輸入端tl以及t2與直流輸出端t3以及t4。斬波器CH在內(nèi)部具備降壓斬波器、升壓斬波器以及升降壓斬波器等已知的各種斬波器的任一種。斬波器CH在上述任一結(jié)構(gòu)中，還具備開(kāi)關(guān)兀件Ql1、恒電流機(jī)構(gòu)(111、電感器1^11、二極管Dll以及驅(qū)動(dòng)線圈DW以作為共用的結(jié)構(gòu)。
[0220]開(kāi)關(guān)元件Qll可為常斷開(kāi)關(guān)以及常通開(kāi)關(guān)的任一種。恒電流機(jī)構(gòu)CCM既可以是預(yù)先固定地設(shè)定好恒電流值的類型，也可以是可變型。電感器Lll的一端連接于驅(qū)動(dòng)線圈DW。驅(qū)動(dòng)線圈DW是與電感器Lll磁耦合，感應(yīng)產(chǎn)生與電感器Lll的端子電壓成正比的電壓，并施加至開(kāi)關(guān)元件Qll的控制端子，由此來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件Q11。
[0221]所述斬波器CH具有一對(duì)輸入端tl、t2及一對(duì)輸出端t3、t4，且在其電路動(dòng)作上，可將內(nèi)部電路分為第3電路以及第4電路。第3電路是從直流電源DC使增加的電流流動(dòng)而在電感器Lll中蓄積電磁能量的電路，在降壓型斬波器的情況下，具備將包含開(kāi)關(guān)元件Q11、恒電流機(jī)構(gòu)、電感器Lll以及負(fù)載電路LC的串聯(lián)電路連接于直流電源DC的結(jié)構(gòu)。并且,在開(kāi)關(guān)元件Qll的導(dǎo)通時(shí),增加的電流從直流電源DC流動(dòng)而在電感器Lll中蓄積電磁倉(cāng)tfi。
[0222]第4電路是將電感器LI I中蓄積的電磁能量放出而使減少的電流流動(dòng)的電路，在降壓斬波器的情況下，具備將包含二極管Dll以及后述的負(fù)載電路LC的串聯(lián)電路連接于電感器Lll的結(jié)構(gòu)，在開(kāi)關(guān)元件Qll的斷開(kāi)時(shí)，減少的電流從電感器Lll流動(dòng)。
[0223]而且，斬波器CH在升壓斬波器的情況下，具備將電感器Lll、開(kāi)關(guān)元件Ql I以及恒電流機(jī)構(gòu)CCM的串聯(lián)電路連接于直流電源DC的第3電路以及將電感器LI 1、二極管Dll以及負(fù)載電路LC的串聯(lián)電路連接于直流電源DC的第4電路。另外，升降壓斬波器的情況如前所述。
[0224]負(fù)載電路LC包含成為負(fù)載的發(fā)光二極管，且并聯(lián)連接地具備使高頻成分旁通的輸出電容器，在降壓斬波器的情況下，連接于增加的電流與減少的電流均會(huì)流經(jīng)的電路上的位置處。在升壓型的情況下，連接于減少的電流會(huì)流經(jīng)的電路上的位置處。另外，發(fā)光二極管LED相對(duì)于流至斬波器的輸出端的電流而順向地由單個(gè)或串聯(lián)連接的多個(gè)構(gòu)成。
[0225]以下，參照?qǐng)D12至圖17，來(lái)對(duì)第9至第12形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。另外，在各圖中，對(duì)于與圖11相同的部分標(biāo)注有相同的符號(hào)，并省略說(shuō)明。
[0226](第9實(shí)施方式)
[0227]對(duì)(第9形態(tài))進(jìn)行說(shuō)明。
[0228]圖12表示第9形態(tài)。本實(shí)施方式中，對(duì)于開(kāi)關(guān)元件Qll使用GaN-HEMT，且對(duì)于恒電流機(jī)構(gòu)CCM使用恒電流二極管，并且，在恒電流機(jī)構(gòu)CCM與負(fù)載電路LC之間連接著電感器LU。另外，圖中，對(duì)于與圖11相同的部分標(biāo)注有相同的符號(hào)，并省略說(shuō)明。符號(hào)Cll是連接在斬波器CH的輸入端tl、t2間的高頻旁通用電容器。符號(hào)C12是插入在驅(qū)動(dòng)線圈DW與開(kāi)關(guān)元件Qll的控制端子之間的耦合電容器。符號(hào)C是第3電路，符號(hào)D是第4電路。負(fù)載電路LC的符號(hào)LED是發(fā)光二極管，C13是輸出電容器。
[0229]其次，參照?qǐng)D12以及圖13(a)-圖13 (f)，來(lái)對(duì)第9形態(tài)的電路動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0230]當(dāng)接通直流電源DC時(shí)，斬波器CH的開(kāi)關(guān)元件Qll導(dǎo)通，因此電流從直流電源DC經(jīng)由開(kāi)關(guān)元件Q11、恒電流機(jī)構(gòu)CCM而在第3電路C內(nèi)流出，電流將直線增加。由此，在電感器Lll內(nèi)蓄積電磁能量。另外，在開(kāi)關(guān)元件Qll導(dǎo)通的期間內(nèi)，開(kāi)關(guān)元件Qll的門(mén)極?源極間電壓VGS為O。當(dāng)增加的電流達(dá)到恒電流機(jī)構(gòu)CCM的恒電流值時(shí)，電流的增加趨勢(shì)停止而保持為恒電流。另外，在增加的電流流至電感器Lll的期間，電感器Lll的端子電壓如圖13的(e)所示為正極性。
[0231]當(dāng)增加的電流達(dá)到恒電流機(jī)構(gòu)CCM的恒電流值時(shí)，流至電感器Lll的電流欲進(jìn)一步增加，因此恒電流機(jī)構(gòu)CCM的電壓VCCM如圖13的(a)所示呈脈沖狀變大。并且，伴隨于此，開(kāi)關(guān)元件Qll的源極電位變得比控制端子(門(mén)極)的電位更高，其結(jié)果，控制端子相對(duì)明顯地成為負(fù)電位，因此開(kāi)關(guān)元件Qll斷開(kāi)。因此，流入電感器Lll的增加的電流IU如圖13的(b)所示般因開(kāi)關(guān)元件Qll的斷開(kāi)而被阻斷。
[0232]在開(kāi)關(guān)元件Qll斷開(kāi)的同時(shí)，電感器Lll中蓄積的電磁能量開(kāi)始放出，如圖13的
(c)所示，減少的電流在第4電路D中流出。另外，在減少的電流流動(dòng)的期間，電感器Lll的電壓極性如圖13的(e)所示般反轉(zhuǎn)而成為負(fù)極性，在驅(qū)動(dòng)線圈DW上，感應(yīng)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)元件Qll的控制端子成為負(fù)電位的電壓。此時(shí)，如圖13的(f)所示，負(fù)電壓經(jīng)由恒電流機(jī)構(gòu)CCM而施加至開(kāi)關(guān)元件Qll的門(mén)極.源極間，因此開(kāi)關(guān)元件Qll維持為斷開(kāi)狀態(tài)。
[0233]當(dāng)流經(jīng)第3電路C的減少的電流成為O時(shí)，在不再感應(yīng)產(chǎn)生施加至開(kāi)關(guān)元件Qll的控制端子的負(fù)電壓的同時(shí)，因逆電動(dòng)勢(shì)而在驅(qū)動(dòng)線圈DW上感應(yīng)而產(chǎn)生了使控制端子如圖13的(e)所示成為正的電壓。由此，開(kāi)關(guān)元件Qll再次導(dǎo)通，隨后，反復(fù)進(jìn)行與上述同樣的電路動(dòng)作。
[0234]由以上的電路動(dòng)作可明確得知的是，斬波器CH進(jìn)行降壓斬波器動(dòng)作，如圖13的
(d)所示般形成增加的電流與減少的電流交替流入連接于該輸出端t3、t4間的負(fù)載電路LC的輸出電流10，利用這些直流成分來(lái)對(duì)發(fā)光二極管LED進(jìn)行點(diǎn)燈，輸出電容器C4使高頻成分旁通。
[0235](第10實(shí)施方式)
[0236]對(duì)(第10形態(tài))進(jìn)行說(shuō)明。
[0237]圖14表示第10形態(tài)。在本形態(tài)中，恒電流機(jī)構(gòu)CCM是GaN-HEMT，并且，在恒電流機(jī)構(gòu)CCM之間介隔著負(fù)載電路LC的位置上，連接著電感器LU。
[0238]而且，恒電流機(jī)構(gòu)CCM通過(guò)使用可調(diào)整電位源E來(lái)使門(mén)極電位可變而使恒電流值可變。另外，圖中符號(hào)ZDl是用于進(jìn)行鉗位的二極管，以避免開(kāi)關(guān)元件Qll的門(mén)極?源極間電壓VGS達(dá)到0.6V以上。
[0239]進(jìn)而，在本形態(tài)中，形成串聯(lián)連接體的開(kāi)關(guān)元件Q11、恒電流機(jī)構(gòu)CCM以及二極管Dll構(gòu)成為集成電路1C。該集成電路IC具備第I外部端子Pl至第5外部端子P5。第I外部端子Pl是從開(kāi)關(guān)元件Qll的漏極而導(dǎo)出。第2外部端子P2是從二極管Dll的陰極(cathode)而導(dǎo)出。第3外部端子P3是從恒電流機(jī)構(gòu)CCM的源極以及二極管Dll的陽(yáng)極(anode)的連接點(diǎn)而導(dǎo)出。第4外部端子P4是從開(kāi)關(guān)元件Qll的門(mén)極而導(dǎo)出。第5外部端子P5是從恒電流機(jī)構(gòu)CCM的門(mén)極而導(dǎo)出。
[0240]即，集成電路IC從位于由斬波器的上述3個(gè)功率系半導(dǎo)體元件所構(gòu)成的串聯(lián)連接體的兩端的半導(dǎo)體元件的主端子導(dǎo)出第I以及第2主端子，從串聯(lián)連接體的中間的連接部的主端子導(dǎo)出第3外部端子，從開(kāi)關(guān)元件Q11、恒電流機(jī)構(gòu)CCM的控制端子導(dǎo)出第4以及第5外部端子。因此，上述第I至第3外部端子為功率系，第4以及第5外部端子為控制系。
[0241]這樣，在第10形態(tài)中，恒電流機(jī)構(gòu)CCM是與開(kāi)關(guān)元件QlI同樣地由GaN-HEMT構(gòu)成，因此將進(jìn)一步提高1MHz以上的高頻中的高速開(kāi)關(guān)特性。但是，如果根據(jù)所需，二極管Dll也由GaN系形成，則可使用GaN系基板來(lái)構(gòu)成一體的集成電路，從而可進(jìn)行極高速的開(kāi)關(guān)，并且容易構(gòu)成極小型化的斬波器。
[0242]而且，通過(guò)使用可調(diào)整電位源El來(lái)使恒電流值可變，因此容易設(shè)定所需的負(fù)載電流，并且，只要相對(duì)于電源電壓變動(dòng)來(lái)對(duì)該可調(diào)整電位源El進(jìn)行反饋控制，則也能夠抑制相對(duì)于電源電壓變動(dòng)的發(fā)光二極管的光輸出的變動(dòng)。進(jìn)而，將對(duì)開(kāi)關(guān)元件Qll的控制端子所施加的驅(qū)動(dòng)線圈DW的負(fù)電壓加上恒電流機(jī)構(gòu)CCM以及負(fù)載電路LC的電壓降。
[0243](第11實(shí)施方式)
[0244]對(duì)(第11形態(tài))進(jìn)行說(shuō)明。
[0245]圖15表不第11形態(tài)。另外，對(duì)于與圖12相同的部分標(biāo)注有相同的符號(hào),并省略說(shuō)明。在本形態(tài)中，恒電流機(jī)構(gòu)CCM是由使用晶體管Q12以及Q13的電流鏡(current mirror)恒電流電路構(gòu)成。另外，電流鏡恒電流電路中，晶體管Q12以及電阻器Rll的串聯(lián)電路是與開(kāi)關(guān)元件Qll串聯(lián)地插入，在晶體管Q12的基極上連接著晶體管Q13的基極，在發(fā)射極上逆極性地連接著逆偏壓電源E2，在集電極與偏壓電源E2的串聯(lián)電路上連接著直流電源E3。進(jìn)而，晶體管Q13的集電極與基極利用導(dǎo)體而直接連接著。
[0246]而且，在開(kāi)關(guān)元件Qll的控制端子與跨過(guò)恒電流機(jī)構(gòu)CCM的位置之間，逆極性地并聯(lián)連接著一對(duì)齊納二極管ZD1、ZD2而形成鉗位電路。齊納二極管ZDl的齊納電壓為-12V，且齊納二極管ZD2的齊納電壓為+0.7V，從而來(lái)進(jìn)行保護(hù)，以避免對(duì)開(kāi)關(guān)元件Qll施加過(guò)大的 VGS。
[0247]這樣，根據(jù)第11形態(tài)，通過(guò)連接于晶體管Q13的直流電壓，能夠?qū)⒘髦辆w管Q12的恒電流值控制成所需，并且達(dá)到恒電流值時(shí)產(chǎn)生的電壓將變高。因此，利用負(fù)載的發(fā)光二極管LED的電壓成為不需要。
[0248]而且，由于使用直流電源E2來(lái)控制恒電流機(jī)構(gòu)CCM的恒電流值，因此不再需要可高速控制的晶體管。進(jìn)而，只要在將開(kāi)關(guān)元件Qll斷開(kāi)時(shí)同步地使恒電流機(jī)構(gòu)CCM斷開(kāi)，便可使開(kāi)關(guān)元件Qll實(shí)質(zhì)上常斷。進(jìn)而，可根據(jù)所需來(lái)將開(kāi)關(guān)元件Q11、恒電流機(jī)構(gòu)CCM以及二極管Dll的半導(dǎo)體零件部分集成化到GaN系芯片(chip)上。
[0249](第12實(shí)施方式)
[0250]對(duì)(第12形態(tài))進(jìn)行說(shuō)明。
[0251]圖16以及圖17表示第12形態(tài)。圖16是用于實(shí)施LED點(diǎn)燈裝置的第5形態(tài)的集成電路模塊的示意圖。圖17是平面線圈構(gòu)造體的示意性的局部放大.局部剖面立體圖。
[0252]本形態(tài)中，在第8至第11形態(tài)的一部分或多個(gè)形態(tài)中，以LED點(diǎn)燈裝置的半導(dǎo)體零件、線圈零件、電容器零件以及外部端子為中心進(jìn)行集成而IC化。即，將LED點(diǎn)燈裝置的除了發(fā)光二極管LED以外剩余的電路零件分割形成在由平面線圈構(gòu)造體L、平面電容器構(gòu)造體C、GaN芯片G、配線形成體W、端子形成體T以及基板結(jié)構(gòu)體B構(gòu)成的各平面構(gòu)造體上。將這些平面構(gòu)造體一體地層疊，并使用通孔(through hole)等的機(jī)構(gòu)來(lái)將各構(gòu)造體間予以連接而構(gòu)成集成電路模塊IC'。圖示例的集成電路模塊IC是由概略以下的各平面構(gòu)造體構(gòu)成。
[0253]平面線圈構(gòu)造體L如圖17所示，是將電感器Lll以及驅(qū)動(dòng)線圈DW卷繞成各自的扁平線圈裸線在平面上呈螺旋狀而形成。保持電感器Lll以及驅(qū)動(dòng)線圈DW成為適當(dāng)?shù)母綦x狀態(tài)，且利用磁體層M來(lái)被覆內(nèi)部以及周?chē)?。由此，平面線圈構(gòu)造體L整體上構(gòu)成為平面狀。
[0254]并且，電感器Lll以及驅(qū)動(dòng)線圈DW的一端位于線圈的中心部而構(gòu)成端子部t。并且，在該端子部t的中心形成通孔h，將后述的GaN芯片G的恒電流機(jī)構(gòu)部分的一個(gè)端子導(dǎo)體插入該通孔h內(nèi)，進(jìn)而向內(nèi)部注入導(dǎo)電體，將電感器L11、驅(qū)動(dòng)線圈DW以及GaN芯片G的連接導(dǎo)體一起連接。另外，如同在圖的右側(cè)將圖17的一部分放大而表示的剖面那樣，磁體層M例如由分散有鐵氧體(ferrite)微粒子的陶瓷(ceramics)或塑料(plastic)構(gòu)成。
[0255]平面電容器構(gòu)造體C例如是將具備分別夾著薄介電質(zhì)膜的一對(duì)電極體的多個(gè)電容器集合而成的平面構(gòu)造體。
[0256]GaN芯片G是在GaN系半導(dǎo)體基板上形成有開(kāi)關(guān)元件Ql1、恒電流機(jī)構(gòu)CCM以及二極管Dll的平面構(gòu)造體。
[0257]配線形成體W是將平面線圈構(gòu)造體L、平面電容器構(gòu)造體C以及GaN芯片G與后述的端子形成體T之間根據(jù)所需予以連接的平面構(gòu)造體。
[0258]端子形成體T介隔在配線形成體W與后述的基板結(jié)構(gòu)體B之間而將兩者予以連接。
[0259]基板結(jié)構(gòu)體B具備外部端子TE以及外部安裝機(jī)構(gòu)(未圖示)，且一體地支撐以上說(shuō)明的各平面構(gòu)造體而模塊化。另外，外部端子TE是將LED點(diǎn)燈裝置的輸入端子以及發(fā)光二極管LED予以連接的輸出端子。
[0260]這樣，本形態(tài)適合于以1MHz以上的高頻來(lái)進(jìn)行動(dòng)作的LED點(diǎn)燈裝置，配設(shè)在基板結(jié)構(gòu)體B上的外部端子TE均為直流用，只進(jìn)行直流的輸出入，因此動(dòng)作穩(wěn)定，并且能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的小型化。因此，也可以將LED點(diǎn)燈裝置配設(shè)在照明裝置的發(fā)光二極管之間，從而有助于照明裝置的顯著的小型化。
[0261]另外，一實(shí)施方式的LED點(diǎn)燈裝置具備開(kāi)關(guān)元件、恒電流機(jī)構(gòu)以及二極管的串聯(lián)連接體。該串聯(lián)連接體具有集成電路，該集成電路具備:從位于其兩端側(cè)的一對(duì)主端子導(dǎo)出的第I以及第2外部端子；從位于串聯(lián)連接體的中間連接部的主端子導(dǎo)出的第3外部端子；以及從開(kāi)關(guān)元件以及恒電流機(jī)構(gòu)的控制端子導(dǎo)出的第4以及第5外部端子。
[0262]另外，在上述實(shí)施方式中，所謂“斬波器”，是指包含降壓斬波器、升壓斬波器以及升降壓斬波器等的各種斬波器的概念。另外，升降壓斬波器是將升壓斬波器以及降壓斬波器依序地連接而成。上述各斬波器的共同點(diǎn)在于，均是通過(guò)使開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通而使增加電流從直流電源流入電感器，并且通過(guò)使開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)而利用電感器中蓄積的電磁能量來(lái)使減少電流經(jīng)由二極管而流動(dòng)，反復(fù)進(jìn)行這樣的動(dòng)作而對(duì)直流電源電壓進(jìn)行DC-DC轉(zhuǎn)換后輸出至輸出端。
[0263]開(kāi)關(guān)元件可以是常通開(kāi)關(guān)以及常斷開(kāi)關(guān)中的任一種。當(dāng)對(duì)于開(kāi)關(guān)元件使用寬帶隙半導(dǎo)體，例如使用GaN-HEMT時(shí)，能夠顯著提高M(jìn)Hz以上的高頻，例如1MHz以上的高頻時(shí)的開(kāi)關(guān)特性而降低開(kāi)關(guān)損失，并且電感器也得以小型化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)LED點(diǎn)燈裝置的大幅度的小型化。
[0264]而且，在使用寬帶隙半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)元件的情況下，容易獲得具有常通特性的開(kāi)關(guān)元件，且成本低，但也可能是具有常斷特性的開(kāi)關(guān)元件，因此也可以使用該常斷特性的開(kāi)關(guān)元件。而且，當(dāng)使用該開(kāi)關(guān)的閾值為負(fù)的常通開(kāi)關(guān)時(shí)，使用與電感器磁耦合的驅(qū)動(dòng)線圈的斷開(kāi)控制變得容易，因此較為適合。
[0265]恒電流機(jī)構(gòu)是具有恒電流特性的電路機(jī)構(gòu)，例如可使用利用了恒電流二極管、面結(jié)型FET、三端子調(diào)節(jié)器(regulator)以及晶體管的各種恒電流電路等。另外，作為利用晶體管的恒電流電路，允許是利用一個(gè)或二個(gè)晶體管的已知的恒電流電路。而且，可以使用面結(jié)型FET的一種即GaN-HEMT來(lái)作為恒電流機(jī)構(gòu)。該開(kāi)關(guān)元件的1MHz以上的高頻的開(kāi)關(guān)特性優(yōu)異，因此適合于進(jìn)行高速開(kāi)關(guān)。
[0266]恒電流機(jī)構(gòu)是與開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)地介隔在開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)電流流至電感器的第I電路中。而且，恒電流機(jī)構(gòu)也介隔在包含驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)線圈的開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路中。通過(guò)具備這些結(jié)構(gòu)，當(dāng)流經(jīng)恒電流機(jī)構(gòu)的增加的電流達(dá)到恒電流值而欲進(jìn)一步增加時(shí)，恒電流機(jī)構(gòu)的電壓急遽上升，因此，此時(shí)通過(guò)恒電流機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的電壓上升，能夠使裝入開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路中的主端子(例如源極)的電位相對(duì)于控制端子(例如門(mén)極)的電位而相對(duì)較高。其結(jié)果，由于控制端子的電位低于開(kāi)關(guān)元件的閾值，因此可使開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)。該電路動(dòng)作通過(guò)開(kāi)關(guān)元件為常通開(kāi)關(guān)且閾值為負(fù)而變得進(jìn)一步容易且確實(shí)，但對(duì)于常斷開(kāi)關(guān)也有效。
[0267]而且，允許將開(kāi)關(guān)元件與恒電流機(jī)構(gòu)直接串聯(lián)連接，而此時(shí)容易將開(kāi)關(guān)元件與恒電流機(jī)構(gòu)集成在共用的半導(dǎo)體芯片上，例如集成在GaN系芯片上而一體化。此時(shí)，可以通過(guò)四端子構(gòu)造的IC模塊來(lái)構(gòu)成上述開(kāi)關(guān)元件與恒電流機(jī)構(gòu)，從而可設(shè)為進(jìn)一步小型化的單一組件(component)，所述四端子構(gòu)造的IC模塊具備由開(kāi)關(guān)元件的一個(gè)主端子例如漏極與由相對(duì)于恒電流機(jī)構(gòu)的開(kāi)關(guān)元件為另一端側(cè)的主端子構(gòu)成的功率系的2個(gè)端子、以及由開(kāi)關(guān)元件以及恒電流機(jī)構(gòu)各自的控制端子例如由門(mén)極構(gòu)成的2個(gè)控制系的端子。
[0268]電感器在增加的電流從直流電源流至經(jīng)由開(kāi)關(guān)元件以及恒電流機(jī)構(gòu)的第I電路時(shí)，在內(nèi)部蓄積電磁能量。而且，電感器在開(kāi)關(guān)元件的斷開(kāi)時(shí)會(huì)放出所蓄積的電磁能量，因此,此時(shí)減少的電流流至第2電路。
[0269]而且，當(dāng)使斬波器以1MHz以上的高頻來(lái)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，只要將電感器以及與該電感器磁耦合的驅(qū)動(dòng)線圈設(shè)為平面線圈構(gòu)造，并且將電容器設(shè)為平面構(gòu)造，則可適合于斬波器的集成電路化，并且可獲得可靠性高的動(dòng)作。即，可將平面線圈構(gòu)造的電感器以及驅(qū)動(dòng)線圈、平面構(gòu)造的電容器、及集成有開(kāi)關(guān)元件、恒電流機(jī)構(gòu)以及后述的二極管等的半導(dǎo)體零件的半導(dǎo)體芯片予以層疊而構(gòu)成使整體一體化的集成電路模塊。其結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)燈裝置的顯著的小型化。而且，伴隨于此，驅(qū)動(dòng)線圈與開(kāi)關(guān)之間的距離最短化，能夠?qū)⒉恍枰覍?duì)于噪聲產(chǎn)生等有害的寄生電感或寄生電容的產(chǎn)生抑制為最小限度，因此斬波器動(dòng)作的穩(wěn)定性以及可靠性提高。
[0270]二極管提供減少的電流從電感器流出時(shí)的路徑即第2電路。當(dāng)使用寬帶隙半導(dǎo)體，例如使用GaN系的二極管來(lái)作為二極管時(shí)，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的高速開(kāi)關(guān)。此時(shí)，容易將二極管與開(kāi)關(guān)元件以及恒電流機(jī)構(gòu)一同構(gòu)成為半導(dǎo)體元件的集成電路。該集成電路成為下述構(gòu)造，即，在開(kāi)關(guān)元件、恒電流機(jī)構(gòu)以及二極管的串聯(lián)連接體中，具備由其一端側(cè)的主端子、另一端側(cè)的主端子及中間的連接點(diǎn)的主端子構(gòu)成的功率系的3個(gè)主端子與分別控制開(kāi)關(guān)元件以及恒電流機(jī)構(gòu)的2個(gè)控制端子這5個(gè)外部端子。
[0271]當(dāng)使用上述集成電路來(lái)構(gòu)成斬波器時(shí)，整體可進(jìn)一步小型化，并且容易進(jìn)行高速開(kāi)關(guān)。
[0272]驅(qū)動(dòng)線圈是與電感器磁耦合的線圈，對(duì)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制。即，在開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)，當(dāng)流至電感器的增加的電流達(dá)到恒電流機(jī)構(gòu)的恒電流值而開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)時(shí)，產(chǎn)生大電壓，因此開(kāi)關(guān)元件的主端子(源極)高于控制端子，相對(duì)地，控制端子成為負(fù)電位而低于閾值，因此開(kāi)關(guān)元件維持為斷開(kāi)狀態(tài)。
[0273]根據(jù)上述第8至第12實(shí)施方式，在開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)，當(dāng)從直流電源經(jīng)由恒電流機(jī)構(gòu)而流至電感器的增加的電流達(dá)到恒電流機(jī)構(gòu)的恒電流值時(shí),通過(guò)恒電流機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的電壓而使開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)，因此不需要配設(shè)由對(duì)流至電感器的電流進(jìn)行檢測(cè)的電阻元件等的阻抗機(jī)構(gòu)、以及當(dāng)其電壓降達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)使開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)的控制電路構(gòu)成的電流反饋型的反饋電路，當(dāng)增加的電流達(dá)到規(guī)定值時(shí)，能夠利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)使開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)而進(jìn)行斬波器動(dòng)作，因而能夠提供一種電路結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，且具備容易實(shí)現(xiàn)集成化以及小型化的斬波器的LED點(diǎn)燈裝置。
[0274]進(jìn)而，通過(guò)將電感器以及驅(qū)動(dòng)線圈設(shè)為平面線圈構(gòu)造體，并且構(gòu)成將至少開(kāi)關(guān)元件以及二極管層疊在平面線圈構(gòu)造的至少一面上的集成電路，從而驅(qū)動(dòng)線圈與開(kāi)關(guān)元件之間的距離最短化，能夠?qū)⒉恍枰覍?duì)于噪聲產(chǎn)生等有害的寄生電感或寄生電容的產(chǎn)生抑制為最小限度，因此斬波器動(dòng)作的穩(wěn)定性以及可靠性提高。
[0275]進(jìn)而，只要將開(kāi)關(guān)元件、恒電流機(jī)構(gòu)以及二極管構(gòu)成為具備5個(gè)外部端子的集成電路，便可將斬波器整體進(jìn)一步小型化，并且容易進(jìn)行高速開(kāi)關(guān)。
[0276]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的結(jié)構(gòu)及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種點(diǎn)燈裝置，其特征在于包括: 輸入端； 斬波器，包含:開(kāi)關(guān)元件，與所述輸入端連接；恒電流機(jī)構(gòu)，與所述開(kāi)關(guān)元件連接；電感器，至少在所述開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)電流流動(dòng)；二極管，至少在所述開(kāi)關(guān)元件的斷開(kāi)時(shí)電流流動(dòng)；及驅(qū)動(dòng)線圈，與所述電感器磁耦合且與所述開(kāi)關(guān)元件的控制端子連接；以及輸出端，與所述斬波器連接，并且與半導(dǎo)體發(fā)光元件連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)燈裝置，其特征在于， 至少所述開(kāi)關(guān)元件、所述恒電流機(jī)構(gòu)、以及所述二極管的任I個(gè)是使用氮化鎵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的點(diǎn)燈裝置，其特征在于， 所述斬波器的所述開(kāi)關(guān)元件具有一對(duì)主端子； 所述斬波器的所述恒電流機(jī)構(gòu)具有一對(duì)主端子和控制端子； 所述斬波器的所述二極管具有一對(duì)主端子； 所述斬波器包含串聯(lián)連接體，所述串聯(lián)連接體連接于所述開(kāi)關(guān)元件、所述恒電流機(jī)構(gòu)及所述二極管，且所述串聯(lián)連接體包括集成電路，所述集成電路包含:第I和第2外部端子，從位于所述串聯(lián)連接體的兩端側(cè)的一對(duì)主端子而導(dǎo)出；第3外部端子，從所述開(kāi)關(guān)元件、所述恒電流機(jī)構(gòu)及所述二極管的至少任2個(gè)連接點(diǎn)而導(dǎo)出；第4外部端子，從所述開(kāi)關(guān)元件的所述控制端子而導(dǎo)出；及 第5外部端子，從所述恒電流機(jī)構(gòu)的所述控制端子而導(dǎo)出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的點(diǎn)燈裝置，其特征在于， 所述開(kāi)關(guān)元件是常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管， 所述開(kāi)關(guān)元件具有源極或漏極以作為所述一對(duì)主端子， 所述開(kāi)關(guān)元件具有門(mén)極以作為所述控制端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的點(diǎn)燈裝置，其特征在于， 所述恒電流機(jī)構(gòu)是常通型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管， 所述恒電流機(jī)構(gòu)具有源極或漏極以作為所述一對(duì)主端子， 所述恒電流機(jī)構(gòu)具有門(mén)極以作為所述控制端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)燈裝置，其特征在于， 所述斬波器的所述開(kāi)關(guān)元件在流經(jīng)所述恒電流機(jī)構(gòu)的電流達(dá)到規(guī)定電流值時(shí)，通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件和所述恒電流機(jī)構(gòu)的連接點(diǎn)的電位變成高于所述開(kāi)關(guān)元件的所述控制端子的電位，來(lái)進(jìn)行斷開(kāi)。
7.一種照明裝置，其特征在于包括: 權(quán)利要求1所記載的點(diǎn)燈裝置；以及 半導(dǎo)體發(fā)光元件，連接于所述點(diǎn)燈裝置的輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于， 所述點(diǎn)燈裝置的所述斬波器的所述開(kāi)關(guān)元件具有主端子， 所述點(diǎn)燈裝置的所述斬波器的所述恒電流機(jī)構(gòu)利用所述半導(dǎo)體發(fā)光元件中產(chǎn)生的順向電壓，通過(guò)將施加于所述開(kāi)關(guān)元件的所述控制端子及所述主端子間的電壓設(shè)為低于控制端子電壓的閥值電壓，并且將所述開(kāi)關(guān)元件的所述控制端子及所述主端子間的電壓設(shè)為負(fù)電壓，來(lái)使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行斷開(kāi)動(dòng)作。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，所述點(diǎn)燈裝置的所述斬波器的所述恒電流機(jī)構(gòu)在所述半導(dǎo)體發(fā)光元件中產(chǎn)生的順向電壓高于規(guī)定電壓時(shí)，使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行斷開(kāi)動(dòng)作。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于， 所述點(diǎn)燈裝置的所述斬波器的所述開(kāi)關(guān)元件具有主端子， 所述點(diǎn)燈裝置的所述斬波器的所述恒電流機(jī)構(gòu)通過(guò)將施加于所述開(kāi)關(guān)元件的所述控制端子及所述主端子間的電壓設(shè)為大于控制端子電壓的閥值電壓，使所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通動(dòng)作。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104080246SQ201410256414
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2009年11月9日
【發(fā)明者】北村紀(jì)之 申請(qǐng)人:東芝照明技術(shù)株式會(huì)社