CN102143631A - 电源装置以及使用此电源装置的led照明装置 - Google Patents

Abstract

一种电源装置以及使用此电源装置的LED照明装置。该电源装置(1)具有直流电源装置(2)；降压斩波器电路(3)，具有在同一封装(10)内具有N通道以及P通道场效应晶体管(Q1、Q2)的开关元件(9)，N通道场效应晶体管(Q1)、电感器(L1)以及电容器(C3)以此顺序串联连接在直流电源装置(2)的输出间，且以在N通道场效应晶体管(Q1)的断开时，P通道场效应晶体管(Q2)的寄生二极管(D2)才与电感器(L1)以及电容器(C3)形成闭电路的方式而连接，在电容器(C3)的两端间连接着负载(7)；以及驱动电路(4)，对N通道场效应晶体管(Q1)进行开关控制。本发明能够简化降压斩波器进行开关动作的场效应晶体管和对二极管的散热机构。

Description

电源装置以及使用此电源装置的LED照明装置

技术领域

本发明涉及一种具有降压斩波器(chopper)电路的电源装置以及通过此电源装置来对作为光源的发光二极管进行点灯的发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)照明装置。

背景技术

作为DC-DC转换装置的一例，已知有降压型的斩波器电路。具备此降压斩波器电路的电源装置在将输入的直流电压相对较简单地获得与负载相应的所需的直流电压的方面而言是有用的。近来，发光二极管(LED)作为光源而用于一般用照明器具或灯泡型灯。在这些照明装置中，串联连接或串并联连接的发光二极管的顺向电压Vf的合计电压一般是低于商用电源电压，因此在从商用电源进行供电的LED点灯用的电源装置中，例如有具备降压斩波器电路，以输出比输入电压低的直流电压的电源装置(例如参照专利文献1)。此背景技术的LED点灯装置具备电压控制型开关(switching)元件、电感器(inductor)以及环流用的二极管，在电压控制型开关元件的导通时，来自直流电源的电流在电压控制型开关元件、电感器以及连接于输出端间的发光二极管的路径上流动，而在电压控制型开关元件的断开时，由蓄积在电感器中的电磁能量引起的电流在电感器、发光二极管以及环流用二极管的闭电路内流动。并且，与电压控制型开关元件的导通期间的比率成正比地，输出了较输入电压降压后的直流电压。

[先前技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2009-302017号公报(第4页、图1)

如上所述，降压斩波器电路在开关元件的导通时，流经发光二极管的电流将流经开关元件，而在开关元件的断开时将流经环流用的二极管，开关元件以及环流用的二极管均会大为发热。

降压斩波器电路的输出电压是将降压斩波器电路的输入电压、与开关元件的导通期间相对于导通期间和断开期间的合计期间的比例相乘所得。施加至发光二极管的降压斩波器电路的输出电压相对于降压斩波器电路的输入电压而言相当低，由此，开关元件的断开期间变大，流经环流用发光二极管的电流量变大。而且，近年来，发光二极管的顺向电压Vf不断降低，由此存在着降压斩波器电路的施加至发光二极管的输出电压将下降的倾向。而且，在外国，比起日本，商用电源电压更高，降压斩波器电路的输入电压更大，因此，开关元件的导通期间相对于导通期间和断开期间的合计期间的比例将减小。由此，开关元件的断开期间变长，流经环流用发光二极管的电流量变大。亦即，环流用二极管的发热相较于开关元件的发热而言相当大，从而需要针对环流用二极管的发热有效的散热机构。

而且，在电路基板中，需要利用配线图案(pattern)来电性连接开关元件以及环流用二极管，开关元件以及环流用二极管在电路基板上的占用区域变大。

而且，近年来，将发光二极管作为光源的照明装置正趋向小型化，伴随于此，电路基板(LED点灯装置)的小型化成为必要条件。尤其在灯泡型灯中，内部空间小，LED点灯装置的小型化变得不可或缺。因此，环流用二极管的散热性的提高以及在电路基板上的实质的占用区域的缩小化作为对策之一的必要条件而备受期望。

由此可见，上述现有技术在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的电源装置以及使用此电源装置的LED照明装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，提供一种对降压斩波器进行开关动作的场效应晶体管和对二极管的散热机构进行简化以谋求小型化的电源装置、以及通过该电源装置来对作为光源的发光二极管进行点灯控制的LED照明装置。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为达到上述目的，第1技术方案所述的电源装置包括：直流电源装置；降压斩波器电路，具有在同一封装(package)内具有N通道(channel)场效应晶体管(transistor)和P通道场效应晶体管的开关元件、电感器以及电容器(condenser)，所述N通道场效应晶体管、电感器以及电容器以此顺序串联连接在直流电源装置的输出间，且以在所述N通道场效应晶体管的断开时，所述P通道场效应晶体管的寄生二极管才与电感器和电容器形成闭电路的方式而连接，在电容器的两端间连接着负载；以及驱动电路，对该降压斩波器电路的N通道场效应晶体管进行开关控制。

在本发明和以下的各发明中，只要未特别言及，则各结构如下。

直流电源装置只要是输出直流电压者即可，例如对交流电压进行整流或整流平滑的直流电源装置，有升压斩波器电路、升降压斩波器电路或降压斩波器电路连接于其上的直流电压装置，电池(battery)或太阳能电池或利用风力发电等自然能量的直流电源装置等。

N通道场效应晶体管和P通道场效应晶体管在源极(source)、漏极(drain)间，以在源极侧连接正极(anode)、在漏极侧连接负极(cathode)的方式而分别连接着寄生二极管，以分别作为副产物。

并且，在同一封装内具有N通道场效应晶体管和P通道场效应晶体管的开关元件，例如可以使用东芝制造的型号TPC8404等一般市售的开关元件。

开关元件的N通道场效应晶体管也可以连接于直流电源装置的正极侧输出端子或负极侧输出端子的任一者。

驱动电路也可以是自激型以及他激型的任一种。

根据本发明，如果负载为例如发光二极管，则在开关元件的N通道场效应晶体管的导通时，来自直流电源装置的电流在N通道场效应晶体管、电感器以及发光二极管的路径上流动，发光二极管点灯，在电感器中蓄积电磁能量，并且N通道场效应晶体管发热。而且，在开关元件的N通道场效应晶体管的断开时，由蓄积在电感器中的电磁能量引起的放电电流(再生电流)在发光二极管、P通道场效应晶体管的寄生二极管以及电感器的闭电路内流动，发光二极管点灯，蓄积在电感器中的电磁能量被释放，并且P通道场效应晶体管的寄生二极管发热。而且，开关元件的N通道场效应晶体管的发热与P通道场效应晶体管的寄生二极管的发热得以平均化而发热。

开关元件使N通道场效应晶体管的发热和P通道场效应晶体管的寄生二极管的发热从1个封装进行散热，因此使N通道场效应晶体管和P通道场效应晶体管的寄生二极管各自的发热进行散热的散热机构得以简化。而且，开关元件在电路基板上的安装面积通常比N通道场效应晶体管和二极管这2个电子元件分别各别地安装在电路基板上要小，因此，可实现电路基板的小型化，从而实现电源装置的小型化。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。为达到上述目的，第2技术方案所述的电源装置包括：直流电源装置；降压斩波器电路，具有在同一封装内具有第1N通道场效应晶体管和第2N通道场效应晶体管的开关元件、电感器以及电容器，第1N通道场效应晶体管、电感器以及电容器以此顺序串联连接在直流电源装置的输出间，且以在第1N通道场效应晶体管的断开时，第2N通道场效应晶体管的寄生二极管才与电感器和电容器形成闭电路的方式而连接，在电容器的两端间连接着负载；以及驱动电路，对该降压斩波器电路的第1N通道场效应晶体管进行开关控制。

根据本发明，如果负载为例如发光二极管，则在开关元件的第1N通道场效应晶体管的导通时，来自直流电源装置的电流在第1N通道场效应晶体管、电感器以及发光二极管的路径上流动，发光二极管点灯，在电感器中蓄积电磁能量，并且第1N通道场效应晶体管发热。而且，在开关元件的第1N通道场效应晶体管的断开时，由蓄积在电感器中的电磁能量引起的放电电流(再生电流)在发光二极管、第2N通道场效应晶体管的寄生二极管以及电感器的闭电路内流动，发光二极管点灯，蓄积在电感器中的电磁能量被释放，并且第2N通道场效应晶体管的寄生二极管发热。而且，开关元件的第1N通道场效应晶体管的发热与第2N通道场效应晶体管的寄生二极管的发热得以平均化而发热。

开关元件使第1N通道场效应晶体管的发热和第2N通道场效应晶体管的寄生二极管的发热从1个封装进行散热，因此使第1N通道场效应晶体管和第2N通道场效应晶体管的寄生二极管各自的发热进行散热的散热机构得以简化。而且，开关元件在电路基板上的安装面积通常比第1N通道场效应晶体管和二极管这2个电子元件分别各别地安装在电路基板上要小，因此，可实现电路基板的小型化，从而实现电源装置的小型化。

本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。为达到上述目的，第3技术方案所述的电源装置是根据第1技术方案或第2技术方案所述的电源装置的发明，所述开关元件的P通道场效应晶体管或第2N通道场效应晶体管的源极、门极间在封装内短路。

“在封装内”是指场效应晶体管的源极、门极间未通过封装的内部配线而短路。

P通道场效应晶体管或第2N通道场效应晶体管的源极、门极间既可以通过熔接而短路，也可以通过在封装上覆盖其他封装并进行铸模(mold)而短路，也可以将导线等的导电构件予以连接而短路，还可以通过电路基板的配线图案而短路。

根据本发明，P通道场效应晶体管或第2N通道场效应晶体管的源极、门极间被短路，因此不会因外部信号等而进行开关动作，仅寄生二极管被用于闭电路。

本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。为达到上述发明目的，依据本发明提出的第4技术方案所述的LED照明装置包括：根据第1技术方案至第3技术方案中任一技术方案所述的电源装置；发光二极管，连接于该电源装置的所述电容器的两端间；以及照明装置本体，配设有该发光二极管。

电源装置既可以配设在照明装置本体中，也可以配设在照明装置本体之外。

根据本发明，可提供一种使由电源装置来进行点灯控制的发光二极管的放射光从照明装置本体出射的LED照明装置。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：

根据第1技术方案的发明，开关元件在同一封装内具有N通道场效应晶体管和P通道场效应晶体管，使N通道场效应晶体管的发热以及P通道场效应晶体管的寄生二极管的发热得以平均化而发热，因此可将安装于电路基板时的散热机构予以简化，并且可减少在电路基板上的安装面积而使电路基板小型化，由此，可将电源装置小型化。

根据第2技术方案的发明，开关元件在同一封装内具有第1N通道场效应晶体管和第2N通道场效应晶体管，使第1N通道场效应晶体管的发热以及第2N通道场效应晶体管的寄生二极管的发热得以平均化而发热，因此可将安装于电路基板时的散热机构予以简化，并且可减少在电路基板上的安装面积而使电路基板小型化，由此，可将电源装置小型化。

根据第3技术方案的发明，开关元件的P通道场效应晶体管或第2N通道场效应晶体管的源极、门极间在封装内短路，因此即使产生噪声(noise)等非预期的信号，P通道场效应晶体管或第2N通道场效应晶体管也不会产生寄生振荡，由此，可防止P通道场效应晶体管或第2N通道场效应晶体管的破坏。

根据第4技术方案的发明，对发光二极管进行点灯的电源装置得以小型化，因此即使将电源装置配设在照明装置本体内也可以将照明装置本体小型化，由此，可提供一种经小型化的LED照明装置。

综上所述，本发明电源装置以及使用此电源装置的LED照明装置，能够对降压斩波器进行开关动作的场效应晶体管和对二极管的散热机构进行简化。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是表示本发明的实例1的电源装置的概略电路图。

图2是表示本发明的实例1的开关元件的概略外形图以及内部电路图。

图3是表示本发明的实例2的LED照明装置的概略纵剖面图。

图4是表示本发明的实例2的LED照明装置的概略侧面图。

1：作为电源装置的LED点灯装置

2：直流电源装置                            3：降压斩波器电路

4：驱动电路                 5b：输入端子

6a、6b：输出端子            7：作为负载的发光二极管

8：全波整流电路             9、Q3：开关元件

10：封装                    11：导电构件

12：作为负载的LED电路       13：导通电路

14：断开电路                15：启动电路

16：第1控制电路电源         17：第2控制电路电源

18：运算放大器              19：基准电压电源/基准电压电路

20：作为LED照明装置的灯泡型灯

21：LED模块                 22：照明装置本体

23：灯头                    24：灯罩

25：电路基板                26：散热体本体

27：扩径部                  28：散热片

29：嵌合凹部                30：收容盒/收纳盒

31：连通孔                  32：凸缘部

33：绝缘部                  34：插通孔

22a：照明装置本体的一端侧

22b：照明装置本体的另一端侧

23a：外壳                   23b：金属眼

24a：灯罩的一端侧           24b：灯罩的另一端侧

24c：最大直径位置           25a：电路基板的一面

25b：电路基板的另一面       26a：散热体本体的一端

27a：底面                   a1、a2：中点

C1、C4、C5、C6：电容器      C2：噪声防止用的电容器

C3：作为电容器的平滑用电容器

CP1：比较器                 D1、D2：寄生二极管

D4、D5：逆流防止用的二极管

L1：电感器                  L1a：一次线圈

L1b：二次线圈               L1c：三次线圈

P1、P2、P3、P4、P5：端子

Q1：N通道场效应晶体管       Q2：P通道场效应晶体管

R1、R2、R3、R4：电阻        Vs：商用交流电源

W1：短宽度                  W2：长宽度

W3：包括端子在内的短宽度    Z1：阻抗元件

ZD1、ZD2：双向性齐纳二极管

ZD3：齐纳二极管

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电源装置以及使用此电源装置的LED照明装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

以下，参照附图来说明本发明的一实施方式。

在本发明中，降压斩波器电路具备在同一封装内具有N通道场效应晶体管和P通道场效应晶体管的开关元件、电感器以及电容器，P通道场效应晶体管的寄生二极管并联连接于串联连接着的电感器以及电容器，在电容器的两端间连接着负载。并且，通过驱动电路来对N通道场效应晶体管进行开关控制，N通道场效应晶体管和P通道场效应晶体管所产生的热得以平均化而使开关发热，并且由于封装相应地较大，因此可提高从安装该开关元件的电路基板进行散热的散热功能。而且，与N通道场效应晶体管和二极管分别各别地安装于电路基板的合计安装面积相比，开关元件在电路基板上的安装面积得以缩小化，因此可使电路基板小型化，也可将LED点灯装置小型化。

[实例1]

图1以及图2表示本发明的实例1，图1是LED点灯装置的概略电路图，图2是开关元件的概略外形图以及内部电路图。

在图1中，电源装置1是由LED点灯装置构成，且具有直流电源装置2、降压斩波器电路3以及驱动电路4而构成。并且，LED点灯装置1的输入端子5a、5b上连接着商用交流电源Vs，且其输出端子6a、6b上连接着作为负载的发光二极管7。

直流电源装置2具有全波整流电路8以及电容器C1而构成。全波整流电路8的输入端子连接于LED点灯装置1的输入端子5a、5b，且连接于商用交流电源Vs。而且，在全波整流电路8的输入端子间，连接着噪声防止用的电容器C2。并且，在全波整流电路8的输出端子间连接着电容器C1。全波整流电路8对商用交流电源Vs的交流电压进行全波整流，电容器C1将从全波整流电路8输出的全波整流电压形成为包含适度的脉动(ripple)的平滑化电压。亦即，直流电源装置2将商用交流电源Vs的交流电压转换成直流电压并输出。

降压斩波器电路3具有开关元件9、阻抗(impedance)元件Z1、电感器L1以及作为电容器的平滑用电容器C3而构成。并且，开关元件9是由对N通道场效应晶体管Q1和P通道场效应晶体管Q2进行单一封装化而成的电子零件构成。亦即，开关元件9例如是(股)东芝制造的场效应晶体管(型号：TPC8404)，如图2所示，在同一封装10的内部各具有1个N通道场效应晶体管Q1和P通道场效应晶体管Q2。

并且，在封装10的短宽方向的一端侧，导出N通道场效应晶体管Q1的2个漏极端子，并导出P通道场效应晶体管Q2的2个源极端子。而且，在封装10的短宽度方向的另一端侧，分别导出N通道场效应晶体管Q1的1个源极端子和门极端子，并分别导出P通道场效应晶体管Q2的1个漏极端子和门极(gate)端子。封装10的短宽度W1为4.4mm，长宽度W2最大为5.5mm，未图示的高度为1.5mm。而且，包括端子在内的短宽度W3为6.0mm。

在N通道场效应晶体管Q1和P通道场效应晶体管Q2上，分别设有寄生二极管D1、D2。寄生二极管D1、D2是作为场效应晶体管的副产物而必然地形成。并且，寄生二极管D1、D2将其正极侧作为源极侧，将其负极侧作为漏极侧，而连接于N通道场效应晶体管Q1和P通道场效应晶体管Q2各自的漏极、源极间。而且，在N通道场效应晶体管Q1的源极、门极间，连接着双向性齐纳二极管(Zener diode)ZD1，在P通道场效应晶体管Q2的漏极、门极间，连接着双向性齐纳二极管ZD2。

在图1中，开关元件9连接于直流电源装置2的输出间(电容器C1的两端间)。并且，阻抗元件Z1、电感器L1以及平滑电容器C3以该顺序经由开关元件9而串联连接于直流电源装置2的输出间。亦即，N通道场效应晶体管Q1的漏极、源极、阻抗元件Z1、电感器L1以及平滑电容器C3串联连接于直流电源装置2的输出间。

并且，在N通道场效应晶体管Q1以及阻抗元件Z1的非直流电源装置2侧，在串联连接着的电感器L1和平滑用电容器C3上，以漏极侧成为电感器L1侧，源极侧成为平滑用电容器C3侧的方式，而并联连接着开关元件9的P通道场效应晶体管Q2。亦即，在串联连接着的电感器L1和平滑用电容器C 3的两端间，以负极侧成为电感器L1侧，正极侧成为平滑用电容器C3侧的方式，而连接着P通道场效应晶体管Q2的寄生二极管D2。

并且，P通道场效应晶体管Q2的源极、门极间通过利用例如导线等的导电构件11来对导出至封装10的外侧的源极端子和门极端子进行焊接而短路。

阻抗元件Z1是由具有低电阻值的电阻R1构成。阻抗元件Z1在N通道场效应晶体管Q1导通时，流经有来自直流电源装置2的电流，从而在其两端间产生最大例如0.1V的低电压。另外，阻抗元件Z1也可以使用具有适度的低电阻成分的电感器或电容器等。

电感器L1具有与一次线圈L1a磁耦合的二次线圈L1b以及三次线圈L1c。二次线圈L1b是以与一次线圈L1a成为同极性的方式而卷绕，三次线圈L1c是以与一次线圈L1a成为反极性的方式而卷绕。亦即，二次线圈L1b以及三次线圈L1c是以彼此呈反极性的方式而形成。

平滑用电容器C3的两端侧成为降压斩波器电路3的输出。亦即，平滑用电容器C3的两端连接于LED点灯装置1的输出端子6a、6b。在该输出端子6a、6b上，连接着作为负载的LED电路12。LED电路12是将多个发光二极管7串联连接而形成。平滑用电容器C3对由N通道场效应晶体管Q1进行开关动作而产生的直流电压的高频成分进行平滑化。

降压斩波器电路3的开关元件9的N通道场效应晶体管Q1由驱动电路4来进行开关控制。并且，当N通道场效应晶体管Q1导通时，电流从直流电源装置2的正极输出端子侧而在N通道场效应晶体管Q1的漏极、源极、阻抗元件Z1、电感器L1的一次线圈L1a、连接于平滑用电容器C3的LED电路12以及直流电源装置2的负极输出端子的路径上流动。该电流成为电流值随着时间的经过而增加的增加电流而流动，使阻抗元件Z1的两端间产生低电压的直流电压，且使电磁能量蓄积在电感器L1的一次线圈L1a中，并且使平滑用电容器C3的两端间产生规定的直流电压。并且，通过平滑用电容器C3来对直流电压的高频成分进行平滑化，从而使发光二极管7中流经稳定的增加电流，发光二极管7点灯。

并且，当N通道场效应晶体管Q1断开时，电流不再流经N通道场效应晶体管Q1和阻抗元件Z1，由蓄积在电感器L1的一次线圈L1a中的电磁能量引起的电流在LED电路12、P通道场效应晶体管Q2的寄生二极管D2以及电感器L1的一次线圈L1a的闭电路上流动，发光二极管7点灯。随着时间的经过，蓄积在电感器L1的一次线圈L1a中的电磁能量被释放，在所述闭电路内，流经有电流值随着时间的经过而减少的减少电流。

驱动电路4形成为自激型驱动电路，其具有使N通道场效应晶体管Q1导通的导通电路13、同样使N通道场效应晶体管Q1断开的断开电路14以及启动电路15。导通电路13具有电感器L1的二次线圈L1b、电容器C4和电阻R2的串联电路以及并联连接于该串联电路的齐纳二极管ZD3，所述串联电路连接于N通道场效应晶体管Q1的门极、与电感器L1的一次线圈L1a和阻抗元件Z1的中点a1之间。此处，电阻R2被设定成相对较低的电阻值，以使电容器C4的两端间产生一定程度的电压。

断开电路14在来自直流电源装置2的电流流经电感器L1的一次线圈L1a时，通过二次线圈L1a上感应而产生的感应电压来对电容器C4进行充电，将电阻R2、电容器C4和电感器L1的二次线圈L1b的串联电路的两端间电压(正电压)经由阻抗元件Z1而施加至N通道场效应晶体管Q1的门极、源极间。由此，将N通道场效应晶体管Q1导通。并且，齐纳二极管ZD3对施加至N通道场效应晶体管Q1的门极、源极间的过电压进行截止(cut)，并且在二次线圈L1a的极性发生反转而在电阻R2、电容器C4和二次线圈L1b的串联电路的两端间产生负电压时，使该串联电路的两端间短路。

断开电路14具有比较器(comparator)CP1、开关元件Q3、第1控制电路电源16以及第2控制电路电源17而构成。

比较器CP1具有运算放大器18等而形成。在运算放大器18的非反转输入端子上，连接着基准电压电源19。基准电压电源19的低电位侧经由端子P1而连接于电感器L1的一次线圈L1a和阻抗元件Z1的中点a1。基准电压电源19从第2控制电路电源17接受直流电压的供给而生成基准电压(例如0.1V)，并将该基准电压输入至运算放大器18的非反转输入端子。

运算放大器18的反转输入端子经由端子P2而连接于开关元件9的N通道场效应晶体管Q1的源极和阻抗元件Z1的中点a2。亦即，对于运算放大器18的反转输入端子，输入了阻抗元件Z1(电阻R1)的两端间电压。运算放大器18在阻抗元件Z1的两端间电压达到基准电压电源19的基准电压以上时，对端子P3输出High信号(例如DC5V)。

开关元件Q3是由N型双极晶体管(bipolar transistor)构成，其集电极(collector)及发射极(emitter)经由阻抗元件Z1而连接于N通道场效应晶体管Q1的门极、源极间，其基极(base)连接于比较器CP1的端子P3，并且在基极、发射极间连接着电阻R3。开关元件Q3在从比较器CP1的运算放大器18输出Hi gh信号时导通，经由阻抗元件Z1来将N通道场效应晶体管Q1的门极、源极间短路。由此，N通道场效应晶体管Q1断开。

第1控制电路电源16是在电感器L1的二次线圈L1b的两端连接逆流防止用的二极管D4和电容器C5的串联电路而形成。第1控制电路电源16在来自直流电源装置2的电流流经电感器L1的一次线圈L1a时，通过二次线圈L1b上感应而产生的感应电压，经由二极管D4来对电容器C5进行充电。并且，电容器C5的两端间电压(正电压)被输入至比较器CP1的端子P4，以用作比较器CP1的动作电源。

第2控制电路电源17是在电感器L1的三次线圈L1c的两端连接逆流防止用的二极管D5和电容器C6的串联电路而形成。第2控制电路电源17在蓄积于电感器L1的一次线圈L1a中的电磁能量被释放而流有由电磁能量引起的放电电流(减少电流)时，通过三次线圈L1c上感应而产生的感应电压，以经由二极管D5来对电容器C6进行充电。并且，电容器C6的两端间电压(直流电压)被输入至比较器CP1的端子P5。比较器CP1的基准电压电路19接受电容器C6的两端间电压而生成基准电压。

并且，启动电路15是由连接于开关元件9的N通道场效应晶体管Q1的漏极、门极间的电阻R3、电阻R2和电容器C4的串联电路、并联连接于该串联电路的电阻R4、电感器L1的二次线圈L1b和一次线圈L1a、以及平滑用电容器C3构成。当接通商用交流电源Vs而从直流电源装置2输出直流电压时，来自直流电源装置2的正极输出端子侧的电流在电阻R3、电阻R2和电容器C4的串联电路或者电阻R4、电感器L1的二次线圈L1b和一次线圈L1a以及平滑用电容器C3的路径上流动。并且，电阻R2、电容器C4和电感器L1的二次线圈的两端间产生的电压经由阻抗元件Z1而施加至N通道场效应晶体管Q1的门极、源极间，使N通道场效应晶体管Q1导通。

如此，驱动电路4是形成为，对应于流经电感器L1的电流来对开关元件9的N通道场效应晶体管Q1进行开关控制，以使降压斩波器电路3的平滑用电容器C3的两端间输出规定的直流电压。

其次，对本发明的实例1的作用进行说明。

当对LED点灯装置1的输入端子5a、5b投入商用交流电源Vs时，直流电源装置2的输出间(电容器C1的两端间)产生与交流电压相应的直流电压。并且，通过该驱动电路4的启动电路15，使降压斩波器电路3的开关元件9的N通道场效应晶体管Q1导通。

当N通道场效应晶体管Q1导通时，由于电感器L1的一次线圈L1a的电感(inductance)等的作用，电流随着时间的经过而增加的增加电流从直流电源装置2的正极输出端子侧而在N通道场效应晶体管Q1、阻抗元件Z1、电感器L1的一次线圈L1a、LED电路12以及直流电源装置2的负极输出端子侧的路径上流动。由此，发光二极管7点灯，并且在电感器L1的一次线圈L1a中蓄积电磁能量，阻抗元件Z1的两端间电压上升。

而且，在电感器L1的二次线圈L1b上，产生一次线圈L1a上感应而产生的感应电压，在电阻R2、电容器C4和二次线圈L1b的串联电路上，产生正电压的直流电压。该直流电压经由阻抗元件Z1而施加至N通道场效应晶体管Q1的门极、源极间，因此N通道场效应晶体管Q1维持导通状态。

并且，当阻抗元件Z1的两端间电压达到基准电压(例如0.1V)以上时，从驱动电路4的比较器CP1的运算放大器18输出High信号(例如5V)，开关元件Q3导通。当开关元件Q3导通时，N通道场效应晶体管Q1的门极、源极间经由阻抗元件Z1而短路，N通道场效应晶体管Q1断开。此处，直至N通道场效应晶体管Q1断开为止，发光二极管7中流有增加电流而点灯，在电感器L1的一次线圈L1a中蓄积电磁能量，并且在阻抗元件Z1的两端间电压达到基准电压(例如0.1V)的时刻，平滑用电容器C3的两端间达到规定的直流电压。

当N通道场效应晶体管Q1断开时，电流不再流经阻抗元件Z1，因此运算放大器18不再输出High信号，开关元件Q3断开。

并且，当N通道场效应晶体管Q1断开时，电感器L1的一次线圈L1a的极性发生反转，由蓄积在一次线圈L1a中的电磁能量引起的电流在LED电路12、P通道场效应晶体管Q2的寄生二极管D2以及一次线圈L1a的闭电路内流动。并且，随着蓄积在一次线圈L1a中的电磁能量减少而逐渐减少的减少电流在所述闭电路内流动。在该减少电流流动的整个期间，发光二极管7点灯。

并且，当蓄积在电感器L1的一次线圈L1a中的电磁能量被几乎全部释放，而电流不再于LED电路12、P通道场效应晶体管Q2的寄生二极管D2以及一次线圈L1a的闭电路内流动时，一次线圈L1a的极性发生反转。由此，在二次线圈L1b上，产生一次线圈L1a上感应而产生的感应电压，在电阻R2、电容器C4和二次线圈L1b的串联电路的两端间产生正电压的直流电压。该正电压的直流电压经由阻抗元件Z1而施加至N通道场效应晶体管Q1的门极、源极。由此，相对于N通道场效应晶体管Q1的门极、源极，N通道场效应晶体管Q1导通，以下，重复上述动作。

如上所述，开关元件9的N通道场效应晶体管Q1由驱动电路4来进行开关控制，在导通时，来自直流电源装置2的电流成为增加电流而流动。场效应晶体管Q1由于该增加电流流经而发热。

另一方面，在开关元件9的P通道场效应晶体管Q2的寄生二极管D2中，当N通道场效应晶体管Q1断开时，由蓄积在电感器L1的一次线圈L1a中的电磁能量引起的电流成为减少电流而流动。P通道场效应晶体管Q2的寄生二极管D2由于该减少电流流经而发热。

开关元件9将N通道场效应晶体管Q1和P通道场效应晶体管Q2配设在同一封装10内，因此N通道场效应晶体管Q1产生的热被传导至P通道场效应晶体管Q2侧，P通道场效应晶体管Q2的寄生二极管D2产生的热被传导至N通道场效应晶体管Q1侧。由此，开关元件9使N通道场效应晶体管Q1的发热与P通道场效应晶体管Q2的寄生二极管D2的发热得以平均化而发热。因此，在安装有开关元件9的电路基板上，易使N通道场效应晶体管Q1和P通道场效应晶体管Q2的寄生二极管D2各自的发热得到散热，比起使N通道场效应晶体管Q1的发热和P通道场效应晶体管Q2的寄生二极管D2的发热单独散热，散热机构得以简化。

并且，开关元件9如图2所示，其封装10的大小例如为短宽度4.4mm、长宽度最多(Max)5.5mm、高度1.5mm，可使开关元件9在电路基板上的安装面积通常小于N通道场效应晶体管和二极管分别各别地安装于电路基板的情况，由此，可实现电路基板的小型化。

如此，开关元件9在同一封装10内具有N通道场效应晶体管Q1和P通道场效应晶体管Q2，使N通道场效应晶体管Q1的发热和P通道场效应晶体管Q2的寄生二极管D2的发热得以平均化而发热，因此可将安装于电路基板时的散热机构予以简化，而且，可缩小在电路基板上的安装面积而将电路基板小型化，因此可将LED点灯装置1小型化。

并且，开关元件9的P通道场效应晶体管Q2的源极、门极间例如在封装10的外侧通过例如导电构件11而短路，因此可仅利用P通道场效应晶体管Q2的寄生二极管D2，并且即使产生噪声等的非预期的信号并施加至P通道场效应晶体管Q2的门极源极间，P通道场效应晶体管Q2也不会产生寄生振荡，由此，可防止P通道场效应晶体管Q2的异常振荡造成的破坏。

另外，图1所示的开关元件9也可以由2个N通道场效应晶体管Q1构成。亦即，在开关元件9中，也可以将N通道场效应晶体管Q1设为第1N通道场效应晶体管，将P通道场效应晶体管Q2设为第2N通道场效应晶体管，而将第2N通道场效应晶体管的源极、门极间短路。即使在此情况下，第2N通道场效应晶体管也只使用寄生二极管，因此可获得与图1所示的LED点灯装置1同样的作用、效果。

[实例2]

图3以及图4表示本发明的实例2，图3是LED照明装置的概略纵剖面图，图4是LED照明装置的概略侧面图。另外，对于与图1相同的部分，标注相同的符号并省略说明。

图3以及图4所示的LED照明装置20为灯泡型灯。在图3中，灯泡型灯20具有LED模块(module)21、照明装置本体22、灯头23、LED点灯装置1以及灯罩24而构成。

LED模块21具有电路基板25以及发光二极管7而构成。电路基板25例如由厚度1mm的铝(Al)板构成，在其一面25a上形成有例如厚度80μm的未图示的绝缘层。该绝缘层例如是由环氧(epoxy)材料以及无机填充物(filler)材料构成，且具有高导热性。并且，在绝缘层的表面，安装着发光二极管7。发光二极管7在电路基板25的一面25a侧，等间隔地安装着多个，并且串联连接而形成为LED电路12。发光二极管7在点灯时放射出可见光例如白色光。

照明装置本体22具有大致圆柱状的散热体本体26、在该散热体本体26的一端26a侧呈扩径状而连续的扩径部27、以及遍及这些散热体本体26与扩径部27的外周面而连续的多个散热片(fin)28，这些散热体本体26、扩径部27以及各散热片28例如是由导热性良好的铝(Al)等的金属材料或树脂材料等而一体地成形。

并且，贯穿散热体本体26与扩径部27而形成有插通孔34。而且，散热体本体26在另一端26b侧，沿着中心轴而设有嵌合凹部29。该嵌合凹部29与插通孔34相连通。

扩径部27是从散热体本体26侧呈碟状扩径而形成，在底面27a上载置并贴附着电路基板25的另一面25b。散热片28是以从散热体本体26朝向扩径部27侧而以朝向径向的突出量逐渐变大的方式而倾斜地形成。而且，这些散热片28如图4所示，在照明装置本体22的周方向上彼此大致等间隔地形成。如此，电路基板25的另一面25b侧紧贴于照明装置本体22的一端侧22a而安装着。

并且，如图3所示，在散热体本体26的另一端26b侧所设的嵌合凹部29内，通过未图示的粘合材料而固接着收容盒(case)30。收容盒30例如是由聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate，PBT)树脂等的具有绝缘性的材料，沿着嵌合凹部29内的形状而形成为大致圆筒状。在收容盒30内，形成着与插通孔34连通的连通孔31。而且，在收容盒30的外周面，朝向径向而突出地在整个周方向上连续形成有用于使照明装置本体22的散热体本体26的另一端26b与灯头23之间绝缘的绝缘部即凸缘(flange)部32。

灯头23通过填缝(caulking)等而固定于收纳盒30。亦即，灯头23经由收纳盒30而安装于照明装置本体22的另一端侧22b，并经由凸缘部32而与金属制造的照明装置本体22电性绝缘。

并且，灯头23例如是E17型或E24型的灯头，其包括具备螺入照明器具的灯泡用灯座的螺纹槽的筒状外壳(shell)23a、及经由绝缘部33而设于该外壳23a的顶部的金属眼(eyelet)23b，并通过未图示的配线而电性连接于LED点灯装置1侧。

LED点灯装置1被收纳在收容盒30内，且具有未图示的电路基板以及安装于该电路基板上并构成图1所示的点灯电路的电路零件等而构成。LED点灯装置1通过收容于收容盒30内，而收容于灯头23内以及照明装置本体22的嵌合凹部29内。并且，LED点灯装置1的未图示的输出线插通收容盒30的连通孔31以及照明装置本体22的插通孔34而连接于LED模块21的LED电路12。

透光性的灯罩24是由具有光扩散性的玻璃(glass)或合成树脂等而形成为扁平的球面状，其一端侧24a的端部嵌合于照明装置本体22的扩径部27的开放端侧内面而卡止，且成为与扩径部27的开放端侧连续的形状。亦即，灯罩24以覆盖LED模块21的方式而安装于照明装置本体22的一端侧22a。而且，灯罩24以从一端侧24a逐渐扩开的方式而形成，且以从最大直径位置24c朝向另一端侧24b逐渐缩径的方式而形成。

灯泡型灯20在灯头23从商用交流电源Vs受到供电时，LED点灯装置1进行动作，LED模块21的发光二极管7点灯。发光二极管7放射出可见光。该可见光透过灯罩24而放射到外部空间。

并且，由于LED点灯装置1得以小型化，灯泡型灯20因此可配设在照明装置本体22上所设的收纳盒30内，从而使照明装置本体22得以小型化。由此，可提供一种得以小型化的灯泡型灯20。

另外，LED照明装置并不限于灯泡型灯20，也可以是聚光灯(spotlight)、筒灯(downlight)、落地灯(stand)、基础照明灯(base light)等一般用的各种照明装置。

[产业上的可利用性]

本发明并不限于灯泡型灯、聚光灯等，可利用于一般用的照明装置。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种电源装置，其特征在于包括：

直流电源装置；

降压斩波器电路，具有在同一封装内具有N通道场效应晶体管和P通道场效应晶体管的开关元件、电感器以及电容器，所述N通道场效应晶体管、电感器以及电容器以此顺序串联连接在直流电源装置的输出间，且以在所述N通道场效应晶体管的断开时，所述P通道场效应晶体管的寄生二极管才与电感器和电容器形成闭电路的方式而连接，在电容器的两端间连接着负载；以及

驱动电路，对该降压斩波器电路的N通道场效应晶体管进行开关控制。

2.一种电源装置，其特征在于包括：

直流电源装置；

降压斩波器电路，具有在同一封装内具有第1N通道场效应晶体管和第2N通道场效应晶体管的开关元件、电感器以及电容器，第1N通道场效应晶体管、电感器以及电容器以此顺序串联连接在直流电源装置的输出间，且以在第1N通道场效应晶体管的断开时，第2N通道场效应晶体管的寄生二极管才与电感器和电容器形成闭电路的方式而连接，在电容器的两端间连接着负载；以及

驱动电路，对该降压斩波器电路的第1N通道场效应晶体管进行开关控制。

3.根据权利要求1或2所述的电源装置，其特征在于，

所述开关元件的P通道场效应晶体管或第2N通道场效应晶体管的源极、门极间在封装内短路。

4.一种发光二极管照明装置，其特征在于包括：

根据权利要求1至3中任一项所述的电源装置；

发光二极管，连接于该电源装置的所述电容器的两端间；以及

照明装置本体，配设有该发光二极管。

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