CN102111933A - Led驱动电路、相控调光器、led照明灯具、led照明设备以及led照明系统 - Google Patents

Led驱动电路、相控调光器、led照明灯具、led照明设备以及led照明系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及LED驱动电路、相控调光器、LED照明灯具、LED照明设备以及LED照明系统，一种通过输入交流电压驱动LED的LED驱动电路，该LED驱动电路能够连接至相控调光器。该LED驱动电路设置有电流提取器，所述电流提取器用于持续允许电流流入所述相控调光器，从而在所述相控调光器内的相控元件接通并且所述LED发光后交流电压达0V之前，所述相控调光器内的相控元件不会关断。

Description

LED驱动电路、相控调光器、LED照明灯具、LED照明设备以及LED照明系统
发明背景 
1.发明领域
本发明涉及用于驱动LED(发光二极管)的LED驱动电路、可连接至该LED驱动电路的相控调光器、LED照明灯具、LED照明设备、以及具有作为光源的LED的LED照明系统。 
2.相关技术描述 
LED具有如低电流消耗和长使用寿命的特性，并且LED应用不仅扩展至显示设备而且扩展至照明灯具和其它应用。在LED照明灯具中，通常使用多个LED单元以便于获得所需照明强度。 
常用的照明灯具通常使用商用AC 100V电源，并且在使用LED照明灯具替代白炽灯泡或其它常用照明灯具的情形中，优选也将LED照明灯具配置成与常用照明灯具一样使用商用AC 100V电源。 
在将调光控制应用于白炽灯泡的情形中使用相控调光器(通称为白炽光控制)，其中通过在交流电源电压的特定相位角将开关元件(通常为可控硅元件或双向可控硅元件)导通，可由单个电位器元件将调光控制容易地应用于向白炽灯泡的供电。然而，在白炽灯泡由相控调光器调光的情形中已知会发生闪烁或闪光，并且当低瓦特白炽灯泡被连接至调光器时正常调光是不可能的。 
用于对白炽灯泡进行调光控制的相同类型的相控调光器优选在调光控制应用于使用交流电源的LED照明灯具的情形中使用。图17和18示出常规LED照明系统的示例，藉由这些常规LED照明系统调光控制可应用于使用交流电源的LED照明灯具。 
图17所示的LED照明系统设置有相控调光器2、具有二极管桥DB1和限流电路5的LED驱动电路、以及LED模块3。相控调光器2串联连接在交流电源1与LED驱动电路之间。在相控调光器2中，当半固定电阻器Rvar1的调节钮(未在附图中示出)被设置到特定位置时，双向可控硅开关Tri1在对应于设定位置 的电源相位角上接通。使用电容器C1和电感器L1的防噪电路也设置在相控调光器2中，且从相控调光器2返回至电源线的终端噪声被防噪电路降低。 
图18所示的LED照明系统设置有相控调光器2、LED模块3、以及LED驱动电路，该LED驱动电路具有二极管桥DB1、开关控制电路CNT1、开关元件Q1、线圈L2、二极管D1、电容器C4和电阻器R2。在图18所示的LED照明系统中，开关控制电路CNT1检测流至电阻器R2的电流的值以及在二极管桥DB1的正输出端子上产生的电压的均方根值，并基于这些检测结果控制开关元件Q2的开/关状态。 
图20示出当白炽灯泡13由相控调光器2操作时每个组件的电压和电流波形的示例(参见图19)。图20示出交流电源1的输出电压V1的波形、白炽灯泡13两端的电压V13的波形、以及流至白炽灯泡13的电流I13的波形。当双向可控硅开关Tri1从断开切换至接通时，白炽灯泡13两端的电压V13急速上升，流至白炽灯泡13的电流I13也急速上升，从而白炽灯泡13被点亮。因为当双向可控硅开关Tri1接通时电流继续流至白炽灯泡13，所以白炽灯泡13继续被点亮，直至交流电源1的输出电压V1达到接近0V的值。 
图21A-21C示出图17所示的LED照明系统中LED模块3两端的电压V3的波形示例。图21A示出在亮调光器级上LED模块3两端的电压V3的波形，图21B示出在暗调光器级上LED模块3两端的电压V3的波形，而图21C示出在中间调光器级(介于亮调光器级与暗调光器级之间的级别)上LED模块3两端的电压V3的波形。 
在设置了亮调光器级的情形中，在双向可控硅开关Tri1从断开切换至接通且LED模块3被点亮之后，当LED模块3两端的电压V3降至LED模块3的正向电压VF之下时，电流不再流至LED模块3，并且双向可控硅开关Tri1关断。LED模块3两端的电压V3因此急剧降低(参见图12A)。 
图22A示出在设置了亮调光器级的情形中图17所示的LED照明系统的每个组件的电压/电流的模拟波形。图22A示出交流电源1的输出电压V1、LED模块3两端的电压V3、以及流至LED模块3的电流I3的波形。图22A还示出其中半固定电阻器Rvar1的调节钮被设置到LED模块3的最大光强度的位置，即半固定电阻器Rvar1的电阻值为0Ω的位置的模拟结果。在图22A中，双向可控硅开关 Tri1的接通和LED模块3两端的电压V3的上升在相位为53°时发生。LED模块3的光强度与LED模块3的平均电流成正比，并且因此可根据LED模块3的平均电流估计。LED模块3的平均电流与半固定电阻器Rvar1的电阻值之间的关系如图23所示。假设LED模块3的光强度100％地处于未设置相控调光器2的状态中，LED模块3的光强度处于获得图22A的模拟结果的状况下的概率为90.5％。 
另一方面，在设置了暗调光器级的情形中，在双向可控硅开关Tri1从断开切换至接通且LED模块3被点亮之后，当LED模块3两端的电压V3降至LED模块的正向电压VF之下时，电流不再流至LED模块3。然而，因为在相控调光器2中设置了相移电容器C2和C3，所以电流从电容器C2和C3流至双向可控硅开关Tri1，并且双向可控硅开关Tri1不关断(参见图21B)。 
图22B示出在设置了暗调光器级的情形中图17所示的LED照明系统的每个组件的电压/电流的模拟波形。图22B示出交流电源1的输出电压V1、LED模块3两端的电压V3、以及流至LED模块3的电流I3的波形。图22B示出其中半固定电阻器Rvar1的电阻值为150kΩ的模拟的结果。在图22B中，双向可控硅开关Tri1的接通和LED模块3两端的电压V3的上升在相位为141°时发生。LED模块3的光强度处于获得图22B的模拟结果的状况下的概率为0.71％。 
例如，当电容器C2的电容为100nF、电阻器R1的电阻值为5.6kΩ、且电容器C2两端电压的初始值为141V时，从电容器C2流出的电流花费约900μs的时间降至双向可控硅开关Tri1的保持电流(在该情形中为5mA)之下。具体地，由电容器C2对双向可控硅开关Tri1的保持时间约为900μs。在自双向可控硅开关Tri1接通起已过去900μs之后电流停止流向LED模块3的情形中诸如图21A波形的波形出现，而在900μs之内电流停止流向LED模块3的情形中诸如图21B波形的波形出现。如图21C所示，图21A所示波形和图21B所示波形混合发生的波形在条件确实在两种波形的条件之间，即在双向可控硅开关Tri1接通之后900μs电流停止流向LED模块3的情形中出现。当图21C所示状态发生时，电容器C2中电荷的量与电阻器R1和电容器C2的时间常数的波动使得流向LED模块3的电流不稳定、灯闪烁、且闪烁在低电平调光时发生。 
图22C示出在设置了中间调光器级的情形中图17所示的LED照明系统的每个组件的电压/电流的模拟波形。图22C示出交流电源1的输出电压V1、LED模 块3两端的电压V3、以及流至LED模块3的电流I3的波形。图22C示出其中半固定电阻器Rvar1的电阻值为135kΩ的模拟的结果。在图22C中，双向可控硅开关Tri1从关断切换至接通以及LED模块3两端的电压V3上升的时序在相位137°与相位141°之间交替。LED模块3的光强度处于获得图22C的模拟结果的状况下的概率为1.58％。 
上述低电平调光期间闪烁的问题一般在LED模块3的光强度约为1～5％时发生，但是因为存在各种类型的调光器，所以1～5％的范围仅仅是近似，并且低电平调光期间闪烁的问题也在除1～5％外的强度上发生。 
发明概述 
本发明的一个目的是提供能够在低电平调光期间减少LED闪烁的LED驱动电路、相控调光器、LED照明灯具、LED照明设备、以及LED照明系统。 
根据本发明的用于实现上述目的的LED驱动电路是其中输入交流电压且驱动LED、且能够连接至相控调光器的LED驱动电路；并且该LED驱动电路包括电流提取器，该电流提取器用于允许电流流入相控调光器，从而在相控调光器内的相控元件接通并且LED发光后交流电压达0V之前，相控调光器内的相控元件不会关断。 
当流过用于将LED驱动电流馈送至LED的电源馈送线的电流的值降至检测确定值之下时，该电流提取器可开始工作。 
可设置用于检测过电流的电流检测电路、或用于检测过电压的电压检测电路，其中根据该电流检测电路或电压检测电路的检测结果来间接检测流过用于将LED驱动电流馈送至LED的电源馈送线的电流的值。 
在相控调光器内的相控元件被关断时，该电流提取器也可工作。 
在电流提取器开始工作之后交流电压达到0V时，电流提取器可停止工作。 
在电流提取器开始工作之后过了预定时间时，电流提取器可停止工作。 
根据本发明的用于实现上述目的的相控调光器是能连接至其中输入交流电压且驱动LED的LED驱动电路的相控调光器；并且该相控调光器包括相控元件以及强制关断单元，该强制关断单元用于迫使相控元件在相控元件接通并且LED发光后交流电压达0V之前关断。 
当流过用于将LED驱动电流馈送至LED的电源馈送线的电流的值降至检测确定值之下时，强制关断单元可迫使相控元件关断。 
可在LED驱动电路中设置用于检测过电流的电流检测电路、或用于检测过电压的电压检测电路，其中根据该电流检测电路或电压检测电路的检测结果来间接检测流过用于将LED驱动电流馈送至LED的电源馈送线的电流的值。 
根据用于检测交流电压的电压检测电路的检测结果可间接检测流过用于将LED驱动电流馈送至LED的电源馈送线的电流的值。 
当电压检测电路所检测到的电压值达到比LED的正向电压高的预定值时，强制关断单元可迫使相控元件关断。 
根据本发明的用于实现上述目的的LED照明灯具包括根据上述的本发明诸方面的任一个的LED驱动电路，以及连接至该LED驱动电路外部的LED。 
根据本发明的用于实现上述目的的LED照明灯具可包括：LED；以及LED闪烁减少单元，该LED闪烁减少单元用于减少因为在相控调光器内的相控元件接通并且LED发光后输入至相控调光器的交流电压达0V之前相控调光器内的相控元件关断而引起的LED的闪烁。 
根据本发明的用于实现上述目的的LED照明设备包括根据上述的本发明诸方面的任一个的LED驱动电路，或根据上述的本发明诸方面的任一个的LED照明灯具。 
根据本发明的用于实现上述目的的LED照明系统包括根据上述的本发明诸方面的任一个的LED照明灯具，或根据上述的本发明的LED照明设备，以及连接至LED照明灯具或LED照明设备的输入侧的相控调光器。 
根据本发明的用于实现上述目的的LED照明系统包括根据连接至该LED照明灯具或LED照明设备的输入侧的上述的本发明诸方面的任一个的相控调光器。 
通过本发明，诸如图22C中状态的状态不发生，因此可减少低电平调光期间的闪烁。 
附图说明
图1A是示出根据本发明第一实施例的LED照明系统的配置的视图； 
图1B是示出根据本发明第二实施例的LED照明系统的配置的视图； 
图2是示出根据本发明第三实施例的LED照明系统的配置的视图； 
图3是示出根据本发明第四实施例的LED照明系统的配置的视图； 
图4是示出根据本发明第五实施例的LED照明系统的配置的视图； 
图5是示出LED模块的电压-电流特性的视图； 
图6是示出根据本发明第六实施例的LED照明系统的配置的视图； 
图7是示出根据本发明第七实施例的LED照明系统的配置的视图； 
图8A是示出根据本发明的LED照明系统中使用的LED驱动电路的第一变体的视图； 
图8B是示出根据本发明的LED照明系统中使用的LED驱动电路的第二变体的视图； 
图9是示出根据本发明的LED照明系统中使用的LED驱动电路的第三变体的视图； 
图10是示出在图9所示的LED驱动电路在根据本发明的LED照明系统中使用的情形中每个组件的电压/电流波形的时序图； 
图11是示出根据本发明的LED照明系统中使用的LED驱动电路的第四变体的视图； 
图12是示出根据本发明的LED照明系统中使用的LED驱动电路的第五变体的视图； 
图13是示出根据本发明的LED照明系统中使用的LED驱动电路的第六变体的视图； 
图14是示出根据本发明第八实施例的LED照明系统的配置的视图； 
图15是示出根据本发明的LED照明灯具、根据本发明的LED照明设备、以及根据本发明的LED照明系统的整体结构的示例的视图； 
图16是示出根据本发明的LED照明灯具的整体结构的另一示例的视图； 
图17是示出常规LED照明系统的示例的视图； 
图18是示出常规LED照明系统的另一示例的视图； 
图19是示出白炽灯泡照明系统的配置示例的视图； 
图20是示出图19中所示的白炽灯泡照明系统的每个组件的电压/电流波形 的示例的视图； 
图21A是示出在设置了亮调光器级的情形中图17中所示的LED照明系统中的LED模块两端的电压的波形示例的视图； 
图21B是示出在设置了暗调光器级的情形中图17中所示的LED照明系统中的LED模块两端的电压的波形示例的视图； 
图21C是示出在设置了中间调光器级的情形中图17中所示的LED照明系统中的LED模块两端的电压的波形示例的视图； 
图22A是示出在设置了亮调光器级的情形中图17所示的LED照明系统的每个组件的电压/电流的模拟波形图； 
图22B是示出在设置了暗调光器级的情形中图17所示的LED照明系统的每个组件的电压/电流的模拟波形图； 
图22C是示出在设置了中间调光器级的情形中图17所示的LED照明系统的每个组件的电压/电流的模拟波形图； 
图23是示出LED模块的平均电流与半固定电阻器的电阻值之间的关系的视图。 
优选实施方式的描述 
下面，本发明的诸实施方式将参照附图给予说明。 
[第一实施例] 
图1A示出根据本发明第一实施例的LED照明系统的配置。在图1A中使用相同的附图标记以指代与图17中组件相同的组件，并且将不给出其详细描述。图1A所示的根据本发明的第一实施例的LED照明系统设置有相控调光器2、LED模块3和LED驱动电路4A。LED驱动电路4A是根据本发明的LED驱动电路的示例，并且是直接型(非开关型)LED驱动电路，且具有二极管桥DB1、限流电路5、以及电流提取器6。电流提取器6设置在二极管桥DB1的输出端之间，并且在工作期间从用于将LED驱动电流馈送至LED模块3的电源馈送线LN1提取电流。在根据图1A所示的本发明第一实施例的LED照明系统中，相控调光器2被设置在交流电源1与LED驱动电路4A的输入端之间，并且由一个或多个LED元件构成的LED模块3被设置在LED驱动电路4A的输出端之间。 
在相控调光器2内的双向可控硅开关Tri1接通并且LED模块3发光之后，电流提取器6的动作使得电流流向相控调光器2内的双向可控硅开关Tri1，并且相控调光器2内的双向可控硅开关Tri1直到交流电源1的输出电压V1达到0V时才关断。交流电源1的输出电压V1和LED模块3两端的电压V3因此相同，如图22B所示。由此防止诸如图22C中状态的状态发生，且因此可减少低电平调光期间的闪烁。 
[第二实施例] 
图1B示出根据本发明第二实施例的LED照明系统的配置。在图1B中使用相同的附图标记以指代与图18中组件相同的组件，并且将不给出其详细描述。图1B所示的根据本发明第一实施例的LED照明系统设置有相控调光器2、LED模块3和LED驱动电路4B。LED驱动电路4B是根据本发明的LED驱动电路的另一示例，并且是具有二极管桥DB 1、开关控制电路CNT1、开关元件Q1、线圈L2、二极管D1、电容器C4、电阻器R2、以及电流提取器6的开关型LED驱动电路。电流提取器6设置在二极管桥DB1的输出端之间，并且在工作期间从用于将LED驱动电流馈送至LED模块3的电源馈送线LN1提取电流。在根据图1B所示的本发明第二实施例的LED照明系统中，相控调光器2被设置在交流电源1与LED驱动电路4B的输入端之间，并且由一个或多个LED元件构成的LED模块3被设置在LED驱动电路4B的输出端之间。 
在相控调光器2内的双向可控硅开关Tri1接通并且LED模块3发光之后，电流提取器6的动作使得电流流向相控调光器2内的双向可控硅开关Tri1，并且相控调光器2内的双向可控硅开关Tri1直到交流电源1的输出电压V1达到0V时才关断。交流电源1的输出电压V1和LED模块3两端的电压V3因此相同，如图22B所示。由此防止诸如图22C中状态的状态发生，且因此可减少低电平调光期间的闪烁。 
[第三实施例] 
图2示出根据本发明第三实施例的LED照明系统的配置。相同的附图标记在图2中使用以指代与图17中组件相同的组件，并且将不给出其详细描述。图2所示的根据本发明的第三实施例的LED照明系统设置有相控调光器2′、LED模块3和LED驱动电路4。LED驱动电路4是直接型(非开关型)LED驱动电路， 且具有二极管桥DB1和限流电路5。在根据图2所示的本发明第三实施例的LED照明系统中，相控调光器2′被设置在交流电源1与LED驱动电路4的输入端之间，并且由一个或多个LED元件构成的LED模块3被设置在LED驱动电路4的输出端之间。 
相控调光器2’通过将开关S1添加到图17所示的相控调光器2来形成。在相控调光器2’内的双向可控硅开关Tri1接通且LED模块3发光之后，电容器C2和双向可控硅开关Tri1并联连接，且通过在交流电源1的输出电压V1达0V之前接通开关S1，电容器C2立即放电。相控调光器2’内的双向可控硅开关Tri1因此关断，如图22A所示。由此防止诸如图22C中状态的状态发生，且因此可减少低电平调光期间的闪烁。 
[第四实施例] 
图3示出根据本发明第四实施例的LED照明系统的配置。相同的附图标记在图3中使用以指代与图1A中组件相同的组件，并且将不给出其详细描述。图3所示的根据本发明第四实施例的LED照明系统是图1A所示的根据本发明第一实施例的LED照明系统的一具体示例。 
在图3所示的根据本发明第四实施例的LED照明系统中，LED驱动电路4A具有电流检测电路7。该电流检测电路7检测流向电源馈送线LN1的电流的值是否低于检测确定值。当电流检测电路7检测到流向电源馈送线LN1的电流的值低于检测确定值时，电流提取器6开始工作。 
[第五实施例] 
图4示出根据本发明第五实施例的LED照明系统的配置。相同的附图标记在图4中使用以指代与图1A中组件相同的组件，并且将不给出其详细描述。图4所示的根据本发明第五实施例的LED照明系统是图1A所示的根据本发明第一实施例的LED照明系统的另一具体示例。 
在图4所示的根据本发明第五实施例的LED照明系统中，LED驱动电路4A具有电压检测电路8。该电压检测电路8检测二极管桥DB1的输出端两端的电压的值。当基于电压检测电路8检测到的电压值的流向电源馈送线LN1的电流的值低于检测确定值时，电流提取器6开始工作。在例如LED模块3的电压-电流特性如图5所示的情形中，当流向电源馈送线LN1的电流的值(＝LED模块3 的电流值)为20mA时限流电路5中发生6V电压降之时，电压检测电路8检测到的电压值为86V。 
[第六实施例] 
图6示出根据本发明第六实施例的LED照明系统的配置。在图6中使用相同的附图标记以指代与图2中组件相同的组件，并且将不给出其详细描述。图6所示的根据本发明第六实施例的LED照明系统是图2所示的根据本发明第三实施例的LED照明系统的一具体示例。 
在图6所示的根据本发明第六实施例的LED照明系统中，LED驱动电路4具有电流检测电路7。电流检测电路7检测流向电源馈送线LN1的电流的值。该电流检测电路7检测流向电源馈送线LN1的电流的值是否低于检测确定值。当电压检测电路8检测到流向电源馈送线LN1的电流的值已降至低于检测确定值时，相控调光器2’内的开关S1接通。 
[第七实施例] 
图7示出根据本发明第七实施例的LED照明系统的配置。相同的附图标记在图7中使用以指代与图2中组件相同的组件，并且将不给出其详细描述。图7所示的根据本发明第7实施例的LED照明系统是图2所示的根据本发明第三实施例的LED照明系统的另一具体示例。 
在图7所示的根据本发明第7实施例的LED照明系统中，LED驱动电路4具有电压检测电路8。该电压检测电路8检测二极管桥DB1的输出端两端的电压的值。当基于电压检测电路8检测到的电压值的流向电源馈送线LN1的电流的值低于检测确定值时，开关S1接通。在LED模块3的电压-电流特性如图5所示的情形中，当流向电源馈送线LN1的电流的值(＝LED模块3的电流值)为例如20mA时限流电路5中发生6V电压降之时，电压检测电路8检测到的电压值为86V。 
[LED驱动电路的第一和第二变体] 
不同于上述本发明第四实施例中电流检测电路7直接检测流向电源馈送线LN1的电流的值，可采用如图8A中所示的直接型(非开关型)LED驱动电路4A或图8B中所示的开关型LED驱动电路4B中的配置，其中电流检测电路7利用在用于控制流过LED模块3(未在图8A或图8B中示出)的电流的电阻器52或R2上 产生的电压来间接检测流向电源馈送线LN1的电流的值。在图8A所示的直接型(非开关型)LED驱动电路4A中，限流电路5由PNP晶体管51、连接至PNP晶体管51的集电极的电阻器52、向其输入电阻器52两端的电压的比较器53、以及用于根据比较器53的输出控制该PNP晶体管51的驱动电路54。 
上述的本发明第六实施例中使用的LED驱动电路4也可修改成由电流检测电路7利用用于控制流过LED模块3的电流的电阻器52两端产生的电压来间接检测流向电源馈送线LN1的电流的值，如在图8A所示的直接型(非开关型)LED驱动电路4A中一样。 
[LED驱动电路的第三变体] 
不同于上述本发明第四实施例中电流检测电路7直接检测流向电源馈送线LN1的电流的值，可采用如图9中所示的直接型(非开关型)LED驱动电路4A中的配置，其中电流检测电路7利用如由比较器10检测到的限流电路5中的电压降来间接检测流向电源馈送线LN1的电流的值。 
图10是示出在图9所示的直接型(非开关型)LED驱动电路4A在根据本发明的LED照明系统中使用的情形中，电源馈送线LN1的电压VLN1、流过LED模块3的电流I3、以及限流电路5中的电压降VD的时序图。如从图10显而易见地，当电流停止流入LED模块3时，限流电路5中的电压降VD减小。因此，电流检测电路7检测到此电压降VD的减小，由此间接地检测到流向电源馈送线LN1的电流的值(＝流向LED模块3的电流的值)。 
上述的本发明第六实施例中使用的LED驱动电路4也可修改成由电流检测电路7利用如由比较器10检测到的限流电路5中的电压降来间接检测流向电源馈送线LN1的电流的值，如在图9所示的直接型(非开关型)LED驱动电路4A中一样。 
[LED驱动电路的第四变体] 
不同于上述本发明第四实施例中电流检测电路7直接检测流向电源馈送线LN1的电流的值，可采用如图11中所示的直接型(非开关型)LED驱动电路4A中的配置，其中电流检测电路7利用在用于控制流过LED模块3(未在图11中示出)的电流的电阻器52上产生的电压来间接检测流向电源馈送线LN1的电流的值。在图11中所示的直接型(非开关型)LED驱动电路4A中，限流电路5具有 过电流保护功能，且由PNP晶体管51、连接至PNP晶体管51的集电极的电阻器52、向其输入电阻器52两端的电压的比较器53、用于驱动PNP晶体管51的驱动电路54、以及用于在比较器53的输出超过预定值时向驱动电路54发出截止PNP晶体管51的指令的过电流保护电路55。 
因为利用了电流检测电路7来在过电流保护功能中检测电流，所以可减小电路大小并降低成本。 
上述的本发明第六实施例中使用的LED驱动电路4也可修改成由电流检测电路7利用在用于控制流过LED模块3的电流的电阻器52两端产生的电压来间接检测流向电源馈送线LN1的电流的值，如在图11所示的直接型(非开关型)LED驱动电路4A中一样。 
[LED驱动电路的第五变体] 
不同于上述本发明第四实施例中电流检测电路7直接检测流向电源馈送线LN1的电流的值，可采用如图12中所示的直接型(非开关型)LED驱动电路4A中的配置，其中电流检测电路7利用如由比较器53检测到的限流电路5中的电压降来间接检测流向电源馈送线LN1的电流的值。在图12中所示的直接型(非开关型)LED驱动电路4A中，限流电路5具有过电压保护功能，且由PNP晶体管51、连接至PNP晶体管51的集电极的电阻器52、向其输入限流电路5中的电压降的比较器53、用于驱动PNP晶体管51的驱动电路54、以及用于在比较器53的输出超过预定值时向驱动电路54发出截止PNP晶体管51的指令的过电压保护电路56。 
因为利用了电流检测电路7来在过电压保护功能中检测电压，所以可减小电路大小并降低成本。 
上述的本发明第六实施例中使用的LED驱动电路4也可修改成由电流检测电路7利用如由比较器53检测到的限流电路5中的电压降来间接检测流向电源馈送线LN1的电流的值，如在图12所示的直接型(非开关型)LED驱动电路4A中一样。 
[LED驱动电路的第六变体] 
例如，在上述的根据本发明第四实施例的LED照明系统中，必须使LED模块3和LED驱动电路4A的总阻抗低于在相控调光器2的双向可控硅开关Tri1关 断时相控调光器2内的阻抗。因为在LED模块3中多个LED元件串联连接的情形中LED模块3和LED驱动电路4A的总阻抗高，所以当双向可控硅开关Tri1关断时低阻抗电路通常连接至电源馈送线LN1。通过如图13所示的LED驱动电路4A中将电流提取器6用作低阻抗电路，可减少电路元件的数量，并且可减小LED驱动电路4的大小和成本。在图13所示的LED驱动电路4A中，电流提取器6由电阻器R4～R8、NPN晶体管Q2～Q4、以及开关S2构成。 
例如，当二极管桥DB1的输出端两端的电压为30V或更低时，NPN晶体管Q2截止且NPN晶体管Q3导通，且由NPN晶体管Q4的基极发射极两端的电压和电阻器R8的电阻值确定的电流流过电流提取器6，并且在二极管桥DB1的输出端两端的电压高于30V的情形下，NPN晶体管Q2导通且NPN晶体管Q3截止。 
当电流检测电路7检测到的电流值处于预定范围内时，开关S2接通且NPN晶体管Q3导通，由此电流提取器6提取电流。 
[LED驱动电路的第七变体] 
例如，在上述的根据本发明第四实施例的LED照明系统中使用的LED驱动电路4A中，可采用与上述LED驱动电路的第六变体大不相同的配置，其中当在电流提取器6开始电流提取后二极管桥DB1的输出端两端的电压达0V时停止电流提取。由此电流提取器可最小必要程度地工作，并且可抑制电流提取器6中的电流损耗。可使用例如向其输入二极管桥DB1的输出端两端的电压的比较器来检测二极管桥DB1的输出端两端的电压。 
[LED驱动电路的第八变体] 
例如，在上述的根据本发明第四实施例的LED照明系统中使用的LED驱动电路4A中，可采用与上述LED驱动电路的第六变体大不相同的配置，其中当在电流提取器6开始电流提取后已经过了超过相移电容器C2、C3的双向可控硅开关保持时间的特定时间时停止电流提取。由此电流提取器可最小必要程度地工作，并且可抑制电流提取器6中的电流损耗。可使用例如定时器作为用于如上所述测量特定时间的流逝的装置。 
[第八实施例] 
图14示出根据本发明第八实施例的LED照明系统的配置。相同的附图标记在图14中使用以指代与图2中组件相同的组件，并且将不给出其详细描述。 图14所示的根据本发明第八实施例的LED照明系统是图2所示的根据本发明第三实施例的LED照明系统的一具体示例。 
如图14所示的根据本发明第八实施例的LED照明系统设置有用于检测LED驱动电路4的输入电压的电压检测电路9。当电压检测电路9检测到的电压值在预定范围内时，相控调光器2’内的开关S1接通。该预定范围优选是高于LED模块的正向电压VF的预定值。当采用这一设置时，相移电容器C2放电，且双向可控硅开关Tri1可因LED模块3电流的减小而被强制关断。 
[变体] 
本发明的LED驱动电路或本发明的相控调光器的输入电压不限于日本国内商用电源电压100V。通过将本发明的LED驱动电路或本发明的相控调光器的电路常数设定为适当值，国外商用电源电压或逐步降低的交流电压可被用作本发明的LED驱动电路或本发明的相控调光器的输入电压。 
通过向本发明的LED驱动电路添加电流熔丝或其它保护元件可提供更安全的LED驱动电路。 
在上述本发明的LED驱动电路的配置中，电流提取器被设置于二极管桥的输出侧作为限流电路之前的一级，但电流提取器也可被设置于二极管桥的输入侧，或者电流提取器可被设置成限流电路之后的一级。然而，在电流提取器被设置成限流电路之后的一级的情形中，流向电流提取器的电流必须被设置成低于限流电路的电流限值的值。 
限流电路5被连接至上述直接型(非开关型)LED驱动电路中LED模块3的阳极侧，但将各个电路常数设置成适当值使得限流电路5能够被连接至LED模块3的阴极侧而没有问题。 
在流向LED模块3的电流相对于LED的额定电流具有足够容限的情形中，没有限流电路5不会影响调光操作和其它操作。 
输入至本发明的LED驱动电路的电压不限于基于正弦波交流电压的电压，并且可以是另一交流电压。输入至本发明的相控调光器的电压也不限于基于正弦波交流电压的电压，并且可以是另一交流电压。 
上述LED驱动电路还可都设置有二极管桥，但该二极管桥不是本发明的LED驱动电路的必要构成元件。在没有设置二极管桥的配置的示例中，设置 了具有相互不同正向的两个LED模块，并且对每个LED模块设置限流电路、电流提取器、以及提取定时调节器。该配置的优点在于不需要二极管桥，因为不需要二极管桥而电源效率得到一定程度的增强、以及LED驱动电路的占空比是LED在全波整流之后被驱动的系统的一半，由此延长了LED的寿命(意味着光通量降低的减小)。但是，此配置具有的缺点在于LED元件的数量倍增，从而提高了成本。 
在以上所述的诸实施例和变体的特征不会彼此不兼容的限度内，以上所述的诸实施例和变体可以任何方式组合和实现。 
[根据本发明的LED照明灯具] 
最后，将描述本发明的LED照明灯具的整体结构。图15示出根据本发明的LED照明灯具、根据本发明的LED照明设备、以及根据本发明的LED照明系统的整体结构的示例。图15示出本发明的紧凑型自镇流(self-ballasted)LED照明灯具200的部分剖视图。外壳或衬底202、由设置到外壳或衬底202的正面(面向灯泡的顶部)的一个或多个LED元件构成的LED模块201、以及设置到外壳或衬底202的背面(面向灯泡的底部)的电路203被设置在本发明的紧凑型自镇流LED照明灯具200内部。在电路203中可使用例如上述的本发明LED驱动电路的示例。电路203也不限于上述的本发明LED驱动电路的示例，并且显而易见，电路203可以是至少设置有能够减少LED的闪烁或闪光的电路(LED闪烁减少单元)的任何电路，LED的闪烁或闪光因为在相控调光器内的相控元件接通且LED发光后输入相控调光器的交流电压达0V之前相控调光器内的相控元件关断而发生。 
本发明的紧凑型自压载LED照明灯具200通过螺丝旋入的LED照明灯具安装件300、以及亮度控制器(相控调光器)400串联连接至交流电源1。本发明的紧凑型自镇流LED照明灯具200和LED照明灯具安装件300构成LED照明设备(顶灯、吊灯、厨房灯、隐藏灯、落地灯、聚光灯、脚踏灯等)。本发明的LED照明系统500由本发明的紧凑型自镇流LED照明灯具200、LED照明灯具安装件300、以及亮度控制器400形成。LED照明灯具安装件300被设置在例如天花板内壁面上，且亮度控制器400被设置在例如内墙面上。 
因为本发明的紧凑型自镇流LED照明灯具200可附连至LED照明灯具安装 件300和从LED照明灯具安装件300拆下，所以仅通过在其中使用常规白炽灯泡、荧光灯等现有照明设备和照明系统中使用本发明的紧凑型自镇流LED照明灯具200替换白炽灯泡、荧光灯或其它照明灯具，就可减少当电源线的电压波动连同相控调光器输出的振荡而使相控元件的保持电流不足时发生的LED闪烁和闪光。 
在本发明的紧凑型自镇流LED照明灯具200被常用LED照明灯具替换的情形中，亮度控制器400可以是例如本发明的相控调光器2’(参见图2)。 
图15示出在亮度控制器400是图1A所示的相控调光器、且亮度控制器400被配置成可通过使用强度调节钮改变调光程度的情形中亮度控制器400的外观。可采用其中可通过使用强度滑块代替强度调节钮来改变调光程度的配置。 
亮度控制器400被描述为可由人通过使用强度调节钮或强度滑块直接操作，但此配置是非限制的，并且人还可通过使用遥控器或其它无线信号来远程地操作亮度控制器400。具体地，通过向作为接收侧的亮度控制器的主体提供无线信号接收器、并向作为发射侧的发射机主体(例如遥控发射机、移动终端等)提供用于向无线信号接收机发射亮度控制信号(例如调光器信号、开/关灯信号以及其它信号)的无线信号发射单元，远程操作是可能的。 
本发明的LED照明灯具不限于紧凑型自镇流LED照明灯具，并且可以是图16所示的灯泡型LED照明灯具600、环形灯管型LED照明灯具700、以及直管型LED照明灯具800。在这些类型的照明灯具的任一种中，本发明的LED照明灯具内设置有至少一个LED和能够减少LED的闪烁或闪光的电路(LED闪烁减少单元)，该电路能够减少因为在相控调光器内的相控元件接通并且LED发光后输入至相控调光器的交流电压达0V之前相控调光器内的相控元件关断而引起的LED的闪烁或闪光。 

Claims (23)

1.一种LED驱动电路，其中输入交流电压且驱动LED，并且能够连接至相控调光器，所述LED驱动电路包括：
电流提取器，所述电流提取器用于持续允许电流流入所述相控调光器，从而在所述相控调光器内的相控元件接通并且所述LED发光后所述交流电压达0V之前，所述相控调光器内的相控元件不会关断。
2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，
当流过用于将LED驱动电流馈送至所述LED的电源馈送线的电流的值降至检测确定值之下时，所述电流提取器开始运行。
3.如权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，包括：
用于检测过电流的电流检测电路，或用于检测过电压的电压检测电路；其中
流过用于将LED驱动电流馈送至LED的电源馈送线的电流的值根据所述电流检测电路或所述电压检测电路的检测结果间接检测。
4.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，
在所述相控调光器内的相控元件被关断时，所述电流提取器也运行。
5.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，
在所述电流提取器开始运行之后所述交流电压达到0V时，所述电流提取器停止运行。
6.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，
在所述电流提取器开始运行之后过了预定时间时，所述电流提取器停止运行。
7.一种能够连接至其中输入交流电压并驱动LED的LED驱动电路的相控调光器，所述相控调光器包括：
相控元件；以及
强制关断单元，所述强制关断单元用于迫使所述相控元件在所述相控元件接通并且所述LED发光后所述交流电压达0V之前关断。
8.如权利要求7所述的相控调光器，其特征在于，
当流过用于将LED驱动电流馈送至所述LED的电源馈送线的电流的值降至检测确定值之下时，所述强迫关断单元迫使所述相控元件关断。
9.如权利要求8所述的相控调光器，其特征在于，包括：
用于检测所述LED驱动电路中的过电流的电流检测电路，或用于检测所述LED驱动电路中的过电压的电压检测电路；其中
流过用于将LED驱动电流馈送至LED的电源馈送线的电流的值根据所述电流检测电路或所述电压检测电路的检测结果间接检测。
10.如权利要求8所述的相控调光器，其特征在于，
流过用于将LED驱动电流馈送至所述LED的电源馈送线的电流的值根据用于检测所述交流电压的电压检测电路的检测结果间接检测。
11.如权利要求9所述的相控调光器，其特征在于，
当所述电压检测电路所检测到的电压值达到比所述LED的正向电压高的预定值时，所述强制关断单元迫使所述相控元件关断。
12.如权利要求10所述的相控调光器，其特征在于，
当所述电压检测电路所检测到的电压值达到比所述LED的正向电压高的预定值时，所述强制关断单元迫使所述相控元件关断。
13.一种LED照明灯具，包括：
LED驱动电路；以及
连接至所述LED驱动电路的输出侧的LED；
其中
所述LED驱动电路是
其中输入交流电压且驱动LED并且能够连接至相控调光器的一种LED驱动电路，所述LED驱动电路包括：
电流提取器，所述电流提取器用于持续允许电流流入所述相控调光器，从而在所述相控调光器内的相控元件接通并且所述LED发光后交流电压达0V之前，所述相控调光器内的相控元件不会关断。
14.一种LED照明灯具，包括：
LED；以及
LED闪烁减少单元，所述LED闪烁减少单元用于减少因为在相控调光器内的相控元件接通并且所述LED发光后输入至所述相控调光器的交流电压达0V之前相控调光器内的相控元件关断而引起的LED的闪烁。
15.一种LED照明设备，包括：
LED驱动电路；
其中
所述LED驱动电路是
其中输入交流电压且驱动LED并且能够连接至相控调光器的一种LED驱动电路，所述LED驱动电路包括：
电流提取器，所述电流提取器用于持续允许电流流入所述相控调光器，从而在所述相控调光器内的相控元件接通并且所述LED发光后交流电压达0V之前，所述相控调光器内的相控元件不会关断。
16.一种LED照明设备，包括：
LED照明灯具；
其中
所述LED照明灯具是
一种LED照明灯具，包括：
LED驱动电路；以及
连接至所述LED驱动电路的输出侧的LED；
其中
所述LED驱动电路是
其中输入交流电压且驱动LED并且能够连接至相控调光器的一种LED驱动电路，所述LED驱动电路包括：
电流提取器，所述电流提取器用于持续允许电流流入所述相控调光器，从而在所述相控调光器内的相控元件接通并且所述LED发光后交流电压达0V之前，所述相控调光器内的相控元件不会关断。
17.一种LED照明设备，包括：
LED照明灯具；
其中
所述LED照明灯具是
一种LED照明灯具，包括：
LED；以及
LED闪烁减少单元，所述LED闪烁减少单元用于减少因为在相控调光器内的相控元件接通并且所述LED发光后输入至所述相控调光器的交流电压达0V之前相控调光器内的相控元件关断而引起的LED的闪烁。
18.一种LED照明系统，包括：
LED照明灯具；以及
连接至LED照明灯具的输入侧的相控调光器；
其中
所述LED照明灯具是
一种LED照明灯具，包括：
LED驱动电路；以及
连接至所述LED驱动电路的输出侧的LED；
其中
所述LED驱动电路是
其中输入交流电压且驱动LED并且能够连接至相控调光器的一种LED驱动电路，所述LED驱动电路包括：
电流提取器，所述电流提取器用于持续允许电流流入所述相控调光器，从而在所述相控调光器内的相控元件接通并且所述LED发光后交流电压达0V之前，所述相控调光器内的相控元件不会关断。
19.一种LED照明系统，包括：
LED照明灯具；
连接至所述LED照明灯具的输入侧的相控调光器；
其中
所述LED照明灯具是
一种LED照明灯具，包括：
LED；以及
LED闪烁减少单元，所述LED闪烁减少单元用于减少因为在所述相控调光器内的相控元件接通并且所述LED发光后输入至相控调光器的交流电压达0V之前相控调光器内的相控元件关断而引起的LED的闪烁。
20.一种LED照明系统，包括：
LED照明设备；以及
连接至LED照明设备的输入侧的相控调光器；
其中
所述LED照明设备是
一种LED照明设备，包括：
LED驱动电路；以及
其中
所述LED驱动电路是
其中输入交流电压且驱动LED并且能够连接至相控调光器的一种LED驱动电路，所述LED驱动电路包括：
电流提取器，所述电流提取器用于持续允许电流流入所述相控调光器，从而在所述相控调光器内的相控元件接通并且所述LED发光后交流电压达0V之前，所述相控调光器内的相控元件不会关断。
21.一种LED照明系统，包括：
LED照明设备；以及
连接至所述LED照明设备的输入侧的相控调光器；
其中
所述LED照明设备是
一种LED照明设备，包括：
LED照明灯具；
其中
所述LED照明灯具是
一种LED照明灯具，包括：
LED驱动电路；以及
连接至所述LED驱动电路的输出侧的LED；
其中
所述LED驱动电路是
其中输入交流电压且驱动LED并且能够连接至相控调光器的一种LED驱动电路，所述LED驱动电路包括：
电流提取器，所述电流提取器用于持续允许电流流入所述相控调光器，从而在所述相控调光器内的相控元件接通并且所述LED发光后交流电压达0V之前，所述相控调光器内的相控元件不会关断。
22.一种LED照明系统，包括：
LED照明设备；以及
连接至所述LED照明设备的输入侧的相控调光器；
其中
所述LED照明设备是
一种LED照明设备，包括：
LED照明灯具；
其中
所述LED照明灯具是
一种LED照明灯具，包括：
LED；以及
LED闪烁减少单元，所述LED闪烁减少单元用于减少因为在所述相控调光器内的相控元件接通并且所述LED发光后输入至相控调光器的交流电压达0V之前相控调光器内的相控元件关断而引起的LED的闪烁。
23.一种LED照明系统，包括：
连接至LED照明灯具或LED照明设备的输入侧的相控调光器；
其中
所述相控调光器是
一种能够连接至其中输入交流电压并驱动LED的LED驱动电路的相控调光器，所述相控调光器包括：
相控元件；以及
强制关断单元，所述强制关断单元用于迫使所述相控元件在所述相控元件接通并且所述LED发光后所述交流电压达0V之前关断。
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