CN103249217A - 发光二极管驱动装置 - Google Patents

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CN103249217A CN2013100414619A CN201310041461A CN103249217A CN 103249217 A CN103249217 A CN 103249217A CN 2013100414619 A CN2013100414619 A CN 2013100414619A CN 201310041461 A CN201310041461 A CN 201310041461A CN 103249217 A CN103249217 A CN 103249217A
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Abstract

本发明提供一种发光二极管驱动装置，具备：与第一LED部(11)串联连接且用于控制对第一LED部(11)的通电量的第一旁路单元(21)；与第二LED部(12)串联连接且用于控制对第一LED部(11)及第二LED部(12)的通电量的第四旁路单元(24)；用于检测基于在串联连接了第一LED部(11)及第二LED部(12)的输出线上流过的电流量的电流检测信号的电流检测单元(4)；和用于根据由电流检测单元(4)检测到的电流检测信号输出控制第一旁路单元(21)及第四旁路单元(24)的动作的动作控制信号的电流控制单元(30)，电流控制单元(30)具备用于输出该动作控制信号的一个输出，与该一个输出并联连接第一旁路单元(21)和第四旁路单元(24)。

Description

发光二极管驱动装置
技术领域
本发明涉及点亮驱动发光二极管的驱动电路，特别是涉及利用交流电源来驱动的发光二极管驱动装置。
背景技术
近几年、作为照明用的光源，比起白炽灯或荧光灯，能够以低功耗驱动的发光二极管(以下还称为“LED”)备受关注。LED具有如下优点：比较小型，且具有较强的耐冲击性，不存在球破碎的顾虑。
作为这种照明设备用的电源，希望能将家庭用电源等交流作为电源。另一方面，LED是直流驱动元件，仅在正向电流下发光。此外，作为照明用途目前用的最多的LED的正向电压Vf是3.5V左右。LED具有如下特性：若不到达Vf，则不会发光，相反，若超过Vf，则会流过过度的电流。因此，可以说对于LED而言，适用基于直流的驱动。
为了应对该相反的条件，提出了各种使用交流电源的LED的驱动电路。例如，提出了以根据变化的电压值来改变Vf的总值的方式切换LED的方法(日本特开2006-147933号公报)。在该方法中，如图14的电路图所示，将串联连接成多级的LED分为组块161、162、163、164、165、166，根据整流波形的输入电压的电压值，利用由微型计算机构成的开关控制部167来切换LED组块161～166的连接，从而阶段性地改变Vf的总值。其结果，如图15的时序图所示的电压波形，针对整流波形，能够以多个方波点亮LED，因此与仅基于单一方波的ON占空比相比，能够改善LED的利用效率。
另一方面，申请人开发了对将串联连接多个LED元件而分组块化的LED组块串联连接成多级形成的多级电路，利用交流的全波整流进行驱动的AC多级电路(日本特开2011-40701号公报)。如图16所示，AC多级电路1600利用电桥电路1602对交流电源AP进行全波整流，并施加给LED组块多级电路。LED组块的多级电路串联连接了第一LED组块1611、第二LED组块1612、第三LED组块1613。基于第一LED组块1611的通电量，通过第一LED电流控制晶体管1621A切换将第二LED组块1612旁路的第一旁路路径BP1601的接通/断开，并且基于第一LED组块1611和第二LED组块1612的通电量，通过第二LED电流控制晶体管1622A切换将第三LED组块1613旁路的第二旁路路径BP1602的接通/断开。另外，第三LED电流控制晶体管1623A从导通被切换成截止，由此切断将第三LED组块1613旁路的第三旁路路径BP1603，从而开始向LED电流限制电阻1603A通电。该AC多级电路1600，能够维持电源效率的同时改善LED利用效率及功率因数。
在该发光二极管驱动装置中，为了控制第一LED电流控制晶体管1621A的接通/断开而使用第一电流检测晶体管1631A，为了控制第二LED电流控制晶体管1622A而使用第二电流检测晶体管1632A，为了控制第三LED电流控制晶体管1623A而使用第三电流检测晶体管1633A。因此，存在部件数量增加且电路结构复杂等问题。
此外，由于第一电流检测晶体管1631A、第二电流检测晶体管1632A、第三电流检测晶体管1633A分别独立地工作，因此为了在期望的时刻切换各晶体管的动作，需要严格规定动作点。特别是有时动作点会因噪声的影响等而产生变化，存在可靠性高的电路设计并不容易的问题。
发明内容
本发明鉴于上述的问题而完成。本发明的主要目的在于提供一种可在适当的时刻进行驱动电路的动作切换且简化了电路结构的发光二极管驱动装置。
为了达成以上的目的，根据第1侧面的发光二极管驱动装置，具备：整流电路，其能够与交流电源AP连接，用于获得对该交流电源AP的交流电压进行整流后的整流电压；第一LED部，其与所述整流电路的输出侧串联连接且包括至少一个LED元件；第二LED部，其与所述第一LED部11串联连接且至少包括一个LED元件；第一旁路单元，其与所述第二LED部并联连接，且与所述第一LED部串联连接，用于控制对所述第一LED部的通电量；第四旁路单元，其与所述第二LED部串联连接，用于控制对所述第一LED部及第二LED部的通电量；电流检测单元，其用于检测基于在串联连接了所述第一LED部及第二LED部的输出线上流过的电流量的电流检测信号；和电流控制单元，其根据由所述电流检测单元检测到的电流检测信号，输出控制所述第一旁路单元及第四旁路单元的动作的动作控制信号，所述电流控制单元具备用于输出该动作控制信号的一个输出，相对于该一个输出，并联连接所述第一旁路单元和第四旁路单元。
根据上述结构，能够通过共用的电流控制单元的共用的动作控制信号控制第一旁路单元和第四旁路单元，因此能够简化发光二极管的驱动电路。此外，通过使电流控制单元的动作共用化，提高噪声耐性，可获得可靠性高的稳定的动作。
此外，根据第2侧面所涉及的发光二极管驱动装置，所述电流控制单元将由所述整流电路整流过的整流电压作为基准电压，能够输出控制所述第一旁路单元及第四旁路单元的动作的动作控制信号。
根据上述结构，能够将由电流检测单元检测的输出线上的电流量控制为与整流电压成正比的值。由此，电路整体的输入电流成为与交流输入电压成正比的波形，能够抑制高次谐波。
另外，根据第3侧面所涉及的发光二极管驱动装置，还具备：电压变动抑制信号生成单元8，其与所述第一LED部和第二LED部串联连接，检测整流电压的变动，基于由所述电压变动抑制信号生成单元8检测到的平均整流电压的变动、和由所述电流检测单元4检测到的电流检测信号之和，所述电流控制单元30控制所述第一旁路单元21及第四旁路单元24的动作。通过如此构成，通过在平均整流电压低时增大第一及第二LED部中流过的电流，相反在平均整流电压高时减少第一及第二LED部中流过的电流，能够降低因平均电源电压变动引起的光输出的变动。
另外，根据第4侧面所涉及的发光二极管驱动装置，还具备：第一充放电电容器，并联连接于所述第一LED部和第二LED部的串联连接。
根据上述结构，能够通过充放电电容器降低第一LED部及第二LED部的熄灭期间。此外，在整流电压高时对第一LED部及第二LED部通电，并且对充放电电容器进行充电，在整流电压低时，对第一LED部及第二LED部通以来自充放电电容器的放电电流，从而能够消除不点亮期间，可获得良好的光质。
此外，根据第5侧面所涉及的发光二极管驱动装置，还具备：第三LED部13，其与所述第二LED部12串联连接且包括至少一个LED元件；和第二旁路单元22，其与所述第三LED部13并联连接，且与所述第二LED部12串联连接，用于控制对所述第一LED部11及第二LED部12的通电量，所述第一旁路单元21、第二旁路单元22、和第四旁路单元24相互并联连接，由所述电流控制单元30控制所述第二旁路单元22的动作，所述第四旁路单元24控制对所述第一LED部11、第二LED部12、及第三LED部13的通电量。
根据上述结构，通过共用的电流控制单元，除了控制第一旁路单元和第四旁路单元之外还控制第二旁路单元，可进一步简化电路结构。
此外，根据第6侧面所涉及的发光二极管驱动装置，能够由运算放大器构成所述电流控制单元。
根据上述结构，能够简化电路结构，而且能够可靠地进行第一旁路单元和第四旁路单元的动作的切换，并且能够正确地将输出线上的电流量控制为与整流电压成正比的值。
此外，根据第7侧面所涉及的发光二极管驱动装置，在所述电流控制单元与第一旁路单元之间以及电流控制单元与第四旁路单元之间分别插入电流控制信号赋予单元。
根据上述结构，能够可靠地进行第一旁路单元和第四旁路单元的动作切换。
此外，根据第8侧面所涉及的发光二极管驱动装置，能够将所述电流控制信号赋予单元设为齐纳二极管或电阻器。
根据上述结构，由于在赋予给第一旁路单元的动作控制信号、与赋予给第四旁路单元的动作控制信号之间产生电位差，因此能够可靠地进行第一旁路单元和第四旁路单元的动作切换。
此外，根据第9侧面所涉及的发光二极管驱动装置，还具备与所述第二LED部串联连接且控制对所述第一LED部及第二LED部的通电的LED驱动单元，所述第四旁路单元能够与所述LED驱动单元并联连接。
根据上述结构，能够限制对第一LED部及第二LED部的通电量，并且能够减轻第四旁路单元的负荷。
此外，根据第10侧面所涉及的发光二极管驱动装置，电流控制单元，能由恒压电源驱动。
通过参照以下附图进行的详细说明，上述的本发明的特征将会变得更加清楚。
附图说明
图1A是表示实施方式1所涉及的发光二极管驱动装置的框图。
图1B是表示变形例所涉及的发光二极管驱动装置的框图。
图2是表示图1A的发光二极管驱动装置的一个电路例的电路图。
图3是表示实施方式1所涉及的发光二极管驱动装置的电容器充放电电流及电压波形的图表。
图4是表示实施例1所涉及的发光二极管驱动装置中的第一LED部的电流波形的图表。
图5是表示根据实施例1得到的光输出波形的图表。
图6是表示实施例2所涉及的发光二极管驱动装置的框图。
图7A是表示图6的发光二极管驱动装置的一个电路例的电路图。
图7B是表示图1B的发光二极管驱动装置的一个电路例的电路图。
图8是表示实施例2所涉及的发光二极管驱动装置的第一充放电电容器的电流及电压波形的图表。
图9是表示实施例2所涉及的发光二极管驱动装置的第二充放电电容器的电流及电压波形的图表。
图10是表示实施例2所涉及的发光二极管驱动装置中的第一LED部的电流波形的图表。
图11是表示根据实施例2得到的光输出波形的图表。
图12是表示实施例3的发光二极管驱动装置的一个电路例的电路图。
图13是表示实施例4的发光二极管驱动装置的一个电路例的电路图。
图14是表示使用了微型计算机的LED点亮电路例的电路图。
图15是表示图14的LED点亮电路的动作的时序图。
图16是表示现有技术中的发光二极管驱动装置的电路图。
图17是表示申请人之前开发的发光二极管驱动装置的电路图。
图18是表示变形例所涉及的发光二极管驱动装置的电路图。
图19是表示图18的发光二极管驱动装置的输入电流波形的图表。
图20是表示图18的发光二极管驱动装置中的第一LED部的电流波形的图表。
图21是表示图18的发光二极管驱动装置的光输出波形的图表。
【符号说明】
100、100B、100’、200、300、400、1700、1800…发光二极管驱动装置
1600…AC多级电路
2…整流电路
3…LED驱动单元
4…电流检测单元
5…电流控制信号赋予单元；5E、5F、5G…电流控制信号赋予齐纳二极管
6…高次谐波抑制信号生成单元
7…恒压电源
8…电压变动抑制信号生成单元
10…LED集合体
11…第一LED部
12…第二LED部
13…第三LED部
14…第四LED部
21…第一旁路单元；21B…第一LED电流控制晶体管
22…第二旁路单元；22B…第二LED电流控制晶体管
23…第三旁路单元；23B…第三LED电流控制晶体管
24…第四旁路单元；24B…第四LED电流控制晶体管
30…电流控制单元；30B…电流控制单元(运算放大器)
60、61…高次谐波抑制信号生成电阻
70…运算放大器电源用晶体管
71…齐纳二极管
72…齐纳电压设定电阻
81…保护电阻；82…旁路电容器
111…第一充放电电容器
112…第二充放电电容器
113…第三充放电电容器
114…第四充放电电容器
121…第一逆流防止二极管
122…第二逆流防止二极管
123…第三逆流防止二极管
124…第四逆流防止二极管
125…第二放电二极管
126…第三放电二极管
127…第四放电二极管
161、162、163、164、165、166…LED组块
167…开关控制部
1602…电桥电路
1603A…LED电流限制电阻
1611…第一LED组块
1612…第二LED组块
1613…第三LED组块
1621A…第一电流控制晶体管
1622A…第二电流控制晶体管
1623A…第三电流控制晶体管
1631A…第一电流检测晶体管
1632A…第二电流检测晶体管
1633A…第三电流检测晶体管
1731…第一电流控制单元
1732…第二电流控制单元
1733…第三电流控制单元
1734…第四电流控制单元
AP…交流电源
BP1…第一旁路路径；BP2…第二旁路路径；BP3…第三旁路路径
BP4…第四旁路路径
BP1601…第一旁路路径
BP1602…第二旁路路径
BP1603…第三旁路路径
OL…输出线
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。但是，以下所示的实施方式例示用于具体化本发明的技术思想的发光二极管驱动装置，本发明的发光二极管驱动装置并不限于以下所示的结构。此外，本说明书并不是将权利要求书所示的部件特定为实施方式的部件。特别是，实施方式记载的构成部件的尺寸、材质、形状、相对配置等在没有特别记载的情况下，并不将本发明的范围限于所举的例子中，那将仅仅是简单的说明例。另外，各附图所示的部件的大小或位置关系等有时为了明确说明而有所夸张。另外，在以下的说明中，同一名称、符号表示相同或相同性质的部件，适当省略详细说明。另外，对于构成本发明的各要素而言，可以是由同一部件构成多个要素并由一个部件同时实现多个要素的方式，相反，也可以由多个部件分担实现一个部件的功能。此外，在一部分实施例、实施方式中说明的内容也可以用于其他实施例、实施方式等中。
为了使发光二极管驱动装置适合于高次谐波电流标准，期望设计成与白炽灯相同地成为正弦波的电流波形。因此，在本实施方式所涉及的发光二极管驱动装置中，通过在LED电流控制单元的基准电压上重叠正弦波，从而将LED驱动电流波形设为近似于正弦波的波形，能够提供适合于超过25W的高次谐波电流标准的廉价且小型的发光二极管驱动装置。
【实施例1】
图1A表示实施例1所涉及的发光二极管驱动装置100的框图。该发光二极管驱动装置100具备整流电路2、LED集合体10、第一旁路单元21～第四旁路单元24、电流控制单元30、和电流检测单元4。该发光二极管驱动装置100与交流电源AP连接，在输出线OL上分别串联连接用于获得对交流电压进行了整流的整流电压(脉动电流电压)的整流电路2、和由多个LED部构成的LED集合体10。在此使用了4个LED部，串联连接第一LED部11、第二LED部12、第三LED部13、和第四LED部14来构成了LED集合体10。另外，在输出线OL上串联连接了LED集合体10、LED驱动单元3、和电流检测单元4。
此外，在第二LED部12、第三LED部13、第四LED部14的各自一端上连接用于控制通电量的第一旁路单元21、第二旁路单元22、第三旁路单元23。分别相对于LED部并联设置第一旁路单元21、第二旁路单元22、第三旁路单元23，将它们的另一端与电流检测单元4的上游侧连接，构成调整对各LED部的通电量的旁路路径。即，通过第一旁路单元21、第二旁路单元22、第三旁路单元23能够调整旁路的电流量，因此其结果，能够控制各LED部的通电量。在图1A的例中，与第二LED部12并联连接第一旁路单元21，形成第一旁路路径BP1。此外，与第三LED部13并联连接第二旁路单元22，形成第二旁路路径BP2。另外，与第四LED部14并联连接第三旁路单元23，形成第三旁路路径BP3。另外，在此所说的并联连接是指，不需要在各LED部的两端上连接各旁路单元，只要构成为各旁路单元的一端与各LED部的一端连接，从而使电流分流即可。例如，在图1A的例中，第一旁路单元的一端与第二LED的上游侧连接，另一端在输出线OL上与电流检测单元的上游侧连接。由此，各旁路单元的并联连接，指的是在使连接在输出线OL上的各LED部的电流分流的连接方式。
(电流控制电路)
此外，为了控制进行LED部的电流驱动的电流电路，设置电流控制电路。在图1A的电路例中，由第一旁路单元21、第二旁路单元22、第三旁路单元23、第四旁路单元24、和电流控制单元30、电流控制信号赋予单元5构成一种恒流电路，该电流电路的控制是通过电流控制单元30和电流控制信号赋予单元5进行的。
(电流控制单元30)
电流控制单元30经由电流控制信号赋予单元5与第一旁路单元21、第二旁路单元22、第三旁路单元23、第四旁路单元24连接，控制第一旁路单元21、第二旁路单元22、第三旁路单元23、第四旁路单元24的接通/断开或电流量连续可变这样的动作。电流控制单元30与电流检测单元4连接，监视LED集合体10的电流量，并基于其值切换第一旁路单元21、第二旁路单元22、第三旁路单元23、第四旁路单元24的控制量。
(第一LED部11～第四LED部14)
另一方面，各LED部是串联和/或并联连接了一个或多个LED元件的组块。LED元件可适当利用表面安装型(SMD)、或炮弹型LED。此外，SMD型的LED元件的封装件可根据用途来选择外形，可利用俯视时呈矩形状的类型等。另外，当然能够将在封装件内串联和/或并联连接了多个LED元件的LED用作LED部。
包含在各LED部中的LED元件的正向电压的相加值、即小计正向电压是由串联连接的LED元件的个数来决定的。例如，使用6个正向电压3为.6V的LED元件时的小计正向电压为3.6×6＝21.6V。
该发光二极管驱动装置100，基于由电流检测单元4检测出的电流值，进行对各LED部的通电量的控制。换言之，不是基于整流电压的电压值的控制，而是基于实际通电的电流量的电流控制，因此不会因LED元件的正向电压的偏差而变化，可在适当的时刻实现正确的LED部切换，能够带来可靠性高的稳定的动作。另外，在电流值的检测中利用电流检测单元4等。电流检测单元4优选利用电阻器等。
在图1A的例中，电流控制单元30基于第一LED部11的通电量，控制由第一旁路单元21进行的对第一LED部11的通电限制量。具体而言，在第一旁路单元21、第二旁路单元22、第三旁路单元23及第四旁路单元24接通(ON)的状态下，根据通电量，第一旁路单元21对第一LED部11进行电流驱动。之后，输入电压上升，若到达能够一起驱动第一LED部11和第二LED部12的电压，则在第二LED部12中开始流过电流，进一步，若该电流值超过恒定量，则第一旁路单元21被断开(OFF)。另外，电流控制单元30基于第一LED部11及第二LED部12的通电量，控制由第二旁路单元22进行的对第一LED部11及第二LED部12的通电限制量。具体而言，根据通电量，第二旁路单元22对第一LED部11和第二LED部12进行电流驱动。之后，输入电压上升，若到达能够一起驱动第一LED部11、第二LED部12和第三LED部13的电压，则在第三LED部13中开始流过电流，进一步，若该电流值超过恒定量，则第二旁路单元22被断开。
另外，电流控制单元30基于第一LED部11、第二LED部12、和第三LED部13的通电量，控制由第三旁路单元23进行的对第一LED部11、第二LED部12、第三LED部13的通电限制量。具体而言，根据通电量，第三旁路单元23对第一LED部11、第二LED部12和第三LED部13进行电流驱动。之后，输入电压上升，若到达能够一起驱动第一LED部11、第二LED部12、第三LED部13和第四LED部14的电压，则在第四LED部14中开始流过电流，进一步，若该电流值超过恒定量，则第三旁路单元23被断开。最后，第四旁路单元24及电流控制单元30根据通电量，对第一LED部11、第二LED部12、第三LED部13、第四LED部14进行电流驱动。
如以上所述，发光二极管驱动装置100具备多个旁路电路，多个电流电路构成为利用家庭用电源等交流电源AP，根据对该交流进行全波整流后得到的周期性变化的脉动电流电压，仅以适当的个数点亮串联配置的LED元件，从而能够使多个电流控制单元以分别使各旁路电路适当工作的方式工作。
该发光二极管驱动装置100随着电流值的上升，依次对第一LED部11、第二LED部12、第三LED部13、第四LED部14通电。特别是，利用电流控制来限制对各LED部的通电量，从而能够根据电流量进行LED部的通电量的控制，相对于脉动电流电压，能够有效地使LED点亮驱动。
另外，在图1A的例中，与第四旁路单元24并联连接LED驱动单元3，由LED驱动单元3使流过第四旁路单元24的电流的一部分分流，从而LED驱动单元3降低第四旁路单元24的负荷。
(高次谐波抑制信号生成单元6)
另外，电流控制单元30与高次谐波抑制信号生成单元6连接。高次谐波抑制信号生成单元6基于从整流电路2输出的整流电压，生成高次谐波抑制信号电压。在此，高次谐波抑制信号生成单元6将由整流电路2整流过的整流电压压缩为适当的大小，并发送给电流控制单元30。电流控制单元30将从高次谐波抑制信号生成单元6发送的信号作为参考信号，与由电流检测单元4检测出的电流检测信号进行比较。电流控制单元30基于该比较结果，经由各个第一旁路单元21～第四旁路单元24，在适当的时刻下以适当的电流对各个LED部进行驱动。
(平滑化电路)
另外，图1A所示的发光二极管驱动装置还可以具备与LED集合体10并联连接的平滑化电路。平滑化电路是用于降低LED集合体10的熄灭期间的部件。该平滑化电路例如由第一充放电电容器111构成。
(对第一充放电电容器111的充电)
第一充放电电容器111的端子间电压在常态动作状态下等于第一LED部11～第四LED部14的全部LED的正向电压之和Vfall。因此，若输入电压到达第一LED部11～第四LED部14被驱动的电压，则开始充电，若输入电压下降至无法由电流控制单元30所指示的电流值驱动第一LED部11～第四LED部14的电压(转移到驱动第一LED部11～第三LED部13的状态)，则结束充电。在充电期间内，若通过充电而电容器端子电压上升，则Vfall也会上升，因此LED驱动电流会增加，对第一充放电电容器111的充电电流会慢慢减少。合成该电容器充电电流和LED驱动电流，由电流控制单元30控制成正弦波电流。由此，在不会对原来以近似于正弦波的电流波形控制的发光二极管驱动装置整体的电流造成影响的情况下，进行第一充放电电容器111的充电。
(来自第一充放电电容器111的放电)
另一方面，第一充放电电容器111向连接的第一LED部11～第四LED部14放出积攒的电荷。另外，第一充放电电容器111的充电电压是构成LED集合体10的串联连接的第一LED部11～第四LED部14的正向电压之和Vf1-4，因此在电容器充电时，不会以流过LED集合体10的电流以上的电流使第一充放电电容器111放电。
另外，在以上的例中，说明了作为LED部使用了4个第一LED部11～第四LED部14的发光二极管驱动装置。但是，本发明并不限于该结构，LED部的数量只要是多个即可，可以设定为3以下或5以上的任意的数。例如，在图1B所示的变形例所涉及的发光二极管驱动装置100B中，将LED部设为第一LED部11和第二LED部12这2个，由第一旁路单元21和第四旁路单元24控制它们的点亮。由此，可根据所要求的光量或振幅因数等品质、功耗或成本等来选择适当数量的LED部。
(实施例1的电路例)
接着，图2表示将图1A的发光二极管驱动装置100用半导体元件来实现的具体的电路结构例。该发光二极管驱动装置100’作为与交流电源AP连接的整流电路2使用二极管电桥。此外，在交流电源AP与整流电路2之间设置保护电阻81。另外，在整流电路2的输出侧连接旁路电容器82。另外，在交流电源AP与整流电路2之间，虽然未图示，但是也可以设置用于阻止过电流的保险丝和过载防护电路。
(交流电源AP)
交流电源AP优选可以利用100V或200V的商用电源。该商用电源的100V或200V是实际有效值，被全波整流的整流波形的最大电压约为141V或282V。
(LED集合体10)
构成LED集合体10的各LED部彼此被串联连接，并且被分为多个组块(BLOCK)，从组块与组块之间的边界引出端子，与第一旁路单元21、第二旁路单元22、第三旁路单元23、第四旁路单元24连接。在图2的例中，由第一LED部11、第二LED部12、第三LED部13、第四LED部14这4个组块构成LED集合体10。
图2所示的各LED部11～14表示一个LED符号安装了多个LED芯片的LED封装件1。在该例中，各LED封装件1安装了10个LED芯片。各LED部的发光二极管连接数、或者LED部的连接数是由正向电压的相加值、即串联连接的LED元件的总数和所使用的电源电压决定的。例如，在使用商用电源的情况下，各LED部的Vf的合计、即合计正向电压Vfall被设定为141V左右、或该值以下。
另外，LED部具备一个以上的任意数量的LED元件。LED元件可利用在一个封装件中汇聚了一个LED芯片或多个LED芯片的元件。在该例中，作为图示的一个LED元件，使用分别包括10个LED芯片的LED封装件1。
此外，在图2的例中，将4个LED部的Vf设计成相同的值。但是并不限于该例，也可以如上述那样，将LED部的数量设为3以下、或者5以上。通过增加LED部的数量，从而使电流控制的数量增加，由此能够进行更细致的LED部之间的点亮切换控制。另外，各LED部的Vf也可以不同。
(第一旁路单元21～第四旁路单元24)
第一旁路单元21、第二旁路单元22、第三旁路单元23、第四旁路单元24对应于各LED部，是用于进行电流驱动的部件。作为这种第一旁路单元21～第四旁路单元24，由晶体管等开关元件构成。特别是，FET的源极-漏极间饱和电压为大致零，因此不会阻碍对LED部的通电量，所以是优选的。但是，第一旁路单元21～第四旁路单元24并不限于FET，当然也可以由双极性晶体管等构成。
在图2的例中，作为第一旁路单元21～第四旁路单元24，利用了LED电流控制晶体管。具体而言，第二LED部12、第三LED部13、第四LED部14、LED驱动单元3分别与作为第一旁路单元21～第四旁路单元24的第一LED电流控制晶体管21B、第二LED电流控制晶体管22B、第三LED电流控制晶体管23B连接。各LED电流控制晶体管根据其前级LED部的电流量而被切换导通状态或电流控制。若LED电流控制晶体管截止，则电流不流过旁路路径，对LED部通电。即，能够调整因各第一旁路单元21～第四旁路单元24成为旁路的电流量，结果能够控制各LED部的通电量。在图2的例中，与第二LED部12并联连接第一旁路单元21，形成第一旁路路径BP1。此外，与第三LED部13并联连接第二旁路单元22，形成第二旁路路径BP2。另外，与第四LED部14并联连接第三旁路单元23，形成第三旁路路径BP3。另外，第四LED电流控制晶体管24B与LED驱动单元3并联连接，形成第四旁路路径BP4，控制对第一LED部11、第二LED部12、第三LED部13及第四LED部14的通电量。
(逆流防止二极管)
此外，在各旁路路径上设置逆流防止二极管。具体而言，在第一旁路路径BP1上设置第一逆流防止二极管121，在第二旁路路径BP2上设置第二逆流防止二极管122，在第三旁路路径BP3上设置第三逆流防止二极管123，在第四旁路路径BP4上设置第四逆流防止二极管124。
在此，第一LED部11没有设置并联连接的旁路路径或旁路单元。这是因为与第二LED部12并联连接的第一旁路单元21控制第一LED部11的电流量。此外，第四LED电流控制晶体管24B对第四LED部14进行电流控制。
(LED驱动单元3)
此外，在图2的例中，作为LED驱动单元3设置了电阻器。在该例中，构成为：与作为第四旁路单元的第四LED电流控制晶体管24B并联连接LED驱动单元3，从而在电流量增大时，使通电到第四旁路单元的电流旁路到LED驱动单元3，从而减轻对第四旁路单元的负荷。但是，在第四旁路单元具有足够的电流耐性的情况下，也可以省略LED驱动单元。
(电流控制单元30B)
电流控制单元是按照在适当的时刻使与各LED部对应的第一旁路单元21～第四旁路单元24进行电流驱动的方式进行控制的部件。该电流控制单元将由整流电路2整流过的整流电压作为基准电压，输出控制旁路单元的动作的动作控制信号。由此，将由电流检测单元4检测出的输出线OL上的电流量控制为与整流电压成正比的值。其结果，电路整体的输入电流成为与交流输入电压成正比的波形，能够抑制高次谐波。
在图2的电流控制单元30B中也可以利用晶体管等开关元件。特别是，双极性晶体管优选用于电流量的检测中。在该例中，由运算放大器30B构成电流控制单元30B。另外，电流控制单元并不限于运算放大器，当然也可以由比较器、双极性晶体管、MOSFET等构成。
在图2的例中，电流控制单元30B控制各LED电流控制晶体管21B～24B的动作。即，各电流检测运算放大器进行通电量的控制，从而将LED电流控制晶体管分别切换为截止/电流控制/导通。
(电流检测单元4)
电流检测单元4是通过压降等来检测向串联连接了LED部的LED集合体10通电的电流的部件。由电流检测单元4进行电流检测，从而进行构成LED集合体10的各LED部的电流驱动。此外，该电流检测单元4还起到LED的保护电阻的作用。另外，基于由电流检测单元4检测出的电流检测信号进行电流驱动，因此电流检测单元4与进行电流电路的控制的电流控制单元30B、即运算放大器30B连接。在该电路例中，由第一旁路单元21、第二旁路单元22、第三旁路单元23、第四旁路单元24和电流控制单元30B构成一种恒流电路。
(电流控制信号赋予单元5)
另外，在电流控制单元30B与各旁路单元之间插入电流控制信号赋予单元5。例如在赋予给第一旁路单元22的动作控制信号、与赋予给第四旁路单元24的动作控制信号之间产生电位差，因此通过设置电流控制信号赋予单元5，从而能够可靠地进行第一旁路单元22和第四旁路单元24的动作切换。各电流控制信号赋予单元5规定在哪一电流时刻进行各LED电流控制晶体管的导通/截止。在此，随着输入电压的上升，以按照第一～第四LED电流控制晶体管21B～24B的顺序被切断的方式，作为各电流控制信号赋予单元5设定并配置电流控制信号赋予齐纳二极管5E、5F、5G。另外，在图2的例中，由齐纳二极管构成了，但是也可以是电阻器、二极管等。
在图2的电路例中，随着由整流电路2整流过的输入电压的上升，能够按照从第一LED部11到第二LED部12、第三LED部13、第四LED部14的顺序进行通电量的控制。此外，在输入电压下降时，以相反的顺序熄灭LED。
(高次谐波抑制信号生成电阻60、61)
另一方面，在图2的电路例中，由运算放大器30B构成了电流控制单元30B，该运算放大器30B被高次谐波抑制信号生成单元6控制。高次谐波抑制信号生成单元6由高次谐波抑制信号生成电阻60、61构成。高次谐波抑制信号生成电阻60、61对由整流电路2整流过的整流电压进行分压。换言之，将整流电压压缩为适当的大小。向作为电流控制单元的运算放大器30B的+侧输入端子输入从高次谐波抑制信号生成电阻60、61输出的被压缩的正弦波、即高次谐波抑制信号。
(恒压电源7)
由恒压电源7驱动运算放大器30B。恒压电源7由运算放大器电源用晶体管70、齐纳二极管71、齐纳电压设定电阻72构成。该恒压电源7仅在由整流电路2整流交流电源AP之后的整流电压超过齐纳二极管71的齐纳电压的期间内，向运算放大器30B供给电源。以包含LED集合体10的点亮期间的方式设定该期间。即，在LED集合体10点亮着时使运算放大器30B工作，控制点亮。
另一方面，向各运算放大器30B的-侧输入端子，输入由电流检测电阻4检测出的作为电流检测信号的电压。电流检测电阻4的电压被控制成沿着施加到运算放大器30B的+侧输入端子的正弦波进行电流控制。由此，由于沿着正弦波进行电流控制动作，因此LED驱动电流成为近似于正弦波的波形。
另外，LED部分别能够彼此串联连接多个发光二极管元件来构成。由此，在能够通过多个发光二极管元件有效地使整流电压分压的基础上，能在某一程度上吸收每个发光二极管元件的正向电压Vf或温度特性的偏差，能够使组块单位下的控制均匀。其中，LED部的数量或构成各LED部的发光二极管元件的数量等可根据所要求的明亮度或输入电压等来任意设定，例如当然可以由一个发光二极管元件构成LED部或增加LED部的数量来进行细致的控制，或者相反，将LED部仅设为2个来简化控制。
此外，在上述结构中将LED部的结构数设成了4，但是当然也可以将LED部的数量设为2或3、或5以上。特别是，通过增加LED部的数量，从而能够以更低的电源电压形成正弦波状的电流波形，能够抑制进一步的高次谐波分量。此外，在图2的例中，对输入电流大致均匀地分割了使各LED部接通/断开的切换动作，但是也可以不是均匀地分割，而是以不同的电流切换LED部。
另外，在上述的例中，是将LED分为4个LED部、各LED部分别是同一Vf的结构，但是也可以不是同一Vf。例如，若尽可能降低LED部1的Vf、即设定为LED一个量的3.6V左右，则能够提前电流的上升定时，且延迟下降定时。这更有利于减少高次谐波。此外，若使用该方法，则能够自由选择LED部的数量和Vf设定，能够进一步使电流波形近似于正弦波，因此能够进一步提高灵活性来容易实现高次谐波抑制。
(电压变动抑制信号生成单元8)
另外，发光二极管驱动装置还可以具备生成电压变动抑制信号并发送给电流控制单元的电压变动抑制信号生成单元8。电压变动抑制信号生成单元8与充放电电容器111串联连接，检测整流电压的变动。
基于由该电压变动抑制信号生成单元8检测到的整流电压的变动、与由电流检测单元4检测到的电流检测信号之和，电流控制单元30检测各旁路单元的动作。由此，由于由电流检测单元4检测的输出线OL上的电流量与整流电压成正比，因此若整流电压的平均值产生变化，则输出线OL上的电流量的平均值也成正比地产生变化。因此，通过对电流检测信号施加整流电压抑制信号进行控制，从而即使整流电压的平均值产生了变化，也能够使输出线OL上的电流量的平均值保持恒定，从而获得稳定的光输出。
在图2的电路例中，电压变动抑制信号生成单元8由被虚线包围的区域构成，对电压变动抑制信号进行积分的基础上，加到电流检测信号上。由此，即使整流电压变动也能够能够控制成使平均电流恒定。
(对第一充放电电容器111进行充电)
图2所示的发光二极管驱动装置100’的电流波形，与图19所示的电流波形相同。在此，图19表示了从图2的发光二极管驱动装置100’省略第一充放电电容器111之后的变形例所涉及的发光二极管驱动装置1800(图18的电路图)的电流波形。图18的各部件除了第一充放电电容器111之外与图2相同，因此省略详细说明。
对图2的发光二极管驱动装置100’中的第一充放电电容器111进行的充电，是从电源线经过第一充放电电容器111、第四逆流防止二极管124、第四LED电流控制晶体管24B进行的。进行该充电的时刻就是由第四LED电流控制晶体管24B对LED集合体10进行点亮控制的时候。并且，如上所述，充电电流被充电成电容器端子电压和LED集合体10的所有Vf彼此相等，而且该充电电流被与流过LED集合体10的LED电流合成，以通过第四电流控制晶体管24B使该合成电流成为正弦波的方式进行电流控制。由此，能够在不会阻碍由图18的电路例1800实现的高次谐波失真抑制功能的情况下，对第一充放电电容器111进行充电。
另一方面，电容器充电中的LED电流有所减少，其程度与减去了电容器充电电流的量相当。第四LED电流控制晶体管24B进行正弦波电流控制的期间，在图2的电路例中是从第一LED部11到第四LED部14的所有LED部被点亮的期间，即电源电压的峰值附近的期间。此外，在该期间，光输出也成为峰值。若削减该期间的LED电流，则能够抑制光输出的峰值，能够降低光输出的波纹率。因此，通过在该期间内对第一充放电电容器111进行充电，从而抑制光输出的峰值，且使蓄积在电容器中的电力在电源电压低时放电来获得光输出，由此能够获得光输出的波纹率的双重改善效果。
(波纹率的改善)
在发光二极管驱动装置中不会使近似于正弦波的输入电流波形紊乱，就能够降低熄灭期间来改善波纹(ripple)率，这在提高输出光的品质方面很重要。以下，基于图17～图21说明波纹率的改善。申请人当初如图17所示那样开发了将LED连接为多级并抑制高次谐波分量的发光二极管驱动装置1700。在该电路中，作为第一电流控制单元1731、第二电流控制单元1732、第三电流控制单元1733、第四电流控制单元1734分别使用了运算放大器。此外，申请人改良该装置后，还开发了图18所示的发光二极管驱动装置1800。在图19中表示由该发光二极管驱动装置1800得到的电源输入电流波形的图表，在图20中表示第一LED组块11中的电流波形。如图19的图表所示，抑制了电源输入电流的高次谐波失真的产生，能够以接近正弦波的电流波形驱动LED。另一方面，发光元件不使用LED而是使用现有技术中的白炽灯时的电流波形也同样大致是正弦波。但是，如果是白炽灯，则由于基于灯丝的白热来发光，因此不会响应于电源频率(50Hz或60Hz)而产生闪烁。相对于此，在作为发光元件使用LED时，由于LED的高响应性，存在反复与电源频率对应的闪烁的问题。图21的正弦波多级驱动电路的光输出波形表示这种情况。作为客观评价指标，使用波纹率(＝(最大值-最小值)/平均值)，越接近0越好。若计算图21的光输出的波纹率，则波纹率＝2.0以上，与其他发光元件的波纹率相比，比白炽灯的0.1以下、荧光灯的0.9、反相荧光灯的0.2左右更佳恶化。这将导致人因光的闪烁而感到刺眼，会降低照明品质。因此，想要将图18的发光二极管驱动装置用于更高品质的照明中，就需要消除熄灭期间并改善波纹率。为了消除熄灭期间，考虑到使用了电容器的平滑化。即，考虑在电源电压高的期间对电容器进行充电，在电压低的期间使电容器放电。但是，若使用电容器，则会在短的充电期间内进行快速充电，因此充电电流变大。充电电流一般具有电容器的容量越大其值就越大的倾向，因此如果是适合用于这种平滑化用途的大容量的电容器，则充电电流进一步增大，导致功率因数恶化，并且不适合高次谐波失真的标准。此外，有时也会使用用于功率因数改善的有源滤波器IC等，但是这种元件价格高，而且还具有产生因高频开关动作引起的噪声等弊端。针对这种问题，在实施例1中，如上述那样使用充放电电容器111，针对施加到LED集合体10的整流电压高时充电的电荷，在整流电压低时对其进行放电来对LED集合体10通电，从而抑制对LED集合体10的电流量的高低差，成功改善了波纹率。此外，通过在充电路径上设置LED驱动单元3、第一旁路单元21～第四旁路单元24，从而抑制对充放电电容器111的突入电流，还能够避免功率因数的降低。
(来自第一充放电电容器111的放电)
接着，说明来自第一充放电电容器111的放电。在图2的发光二极管驱动装置100’中，第一充放电电容器111的放电电路，由LED集合体10构成，LED集合体10由第一LED部11～第四LED部14构成。这样，所有的LED部都成为放电对象，但是放电电流不会流过正弦波多级驱动电路，不会对其动作产生影响。
图3表示对第一充放电电容器111的电容器充放电电流及电压波形。在该图中，将电容器充放电电流表示为I，将电容器充放电电压波形表示为V。将电容器的端子电压大致充电成：与如上所述与从所有的LED部被点亮的状态下的LED电流、即第四LED电流控制晶体管24B下的控制电流中减去电容器充电电流得到的电流Ifa所产生的LED端子电压Vfa相等。因此，即使不对第一充放电电容器111的放电进行电流控制，也可通过LED端子电压Vfa限制，不会流过大于Ifa的放电电流。
电容器充电刚一结束之后，充电电流就消失，LED驱动电流上升，LED端子电压也会上升，因此不会引起放电。电源电压进一步下降，在正弦波多级驱动电路使第一LED部11、第二LED部12这2组的LED组转移至正弦波电流驱动(在正弦波多级驱动电路中第三LED部13、第四LED部14被熄灭)的附近起，电容器端子电压超过LED端子电压，开始放电。该放电电流与图20的正弦波电流驱动重叠并流过LED，因此LED端子电压上升，在抑制放电电流的方向上工作，在LED中不会流过过度的电流。随着电源电压下降，由正弦波多级驱动电路驱动的LED部减少，因驱动电流引起的LED端子电压变动的部分也减少。
由此，LED端子电压随着驱动电流的增减而增减。即，由多级驱动电路驱动的LED部的端子电压比没有被驱动时更高。因此，在更多的LED部被多级驱动电路驱动的期间，LED端子电压变高，其结果，超过电容器端子电压的期间，第一充放电电容器111不会放电。另一方面，利用与多级驱动电路分担的电流对第一充放电电容器111进行充电，因此此时的LED驱动电流成为比没有第一充放电电容器111时还低的Ifa。即，充电完的电容器端子电压相对于所有LED部，仅被充电为能够以最大Ifa放电的电压Vfa。若电源电压下降，由多级驱动电路驱动的LED部减少，则LED端子电压减少，开始第一充放电电容器111的放电。另外，由多级驱动电路驱动的LED部的数量越少，LED端子电压越往下降，来自第一充放电电容器111的放电电流就上升，但是如上述那样不会超过充电期间的LED驱动电流Ifa。
由此，根据LED部的驱动状况，第一充放电电容器111逐次放电，仅通过图21所示的正弦波多级驱动电路在熄灭的期间，也能够使LED部点亮。此外，与正弦波多级驱动电路无关地进行电容器的放电，即在不会影响高次谐波失真抑制效果和高功率因数的情况下进行电容器的放电。因此，在维持高次谐波抑制和高功率因数的同时，通过正弦波多级驱动电路的追加来降低熄灭期间，从而能够大幅改善光输出的波纹率。
在此，图4表示实施例1所涉及的发光二极管驱动装置中的第一LED部的电流波形，为了进行对比，图20表示申请人之前开发的图18的发光二极管驱动装置1800中的第一LED部的电流波形。在图18的结构中，电压低的区域、即在图20中用箭头表示的区间内，第一LED部熄灭。此外，第一LED部的驱动波形表示大致接近正弦波的波形。相对于此，在实施例1中，如图4所示那样，在电源电压为峰值时(在图4中用水平方向的箭头表示的区间)，进行电容器充电来削减LED电流，而另一方面，根据由正弦波多级驱动电路驱动的LED部的电流减少的情况来增加电容器放电电流(在图4中是纵向箭头)。由此，在现有技术中是被熄灭的区间内也能够使第一LED部点亮来获得光输出，其结果，可确认消除了LED部完全熄灭的期间。由此，能够实现通过将与削峰的量相应的电流分配给原来的熄灭期间，来平滑化点亮的量由此抑制了刺眼的高品质的LED部的发光。
另外，图5的图表表示在实施例1中得到的光输出的波形。根据该图可确认，能够将相对于光输出的峰值时的暗时的比例提高约60％，波纹率变成0.6以下，超过荧光灯，大幅提高了照明品质。
此外，根据该结构，即便搭载了大容量的第一充放电电容器111，但是对第一充放电电容器111的充电电流与LED集合体10的驱动电流一起被正弦波电流驱动，从而能够避免产生大的突入电流。另外，利用正弦波电流驱动控制电容器充电电流，因此与快速充电相比，电容器脉动电流非常小。因此，即使将与LED元件的寿命相比寿命较短的铝电解电容器用作第一充放电电容器111也能够确保长寿命，能够提高发光二极管驱动装置的品质和可靠性。
(实施例2)
在以上的例中，说明了作为平滑化电路连接了1个第一充放电电容器111的例。但是，本发明可连接多个电容器，由此能够进一步提高波形改善效果。将这种例作为实施例2，在图6中表示连接了第二充放电电容器112的发光二极管驱动装置200的框图，在图7A中表示具体电路图的例，在图8中表示该电路例中的第一充放电电容器111的电流及电压波形，图9表示第二充放电电容器112的电流及电压波形。第二充放电电容器112与第一LED部11并联连接，且与第四LED部14串联连接。该发光二极管驱动装置200的电流波形与图19所示的电流波形相同。
图7A所示的发光二极管驱动装置200与图2所示的发光二极管驱动装置100相比，附加了第二充放电电容器112和第二放电二极管125，其他部件与图2大致相同，因此适当省略详细说明。此外，为了简化说明，将LED部设为第一LED部11和第四LED部14这2个，在图7B中表示构成为由第一旁路单元21和第四旁路单元24控制它们的点亮的发光二极管驱动装置200B。该图所示的发光二极管驱动装置200B具备：第一旁路单元21，与第一LED部11串联连接且从第一LED部11看时与第四LED部14并联连接，用于控制对第一LED部11的通电量；第四旁路单元24，与第四LED部14串联连接，用于控制对第一LED部11及第四LED部14的通电量；第一LED部11和第四LED部14的串联连接体；并联连接的第一充放电电容器111；第二充放电电容器112，与第一LED部11并联连接、且与第四LED部14串联连接。该第一充放电电容器111在整流电压比第一LED部11及第四LED部14的正向电压之和还大时被充电。此外，在比第一LED部11及第四LED部14的正向电压之和还小时被放电。另一方面，第二充放电电容器112在整流电压比第一LED部11的正向电压还大时被充电，而比第一LED部11的正向电压之和还小时被放电。通过这样构成，能够抑制输出光的波纹，能够获得高品质的发光。此外，除了第一充放电电容器111外还追加了第二充放电电容器112，从而在没有被充放电电容器充电的期间也能够对第二充放电电容器112进行充电，因此能够抑制电流波形的暂时的增加，可接近完美的波形。特别是，使用第二充放电电容器112，将施加到第二LED部12的整流电压高时充电的电荷在整流电压低时放电，来使第二LED部12通电，由此抑制对第二LED部12的电流量的高低差，获得能够改善波纹率的优点。此外，通过在充电路径上设置第一旁路单元21，从而抑制对第二充放电电容器112的突入电流，能够避免功率因数降低。
此外，如图7A所示，第二放电二极管125构成使来自第二充放电电容器112的放电电流流过第一LED部11～第三LED部13的放电路径，阻止对第二充放电电容器112的充电电流通至第四LED部14。该第二放电二极管125与第三逆流防止二极管123串联连接，并且在两者之间连接第二充放电电容器112的一端。该第二充放电电容器112经由第三逆流防止二极管123与作为第三旁路单元的第三LED电流控制晶体管23B连接。对第二充放电电容器112的充电仅在第三LED电流控制晶体管23B进行电流控制的期间内进行，因此能够更有效地抑制光输出的波纹。
(对第二充放电电容器112的充电)
对第二充放电电容器112的充电是从电源线经过第二充放电电容器112、第三逆流防止二极管123、第三LED电流控制晶体管23B进行的。进行该充电的时刻是通过第三LED电流控制晶体管23B对第一LED部11、第二LED部12及第三LED部13进行点亮控制的时候。并且，充电电流被充电成电容器端子电压和第一～第三LED部的合计Vf彼此相等，而且合成该充电电流和流过第一～第三LED部的LED电流，由第三LED电流控制晶体管23B对该合成电流进行电流控制，使其成为正弦波。由此，在不会阻碍在图18的电路例1800中实现的高次谐波失真抑制功能的情况下，能够对第二充放电电容器112进行充电。
另一方面，电容器充电中的LED电流减少与减去的电容器充电电流的量相应的量。第三LED电流控制晶体管23B在进行正弦波电流控制的期间，在图7A的电路例中，是从第一LED部11到第三LED部13的LED被点亮的期间。此外，在图2的电路例中，该期间在图5中光输出成为峰值。只要能够抑制该期间的LED电流，就能够抑制光输出的峰值，能够降低波纹率。因此，通过在该期间对第二充放电电容器112进行充电，从而抑制光输出的峰值，且使蓄积在电容器中的电力在电源电压低时放电来获得光输出，由此能够获得波纹率的双重改善效果。
(来自第二充放电电容器112的放电)
接着，说明来自第二充放电电容器112的放电。在图7A的发光二极管驱动装置200中，第二充放电电容器112的放电电路由第一LED部11～第三LED部13构成。放电电流不流过正弦波多级驱动电路，对其动作不会带来影响。此外，与第一充放电电容器111的放电说明相同，不会使对LED以过度的电流放电。
在此，图10表示实施例2所涉及的发光二极管驱动装置200中的第一LED部11的电流波形，并且与表示实施例1的发光二极管驱动装置100中的第一LED部11的电流波形的图4进行了比较。在图2所示的实施例1的结构中，在第一LED部11～第三LED部13被点亮的时期，存在光输出的峰值。相对于此，在图10所示的实施例2中，在电源电压峰值时(图10中由水平方向的箭头表示的区间)，通过对第二充放电电容器112进行充电来削减了LED电流，而根据由正弦波多级驱动电路驱动的LED部的电流减少这一情况，使电容器放电电流增加(图10中纵向箭头)，能够进一步改善波纹率。此外，与第一充放电电容器111相同，电流脉动(ripple)变小，即使使用铝电解电容器也能够确保长的寿命。
此外，图11表示通过实施例2所涉及的发光二极管驱动装置200得到的光输出波形。根据该图可确认，比图5所示的实施例1的光输出更能抑制波纹率。
另外，在图7A的例中，说明了使用第一LED部11～第四LED部14这4个作为LED部的发光二极管驱动装置。但是，本发明并不限于该结构，如上所述，LED部的数量只要是多个即可，可以是3以下或5以上的任意的数。例如，如图7B所示的发光二极管驱动装置200B那样，即使由第一LED部11和第四LED部14这2个构成LED部，也能够如上述那样构筑有效的AC多级电路。LED部的数量可根据所要求的光量、振幅因数等品质、功耗或成本等来适当选择。
(实施例3)
另外，充放电电容器并不限于2个，也可以附加3个以上。作为这样的例，图12表示使用了3个充放电电容器的实施例3所涉及的发光二极管驱动装置300的电路图。如该图所示，与第一LED部11和第二LED部12并联连接了第三充放电电容器113。根据这种结构，能够与实施例1、实施例2同样地改善波纹率。
特别是，使用第三充放电电容器113，将在施加到第三LED部13的整流电压高时充电的电荷，在整流电压低时放电来对第三LED部13通电，从而抑制对第三LED部13的电流量的高低差，由此获得能够改善波纹率的优点。此外，通过在充电路径上设置第二旁路单元22，抑制对第三充放电电容器113的突入电流，从而还获得能够避免降低功率因数的优点。
此外，如图12所示，第三放电二极管126构成使来自第三充放电电容器113的放电电流流过第一LED部11和第二LED部12的放电路径，并且阻止对第三充放电电容器113的充电电流通至第三LED部14侧。该第三放电二极管126与第二逆流防止二极管122串联连接，且在两者之间连接第三充放电电容器113的一端。该第三充放电电容器113经由第二逆流防止二极管122与作为第二旁路单元的第二LED电流控制晶体管22B连接。对第三充放电电容器113的充电，仅在第二LED电流控制晶体管22B进行电流控制的期间内进行，因此能够更有效地抑制光输出的波纹。
(实施例4)
另外，作为实施例4，图13表示使用了4个充放电电容器的例。该图表示实施例4所涉及的发光二极管驱动装置400的电路图。在此，与第一LED部并联连接了第四充放电电容器114。在该结构中也能够期待波纹率的改善。第四放电二极管127构成使来自第四充放电电容器114的放电电流流过第一LED部11的放电路径，并且阻止对第四充放电电容器114的充电电流通至第二LED部12侧。该第四放电二极管127与第一逆流防止二极管121串联连接，且在两者之间连接第四充放电电容器114的一端。该第四充放电电容器114经由第一逆流防止二极管121与作为第一旁路单元的第一LED电流控制晶体管21B连接。对第四充放电电容器114的充电仅在第一LED电流控制晶体管21B进行电流控制的期间内进行，因此能够更有效地抑制光输出的波纹。
以上的发光二极管驱动装置具备LED元件，因此通过在同一布线基板上配置LED元件及其驱动电路，从而能够用作接通家庭用交流电源来点亮的照明装置或照明器具。
上述实施例仅仅是本发明的优选实施例，仅仅举例说明了本发明，显然本发明并不限于此，在不超出本发明的宗旨的范围内的各种修改和变更都包含在权利要求的范围内。本申请援引2012年2月3日在日本提出的申请号为2012-22525的申请的内容。

Claims (10)

1.一种发光二极管驱动装置，其特征在于，具备：
整流电路，其能够与交流电源连接，用于获得对该交流电源的交流电压进行整流后的整流电压；
第一LED部，其与所述整流电路的输出侧串联连接且包括至少一个LED元件；
第二LED部，其与所述第一LED部串联连接且包括至少一个LED元件；
第一旁路单元，其与所述第二LED部并联连接，且与所述第一LED部串联连接，用于控制对所述第一LED部的通电量；
第四旁路单元，其与所述第二LED部串联连接，用于控制对所述第一LED部及第二LED部的通电量；
电流检测单元，其用于检测基于在串联连接了所述第一LED部及第二LED部的输出线上流过的电流量的电流检测信号；和
电流控制单元，其根据由所述电流检测单元检测到的电流检测信号，输出控制所述第一旁路单元及第四旁路单元的动作的动作控制信号，
所述电流控制单元具备用于输出该动作控制信号的一个输出，相对于该一个输出，并联连接所述第一旁路单元和第四旁路单元。
2.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，
所述电流控制单元将由所述整流电路整流过的整流电压作为基准电压，输出控制所述第一旁路单元及第四旁路单元的动作的动作控制信号。
3.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，
所述发光二极管驱动装置还具备：
电压变动抑制信号生成单元，其与所述第一LED部和第二LED部串联连接，检测整流电压的变动，
基于由所述电压变动抑制信号生成单元检测到的平均整流电压的变动、和由所述电流检测单元检测到的电流检测信号之和，所述电流控制单元控制所述第一旁路单元及第四旁路单元的动作。
4.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，
所述发光二极管驱动装置还具备：第一充放电电容器，其并联连接于所述第一LED部和第二LED部的串联连接。
5.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，
所述发光二极管驱动装置还具备：
第三LED部，其与所述第二LED部串联连接且包括至少一个LED元件；和
第二旁路单元，其与所述第三LED部并联连接，且与所述第二LED部串联连接，用于控制对所述第一LED部及第二LED部的通电量，
所述第一旁路单元、第二旁路单元、和第四旁路单元相互并联连接，
由所述电流控制单元控制所述第二旁路单元的动作，
所述第四旁路单元控制对所述第一LED部、第二LED部、及第三LED部的通电量。
6.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，
所述电流控制单元由运算放大器构成。
7.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，
在所述电流控制单元与第一旁路单元之间以及电流控制单元与第四旁路单元之间分别插入电流控制信号赋予单元。
8.根据权利要求7所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，
所述电流控制信号赋予单元是齐纳二极管或电阻器。
9.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，
所述发光二极管驱动装置还具备：LED驱动单元，其与所述第二LED部串联连接且控制对所述第一LED部及第二LED部的通电，
所述第四旁路单元与所述LED驱动单元并联连接。
10.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，
所述电流控制单元，由恒压电源驱动。
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