CN107211508B - 闪烁性能得到改善的led驱动电路以及包括此的led照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种闪烁性能得到改善的LED驱动电路以及包括该驱动电路的LED照明装置。在交流驱动方式的LED照明装置中，在补偿区间内利用充放电部去除LED间歇区间，从而减少LED照明装置的光输出偏差，同时在追加放电区间内利用充放电部而向LED照明装置的其他构件供应驱动电压，从而可以提高功率效率。

Description

闪烁性能得到改善的LED驱动电路以及包括此的LED照明装置
技术领域
本发明涉及一种闪烁性能得到改善的LED驱动电路以及包括该驱动电路的LED照明装置。更为具体地，涉及如下的闪烁性能得到改善的LED驱动电路以及包括该驱动电路的LED照明装置，对于交流驱动方式的LED照明装置而言，在补偿区间内利用充放电部而去除LED间歇区间，从而减少LED照明装置的光输出偏差，同时在追加放电区间内使用充放电部而向LED照明装置的其他构件供应驱动电压，从而可以提高功率效率。
背景技术
LED驱动往往采用直流驱动方式。对于直流驱动方式而言，要求必须使用SMPS等AC-DC转换器，这样的电源转换器存在增加照明器具的制造成本，使照明器具很难小型化，降低照明器具的能源效率，并由于使用寿命短而缩短照明器具的使用寿命的问题。
为了解决这种直流驱动方式的问题，提出了一种LED的交流驱动方式。但是，对于根据这种技术的电路而言，由于输入电压和由LED输出的电流不一致，不仅会出现功率因数下降的问题，而且在LED的非发光区间变长时，还存在发生使用户感知照明的闪烁的闪烁现象的问题。
图1是用于说明闪烁(Flicker)性能的概念图。近来，对于成为能源之星(EnergyStar)规范(SPEC)的闪烁性能的基准的闪烁的定义和规定如下。
(1)闪烁的定义
所谓闪烁是指在预定的时间内照明的亮度发生变化的现象，在较严重的情况下，用户可以感知光的晃动或者闪烁的现象。这种闪烁的大多数是因为在预定时间内的最大光输出和最小光输出不同而产生的现象。
(2)表示闪烁性能的指标的种类
a)闪烁指数(Flicker Index)：如图1所示，闪烁指数是指在一个周期的光输出波形图上，将平均光输出以上的面积(Area1)除以总光输出面积(Area1+Area2)而得的值。因此，闪烁指数是用数据表示在一个周期内能产生多少平均光输出以上的光的值，闪烁指数越低闪烁程度越佳。
b)闪烁百分比(Percent Flicker)或调制深度(Modulation Depth)：闪烁百分比是指将预定时间内的最小光量和最大光量数值化的指标。这种闪烁百分比可以通过100*(最大光量-最小光量)/(最大光量+最小光量)计算。
(3)能源之星闪烁指数的规定
-光输出波形(Light output waveform)＝120Hz
-闪烁指数＝频率×0.001(除了at Max.Dimmer，800Hz以上的情况)(因此，在120Hz时的闪烁指数＝0.12)
(4)对闪烁百分比的研究结果
根据IEEE研究论文，
闪烁百分比＝100×(最大光量–最小光量)/(最大光量+最小光量)，
且基于上述公式，根据研究论文，
闪烁百分比<0.033×2fac以下为无影响区间，
闪烁百分比<0.08×2fac以下为低危险区间。
如上所述，对于LED照明装置的性能而言，闪烁程度凸显为重要的标准。
另一方面，图2是根据现有技术的4档依次驱动LED照明装置的示意性构成框图，图3是示出根据图2所示的现有技术的4档依次驱动LED照明装置的驱动电压与LED驱动电流的关系的波形图。以下，参照图2以及图3，说明根据现有技术的LED照明装置中存在的问题。
首先，如图2所示，根据现有技术的LED照明装置100可以包括整流部10、LED发光部20以及LED驱动控制部30。
根据现有技术的LED照明装置100的整流部10对从外部电源输入的交流电压VAC进行整流而生成整流电压Vrec，并构成为将所生成的整流电压Vrec输出至LED发光部20以及LED驱动控制部30。作为这样的整流部10，可以使用全波整流电路、半波整流电路等公知的多种整流电路中的一种，图2中示出由四个二极管D1、D2、D3、D4构成的桥式全波整流电路。另外，根据现有技术的LED发光部20由第一LED组21至第四LED组24的四个LED组构成，并根据LED驱动控制部30的控制而依次亮灯且依次熄灯。另一方面，根据现有技术的LED驱动控制部30按照整流电压Vrec的电平依次执行使第一LED组21至第四LED组24亮灯以及熄灯的控制功能。
尤其，根据现有技术的LED驱动控制部30根据输入电压(即，整流电压Vrec)的电平增减LED驱动电流，从而按照依次驱动区间执行恒流控制功能，这是为了使LED驱动电流采用接近正弦波的阶梯波形式，从而改善功率因数(power factor:PF)以及总谐波失真率(total harmonics distortion:THD)，从而提高LED照明装置的电能质量。
参照图3更加详细地说明根据这种现有技术的LED照明装置100的动作过程。如图3所示，根据现有技术的LED驱动控制部30为了控制LED组的依次驱动，可以包括第一恒电流开关SW1、第二恒电流开关SW2、第三恒电流开关SW3以及第四恒电流开关SW4。具体地说，根据现有技术的LED驱动控制部30，在整流电压Vrec为第一正向电压电压电平Vf1以上且低于第二正向电压电平Vf2的区间(第一档动作区间)仅接通(turn on)第一LED组21，而对LED驱动电流ILED进行恒电流控制而使其达到第一LED驱动电流ILED1。类似地，根据现有技术的LED驱动控制部30，在整流电压Vrec为第二正向电压电平Vf2以上且低于第三正向电压电平Vf3的区间(第二档动作区间)关断(turn off)第一恒电流开关SW1而接通第二恒电流开关SW2，从而仅接通第一LED组21以及第二LED组22，对LED驱动电流ILED进行恒电流控制使其达到第二LED驱动电流ILED2。另外，根据现有技术的LED驱动控制部30，在整流电压Vrec为第三正向电压电平Vf3以上且低于第四正向电压电平Vf4的区间(第三档动作区间)，关断第二恒电流开关SW2而接通第三恒电流开关SW3，从而接通第一LED组21至第三LED组23，对LED驱动电流ILED进行恒电流控制而使其达到第三LED驱动电流ILED3。最后，根据现有技术提供的LED驱动控制部30，在整流电压Vrec为第四正向电压电平Vf4以上的区间(第四档动作区间)，关断第三恒电流开关SW3而接通第四恒电流开关SW4，从而接通第一LED组21至第四LED组24，并对LED驱动电流ILED进行恒电流控制使其达到第四LED驱动电流ILED4。如图3所示，通过控制而使在第二档动作区间的LED驱动电流(即，第二LED驱动电流ILED2)比在第一档动作区间的LED驱动电流(即，第一LED驱动电流ILED1)更大，同样，通过控制而使第三LED驱动电流ILED3比第二LED驱动电流ILED2更大，第四LED驱动电流ILED4被控制为最大。因此，根据现有技术的LED照明装置100的总光输出，如图3所示，具有阶梯波形状。因此，在使用这种根据现有技术的LED照明装置100时，发光的LED的总数以及驱动电流根据动作区间而不同，因此光输出按照动作区间的不同，据此，用户会因不同动作区间的光输出的差异而感受不适感，并存在如上所述的闪烁较差的问题。即，在采用根据如上所述的现有技术的依次驱动方式的LED照明装置时，闪烁百分比会达到100％，因此现实当中迫切需要改善。
发明内容
技术问题
本发明为了解决如上所述的现有技术的问题。
本发明的一目的在于提供如下的闪烁性能得到改善的LED驱动电路以及包括该驱动电路的LED照明装置，在交流驱动方式的LED照明装置中，通过去除不发光区间并减少光输出的偏差，从而可以为用户提供较为自然的光。
另外，本发明的另一目的在于提供如下的闪烁性能得到改善的LED驱动电路以及包括该驱动电路的LED照明装置，其通过充放电部的追加放电而可以提高功率效率。
技术方案
用于实现如上所述的本发明的目的以及下述的本发明的独特的效果的本发明的特征性的构成如下。
根据本发明的一方面，提供如下的LED照明装置，包括：整流部，与交流电源连接而对施加的交流电压进行全波整流，并将全波整流的第一整流电压作为第一驱动电压而供应至LED发光部；LED发光部，在无补偿区间从所述整流部将所述整流电压作为所述第一驱动电压而得到供应并发光，在补偿区间从第一充放电部被供应第二驱动电压而发光；第一充放电部，在充电区间利用所述整流电压充能，在所述补偿区间向所述LED发光部提供所述第二驱动电压；以及LED驱动控制部，控制所述LED发光部以及所述第一充放电部的动作，在所述整流电压的上升区间和所述充电区间之间的追加放电区间内使所述第一充放电部进行追加放电。
优选地，所述追加放电区间可以是，所述整流电压的电压电平为所述LED发光部的正向电压电平以上，且所述第一充放电部的电压电平为所述整流电压的电压电平以上的区间。
优选地，所述LED驱动控制部可以在所述追加放电区间内，通过控制而使所述LED发光部及所述第一充放电部与所述LED驱动控制部并联连接。
优选地，所述LED照明装置还可以包括：第一恒电流开关，配置在第一节点和所述LED驱动控制部之间，根据所述LED驱动控制部的控制而选择性地形成第一电流路径，所述第一节点在所述LED发光部的阴极端和所述第一充放电部之间；第二恒电流开关，配置在第二节点和所述LED驱动控制部之间，根据所述LED驱动控制部的控制而选择性地形成第二电流路径，所述第二节点在所述第一充放电部和接地之间；以及第三恒电流开关，配置在第三节点和所述LED驱动控制部之间，根据所述LED驱动控制部的控制选择性地形成第三电流路径，所述第三节点在所述第一节点和所述第一充放电部之间，所述LED驱动控制部在所述追加放电区间内接通所述第一恒电流开关以及所述第二恒电流开关，而使所述LED发光部和所述第一充放电部并联连接，并通过控制而使所述第一充放电部通过所述第三电流路径而进行追加放电。
优选地，所述LED驱动控制部可以将通过所述第一恒电流开关流动的第一电流恒电流控制为预设的第一电流值，将通过所述第二恒电流开关流动的第二电流恒电流控制为预设的第二电流值，将通过所述第三恒电流开关流动的第三电流恒电流控制为预设的第三电流值。
优选地，所述LED照明装置还可以包括配置在所述第三节点和所述第三恒电流开关之间的电流限制部。
优选地，所述LED驱动控制部可以在所述追加放电区间内，将从所述第一充放电部放电的追加放电电流通过所述第三电流路径而供应至所述LED照明装置的构件，从而向所述构件供应驱动电压。
优选地，所述LED照明装置还可以包括：第二充放电部，通过所述第三电流路径而与所述第一充放电部连接，在所述追加放电区间内利用通过所述第三电流路径而从所述第一充放电部放电的追加放电电流而充能，利用补充的能量向所述LED照明装置的构件供应驱动电压。
根据本发明的另一方面，提供如下的LED驱动电路，包括：整流部，与交流电源连接而对所施加的交流电压进行全波整流，将全波整流的第一整流电压作为第一驱动电压而供应至所述LED发光部；第一充放电部，在充电区间利用所述整流电压充能，在所述补偿区间向所述LED发光部提供所述第二驱动电压；以及LED驱动控制部，控制所述LED发光部以及所述第一充放电部的动作，在所述整流电压的上升区间和所述充电区间之间的追加放电区间内，使所述第一充放电部追加放电。
优选地，所述追加放电区间可以是所述整流电压的电压电平为所述LED发光部的正向电压电平以上，且所述第一充放电部的电压电平在所述整流电压的电压电平以上的区间。
优选地，所述LED驱动控制部可以在所述追加放电区间内，通过控制而使所述LED发光部以及所述第一充放电部与所述LED驱动控制部并联连接。
优选地，所述LED驱动电路还可以包括：第一恒电流开关，配置在第一节点和所述LED驱动控制部之间，根据所述LED驱动控制部的控制而选择性地形成第一电流路径，所述第一节点在所述LED发光部的阴极端和所述第一充放电部之间；第二恒电流开关，配置在第二节点和所述LED驱动控制部之间，根据所述LED驱动控制部的控制而选择性地形成第二电流路径，所述第二节点在所述第一充放电部和接地之间；以及第三恒电流开关，配置在第三节点和所述LED驱动控制部之间，根据所述LED驱动控制部的控制选择性地形成第三电流路径，所述第三节点在所述第一节点和所述第一充放电部之间，所述LED驱动控制部在所述追加放电区间内接通所述第一恒电流开关以及所述第二恒电流开关，而使所述LED发光部和所述第一充放电部并联连接，并通过控制而使所述第一充放电部通过所述第三电流路径而进行追加放电。
优选地，所述LED驱动控制部可以将通过所述第一恒电流开关流动的第一电流恒电流控制为预设的第一电流值，将通过所述第二恒电流开关流动的第二电流恒电流控制为预设的第二电流值，将通过所述第三恒电流开关流动的第三电流恒电流控制为预设的第三电流值。
优选地，所述LED驱动电路还可以包括配置在所述第三节点和所述第三恒电流开关之间的电流限制部。
优选地，所述LED驱动控制部可以在所述追加放电区间内，将从所述第一充放电部放电的追加放电电流通过所述第三电流路径而供应至所述LED照明装置的构件，从而向所述构件供应驱动电压。
优选地，所述LED驱动电路还可以包括：第二充放电部，通过所述第三电流路径而与所述第一充放电部连接，在所述追加放电区间内利用通过所述第三电流路径而从所述第一充放电部放电的追加放电电流而充能，利用补充的能量向所述LED照明装置的构件供应驱动电压。
根据本发明的又一方面，提供如下的LED驱动电路，包括：LED发光部；整流部，被输入交流电源并进行全波整流而生成以及输出用于驱动所述LED发光部的驱动电压；驱动电流控制部，控制流向所述LED发光部的驱动电流；以及电容器，根据所述驱动电流控制部的控制而将驱动所述LED发光部的电荷进行充电。
优选地，所述驱动电流控制部可以包括：第一二极管，与所述LED发光部并联连接；第一驱动电流电路，并联连接在所述LED发光部和所述电容器之间；以及第二驱动电流电路，与所述第一驱动电流电路以及所述电容器串联连接。
优选地，所述第一驱动电流电路及第二驱动电流电路可以包括至少一个二极管或者至少一个开关元件。
优选地，所述开关元件可以是双极面结型晶体管、场效应晶体管中的一种。
优选地，所述第一驱动电流电路可以包括使所述LED发光部以及所述电容器并联连接的第一开关元件，所述第二驱动电流电路可以包括使所述LED发光部以及所述电容器串联连接的第二开关元件。
优选地，所述第二驱动电流电路可以包括使所述LED发光部以及所述电容器串联连接的第二二极管，所述第一驱动电流电路可以包括使所述LED发光部以及所述电容器并联连接的开关元件。
优选地，所述LED驱动电路还可以包括位于所述整流部和所述LED发光部之间的第三驱动电流电路。
优选地，所述第三驱动电流电路可以包括至少一个二极管或者至少一个开关元件。
优选地，所述开关元件可以利用双极面结型晶体管、场效应晶体管等，其种类不受限制。例如，根据本发明的开关元件可以是MOSFET。
优选地，所述开关元件还可以包括用于稳定的恒电流驱动的第三二极管。
根据本发明的又一方面，提供如下的LED驱动电路，包括：LED发光部；驱动电流控制部，控制流向所述LED发光部的驱动电流；以及电容器，在供应驱动所述LED发光部的正向电压电平以上的输入电压的第一区间内与所述LED发光部串联连接。
优选地，所述电容器在供应低于驱动所述LED发光部的正向电压电平的输入电压的第二区间内，可以与所述LED发光部并联连接。
优选地，所述驱动电流控制部可以包括：第一二极管，与所述LED发光部并联连接；第一驱动电流电路，并联连接在所述LED发光部和所述电容器之间；以及第二驱动电流电路，与所述第一驱动电流电路以及所述电容器串联连接。
优选地，所述第一驱动电流电路及第二驱动电流电路可以包括至少一个二极管或者至少一个开关元件。
优选地，所述开关元件可以利用双极面结型晶体管、场效应晶体管等，其种类不受限制。例如，根据本发明的开关元件可以是MOSFET。
优选地，所述第一驱动电流电路可以包括使所述LED发光部以及所述电容器并联连接的第一开关元件，所述第二驱动电流电路可以包括使所述LED发光部以及所述电容器串联连接的第二开关元件。
优选地，所述第二驱动电流电路可以包括使所述LED发光部以及所述电容器串联连接的第二二极管，所述第一驱动电流电路可以包括使所述LED发光部以及所述电容器并联连接的开关元件。
优选地，LED驱动电路还可以包括位于所述整流部和所述LED发光部之间的第三驱动电流电路。
优选地，所述第三驱动电流电路可以包括至少一个二极管或者至少一个开关元件。
优选地，所述开关元件可以利用双极面结型晶体管、场效应晶体管等，其种类不受限制。例如，根据本发明的开关元件可以是MOSFET。
优选地，所述开关元件还可以包括用于稳定的恒电流驱动的第三二极管。
有益效果
根据本发明的优选的一实施例，可以期待通过使用充放电部而去除不发光区间，从而减少光输出的偏差，据此能够为用户提供自然的光的效果。
另外，根据本发明，可以期待能够通过充放电部的追加放电而提高功率效率的效果。
附图说明
图1是用于说明闪烁(Flicker)性能的概念图。
图2是根据现有技术的4档依次驱动LED照明装置的概略构成的框图。
图3是示出图2所示的根据现有技术的LED照明装置的驱动电压和LED驱动电流之间的关系的波形图。
图4是根据本发明的第一实施例的LED照明装置的概略构成的框图。
图5a至图5d是示出图4所示的根据本发明的第一实施例的LED照明装置每个动作区间的开关控制状态以及LED驱动电流的构成框图。
图6是示出图4所示的根据本发明的第一实施例的LED照明装置的根据时间的整流电压、LED驱动电流、充放电部电流、输入电流、以及LED发光部的光输出关系的波形图。
图7是根据本发明的第二实施例的LED照明装置的概略构成的框图。
图8是根据本发明的第三实施例的LED照明装置的概略构成的框图。
图9是根据本发明的第四实施例的LED照明装置的概略构成的框图。
图10是根据本发明的第5实施例的LED照明装置的概略构成的框图。
图11是示出根据本发明的又一实施例的LED驱动电路的构成的图。
图12是示出根据本发明的第6实施例的LED驱动电路的图。
图13是示出根据本发明的第7实施例的LED驱动电路的图。
图14是示出本根据发明的第8实施例的LED驱动电路的图。
图15是示出本根据发明的第9实施例的LED驱动电路的图。
图16是示出在本发明的第6实施例中根据输入电压(驱动电压)电平的LED组的动作区间的图。
具体实施方式
关于后述的本发明的详细说明，参照作为可以实施本发明的特定实施例为例而图示的附图。根据对这些实施例的详细说明，本领域的技术人员可以充分实施本发明。应该理解，本发明的各种实施例虽然各不相同，但没有互相排斥的必要。例如，在这里记载的特定形状、结构以及特性相关的一实施例，只要在不脱离本发明的精神以及范围的情况下，可以实现为其他实施例。另外，应该理解，在不脱离本发明的精神以及范围的情况下，每一个所公开的实施例内的个别构件的布置或者配置可以变更。因此，以下所述的详细说明并不是为了进行限定，只要恰当地说明本发明的范围，与其权利要求的主张等价的所有范围一同仅限于所附的权利要求书。图中类似的附图符号是指在各个方面相同或者类似的功能。
以下，为使本发明所属技术领域中具有基本知识的人员能够较容易地实施本发明，参照附图而详细说明本发明的优选实施例。
[本发明的优选实施例]
在本发明的实施例中，术语“LED发光部”表示包括一个以上的LED组，且根据LED驱动控制部的控制而发光的LED的集合。另外，术语“LED组”表示多个LED(或者多个发光单元)通过串联/并联/串并联连接，且根据LED驱动控制部的控制而作为一个单元而使动作得到控制的(即，一起亮灯/熄灯的)LED的集合。
另外，术语“第一正向电压电平Vf1”表示可以驱动第一LED组的临界电压电平，术语“第二正向电压电平Vf2”表示可以驱动串联连接的第一LED组以及第二LED组的临界电压电平(即，将第一LED组的正向电压电平和第二LED组的正向电压电平相加的电压电平)，术语“第三正向电压电平(Vf3)”表示可以驱动串联连接的第一至第三LED组的临界电压电平。即，“第n正向电压电平Vfn”表示可以驱动串联连接的第一至第n LED组的临界电压电平(即，将第一LED组的正向电压电平至第n LED组的正向电压电平全部相加的电压电平)。因此，在LED发光部仅包括第一LED组时，LED发光部的正向电压电平Vf成为第一正向电压电平Vf1，在LED发光部包括第一LED组以及第二LED组时，LED发光部的正向电压电平Vf成为第二正向电压电平Vf2，类似地，当LED发光部包括第一LED组至第n LED组时，LED发光部的正向电压电平Vf成为第n正向电压电平Vfn。
另外，术语“第一驱动电压”是指输入电压本身或者输入电压经预定处理(例如，通过整流电路等过程的处理)而直接供应至LED组的驱动电压。另外，术语“第二驱动电压”是指在输入电压存储到能量存储元件之后，从能量存储元件间接供应至LED组的驱动电压。这样的第二驱动电压，例如，可以是输入电压存储到电容器之后，从充电的电容器供应至LED组的驱动电压。因此，专门区分表示为“第一驱动电压”或者“第二驱动电压”的情况之外，术语“驱动电压”表示包括供应至LED组的第一驱动电压以及/或者第二驱动电压的含义。
另外，术语“补偿区间”是输入电压(整流电压)的电压电平低于LED发光部的正向电压电平的区间，表示无法向LED组供应驱动电流的区间。例如，第一正向电压电平Vf1的补偿区间表示整流电压的电压电平低于Vf1的区间。在这种情况下，补偿区间是不发光区间。另外，术语第一正向电压电平Vf1补偿表示在第一正向电压电平Vf1补偿区间通过将第二驱动电压供应至LED组而向LED组供应驱动电流。因此，第n正向电压电平Vfn补偿表示在第n正向电压电平Vfn的补偿区间将第二驱动电压供应至LED组。
另外，术语“无补偿区间”(或者“正常动作区间”)是输入电压(整流电压)的电压电平在预设的正向电压电平以上的区间，表示输入电压(第一驱动电压)供应至LED组而使(多个)LED组发光的区间。例如，在执行第一正向电压电平Vf1补偿的实施例中，“无补偿区间”(或者“正常动作区间”)表示输入电压的电压电平在Vf1以上的区间，在执行第二正向电压电平Vf2补偿的实施例中，“无补偿区间”(或者“正常动作区间”)表示输入电压的电压电平在Vf2以上的区间。因此，在执行第n正向电压电平Vfn补偿的实施例中，“无补偿区间”(或者“正常动作区间”)表示输入电压的电压电平在Vfn以上的区间。
另外，术语“追加放电区间”表示供应第二驱动电压的充放电部根据LED驱动控制部的控制而在不是补偿区间的无补偿区间追加放电的区间。
另外，在本说明书内，为了表示任意的特定电压、特定时间点、特定温度等而使用的V1、V2、V3、...、t1、t2、...、T1、T2、T3等术语并不是为了表示绝对的值而使用，而是为了互相区分而使用的相对的值。
LED照明装置1000的第一实施例的构成以及功能
首先，对构成根据本发明的LED照明装置1000的整体技术思想进行说明。如上所述，对于根据现有技术的依次驱动方式的交流LED照明装置而言，根据供应至LED发光部20的驱动电压的电压电平而使LED组依次亮灯以及熄灯，因此在驱动电压的电压电平低于第一正向电压电平Vf1的区间会产生LED组中的任何LED组都不发光的不发光区间。另外，对于根据现有技术的依次驱动方式的交流LED照明装置而言，随着供应至LED发光部20的驱动电压的电压电平上升，亮灯的LED的数量也会增加，随着供应至LED发光部20的驱动电压的电压电平下降，亮灯的LED的数量也会减少。由于依次驱动方式的交流LED照明装置的这种特征，存在闪烁性能特别差的问题。
因此，本发明的最基本的技术思想是通过去除LED照明装置1000的动作中LED照明装置1000的LED发光部400不发光的区间，即，不发光区间，从而改善LED照明装置1000的闪烁性能。为了实现这样的功能，本发明提供回送(loop back)方式的充放电部，通过这样的第一充放电部300而在不发光区间期间内向LED发光部400供应第二驱动电压，从而去除不发光区间。
另外，对于交流驱动方式的LED照明装置1000而言，输入到LED发光部400的电压(即，整流电压Vrec)随着时间而变化，由此在整流电压Vrec的电压电平为LED发光部400的正向电压电平以上的区间，不使用整流电压Vrec的剩余部分，因此存在LED照明装置1000的功率效率较差的问题。如上所述，这样的问题即使在LED照明装置1000利用第一充放电部300进行补偿的情况下也会产生。因此，本发明提供一种LED照明装置1000，其在追加放电区间期间使第一充放电部300追加放电，并利用其向LED照明装置1000内的其他构件供应驱动电压，从而能够进一步改善LED照明装置1000的功率效率。
图4是根据本发明的第一实施例的闪烁性能得到改善的LED照明装置(以下称为“LED照明装置”)的概略构成框图。以下，参照图4而简要说明根据本发明的LED照明装置1000的构成和功能。
如图4所示，根据本发明的LED照明装置1000可以包括：整流部200、第一充放电部300、LED发光部400、第一恒电流开关SW1、第二恒电流开关SW2、第三恒电流开关SW3以及LED驱动控制部500。在图4所示的构件中，整流部200、第一充放电部300、LED发光部400、第一恒电流开关SW1、第二恒电流开关SW2以及第三恒电流开关SW3可以构成LED驱动电路。
首先，LED发光部400可以由多个LED组构成，但图示于图4的LED发光部400仅包括一个LED组。然而，本领域的技术人员人应该很容易想到可以根据实施例而使任意数量的LED组被包括在LED发光部400内，本发明的技术人员还应该很容易想到只要包括本发明的所有技术宗旨，则均属于本发明的权利范围。在LED发光部400包括多个LED组的情况下，LED发光部400所包含的多个LED组会根据LED驱动控制部500的控制依次发光，依次熄灯。以下，为了便于说明和理解，如图4所示，以LED发光部400由一个LED组构成的实施例为基准进行说明，但本发明并不限定于此。
另外，在本发明的优选实施例中，LED发光部400被设计为具有在补偿区间可以通过借助第一充放电部300供应的第二驱动电压而驱动的正向电压电平，由此，LED发光部400在交流电压VAC的整个周期中始终维持接通状态。另一方面，根据本发明的LED发光部400，如上所述，在包括多个LED组的情况下，例如，在包括两个LED组，即，第一LED组以及第二LED组的情况下，可以以至少第一LED组在交流电压VAC的整个周期始终维持接通状态的方式设计第一充放电部300。
如图4所示的根据本发明的整流部200构成为对从外部电源输入的交流电压VAC进行整流，从而生成以及输出整流电压Vrec。作为这种整流部200，可以使用全波整流电路、半波整流电路等公知的多种整流电路中的一种。整流部200构成为将所生成的整流电压Vrec供应至第一充放电部300、LED发光部400、LED驱动控制部500。图4示出由四个二极管D1，D2，D3，D4组成的桥式全波整流电路。
另一方面，根据本发明的第一充放电部300，在充电区间使用整流电压Vrec补充能量，在补偿区间向LED发光部400供应第二驱动电压，在追加放电区间追加放电而可以向LED照明装置1000的其他构件(例如，LED驱动控制部500、外部传感器(未图示)、无线通信模块(未图示)、外部控制电路(未图示))供应驱动电压。在图4中将第一电容器C1图示为根据本发明的第一充放电部300。然而，本发明并不限定于此，可以根据需要采用公知的各种补偿电路(例如，填谷电路等)中的一种。
另外，如图4所示，第一充放电部300的一端通过接地(未图示)以及第二恒电流开关SW2而与LED驱动控制部500连接，第一充放电部300的另一端通过LED发光部400的阳极端以及第三恒电流开关SW3而与LED驱动控制部500连接。
另外，在图4所示的实施例中，根据本发明的第一充放电部300在充电区间(即，在整流电压Vrec的电压电平在LED发光部400的正向电压电平Vf以上的区间中的预设的电平以上的特定区间)进行充电，在不发光区间(即，整流电压Vrec的电压电平低于正向电压电平Vf的区间)放电而将第二驱动电压供应至LED发光部400。然而，本发明并不限定于这样的实施例，在根据本发明的LED照明装置1000的LED发光部400包括第一LED组至第四LED组的四个LED组的情况下，第一充放电部300也可以在第四动作区间(即，整流电压Vrec的电压电平在第四正向电压电平Vf4以上的区间)充电。另外，类似地在根据本发明的LED照明装置1000包括LED发光部400至第n LED组(未图示)的n个LED组的情况下，需要注意第一充放电部300也可以在第n动作区间(即，整流电压Vrec的电压电平在第n正向电压电平Vfn以上的区间)充电。
另外，根据本发明的第一充放电部300构成为，根据LED驱动控制部500的控制而在追加放电区间期间追加放电，从而向LED照明装置1000的其他构件(例如，LED驱动控制部500、外部传感器(未图示)、无线通信模块(未图示)、外部控制电路(未图示))供应驱动电压。这样的追加放电区间可以根据需要而多样地设计，在本发明的一实施例中，追加放电区间在输入电压，即，在整流电压Vrec上升的区间中，可以被设计为整流电压Vrec的电压电平在LED发光部400的正向电压电平Vf以上而低于第一充放电部300的电压电平的区间。这是为了LED照明装置1000的稳定的驱动。即，在追加放电区间被设计在整流电压Vrec下降的区间中的情况下，可能在补偿区间无法向LED发光部400稳定地供应第二驱动电压。因此，在本发明中，追加放电区间设置为在整流电压Vrec上升的区间中满足特定条件的区间。另外，整流电压Vrec的电压电平低于LED发光部400的正向电压电平Vf的区间是补偿区间，因此从追加放电区间除外，整流电压Vrec的电平在第一充放电部300的电压电平以上的区间也可以属于充电区间，所以可以从追加放电区间除外。
根据本发明的LED驱动控制部500，根据施加的整流电压Vrec的电压电平控制第一恒电流开关SW1至第三恒电流开关SW3，从而控制LED发光部400以及第一充放电部300的动作。
如图4所示，在本发明的一实施例中，第一恒电流开关SW1配置在第一节点node1和LED驱动控制部500之间，第一节点node1在LED发光部400的阴极端和第一充放电部300之间，并且可以根据LED驱动控制部500的控制而选择性地形成第一电流路径P1。另外，如图4所示，在本发明的一实施例中，第二恒电流开关SW2配置在第二节点node2和LED驱动控制部500之间，第二节点node2在第一充放电部300和接地之间，并且可以根据LED驱动控制部500的控制而选择性地形成第二电流路径P2。另外，如图4所示，在本发明的一实施例中，第三恒电流开关SW3配置在第三节点node3和LED驱动控制部500之间，第三节点node3在第一节点node1和第一充放电部300之间，并且可以根据LED驱动控制部500的控制选择性地形成第三电流路径P3。
因此，根据本发明的LED驱动控制部500，在补偿区间内可以通过第四电流路径P4从第一充放电部300向LED发光部400供应第二驱动电压，并在追加放电区间内通过第三电流路径P3而使第一充放电部300追加放电，并在充电区间内，为使第一充放电部300利用整流电压Vrec而通过第二电流路径P2充电，控制第一恒电流开关SW1至第三恒电流开关SW3。
另一方面，如前所述，在本发明的一实施例中，追加放电区间被设计为整流电压Vrec的上升区间中的特定区间，因此根据本发明的LED驱动控制部500可以判断目前正在输入的整流电压Vrec是属于上升区间还是属于下降区间。为了执行这种功能，根据本发明的LED驱动控制部500可以具有过零(zero crossing)检测功能，或者检测在预定的时间内测定的整流电压Vrec的变化斜率，从而确定上升区间或者下降区间。这样的功能本身采用已经公知的技术，因此省略更为具体的说明。
另外，根据本发明的LED驱动控制部500，为了将通过第一恒电流开关SW1流动的第一电流I1以及第四电流I4、通过第二恒电流开关SW2流动的第二电流I2、通过第三恒电流开关SW3流动的第三电流I3分别恒电流控制为预设的电流值，而可以控制第一恒电流开关SW1至第三恒电流开关SW3。在本发明中，如上所述的本发明的第一恒电流开关SW1至第三恒电流开关SW3可以利用各种公知的技术来实现。例如，关于如前所述的恒电流控制功能，根据本发明的第一恒电流开关SW1至第三恒电流开关SW3分别可以包括：用于检测电流的感应电阻；用于比较基准电流值和目前检测出的电流值的差分放大器；根据差分放大器的输出控制路径的连接并且在路径得到连接时，将通过路径流动的LED驱动电流值控制为恒定电流的开关元件。另外，例如，构成本发明的第一恒电流开关SW1至第三恒电流开关SW3的开关元件，可以使用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅门极晶体管(IGBT)、双极型晶体管(BJT)、结晶型场效应晶体管(JFET)、硅可控整流器(Silicon controlledrectifier)、三端双向可控硅开关元件(Triac)中的一种实现。
以下，参照图5a至图5d以及图6，对如上所述地构成的根据本发明的第一实施例的LED照明装置1000的驱动控制过程进行详细说明。图5a至图5d是示出图4所示的根据本发明的第一实施例的LED照明装置的每一个动作区间的开关控制状态以及LED驱动电流的构成框图，图6是示出图4所示的根据本发明的第一实施例的LED照明装置的根据时间的整流电压、LED驱动电流、充放电部的电流、输入电流、以及LED发光部的光输出关系的波形图。
首先，图5a图示在追加放电区间内的第一恒电流开关SW1至第三恒电流开关SW3的开关状态以及在LED照明装置1000内流动的电流。在这样的实施例中，追加放电区间是输入电压，即，整流电压Vrec上升的区间中，整流电压Vrec的电压电平在LED发光部400的正向电压电平Vf以上且低于第一充放电部300的电压电平的区间。因此，参照图6，追加放电区间是时间区间t2～t3以及时间区间t8～t9。
LED驱动控制部500可以基于整流电压Vrec的电压电平而判断追加放电区间的进入/脱离与否，并据此控制第一恒电流开关SW1至第三恒电流开关SW3。更加具体地说，LED驱动控制部500处于进入追加放电区间的时间点，即，整流电压Vrec在上升区间，在整流电压Vrec的电压电平处于LED发光部400的正向电压电平Vf以上的时间点通过控制而关闭第一恒电流开关SW1而形成第一电流路径P1，关闭第三恒电流开关SW3而形成第三电流路径P3，而开放第二恒电流开关SW2。图5a示出这样的开关控制状态。
更加优选地，根据本发明的LED驱动控制部500，为了稳定的LED照明装置1000的动作，将整流电压Vrec的电压电平稳定至LED发光部400的正向电压电平Vf以上的时间点确定为追加放电区间的进入时间点。即，在一实施例中，LED驱动控制部500也可以不把整流电压Vrec的电压电平成为LED发光部400的正向电压电平Vf的时间点(例如，图6的时间点t1)判断为开关控制的时间点，而把从这样的时间点经过规定的稳定化时间的时间点(例如，图6的时间点t2)判断为开关控制的时间点。另外，在另一实施例中，LED驱动控制部500可以判断通过第一恒电流开关SW1流动的第一电流I1是否稳定，然后把第一电流I1稳定的时间点判断为进入追加放电区间的时间点。另外，在又一实施例中，LED驱动控制部500可以将整流电压Vrec的电压电平达到第一临界电压电平(在这里，第一临界电压电平被设定为比LED发光部400的正向电压电平Vf更高的值)的时间点判断为进入追加放电区间的时间点。在如图5a所示的追加放电内，通过第一电流路径P1流动LED驱动电流，即，第一电流I1，通过第三电流路径P3流动追加放电电流，即，第三电流I3。此时，LED驱动控制部500将第一电流I1以及第三电流I3分别恒电流控制为预设的恒电流值。
另外，在追加放电区间内从第一充放电部300放电的追加放电电流可以通过LED驱动控制部500供应至LED驱动控制部500内部的构件以及/或者LED驱动控制部500外部的构件。关于这样的构成，将在下文中参照图9以及图10进行说明。
随着时间的经过，整流电压Vrec的电压电平上升而达到第一充放电部300的电压电平以上的时间点(例如，图6的时间点t3)时，LED驱动控制部500开放第三恒电流开关SW3而中断第一充放电部300的追加放电。图5b示出这样的控制状态。在图5b所示的状态下，LED驱动控制部500可以将通过第一电流路径P1流动的第一电流I1恒电流控制为预设的恒电流值。
接着，当整流电压Vrec的电压电平上升而达到进入充电区间的时间点(例如，图6的时间点t4)时，LED驱动控制部500，如图5c所示，开放第一恒电流开关SW1而关闭第二恒电流开关SW2，从而进入充电区间。在图5c所示的状态下，LED驱动控制部500可以将通过第二恒电流开关SW2流动的第二电流I2恒电流控制为预设的恒电流值。在图5c所示的状态下，第二电流I2是LED驱动电流，同时是第一充放电部300的充电电流。
随着时间的经过，在整流电压Vrec的电压电平达到最高点后开始下降而达到脱离充电区间的时间点(例如，图6的时间点t5)时，LED驱动控制部500，如图5d所示，开放第二恒电流开关SW2而关闭第一恒电流开关SW1，从而脱离充电区间。如上所述，追加放电区间是整流电压Vrec的上升区间中的一部分区间，因此，如图6所示，在整流电压Vrec的下降区间内不存在追加放电区间。在图5d所示的状态下，LED驱动控制部500将通过第一恒电流开关SW1流动的第一电流I1恒电流控制为预设的恒电流值。
另一方面，在一实施例中，LED驱动控制部500可以监控通过第二恒电流开关SW2流动的第二电流I2的电流值，从而判断进入以及脱离如前所述的充电区间的时间点。例如，LED驱动控制部500将第二电流I2稳定为预设的值以上的时间点判断为进入充电时间的时间点，并将第二电流I2下降到预设值以下的时间点判断为脱离充电区间的时间点。相反，在另一实施例中，LED驱动控制部500可以通过监控整流电压Vrec的电压电平来判断进入以及脱离如前所述的充电区间的时间点。例如，LED驱动控制部500可以将整流电压Vrec的电压电平稳定为预设的第二临界电平(在这里，第二临界电压电平被设定为LED发光部400的正向电压电平以及第一充放电部300的电压电平以上)的时间点判断为进入充电区间的时间点，而将整流电压Vrec的电压电平下降到预设的第二临界电压电平以下的时间点判断为脱离充电区间的时间点。除此之外，可以根据需要而为了判断是否进入以及脱离充电区间而使用本领域技术人员容易想到的各种技术。
接着，随着时间的经过，当整流电压Vrec的电压电平低于LED发光部400的正向电压电平Vf时，LED驱动控制部500可以判断为进入补偿区间。在这种情况下，如图5e所示，在图5d的开关控制状态下可以不执行其它控制。即，与图5d所示，可以在补偿区间内维持第一恒电流开关SW1被关闭的状态，而使第二恒电流开关SW2以及第三恒电流开关SW3维持开放的状态。此时，由于第一充放电部300的电压电平高于整流电压Vrec的电压电平，因此即使没有其他开关控制，也因电位差而从第一充放电部300通过第四电流路径P4而向LED发光部400供应第四电流I4(即，放电电流)。因此，LED发光部400继续发光。
如上所述的控制过程在整流电压Vrec的每一个周期重复进行。参照图6，简单地整理则如下。图6所示的波形图表示在LED照明装置1000的第一充放电部300被充电状态下的整流电压Vrec的两个周期的波形图。具体地，图6的(a)图示整流电压Vrec的波形，图6的(b)图示LED驱动电流的波形，图6的(c)图示第一充放电部300的充放电电流的波形，图6的(d)图示输入电流，图6的(e)图示LED发光部400的光输出。
首先，在整流电压Vrec的电平低于LED发光部400的正向电压电平的区间，即，在放电区间(时间区间(0～t1))内，LED驱动控制部500按照图5e所示的状态分别控制开关。即，在放电区间内，第一恒电流开关SW1维持关闭的状态，第二恒电流开关SW2以及第三恒电流开关SW3维持开放的状态。
随着时间的经过，在整流电压Vrec上升而整流电压Vrec的电压电平达到LED发光部400的正向电压电平Vf的时间点t1，为LED驱动控制部500判断为已进入无补偿区间，并按照图5b所示的状态分别控制开关。即，在这样区间内，第一恒电流开关SW1以及第二恒电流开关SW2维持关闭的状态，第三恒电流开关SW3维持开放的状态
接着，在整流电压Vrec的电压电平上升而达到第一临界电压电平的时间点t2，LED驱动控制部500判断为已经进入追加放电区间，并按照图5a所示的状态分别控制开关。即，在这样的追加放电区间内，第一恒电流开关SW1以及第三恒电流开关SW3维持关闭的状态，第二恒电流开关SW2维持开放的状态。因此，在这样的追加放电区间内，通过第一恒电流开关SW1流动的第一电流I1(即，LED驱动电流)借助第一恒电流开关SW1而恒电流控制为预设值，同时通过第三恒电流开关SW3流动的第三电流I3(即，追加放电电流)借助第三恒电流开关SW3恒电流控制为预设值。
接着，在整流电压Vrec的电压电平上升而处于第一充放电部300的电压电平以上的时间点t3，LED驱动控制部500判断为脱离追加放电区间，并按照图5b所示的状态分别控制开关。即，在这样的区间内，第一恒电流开关SW1以及第二恒电流开关SW2维持关闭的状态，第三恒电流开关SW3维持开放的状态。此时，在一实施例中，是否脱离追加放电区间可以通过监控通过第三恒电流开关SW3而流动的第三电流I3的值而确定。即，如果整流电压Vrec的电平上升而处于第一充放电部300的电压电平以上，则由于电势差，第三电流I3不通过第三电流路径P3流动，因此LED驱动控制部500可以构成为将第三电流I3下降至预设的临界值以下的时间点判断为脱离追加放电区间的时间点。在另一实施例中，LED驱动控制部500可以构成为检测整流电压Vrec的电压电平本身且与预设的第一充放电部300的电压电平做比较，从而判断是否脱离追加放电区间。
类似地，在整流电压Vrec的电压电平上升而进入充电区间的时间点t4，LED驱动控制部500判断为已进入充电区间并按照图5c所示的状态分别控制开关。即，在这样的充电区间内，第一恒电流开关SW1以及第三恒电流开关SW3维持开放的状态，第二恒电流开关SW2维持关闭的状态。因此，在充电区间内，LED驱动控制部500将通过第二恒电流开关SW2流动的第二电流I2恒电流控制为预设的值。另外，在一实施例中，如上所述，LED驱动控制部500检测整流电压Vrec的电压电平并与预设的第二临界电压电平进行比较，从而判断是否进入以及脱离充电区间。在另一实施例中，LED驱动控制部500监控通过第二恒电流开关SW2流动的第二电流I2，从而判断是否进入以及脱离充电区间。例如，当通过第二恒电流开关SW2流动的第二电流I2稳定为预设值以上时，LED驱动控制部可以判断为整流电压Vrec的电压电平足以进入充电区间。类似地，在进入充电区间后，通过第二恒电流开关SW2流动的第二电流I2下降到预设值以下时，LED驱动控制部可以为判断已经脱离充电区间。
随着时间的经过，在整流电压Vrec经过最高点而下降并脱离充电区间的时间点t5，LED驱动控制部500判断已经脱离充电区间，并按照图5d所示的状态分别控制开关。即，在这样的区间内，第一恒电流开关SW1维持开放的状态，第二恒电流开关SW2以及第三恒电流开关SW3维持关闭的状态。另外，在这样的区间内，通过第一恒电流开关SW1流动的第一电流I1被恒电流控制为预设的恒电流值。另一方面，如上所述，充电区间的脱离可以通过直接检测整流电压Vrec电压的电平并与第二临界电压电平比较而确定，或者通过监控第二电流I2的电流值而确定。
接着，在整流电压Vrec下降而低于LED发光部400的正向电压电平Vf的时间点(t6)，LED驱动控制部判断为已进入补偿区间，并按照图5e所示的状态分别控制开关。如上所述，在这样的时间点上不执行其他的开关控制，而可以借助整流电压Vrec和第一充放电部300的电压之间的电势差而自然地通过第四电流路径P4将第二驱动电压供应至LED发光部400。
另外，如可以通过图6的(b)以及图6的(e)确认，LED驱动电流在整流电压Vrec的整个区间内维持恒定，据此可以将LED发光部400的光输出恒定地维持。
如上所述的过程在整流电压Vrec的每个周期反复进行，据此，LED发光部400继续发光，同时，第一充放电部300在追加放电的区间内追加放电而向LED照明装置1000的其他构件供应驱动电压，从而可以提高LED照明装置1000的功率效率。
其他实施例
以下，参照图7至图10而根据对本发明的其他实施例的LED照明装置的构成和功能进行说明。对于与参照图4至图6而在上文中说明的根据第一实施例的LED照明装置1000的构成以及功能相同的部分，引用以上的说明，并按照实施例而以与根据第一实施例的LED照明装置1000不同的部分为中心而对本发明的其他多种实施例进行说明。
根据第二实施例的LED照明装置2000的构成以及功能
图7是根据本发明的第二实施例的LED照明装置的概略构成的框图。如图7所示，根据本发明的第二实施例的LED照明装置2000在根据第一实施例的LED照明装置1000的构成的基础上还可以包括配置在第三节点node3和第三恒电流开关SW3之间的电流限制部600。电流限制部600在追加放电区间第三恒电流开关SW3接通而第三电流I3通过第三电流路径流动时，发挥限制第三电流I3的功能。这样的电流限制部600发挥从过电流、浪涌电流等保护第三恒电流开关SW3的功能。
在图7所示的实施例中，图示了上述电流限制部600实现为电阻R1的实施例，但本发明并不限定于此，选择性或者附加地，可以根据各种需求而多样地使用电容器、电感器、追加电阻以及/或者它们的组合。
根据第三实施例的LED照明装置3000的构成以及功能
图8是根据本发明的第三实施例的LED照明装置的概略构成框图。图8所示的根据本发明的第三实施例的LED照明装置3000，与上述根据第一实施例的LED照明装置1000不同地，省略了第三恒电流开关SW3。对于这种根据第三实施例的LED照明装置3000而言，第一恒电流开关SW1配置成可以一同发挥根据第一实施例的LED照明装置1000的第三恒电流开关SW3的功能。即，在加放电区间期间，从第一充放电部300追加放电的电流和LED驱动电流(即，从整流部200输入的输入电流)一同通过第一恒电流开关SW1而流动。根据这种第三实施例的LED照明装置3000，与根据第一实施例的LED照明装置1000相比，具有随着电路构件的减少而可以实现生产成本的削减以及电路结构的简化的优点，但LED驱动电路的稳定性会相对降低。
根据第四实施例的LED照明装置4000的构成以及功能
图9是根据本发明的第四实施例的LED照明装置的概略构成的框图。图9所示的根据本发明的第四实施例的LED照明装置4000，还可以在LED驱动控制部500内包括Vcc电源部510。即，根据第四实施例的LED照明装置4000的LED驱动电路本身的构成以及功能与根据第一实施例的LED照明装置1000相同，只是在追加放电区间内可以将从第一充放电部300放电的追加放电电流(即，第三电流I3)使用于作为LED驱动控制部500内部电源部的Vcc电源部510。图9示出作为借助第一充放电部300的追加放电而被供应驱动电压的构件的LED驱动控制部500内部的Vcc电源部510，但本发明并不限定于此，选择性地或者附加地，LED照明装置4000内的外部传感器、无线通信模块、外部控制电路等各种不同构件可以构成为借助第一充放电部300的追加放电被供应得到驱动电压。
根据第5实施例的LED照明装置5000的构成以及功能
图10是根据本发明的第5实施例的LED照明装置的概略构成的框图。图9所示的根据本发明的第5实施例的LED照明装置5000，还可以包括LED驱动控制部500内的Vcc电源部510以及第二充放电部700。即，根据第5实施例提供的LED照明装置5000的LED驱动电路本身的构成以及功能与根据第一实施例的LED照明装置1000相同，只是在追加放电区间内，从第一充放电部300放电的追加放电电流(即，第三电流I3)充电至第二充放电部700，且第二充放电部700向作为LED驱动控制部500内部电源部的Vcc电源部510稳定地供应驱动电压。图10示出作为从第二充放电部700被供应驱动电压的构件的LED驱动控制部500内部的Vcc电源部510，但本发明并不限定于此，选择性地或者附加地，LED照明装置(4000)内的外部传感器、无线通信模块、外部控制电路等各种不同构件可以从第二充放电部700被供应驱动电压。
其它实施例
以下，参照图11至图16对根据本发明的其它实施例的LED照明装置的构成和功能进行说明。参照图11至图16而说明的其它实施例是构成为利用驱动电流控制部而控制电容器的充放电的实施例。以下，进行具体的说明。
根据其它实施例的LED照明装置6000的构成以及功能
图11是示出本发明的LED驱动电路的构成的图，图12是示出根据本发明的第6实施例的LED驱动电路的图。
如图11所示，本发明的LED照明装置6000包括整流部200、驱动电流控制部、LED发光部400以及电容器C。
上述LED发光部400包括串联连接或者并联连接至少两个以上的LED的多个LED，在本发明的实施例中，限定在四个第一至第四LED组(LED1至LED4)而进行说明，但并不限定于此，LED组的数量可以多样地变更。
上述整流部200对从交流电源供应的交流电压VAC进行整流而生成并输出具有脉动电压形状的驱动电压Vp。所述整流部200并不受特殊限定，可以使用全波整流电路、半波整流电路等公知的各种整流电路中的一种。例如，所述整流部200可以是由第一至第四的二极管(D1至D4)组成的桥式全波整流电路。
所述驱动电流控制部可以包括与所述LED发光部并联连接的第5二极管D5和串联连接在所述LED发光部400和所述电容器C之间的第二驱动电流电路820、以及与所述第二驱动电流电路820以及所述电容器C并联连接的第一驱动电流电路810。
所述第5二极管D5，在充电至所述电容器C的电荷放电的情况下，使驱动电流流向所述LED发光部400。
所述第一驱动电流电路810，在低于驱动所述LED发光部400的正向电压电平的第二区间，并联连接所述电容器C和所述LED发光部400而可以使充电至所述电容器C的电荷放电。
所述第二驱动电流电路820，在驱动所述LED发光部400的正向电压电平以上的第一区间，串联连接所述电容器C和所述LED发光部400而可以使电荷充电至所述电容器C。
即，本发明将在第一区间内充电至电容器C的电荷供应至定义为不发光区间的第二区间，从而可以提高光效率，改善闪烁。
另外，本发明可以满足功率因数(Power Factor)以及总谐波失真(TotalHarmonic Distortion)基准。
参照图12至图15更加具体地说明所述驱动电流控制部。
根据第6实施例的LED照明装置的构成以及功能
如图12所示，根据本发明的第6实施例的驱动电流控制部，包括具备第一开关元件Q1的第一驱动电流电路以及具备第二开关元件Q2的第二驱动电流电路。
第一及第二开关元件Q1，Q2可以使用BJT(bipolar junction transistor，双极面结型晶体管)、FET(field effect transistor，场效应晶体管)等，其种类并不受限制。例如，根据本发明的第一及第二开关元件Q1，Q2可以是MOSFET。
图中虽然没有详细示出，但所述第一及第二开关元件Q1，Q2可以根据从驱动IC输入的驱动电流的电平而被控制。
所述第一开关元件Q1包括用于稳定的恒电流驱动的第7二极管D7，所述第二开关元件Q2可以包括用于稳定的恒电流驱动的第8二极管D8。
所述LED驱动电路的驱动，在驱动LED发光部400的正向电压电平以上的第一区间关断所述第一开关元件Q1，接通所述第二开关元件Q2，而使所述电容器C和所述LED发光部400被串联连接。因此，电荷可以充电至所述电容器C。
另外，所述LED驱动电路的驱动，在低于驱动所述LED发光部400的正向电压电平的第二区间，接通所述第一开关元件Q1，关断所述第二开关元件Q2，从而并联连接所述电容器C和所述LED发光部400。因此，可以使充电至所述电容器C的电荷放电。
本发明具有在通常的交流依次驱动的不发光区间内利用充电至所述电容器C的电荷而驱动所述LED发光部400，从而删除不发光区间而提高光效率，并改善闪烁的优点。
根据第7实施例的LED照明装置的构成以及功能
图13是图示根据本发明的第7实施例的LED驱动电路的图。
如图13所示，根据本发明的第7实施例的LED驱动电路中，除包括第6二极管D6的第二驱动电流电路之外的所有构成与根据本发明的第6实施例的LED驱动电路相同，因此标注相同的符号并省略详细的说明。
根据本发明的第7实施例的所述LED驱动电路，在驱动LED发光部400的正向电压电平以上的第一区间，所述第一开关元件Q1被关断，而使所述电容器C和所述LED发光部400通过所述第6二极管D6串联连接。因此，电荷可以充电至所述电容器C。
另外，所述LED驱动电路可以在低于驱动所述LED发光部400的正向电压电平的第二区间，接通所述第一开关元件Q1而并联连接所述电容器C和所述LED发光部400。因此，充电至所述电容器C的电荷可以放电。
因此，本发明具有在通常的交流依次驱动的不发光区间内利用充电至所述电容器C的电荷而驱动所述LED发光部400而删除不发光区间，从而具有提高光效率且改善闪烁的优点。
根据第8实施例以及第9实施例的LED照明装置的构成以及功能
图14是图示根据本发明的第8实施例的LED驱动电路的图，图15是图示根据本发明的第9实施例的LED驱动电路的图。
如图14以及图15所示，根据本发明的第8以及第9实施例的LED驱动电路中，除第三驱动电流电路830之外的所有构成与根据本发明的第6以及第7实施例的LED驱动电路相同，因此标注相同的符号并省略详细的说明。
所述第三驱动电流电路830连接在整流部200以及LED发光部400之间而可以防止逆向流动的电流。
所述第三驱动电流电路830可以包括至少一个二极管或者至少一个开关元件。再次，所述开关元件可以使用BJT、FET等，其种类不受限制。例如，根据本发明的开关元件可以是MOSFET。
第6实施例的动作过程的一例
图16是示出根据第6实施例的输入电压(驱动电压)电平的LED组的动作区间的图。
如图12以及图16所示，本发明的LED驱动电路，在输入电压(AC Input)为正向电压电平Vf以上的第一区间C1内，可以使电荷充电至电容器C。即，LED发光部400在第一区间C1与所述电容器C串联连接。再次，所述LED发光部400在正向电压电平Vf以上的第一区间C1内，可以借助稳定的驱动电流而被恒电流驱动。
另外，所述LED驱动电路，在输入电压(AC Input)低于正向电压电平Vf的第二区间C2内，可以使电荷在电容器C放电。即，LED发光部400在第二区间C2与所述电容器C并联连接。在这里，所述LED发光部400在第二区间C2内，可以根据从所述电容器C放电的电荷而被恒电流驱动。
因此，本发明具有在通常的交流依次驱动的不发光区间内利用充电至所述电容器C的电荷驱动所述LED发光部400而删除不发光区间并提高光效率且改善闪烁的优点。
另外，本发明可以满足功率因数(Power Factor)以及总谐波失真(TotalHarmonic Distortion)的基准。
以上对各种实施例进行了说明，但本发明并不限定于特定实施例。并且，在特定的实施例中说明的构件，只要不脱离本申请发明的思想，就可以相同或者类似地适用于其他实施例。

Claims (33)

1.一种LED照明装置，其特征在于，包括：
整流部，与交流电源连接而对施加的交流电压进行全波整流，并将全波整流的整流电压作为第一驱动电压而供应至LED发光部；
LED发光部，在无补偿区间从所述整流部将所述整流电压作为所述第一驱动电压而接收并发光，在补偿区间从第一充放电部接收第二驱动电压而发光；
第一充放电部，在充电区间利用所述整流电压充能，在所述补偿区间向所述LED发光部提供所述第二驱动电压；以及
LED驱动控制部，控制所述LED发光部以及所述第一充放电部的动作，在所述整流电压的上升区间和所述充电区间之间的追加放电区间内使所述第一充放电部进行追加放电，
其中，所述补偿区间是所述整流电压的电压电平低于所述LED发光部的正向电压电平的区间，
所述无补偿区间是所述整流电压的电压电平在预设的正向电压电平以上的区间，
所述追加放电区间是，所述整流电压的电压电平为所述LED发光部的正向电压电平以上，且所述第一充放电部的电压电平为所述整流电压的电压电平以上的区间。
2.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，
所述LED驱动控制部通过控制而在所述追加放电区间内使所述LED发光部及所述第一充放电部与所述LED驱动控制部并联连接。
3.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，
所述LED照明装置还包括：
第一恒电流开关，配置在第一节点和所述LED驱动控制部之间，根据所述LED驱动控制部的控制而选择性地形成第一电流路径，所述第一节点位于所述LED发光部的阴极端和所述第一充放电部的一端之间；
第二恒电流开关，配置在第二节点和所述LED驱动控制部之间，根据所述LED驱动控制部的控制而选择性地形成第二电流路径，所述第二节点位于所述第一充放电部的另一端和接地之间；以及
第三恒电流开关，配置在第三节点和所述LED驱动控制部之间，根据所述LED驱动控制部的控制选择性地形成第三电流路径，所述第三节点位于所述第一节点和所述第一充放电部之间，
所述LED驱动控制部通过控制而在所述追加放电区间内接通所述第一恒电流开关以及所述第二恒电流开关，以使所述LED发光部和所述第一充放电部并联连接，并使所述第一充放电部通过所述第三电流路径而进行追加放电。
4.根据权利要求3所述的LED照明装置，其特征在于，
所述LED驱动控制部将通过所述第一恒电流开关流动的第一电流恒电流控制为预设的第一电流值，将通过所述第二恒电流开关流动的第二电流恒电流控制为预设的第二电流值，将通过所述第三恒电流开关流动的第三电流恒电流控制为预设的第三电流值。
5.根据权利要求3所述的LED照明装置，其特征在于，
所述LED照明装置还包括配置在所述第三节点和所述第三恒电流开关之间的电流限制部。
6.根据权利要求3所述的LED照明装置，其特征在于，
所述LED驱动控制部在所述追加放电区间内，将从所述第一充放电部通过所述第三电流路径放电的追加放电电流供应至所述LED照明装置的构件，从而向所述构件供应驱动电压。
7.根据权利要求3所述的LED照明装置，其特征在于，
所述LED照明装置还包括：第二充放电部，通过所述第三电流路径而与所述第一充放电部连接，在所述追加放电区间内利用从所述第一充放电部通过所述第三电流路径而放电的追加放电电流而充能，并利用充入的能量向所述LED照明装置的构件供应驱动电压。
8.一种LED驱动电路，控制LED照明装置的LED发光部的驱动，其特征在于，包括：
整流部，与交流电源连接而对所施加的交流电压进行全波整流，将全波整流的整流电压作为第一驱动电压而供应至所述LED发光部；
第一充放电部，在充电区间利用所述整流电压充能，在补偿区间向所述LED发光部提供第二驱动电压；以及
LED驱动控制部，控制所述LED发光部以及所述第一充放电部的动作，在所述整流电压的上升区间和所述充电区间之间的追加放电区间内，使所述第一充放电部追加放电，
其中，所述补偿区间是所述整流电压的电压电平低于所述LED发光部的正向电压电平的区间，
所述追加放电区间是，所述整流电压的电压电平为所述LED发光部的正向电压电平以上，且所述第一充放电部的电压电平在所述整流电压的电压电平以上的区间。
9.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述LED驱动控制部通过控制而在所述追加放电区间内使所述LED发光部以及所述第一充放电部与所述LED驱动控制部并联连接。
10.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述LED驱动电路还包括：
第一恒电流开关，配置在第一节点和所述LED驱动控制部之间，根据所述LED驱动控制部的控制而选择性地形成第一电流路径，所述第一节点位于所述LED发光部的阴极端和所述第一充放电部的一端之间；
第二恒电流开关，配置在第二节点和所述LED驱动控制部之间，根据所述LED驱动控制部的控制而选择性地形成第二电流路径，所述第二节点位于所述第一充放电部的另一端和接地之间；以及
第三恒电流开关，配置在第三节点和所述LED驱动控制部之间，根据所述LED驱动控制部的控制选择性地形成第三电流路径，所述第三节点位于所述第一节点和所述第一充放电部之间，
所述LED驱动控制部通过控制而在所述追加放电区间内接通所述第一恒电流开关以及所述第二恒电流开关，以使所述LED发光部和所述第一充放电部并联连接，并使所述第一充放电部通过所述第三电流路径而进行追加放电。
11.根据权利要求10所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述LED驱动控制部将通过所述第一恒电流开关流动的第一电流恒电流控制为预设的第一电流值，将通过所述第二恒电流开关流动的第二电流恒电流控制为预设的第二电流值，将通过所述第三恒电流开关流动的第三电流恒电流控制为预设的第三电流值。
12.根据权利要求11所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述LED驱动电路还包括配置在所述第三节点和所述第三恒电流开关之间的电流限制部。
13.根据权利要求10所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述LED驱动控制部在所述追加放电区间内，将从所述第一充放电部通过所述第三电流路径而放电的追加放电电流供应至所述LED照明装置的构件，从而向所述构件供应驱动电压。
14.根据权利要求13所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述LED驱动电路还包括：第二充放电部，通过所述第三电流路径而与所述第一充放电部连接，在所述追加放电区间内利用从所述第一充放电部通过所述第三电流路径而放电的追加放电电流而充能，利用充入的能量向所述LED照明装置的构件供应驱动电压。
15.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：
LED发光部；
整流部，接收交流电源并进行全波整流而生成并输出用于驱动所述LED发光部的驱动电压；
驱动电流控制部，控制流向所述LED发光部的驱动电流；以及
电容器，根据所述驱动电流控制部的控制而将驱动所述LED发光部的电荷进行充电，
所述驱动电流控制部包括：
第一二极管，与所述LED发光部并联连接；
第二驱动电流电路，与所述LED发光部及所述电容器串联连接，且与所述电容器直接连接；以及
第一驱动电流电路，与由所述第二驱动电流电路和所述电容器串联连接而构成的电路并联连接，
其中，所述第一驱动电流电路与由所述第二驱动电流电路和所述电容器串联连接而构成的所述电路并联连接而构成的电路与所述LED发光部串联连接。
16.根据权利要求15所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述第一驱动电流电路及第二驱动电流电路包括至少一个二极管或者至少一个开关元件。
17.根据权利要求16所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述开关元件是双极面结型晶体管、场效应晶体管中的一种。
18.根据权利要求15所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述第一驱动电流电路包括使所述LED发光部以及所述电容器并联连接的第一开关元件，
所述第二驱动电流电路包括使所述LED发光部以及所述电容器串联连接的第二开关元件。
19.根据权利要求15所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述第二驱动电流电路包括使所述LED发光部以及所述电容器串联连接的第二二极管，
所述第一驱动电流电路包括使所述LED发光部以及所述电容器并联连接的开关元件。
20.根据权利要求15所述的LED驱动电路，其特征在于，
还包括位于所述整流部和所述LED发光部之间的第三驱动电流电路。
21.根据权利要求20所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述第三驱动电流电路包括至少一个二极管或者至少一个开关元件。
22.根据权利要求21所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述开关元件是双极面结型晶体管、场效应晶体管中的一种。
23.根据权利要求20所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述第一驱动电流电路至第三驱动电流电路还包括用于稳定的恒电流驱动的第三二极管。
24.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：
LED发光部；
驱动电流控制部，控制流向所述LED发光部的驱动电流；以及
电容器，在供应驱动所述LED发光部的正向电压电平以上的输入电压的第一区间内，与所述LED发光部串联连接，
所述驱动电流控制部包括：
第一二极管，与所述LED发光部并联连接；
第二驱动电流电路，与所述LED发光部及所述电容器串联连接，且与所述电容器直接连接；以及
第一驱动电流电路，与由所述第二驱动电流电路和所述电容器串联连接而构成的电路并联连接，
其中，所述第一驱动电流电路与由所述第二驱动电流电路和所述电容器串联连接而构成的所述电路并联连接而构成的电路与所述LED发光部串联连接。
25.根据权利要求24所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述电容器在供应低于驱动所述LED发光部的正向电压电平的输入电压的第二区间内，与所述LED发光部并联连接。
26.根据权利要求24所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述第一驱动电流电路及第二驱动电流电路包括至少一个二极管或者至少一个开关元件。
27.根据权利要求26所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述开关元件是双极面结型晶体管、场效应晶体管中的一种。
28.根据权利要求24所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述第一驱动电流电路包括使所述LED发光部以及所述电容器并联连接的第一开关元件，
所述第二驱动电流电路包括使所述LED发光部以及所述电容器串联连接的第二开关元件。
29.根据权利要求24所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述第二驱动电流电路包括使所述LED发光部以及所述电容器串联连接的第二二极管，
所述第一驱动电流电路包括使所述LED发光部以及所述电容器并联连接的开关元件。
30.根据权利要求24所述的LED驱动电路，其特征在于，
还包括：整流部，接收交流电源并进行全波整流而生成并输出用于驱动所述LED发光部的驱动电压，
还包括位于所述整流部和所述LED发光部之间的第三驱动电流电路。
31.根据权利要求30所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述第三驱动电流电路包括至少一个二极管或者至少一个开关元件。
32.根据权利要求31所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述开关元件是双极面结型晶体管、场效应晶体管中的一种。
33.根据权利要求30所述的LED驱动电路，其特征在于，
所述第一驱动电流电路至第三驱动电流电路还包括用于稳定的恒电流驱动的第三二极管。
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