CN104349547B - 点灯装置、照明器具、点灯装置的设计方法及制造方法 - Google Patents

Abstract

在采用了DC/DC变换器的固体发光元件的点灯装置中，能够以及简单的构成来使光输出稳定。与直流电源(2)连接，并将电流供给到正向电压为Vfmin以上Vfmax以下的范围的固体发光元件(LED3)的点灯装置(1)具备：DC/DC变换器(降压变换器BC1)、以及控制部(CNTL)，DC/DC变换器具有开关元件(SW1)，控制部(CNTL)通过峰值电流控制，将开关元件(1)控制成断开，在连接于点灯装置(1)的固体发光元件的正向电压为Vfmax的情况下，DC/DC变换器以进行BCM工作的固定周期，将开关元件(SW1)控制成接通。

Description

点灯装置、照明器具、点灯装置的设计方法及制造方法

技术领域

本发明涉及发光二极管(LED：Light Emitting Diode)等固体发光元件的点灯装置、具备点灯装置的照明器具以及点灯装置的设计方法。

背景技术

LED等固体发光元件具有小型、高效以及寿命长的特点，期待着用作各种制品的光源。

在使LED点灯的点灯装置中，为了使LED稳定地点灯，则希望的恒定电流控制为，不依存作为负荷的LED，而输出恒定的输出电流。LED的电压-电流特性具有非线性特性，即，在成为某施加电压以上的电流流出，在额定电流值附近的电流流动的状态下，正向电压几乎不变化，LED的光输出基本上是按照流动在LED的电流值而被决定的。

在恒定电流控制中，通过控制成不依存输出电压而使恒定的电流流入到LED，从而在因LED的个体差而造成点灯电压不均匀的情况下，能够降低光输出的不均匀。并且，在恒定电流控制中，即使在连接了额定点灯电压不同的负荷的情况下，或者改变相同的负荷的串联数量来连接的情况下，通过使恒定的电流流入到负荷，从而能够对应各种连接负荷方式。

例如，在专利文献1所公开的点灯装置中，通过使作为点灯装置内的DC/DC变换器一种的降压变换器，以电流临界模式(Boundary Current Mode：BCM)控制以及峰值电流控制来工作，从而能够实现恒定电流控制。BCM控制是指，对降压变换器内的电感器放出了规定的能量进行检测，并使降压变换器内的开关元件成为接通状态的控制方式。并且，峰值电流控制是指，在流入到降压变换器内的开关元件的电流的检测值到达规定值时，使开关元件成为断开状态的控制方式。

在BCM控制中，平均输出电流为电流峰值的一半，在峰值电流控制中，在到达峰值电流目标值Iref时，使开关元件断开，据此能够使电感器电流的峰值与目标值Iref一致。因此，能够不依存输出电压而使输出电流成为一个恒定值(电流目标值Iref的1/2)。

但是，构成降压变换器的部件具有因应答速度而造成的延迟时间(例如，检测运算电路的延迟时间、驱动器IC的信号输出延迟时间、开关元件的驱动延迟时间等)。因此，从流入到开关元件的电流到达峰值电流目标值Iref的定时，使开关元件断开，在截止电流的定时发生延迟时间ΔT。

图1示出了BCM控制中的电感器电流的时间变化。

在图1中示出了不同的负荷电压Vf1以及Vf2的情况下的电感器电流。

由于存在上述的延迟时间，因此，实际上流入到电感器的电流峰值则如图1所示，成为比目标值Iref大ΔIp的值。

在降压变换器的输入电压发生脉动的情况下，由于降压变换器的负荷电压发生变动，因此如图1所示，电感器电流的梯度也发生变动，光输出也会发生变动。

针对该课题，在专利文献1中，由电感器的二次绕组来检测相当于降压变换器的输入电压的电压，并对峰值电流目标值Iref进行校正。

专利文献2中公开了在具备多个LED的点灯装置中，使流入到各LED的电流相同的电路。在专利文献2所公开的点灯装置中进行反馈控制，以便对各LED设定共同的电流目标值，使向各LED供给电流的降压变换器的开关元件中流动的平均电流与电流目标值一致。

具体而言，监视流入到每个降压变换器的开关元件的电流，并以误差放大器算出监视电流与电流目标值的差异。并且，通过算出误差放大器输出与锯齿波形(RAMP波形)的逻辑和，来调整开关元件的驱动信号的占空比，以使开关元件为接通状态的期间的监视电流的平均值与电流目标值相等。在这种控制中，通常由电流连续模式(Continuous CurrentMode：CCM)来进行恒定电流控制。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1 日本 特开2012-109141号公报

专利文献2 日本 特开2010-40509号公报

在专利文献1公开的点灯装置中，考虑到了构成降压变换器的部件所具有的延迟时间ΔT的存在，因此，解决了因给降压变换器的输入电压的脉动而造成的输出电流的变动。因此，在专利文献1的技术中，因输出电压变动时的延迟时间ΔT的存在而造成的电流变动没能得到改善，输出电压-输出电流特性没有成为完全的恒定电流特性。例如，在输出电压为Vf1以及Vf2(Vf1＜Vf2)的情况下，降压变换器的电感器电流如图1所示那样，在时间上发生变化。如图1所示，在输出电压低的情况下，由于开关元件为接通状态时的电流的时间变化率大，因此与峰值电流的目标值的偏差ΔIp也就增大。

图2示出了降压变换器的输出电压Vf与负荷电流Iout的关系。

如图2所示，成为在输出电压降低时输出电流增大的特性。在具有这种特性的点灯装置中，由于连接的LED的电压电流特性的个体差异或温度特性，因此出现的问题是，因每个LED而出现不均一的光输出，以及随着时间的经过而光输出发生变化等。并且，在连接了电流额定相同而电压额定不同的异种负荷的情况下，或者在串联连接的负荷的数量发生了变化的情况下，因输出电压的不同而造成的与输出电流的额定值的偏差，则会出现不能得到所需的光输出的问题。

并且，在专利文献2公开的点灯装置中，虽然能够针对共同的电流目标值来使各LED的电流相同，但是，需要用于构成反馈电路的误差放大器等周边电路。因此，专利文献2所公开的点灯装置与不需要具备反馈电路的点灯装置相比，所需的成本多。

并且，由于是通过算出误差放大器输出与锯齿波形的逻辑和来作成开关元件驱动信号的，因此，开关频率一直与锯齿波的频率一致。即，基本上是以频率固定的CCM来工作。在CCM(电流连续模式)中，流入到降压变换器的电感器的电流是连续的，由于不会返回成零，因此进行连续的电流的导通与断开。这样，因直通电流流入到降压变换器的开关元件等部件，从而造成大的打击与损失，因此会造成电路效率降低、电路部件成本上升、以及电路的大型化。尤其不能作为高输出的照明用途来应用。

发明内容

本发明鉴于上述的这些问题，目的在于在采用了DC/DC变换器的固体发光元件的点灯装置中，以简单的构成来使光输出稳定。

为了解决上述的课题，本发明所涉及的点灯装置的一个实施方式为，与直流电源连接，将电流供给到正向电压为Vfmin以上Vfmax以下的范围的固体发光元件，该点灯装置具备DC/DC变换器以及控制部，所述DC/DC变换器具备：开关元件，与所述直流电源串联连接，并被控制成接通或断开；电感器，与所述开关元件串联连接，在所述开关元件为接通的状态下，电流从所述直流电源流入到该电感器；二极管，将从所述电感器放出的电流供给到所述固体发光元件；以及电流检测电路，检测流入到所述开关元件的电流，并输出被检测的电流检测值，所述控制部，具备对所述电流检测值与电流目标值进行比较的比较器，根据来自所述比较器的输出信号，在检测到所述电流检测值达到所述电流目标值的情况下，将所述开关元件从接通状态切换为断开状态，以固定周期，将所述开关元件从断开状态切换为接通状态，所述固定周期是指，在连接了正向电压为所述Vfmax的所述固体发光元件的情况下，使所述电感器的电流放出结束的定时与所述开关元件从断开状态被切换成接通状态的定时成为一致的周期。

并且，也可以是，本发明所涉及的点灯装置的一个实施方式为，所述Vfmax比所述直流电源的输出电压值的1/2大。

并且，也可以是，本发明所涉及的点灯装置的一个实施方式为，所述Vfmin比所述直流电源的输出电压值与所述Vfmax的差大。

并且，也可以是，本发明所涉及的点灯装置的一个实施方式为，所述控制部还具有脉冲发生部，该脉冲发生部以所述固定周期反复输出脉冲信号，所述脉冲发生部根据所述直流电源的输出电压值与连接于点灯装置的所述固体发光元件的正向电压值，决定所述固定周期。

并且，本发明所涉及的照明器具的一个实施方式为，具备上述的任一个点灯装置、以及正向电压为Vfmin以上Vfmax以下的范围的固体发光元件。

并且，本发明所涉及的点灯装置的一个实施方式为，与直流电源连接，将电流供给到多个固体发光元件，该点灯装置具备多个DC/DC变换器以及控制部，所述DC/DC变换器具备：开关元件，与所述直流电源串联连接，并被控制成接通或断开；电感器，与所述开关元件串联连接，在所述开关元件为接通状态的情况下，电流从所述直流电源流入到该电感器；二极管，将从所述电感器放出的电流供给到所述固体发光元件；以及电流检测电路，检测流入到所述开关元件的电流，并输出被检测的电流检测值，所述控制部具备：检测电路，对所有的所述电感器的电流均成为零进行检测；以及多个比较器，分别与所述多个DC/DC变换器一一对应，所述比较器对所述电流检测值与电流目标值进行比较，根据来自所述比较器的输出信号，在检测到所述电流检测值达到所述电流目标值的情况下，使与所述比较器对应的所述开关元件从接通状态切换为断开状态，在所述检测电路检测到所有的所述电感器的电流均成为零的情况下，将所有的所述开关元件同时从断开状态切换为接通状态。

并且，也可以是，在本发明所涉及的点灯装置的一个实施方式中，所述电流目标值是在所述多个比较器中共同的值。

并且，也可以是，在本发明所涉及的点灯装置的一个实施方式中，所述多个固体发光元件的正向电压的最大值为Vfmax，所述Vfmax比所述直流电源的输出电压值的1/2大。

并且，也可以是，在本发明所涉及的点灯装置的一个实施方式中，所述多个固体发光元件的正向电压的最小值为Vfmin，所述Vfmin比所述直流电源的输出电压值与所述Vfmax的差大。

并且，本发明所涉及的照明器具的一个实施方式为，具备上述的任一个点灯装置、以及多个固体发光元件。

通过本发明，在采用了DC/DC变换器的固体发光元件的点灯装置中，能够以简单的构成来使光输出变得稳定。

附图说明

图1示出了BCM控制中的电感器电流的时间变化。

图2示出了降压变换器的输出电压与负荷电流的关系。

图3是示出本发明的实施方式1中的点灯装置的概要的方框图。

图4是本发明的实施方式1中的点灯装置的电路图。

图5是本发明的实施方式1中的控制部的电路图。

图6示出了本发明的实施方式1中的电感器电流的时间变化。

图7是示出本发明的实施方式1中的正向电压与电感器电流导通期间T以及负荷电流的关系的图表。

图8示出了针对本发明的实施方式1中的不同的正向电压的电感器电流的时间变化。

图9是示出本发明的实施方式2中的点灯装置的概要的方框图。

图10是本发明的实施方式2中的点灯装置的电路图。

图11是本发明的实施方式2中的控制部的电路图。

图12是示出本发明的实施方式3所涉及的照明器具的一个例子的外观图。

图13是示出本发明的实施方式3所涉及的照明器具的其他的一个例子的外观图。

图14是示出本发明的实施方式3所涉及的照明器具的其他的一个例子的外观图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式所涉及的点灯装置以及照明器具进行说明。并且，以下所说明的实施方式均为本发明的一个优选的具体例子。因此，以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、工序(步骤)、工序的顺序等均为一个例子，并非是限定本发明的主旨。因此，在以下的实施方式中的构成要素中，示出本发明的最上位概念的独立权利要求所没有记载的构成要素，作为任意的构成要素来说明。

并且，各个图为模式图，并非是严谨的图示。

(实施方式1)

首先，对本发明的实施方式1中的点灯装置以及照明器具进行说明。

图3是示出本实施方式中的点灯装置1的概要的方框图。并且，在该图中除了示出点灯装置1之外，还示出了供给直流电的直流电源2、向直流电源2供给交流电的交流电源4、以及成为点灯的对象的固体发光元件(在本实施方式中为LED3)。在此，通过对点灯装置1、直流电源2、LED3进行组合，从而形成了照明器具10。

点灯装置1是由直流电源2被施加电压值Vbus的直流电压，并将电流Iout供给到正向电压Vf的LED3的电路。如图3所示，点灯装置1具备作为DC/DC变换器的一种的降压变换器BC1、以及控制部CNTL。

直流电源2的电路构成没有特殊的限定，例如能够采用由升压变换器或回扫变换器构成的相位补偿电路等。

图4是本实施方式中的点灯装置1的电路图。

降压变换器BC1具备：开关元件SW1、电感器L1、二极管D1、以及电流检测电路。

开关元件SW1是与直流电源2串联连接，并由控制部CNTL被控制成接通或断开的元件。作为开关元件SW1，例如能够采用MOS-FET等。

电感器L1是与开关元件SW1串联连接，并在开关元件SW1为导通状态时，从直流电源2流入有电流的元件。

二极管D1是将从电感器L1放出的电流供给到LED3的元件。

电阻Rs是构成电流检测电路的元件。电流检测电路从电阻Rs所发生的电压下降Rs·isw1中，检测流入到开关元件SW1的电流isw1。

本实施方式中的降压变换器BC1还具备平滑电容器C1，与LED3并联连接，并对向LED3供给的电流进行平滑化。通过平滑电容器C1，图1所示的三角波状的电感器电流被平滑化后，供给到LED3。

图5是示出对控制部CNTL的构成进行简化后的电路图。

控制部CNTL具备：接通定时脉冲发生部PG1、比较器CP1、以及触发器FF1。

接通定时脉冲发生部PG1是以固定周期来反复输出脉冲信号的脉冲发生部。接通定时脉冲发生部PG1以根据作为LED3的正向电压的最大值的Vfmax、与直流电源2的输出电压值Vbus而决定的固定周期，将脉冲信号输出到触发器FF1的置位端子。

该固定周期是，在连接了最大的正向电压Vfmax的LED3的情况下，使电感器L1放出电流结束的定时与开关元件SW1从断开状态成为接通状态时的切换定时成为一致的周期。即，该固定周期是被设定成，在连接了最大的正向电压Vfmax的LED3的情况下进行BCM工作的周期。

比较器CP1是对作为流入到电感器L1的峰值电流的目标值的峰值电流目标值、与电流检测电路所检测的流入到开关元件SW1的电流的检测值进行比较的电路。比较器CP1在流入到开关元件SW1的电流的检测值成为比峰值电流目标值大的情况下，将High电平的信号输出到触发器FF1的复位端子。

触发器FF1是其Q输出通过驱动放大器而连接于开关元件SW1的栅极端子的电路。

在触发器FF1的置位端子被输入有接通定时脉冲发生部PG1的输出信号，在该输出信号成为High电平时，触发器FF1的Q输出成为High电平。

并且，在触发器FF1的复位端子为输入有比较器CP1的输出信号，在该输出信号成为High电平时，触发器FF1的Q输出成为Low电平。

在此，对本实施方式的点灯装置1的工作进行说明。

接通定时脉冲发生部PG1在以固定周期输出High电平的信号时，触发器FF1的Q输出成为High电平，在开关元件SW1的栅极端子被输入High电平信号。因此，开关元件SW1成为接通状态，即导通状态。

开关元件SW1成为接通状态时，电感器L1发生电压下降，电流流入到电感器L1以及开关元件SW1。此时，二极管D1被施加逆电压，成为非导通状态。流入到电感器L1以及开关元件SW1的电流与时间一起上升。并且，在到达电流目标值Iref时，由于比较器CP1的输出成为High电平，触发器FF1的Q输出成为Low电平，因此，开关元件SW1从接通状态被切换为断开状态。在开关元件SW1成为断开状态时，流入到开关元件SW1的电流被切断。

即，控制部CNTL在根据来自比较器CP1的输出信号，检测到开关元件SW1的电流到达电流目标值的情况下，使开关元件SW1从接通状态切换为断开状态。

流入到开关元件SW1的电流的检测值从达到电流目标值Iref开始，到开关元件SW1从接通状态被切换为断开状态为止，发生一定的延迟时间ΔT。该延迟时间ΔT是为了应答比较器CP1或触发器FF1等电路而需要的延迟时间。

由于该延迟时间ΔT，因此如图1所示，实际的峰值电流值成为比电流目标值Iref大ΔIp或ΔIp’的值。由于作为点灯装置1的负荷的LED3的正向电压越小，流入到电感器L1的电流(电感器电流)的时间变化率就越大，因此，从实际的峰值电流值的目標电流值Iref的偏差就增大。

开关元件SW1成为断开状态，即成为非导通状态时，蓄积在电感器L1的能量被放出，二极管D1成为导通状态。此时，电感器电流的大小从峰值电流值开始，随着时间一起下降，当电感器电流成为零时，二极管D1成为非导通状态，流入到电感器L1、开关元件SW1以及二极管D1的电流成为零。

电感器电流的时间变化率依存作为负荷的LED3的正向电压。因此，在开关元件SW1进行上述的工作的情况下，电感器L1中电流导通的电感器电流导通期间T，则依存于LED3的正向电压来变化。

在本实施方式中，在降压变换器BC1连接的作为负荷的LED3的正向电压为Vfmin以上Vfmax以下。

接通定时脉冲发生部PG1如以上所述发生固定周期的脉冲，在连接于点灯装置1为LED3的情况下，在连接了具有最大的正向电压Vfmax的LED3时，进行BCM工作。

图6示出了本实施方式中的电感器电流的时间变化。

在连接了正向电压为Vfmax的LED3的情况下，电感器电流如图6的实线所示来变化，电感器电流导通期间成为与开关元件SW1的接通控制的反复周期相同的期间Tmax。即，在正向电压为Vfmax的情况下，点灯装置1进行BCM工作。

并且，在正向电压为Vfmin以上而小于Vfmax的情况下，电感器电流如图6的虚线所示来变化，电感器电流导通期间如图6所示，成为T’(T’＜Tmax)。即，在正向电压为Vfmin以上而小于Vfmax的情况下，点灯装置1以电流间断模式(Discontinuous Current Mode：DCM)来进行工作。

即，在本实施方式的点灯装置1中，以DCM工作时的电感器电流导通期间的减少，来抵消在正向电压Vf减少的情况下的电感器电流的峰值的增大而带来的负荷电流的増大。

在此，对本实施方式中的电感器电流导通期间T以及流入到LED3的负荷电流Iout1进行解析讨论。

在将LED3的正向电压设为Vf、将电感器L1的电感值设为L时，电感器电流导通期间T由下式来表示。

(式1)

并且，在将电感器电流的峰值设为Ip时，流入到LED3的负荷电流Iout1由下式来表示。

(式2)

Iout1＝(T/Tmax)·(Ip/2) (2)

图7是示出从上述的式(1)以及式(2)得到的LED3的正向电压Vf、与电感器电流导通期间T以及负荷电流Iout1的关系的图表。

图7的下侧的图表中示出了以往例(即，BCM工作)中的负荷电流Iout1与正向电压Vf的关系。

图7所示的点C是指，正向电压为Vfmax的情况下的电感器电流导通期间Tmax的位置。

并且，图7所示的点A与点C相同，指的是电感器电流导通期间。点A中的正向电压几乎与直流电源2的输出电压值Vbus和Vfmax的差相等。

并且，点B是指，电感器电流导通期间T成为极小值Te的点。点B中的正向电压大约是Vbus/2。

图8示出了图7的A点、B点以及C点的各个正向电压的情况下的电感器电流的时间变化。

如图8所示，在A点(虚线)以及C点(实线)的情况下，可以理解为点灯装置1进行BCM工作。并且，在B点的情况下，可以理解为点灯装置1进行DCM工作。

同样，在电感器电流导通期间T比Tmax小的情况下，即，Vf比Vbus与Vfmax的差大、比Vfmax小的情况下，点灯装置1进行DCM工作。

在图7的下侧的图表中示出了，正向电压Vf从Vfmax以ΔVf的范围来变化时的本发明中的负荷电流Iout1的变化量ΔIout1、以及以往例(即，BCM工作)中的负荷电流的变化量ΔIout0。

如图7所示，在恰当地设定了Vfmax以及ΔVf时，能够使ΔIout1小于ΔIout0。

如图7的下侧的图表所示，在正向电压比Vbus/2大的点，由于本发明的负荷电流Iout1为极小值，因此，在该极小值附近，相对于正向电压的负荷电流Iout1的变动量特别的小。

因此，通过将该Vfmax设定为Vbus/2以上的值，从而，对于负荷电流Iout1的Vf的变动能够更好的抑制。并且，在Vf大致成为Vbus与とVfmax的差(图7的点A中的Vf)的情况下，由于负荷电流Iout1与以往例的负荷电流成为等同，因此，正向电压的最小值Vfmin最好被设定在Vbus与Vfmax的差以上。

如以上所述，通过本实施方式的点灯装置1，能够以简单的构成来使LED3的光输出稳定。

并且，在本实施方式的构成中，虽然仅设置了一个降压变换器，不过，也可以设置多个降压变换器，来分别向其他的LED供给电流。

(实施方式2)

接着，对本发明的实施方式2中的点灯装置以及照明器具进行说明。

图9是示出本实施方式中的点灯装置1的概要的方框图。

在本实施方式中的点灯装置1中，具备：多个降压变换器BC1、BC2、……、以及控制部CNTL。

并且，在本实施方式中也与实施方式1同样，通过组合点灯装置1、直流电源2、以及多个LED3，从而构成照明器具10。

如图9所示，各降压变换器与直流电源2的输出端子并联连接。

控制部CNTL是对各降压变换器进行控制的处理部，以使各降压变换器的负荷电流Iout1、Iout2、……分别恒定且彼此相等。

在各降压变换器的输出连接有作为负荷的LED3。每个LED3的正向电压会出现差异。

图10是本实施方式中的点灯装置1的电路图。

图10所示的降压变换器BC1、BC2、……与实施方式1中的降压变换器BC1的不同之处是，分别设置了用于检测电感器L1、L2、……的零电流的辅助绕组。

从被设置于电感器L1、L2、……的辅助绕组输出的电压值ZCD1、ZCD2、……的大小，与流入到各电感器的电流的时间微分成比例。并且，从辅助绕组输出的电压值在流入到电感器L1、L2、……的电流iL1、iL2、……在时间上增加或减少的情况下，分别发生正的或负的电压，在电流恒定的情况下，不发生电压。

图11是示出对本实施方式中的控制部CNTL的内部构成进行简略化后的电路图。

控制部CNTL具有：检测电路，对各降压变换器所包含的所有的电感器的电流成为零进行检测；以及比较器CP1、CP2、……，对电感器电流的检测值与峰值电流目标值进行比较。在此，该检测电路由输出电压值ZCD1、ZCD2、……的否定的逻辑积的逻辑电路构成。

并且，控制部CNTL还具备：在点灯装置起动时生成起动脉冲信号的起动器S1、以及与降压变换器BC1、BC2、……对应的触发器FF1、FF2、……。

在控制部CNTL的各触发器的置位端子被输入有，来自起动器S1的起动脉冲信号、与电压值ZCD1、ZCD2、……的否定的逻辑积的逻辑和。据此，在生成起动脉冲信号的情况下，或者电压值ZCD1、ZCD2、……均成为Low电平的情况下，所有的触发器的Q输出成为High电平。

比较器CP1、CP2、……，对流入到开关元件SW1、SW2……的电流isw1、isw2、……与峰值电流目标值Iref进行比较。在此，峰值电流目标值Iref是与所希望的负荷电流值Iout相对应地设定的各开关元件的峰值电流的目标值。

各比较器的输出在流入到各开关元件的电流成为比峰值电流目标值Iref大的情况下，成为High电平。比较器CP1、CP2、……的输出，分别被输入到触发器FF1、FF2、……的复位端子。并且，在各比较器的输出成为High电平时，各触发器的Q输出成为Low电平。

触发器FF1、FF2、…的Q输出分别连接于开关元件SW1、SW2、……的栅极端子。因此，在各触发器的Q输出成为High电平时，各开关元件成为接通状态，即成为导通状态。并且，在触发器的Q输出成为Low电平时，各开关元件成为断开状态，即成为非导通状态。

在此，对本实施方式的点灯装置1的工作进行说明。

在点灯装置1起动时，起动器S1所发生的起动脉冲信号被同时输入到所有的触发器的置位端子。通过起动脉冲信号被输入到置位端子，从而所有的触发器的Q输出成为High电平，所有的开关元件同时成为接通状态。

在所有的开关元件成为接通状态时，通过直流电源2的施加电压，从而在所有的电感器发生电压下降，所有的电感器以及所有的开关元件中流入来自直流电源2的电流。

此时，所有的二极管被施加逆电压，从而成为非导通状态。

流入到所有的电感器以及所有的开关元件的电流随着时间上升。

在此，流入到电感器以及开关元件的电流的时间变化率依存于作为负荷的LED3的正向电压。因此，流入到各电感器以及开关元件的电流，分别以依存各自连接的LED3的正向电压的定时而到达峰值电流目标值Iref。

在流入到某开关元件SWk(k＝1、2、……)的电流到达峰值电流目标值Iref时，比较器CPk的输出成为High电平，该输出被输入到触发器FFk的复位端子。

由于触发器FFk的Q输出成为Low电平，因此将该Q输出输入到栅极端子的开关元件SWk从接通状态被切换为断开状态，流入到开关元件SWk的电流被切断。

当开关元件SWk成为断开状态，即成为非导通状态时，降压变换器BCk所具有的二极管Dk成为导通状态，电流流入到电感器Lk以及二极管Dk。该电流从峰值电流值开始随着时间下降，当流入到电感器Lk的电流成为零时，二极管Dk成为非导通状态。

此时，当流入到电感器Lk的电流从下降的状态成为零时，在电感器Lk的辅助绕组ZCDk发生的电压从High电平推移到Low电平，并能够检测到成为了零电流。

通过控制部中包括的逻辑栅极，所有的辅助绕组电压成为Low电平，即，流入到所有的电感器的电流成为零时，逻辑栅极的输出成为High电平。与此同时，所有的触发器的置位端子被输入High电平，所有的开关元件同时从断开状态被切换为接通状态。

即，在检测到所有的电感器电流成为零的情况下，进行使所有的开关元件成为接通的工作。因此，电感器电流导通期间最长的降压变换器进行BCM工作，与该降压变换器同步，剩余的降压变换器进行DCM工作。在此，各降压变换器之中，与进行BCM工作的变换器连接的LED3的正向电压值成为所有的正向电压之中最大的值。

在本实施方式的点灯装置1中，通过进行以上这样的工作，与实施方式1的情况相同，能够抑制各降压变换器的负荷电流的差。即，连接了正向电压小的LED3的降压变换器的电感器电流的峰值电流的増大所带来的负荷电流的増大，能够由DCM工作而产生的电感器电流导通期间的减少来抵消。因此，在本实施方式中，比起所有的降压变换器均采用进行BCM工作以往的构成的情况而言，能够抑制各负荷电流间的差。

而且，在本实施方式也与实施方式1的情况相同，各降压变换器的电感器电流导通期间T以及负荷电流，依存于各降压变换器所连接的LED3的正向电压Vf，而成为图7所示的具有极小值的特性。

因此，在本实施方式中，各降压变换器所连接的LED3的正向电压之中，最大的正向电压的值Vfmax最好是比直流电源2的输出电压值Vbus的1/2大。并且，各降压变换器所连接的LED3的正向电压之中，最小的正向电压的值Vfmin最好是比Vbus与Vfmax的差大。

如以上所述，在本实施方式中，与所有的降压变换器均采用进行BCM工作的以往的构成的情况相比，能够抑制各降压变换器的各负荷电流间的差，即能够抑制作为负荷的多个LED3间的光输出的不均匀。

(实施方式3)

接着，对本发明的实施方式3中的点灯装置以及照明器具进行说明。

图12至14是本实施方式的照明器具10的外观图。

图12示出了将照明器具10适用于筒灯的例子，图13以及图14示出了适用于射灯的例子。

图12至14所示的照明器具10具备电路盒11以及灯体12，图12所示的照明器具10还具备布线13。

电路盒11中收纳上述的点灯装置1以及直流电源2，在灯体12上安装LED。

并且，布线13是对电路盒11与灯体12进行电连接的布线。

在本实施方式中，通过将上述的点灯装置1用于照明器具10，从而能够使流入到LED的电流成为所希望的电流值。因此，能够抑制在将多个照明器具10设置在同一个空间的情况下的各照明器具10的光输出的不均匀。

并且，在照明器具10具备多个LED的情况下，能够抑制各LED间的颜色的差异。

如以上所述，实施方式1中的点灯装置与直流电源连接，将电流供给到正向电压为Vfmin以上Vfmax以下的范围的固体发光元件，该点灯装置具备DC/DC变换器以及控制部，所述DC/DC变换器具备：开关元件，与所述直流电源串联连接，并被控制成接通或断开；电感器，与所述开关元件串联连接，在所述开关元件为接通的状态下，电流从所述直流电源流入到该电感器；二极管，将从所述电感器放出的电流供给到所述固体发光元件；以及电流检测电路，检测流入到所述开关元件的电流，并输出被检测的电流检测值，所述控制部，具备对所述电流检测值与电流目标值进行比较的比较器，根据来自所述比较器的输出信号，在检测到所述电流检测值达到所述电流目标值的情况下，将所述开关元件从接通状态切换为断开状态，以固定周期，将所述开关元件从断开状态切换为接通状态，所述固定周期是指，在连接了正向电压为所述Vfmax的所述固体发光元件的情况下，使所述电感器的电流放出结束的定时与所述开关元件从断开状态被切换成接通状态的定时成为一致的周期。

据此，能够不依存固体发光元件的正向电压，而使流入到固体发光元件的平均电流稳定。因此，即使固体发光元件的正向电压或额定电压不均一，也能够抑制输出到固体发光元件的电流的不均匀。而且，这些点灯装置能够以比较简单的构成来实现。

并且，在实施方式1中也可以构成为，所述Vfmax比所述直流电源的输出电压值的1/2大。

据此，能够进一步抑制输出到固体发光元件的电流的不均一。

并且，在实施方式1中也可以构成为，所述Vfmin比所述直流电源的输出电压值与所述Vfmax的差大。

据此，能够确实地抑制输出到固体发光元件的电流的不均一。

并且，在实施方式1中也可以构成为，所述控制部还具有脉冲发生部，该脉冲发生部以所述固定周期反复输出脉冲信号，所述脉冲发生部根据所述直流电源的输出电压值与连接于点灯装置的所述固体发光元件的正向电压值，决定所述固定周期。

据此，能够按照固体发光元件的正向电压以及直流电源的输出电压值，来设定开关元件的切换周期。

并且，实施方式2中的点灯装置与直流电源连接，将电流供给到多个固体发光元件，该点灯装置具备多个DC/DC变换器以及控制部，所述DC/DC变换器具备：开关元件，与所述直流电源串联连接，并被控制成接通或断开；电感器，与所述开关元件串联连接，在所述开关元件为接通状态的情况下，电流从所述直流电源流入到该电感器；二极管，将从所述电感器放出的电流供给到所述固体发光元件；以及电流检测电路，检测流入到所述开关元件的电流，并输出被检测的电流检测值，所述控制部具备：检测电路，对所有的所述电感器的电流均成为零进行检测；以及多个比较器，分别与所述多个DC/DC变换器一一对应，所述比较器对所述电流检测值与电流目标值进行比较，根据来自所述比较器的输出信号，在检测到所述电流检测值达到所述电流目标值的情况下，使与所述比较器对应的所述开关元件从接通状态切换为断开状态，在所述检测电路检测到所有的所述电感器的电流均成为零的情况下，将所有的所述开关元件同时从断开状态切换为接通状态。

据此，能够使输出到多个固体发光元件的电流稳定到所希望的值。

并且，在实施方式2中被构成为，所述电流目标值是在所述多个比较器中共同的值。

据此，能够抑制输出到多个固体发光元件的电流的不均一。

并且，在实施方式2中也可以被构成为，所述多个固体发光元件的正向电压的最大值为Vfmax，所述Vfmax比所述直流电源的输出电压值的1/2大。

据此，能够进一步使输出到多个固体发光元件的电流稳定。

并且，在实施方式2中也可以被构成为，所述多个固体发光元件的正向电压的最小值为Vfmin，所述Vfmin比所述直流电源的输出电压值与所述Vfmax的差大。

据此，能够确实地使输出到多个固体发光元件的电流稳定。

以上根据实施方式对本发明所涉及的点灯装置以及照明器具进行了说明，不过，本发明并非受这些实施方式所限。在不脱离本发明的主旨的情况下，将本领域技术人员所能够想到的各种变形执行于本实施方式的技术方案，或者对不同的实施方式中的构成要素进行组合而构成的技术方案均可以包含在本发明的一个或多个实施方式的范围内。

例如，在上述的实施方式的点灯装置中，作为固体发光元件虽然采用了LED元件，不过本发明所涉及的固体发光元件也可以采用有机EL元件等其他的固体发光元件来替换。

并且，在将上述的实施方式中的点灯装置适用于多个照明器具的情况下，上述的实施方式1或2的任一个类型的点灯装置可以适用于所有的照明器具，也可以是以多个类型的点灯装置混在的方式来适用多个照明器具。而且，在将上述的实施方式2的点灯装置适用于多个照明器具的情况下，也可以将多个降压变换器的每一个分散收纳到各照明器具，也可以将多个降压变换器集中收纳到一个照明器具。

并且，在上述的实施方式的点灯装置，作为DC/DC变换器采用了降压变换器的例子，不过，本发明所涉及的DC/DC变换器并非受各实施方式所示的降压变换器所限。作为DC/DC变换器只要采用具备开关元件、电感器以及二极管，并进行以下所述的工作即可。即，DC/DC变换器进行的工作是，在开关元件为接通状态时，电流流入到电感器，并蓄积能量，在开关元件为断开状态时，被蓄积到电感器的能量经由二极管来放电。

并且，在上述的实施方式中是，根据直流电源的输出电压值来决定半导体发光元件的正向电压的最大值以及最小值的，不过也可以是根据半导体发光元件的正向电压的最大值以及最小值，来调整直流电源的输出电压值。

符号说明

1 点灯装置

2 直流电源

3 LED

4 交流电源

10 照明器具

11 电路盒

12 灯体

13 布线

BC1、BC2 降压变换器

CNTL 控制部

C1、C2 平滑电容器

D1、D2 二极管

L1、L2 电感器

SW1、SW2 开关元件

Rs、Rs1、Rs2 电阻

PG1 接通定时脉冲发生部

CP1、CP2 比较器

FF1、FF2 触发器

S1 起动器

Claims (16)

1.一种点灯装置，与直流电源连接，将电流供给到正向电压为Vfmin以上Vfmax以下的范围的固体发光元件，所述Vfmax为所述固体发光元件的正向电压的最大值，所述Vfmin为所述固体发光元件的正向电压的最小值，

该点灯装置具备DC/DC变换器以及控制部，

所述DC/DC变换器具备：

开关元件，与所述直流电源串联连接，并被控制成接通或断开；

电感器，与所述开关元件串联连接，在所述开关元件为接通的状态下，电流从所述直流电源流入到该电感器；

二极管，将从所述电感器放出的电流供给到所述固体发光元件；以及

电流检测电路，检测流入到所述开关元件的电流，并输出被检测的电流检测值，

所述控制部，

具备对所述电流检测值与电流目标值进行比较的比较器，

根据来自所述比较器的输出信号，在检测到所述电流检测值达到所述电流目标值的情况下，将所述开关元件从接通状态切换为断开状态，

以固定周期，将所述开关元件从断开状态切换为接通状态，

所述固定周期是指，在连接了正向电压为所述Vfmax的所述固体发光元件的情况下，使所述电感器的电流放出结束的定时与所述开关元件从断开状态被切换成接通状态的定时成为一致的周期。

2.如权利要求1所述的点灯装置，

所述Vfmax比所述直流电源的输出电压值的1/2大。

3.如权利要求2所述的点灯装置，

所述Vfmin比所述直流电源的输出电压值与所述Vfmax的差大。

4.如权利要求1所述的点灯装置，

所述控制部还具有脉冲发生部，该脉冲发生部以所述固定周期反复输出脉冲信号，

所述脉冲发生部根据所述直流电源的输出电压值与连接于点灯装置的所述固体发光元件的正向电压值，决定所述固定周期。

5.一种点灯装置，与直流电源连接，将电流供给到多个固体发光元件，

该点灯装置具备多个DC/DC变换器以及控制部，

所述DC/DC变换器具备：

开关元件，与所述直流电源串联连接，并被控制成接通或断开；

电感器，与所述开关元件串联连接，在所述开关元件为接通状态的情况下，电流从所述直流电源流入到该电感器；

二极管，将从所述电感器放出的电流供给到所述固体发光元件；以及

电流检测电路，检测流入到所述开关元件的电流，并输出被检测的电流检测值，

所述控制部具备：

检测电路，对所有的所述电感器的电流均成为零进行检测；以及

多个比较器，分别与所述多个DC/DC变换器一一对应，

所述比较器对所述电流检测值与电流目标值进行比较，

根据来自所述比较器的输出信号，在检测到所述电流检测值达到所述电流目标值的情况下，使与所述比较器对应的所述开关元件从接通状态切换为断开状态，

在所述检测电路检测到所有的所述电感器的电流均成为零的情况下，将所有的所述开关元件同时从断开状态切换为接通状态。

6.如权利要求5所述的点灯装置，

所述电流目标值是在所述多个比较器中共同的值。

7.如权利要求5所述的点灯装置，

所述多个固体发光元件的正向电压的最大值为Vfmax，所述Vfmax比所述直流电源的输出电压值的1/2大。

8.如权利要求7所述的点灯装置，

所述多个固体发光元件的正向电压的最小值为Vfmin，所述Vfmin比所述直流电源的输出电压值与所述Vfmax的差大。

9.一种照明器具，具备权利要求1所述的点灯装置、以及正向电压为Vfmin以上Vfmax以下的范围的固体发光元件，所述Vfmax为所述固体发光元件的正向电压的最大值，所述Vfmin为所述固体发光元件的正向电压的最小值。

10.一种照明器具，具备权利要求5所述的点灯装置以及多个固体发光元件。

11.一种点灯装置的设计方法，该点灯装置与直流电源连接，并将电流供给到正向电压在Vfmin以上Vfmax以下的范围之间的固体发光元件，所述Vfmax为所述固体发光元件的正向电压的最大值，所述Vfmin为所述固体发光元件的正向电压的最小值，

所述点灯装置具备DC/DC变换器以及控制部，

所述DC/DC变换器具备：

开关元件，与所述直流电源串联连接，并被控制成接通或断开；

电感器，与所述开关元件串联连接，在所述开关元件为接通的状态下，电流从所述直流电源流入到该电感器；

二极管，将从所述电感器放出的电流供给到所述固体发光元件；以及

电流检测电路，检测流入到所述开关元件的电流，并输出被检测的电流检测值，

所述控制部，

具备对所述电流检测值与电流目标值进行比较的比较器，

根据来自所述比较器的输出信号，在检测到所述电流检测值达到所述电流目标值的情况下，将所述开关元件从接通状态切换为断开状态，

以固定周期，将所述开关元件从断开状态切换为接通状态，

所述点灯装置的设计方法包括对所述点灯装置的所述固定周期进行设定的步骤，所述固定周期是指，在连接了正向电压为所述Vfmax的所述固体发光元件的情况下，使所述电感器的电流放出结束的定时与所述开关元件从断开状态被切换成导通状态的定时成为一致的周期。

12.如权利要求11所述的点灯装置的设计方法，

该设计方法还包括将所述Vfmax设定成比所述直流电源的输出电压值的1/2大的值的步骤。

13.如权利要求12所述的点灯装置的设计方法，

该设计方法还包括将所述Vfmin设定成比所述直流电源的输出电压值与所述Vfmax的差大的值的步骤。

14.一种点灯装置的制造方法，该点灯装置与直流电源连接，并将电流供给到正向电压在Vfmin以上Vfmax以下的范围之间的固体发光元件，所述Vfmax为所述固体发光元件的正向电压的最大值，所述Vfmin为所述固体发光元件的正向电压的最小值，包括如下步骤：

设置DC/DC变换器的步骤，该DC/DC变换器具备：开关元件，与所述直流电源串联连接，并被控制成接通或断开；电感器，与所述开关元件串联连接，在所述开关元件为接通的状态下，电流从所述直流电源流入到该电感器；二极管，将从所述电感器放出的电流供给到所述固体发光元件；以及电流检测电路，检测流入到所述开关元件的电流，并输出被检测的电流检测值；

设置控制部的步骤，该控制部具备对所述电流检测值与电流目标值进行比较的比较器，根据来自所述比较器的输出信号，在检测到所述电流检测值达到所述电流目标值的情况下，将所述开关元件从接通状态切换为断开状态，以固定周期，将所述开关元件从断开状态切换为接通状态；以及

设定所述点灯装置的所述固定周期的步骤，该固定周期是指，在连接了正向电压为所述Vfmax的所述固体发光元件的情况下，使所述电感器的电流放出结束的定时与所述开关元件从断开状态被切换成导通状态的定时成为一致的周期。

15.如权利要求14所述的点灯装置的制造方法，

该制造方法还包括将所述Vfmax设定为比所述直流电源的输出电压值的1/2大的值的步骤。

16.如权利要求15所述的点灯装置的制造方法，

该制造方法还包括将所述Vfmin设定为比所述直流电源的输出电压值与所述Vfmax的差大的值的步骤。