CN105144847A - 转换发光二极管的闪光频率的电源供给电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电源供给电路。更为详细地来说，涉及一种能够利用设置于交流电源与负荷之间的充放电电路和开关来增加发光二极管的闪光频率的电源供给电路。发明的电源供给电路包括：整流电路，其连接于交流电压源，并对交流电压源的交流电压进行电波整流；充放电电路，其构成为一端与上述整流电路的输出侧及发光二极管连接且另一端接地，利用从上述整流电路所输出的电压来进行充电，并将所充入的电能供给到发光二极管阵列；第一开关，其设置于连接上述充放电电路与上述发光二极管阵列的线路；以及控制器，其构成为控制上述第一开关，以使上述充放电电路在从上述整流电路输出的电压的大小小于上述发光二极管阵列的驱动电压的A区间进行放电，从而使上述发光二极管阵列在上述A区间至少进行一次闪光。本发明的电源供给电路能够利用充放电电路与开关向由交流电压源施加的电压的大小为驱动电压以下而不能驱动发光二极管的相位180度周边的区域施加驱动电压以上的较高的脉冲形态的电压。由此，能够将发光二极管的闪光频率增加至240Hz以上(60Hz交流电源的情况下)。

Description

转换发光二极管的闪光频率的电源供给电路

技术领域

本发明涉及一种电源供给电路。更为详细地来说，涉及一种能够利用设置于交流电压源与负荷之间的充放电电路和开关来增加发光二极管的闪光频率并提高可见度的电源供给电路。

背景技术

发光二极管(LED)因为在光效率或耐久性方面具有优点，所以作为照明装置或显示装置的背景灯用光源很受欢迎。

发光二极管由较低的直流电流驱动。因此，以往都是使用了用于将常用交流电压(交流220伏特)转变为直流电压的电源供给装置。例如，使用了切换模式电源供应器(SMPS，Switched-ModePowerSupply)、线性电源(LinearPower)等。但是，这种电源供给装置转换效率一般较差。并且，因为所使用的部件中电解电容器的寿命较短，所以这样的电源供给装置的使用存在缩短发光二极管照明装置的寿命的问题。

为了解决这种问题，开发了一种不转换为直流而在交流电源上直接正向和逆向连接两个发光二极管串的方法。但是，这种方式仅使所连接的发光二极管中的50％以下点亮，因而存在效率低下的问题。并且，流向发光二极管的电流随着输入电压的大小变化而急剧变化，因此存在会对发光二极管元件产生不良影响，且亮度的变化度大的问题。并且，只有在输入电压的大小为能够启动发光二极管串所包含的所有发光二极管的值以上时电路中才会有电流的流动，因此电路中的交流电流的波形与交流电压的波形差异较大，由此产生力率降低的问题。

为了解决上述直接使用交流电源的方法的问题，开发了多种通过桥接电路将电流进行整流后使用的方法。例如，韩国公开专利10-2012-0041093公开了一种在将交流电压进行整流后根据整流电压的大小变化来调节被施加整流电流的发光二极管的数目的方法。相对于直接利用交流电源的方法，这种方法所启动的发光二极管数目有所增加，因而具有效率高，电流供给时间加快，力率改善的优点。

上述利用桥接电路将交流电源进行整流后使用的方法的问题为：由于利用具有120Hz的频率的电波整流波来驱动发光二极管，因此在相位180度周边的相当大的区域中，交流电源的大小减小至发光二极管的驱动电压以下，从而产生未点亮的情况。

在闪光融合频率(flickerfusionfrequency)以上闪光的光源的情况下，人类的眼睛感到的不是间断地闪光，而是连续的。因此，以闪光融合频率以上的频率闪光的发光二极管在人类的眼睛里是感到一直亮着的。大部分人类的眼睛感到以75Hz以上闪光的光源是连续的。但是，由于对于对光敏感的人来说，以120Hz闪光的发光二极管的闪烁都能够感觉到，并会由此引发光发作，因此可能的话优选以较高的频率闪光。

因此，日本在照明认证规则中明确指出在100Hz到500Hz之间不会发生闪烁(flicker)现象，欧洲的国家也在对以150Hz以上的频率驱动照明进行明文规定。而美国最近出台了能源之星认证规定，规定若闪烁水平不能超过一定标准，则不将其包括至认证对象中。因此会导致利用上述电波整流波来驱动的发光二极管的销售从根本上变得不可能。

为了改善此问题，韩国公开专利10-2010-0104362中公开了一种利用填谷电路(valleyfillcircuit)的方法。这种方法虽然能够期待改善闪烁现像的效果，但是需要使用大容量的电容器，并会因安装电容器而产生力率变差的副作用。并且，若输入电压降低，则会出现120Hz的闪烁。而且，通过将并联连接的多个发光二极管组进行区分并单独启动，所需要的发光二极管数量增加而导致成本上升，并会产生未点亮阵列。

作为另外一个其他改善方法，可利用如韩国公开专利10-2012-0082468中所公开的充放电电路。这种情况下也是虽然能改善闪烁现象，但是无法脱离产生120Hz的闪烁的界限。并且，若输入电压下降，则无法实现充分的充电，放电开始时间变短，从而闪烁现象更加突出。

上述利用桥接电路将交流电源进行整流后使用的方法的另一个问题是，在较高地设定驱动电压的情况下，点亮发光二极管的相位区域较小，发光二极管利用效率(发光二极管实际消耗电力/直流额定电流驱动时的发光二极管消耗电力)与力率下降，在较低地设定驱动电压的情况下，电力的相当一部分被消耗为热，从而使电源效率下降。

韩国公开专利10-2012-0074502中也公开了一种照明装置，其具备充放电块，充放电块在充电区间充入驱动端的电荷，并在发光二极管阵列的驱动电压以下放电，从而消除发光二极管阵列的未点亮区间。

作为又一个其他改善方法，有一种增加发光二极管的闪光频率的方法。美国授权专利8299724中公开了一种利用OVP(over-voltageprotection)元件通过在驱动端的电压为峰值时切断流向发光二极管阵列的电流而将发光二极管阵列的闪光频率增加至输入交流电源频率的4倍的方法。但是存在当驱动端的电压为发光二极管阵列的驱动电压以下时未点亮区间长的问题。

另外，美国公开专利2012-0229041中公开了一种方法，其在利用电容器这样的能源存储元件将电能存储后，若驱动端的电压的大小下降至发光二极管阵列的驱动电压以下，则通过放电将施加到发光二极管阵列的电流的频率增加至输入交流电源频率的4倍。

作为利用交流电源的发光二极管的其他驱动方法，韩国公开专利10-2011-0091444中公开了一种在调光控制中使用三极管交流开关的方法，但是存在随着未点亮区间变长而无法起到照明作用的问题。

另一方面，作为为了实现高效照明、节约电能的方法，有人试图考虑研究认知现象与刺激的物理性质的关系的精神物理学(psychophysics)层面。

通常来说，在照明中发生的光能的量与所输入的电能的量成比例地增加。但是人类的眼睛会如何感知是另外一个问题。

发光二极管(lightemmittingdiode，LED)是利用了使用直流电源的恒流控制方式或使用脉冲电压的脉宽调制(pulsewidthmodulation，PWM)控制方式来控制。

脉宽调制控制是调节脉冲的占空比(dutycycle)来调节电力的控制方式。人类的眼睛在以闪光融合频率(flickerfusionfrequency)以上闪光的光源的情况下，感到的不是间断地闪光，而是连续的。因此，若利用闪光融合频率以上的脉冲电压来驱动发光二极管，则在人类的眼睛里会感到光源持续亮着。大部分人类的眼睛感觉以75赫兹以上闪光的光源是连续性的。

1900年代开始发表了对于人类的眼睛如何感知间断闪光的光源的亮度的研究结果。

根据塔尔博特-普拉窦(Talbot-Plateau)定律，观察间断地闪光的光源的人类感到该光源是以平均的亮度(brightness)持续亮着的。

另外，根据布罗卡-苏尔泽(Broca-Sulzer)定律，若曝出如相机闪光灯这样的强光，则人类的眼睛会感到比实际光的亮度亮好几倍。

根据最近日本爱媛大学的研究，在使用脉冲电压的情况下，布罗卡-苏尔泽效应相对于比塔尔博特-普拉窦会产生更大的影响，并且人类的眼睛会感知到光比平均亮度更亮。

另外，根据中国的天津大学的研究，如图13所示，在平均强度(averageintensity)相同的情况下，由PWM控制方式驱动的LED相对于由恒流方式驱动的LED会让人感到更亮。并且，观察图11可知，PWM控制方式中，越使用占空比短的脉冲电压，其与恒流方式的表现亮度(apparentbrightness)差异就越大。表现亮度是指与作为光的物理量的辉度(brightness)相对应的明暗感的心理量。即，是指人类感觉到的亮度，而非实际亮度。

参考图13可知，在频率为100Hz的情况下，若占空比为50％，则相对于恒流方式更亮约40％，若占空比为80％，则更亮约25％，若占空比为100％，则与恒流方式没有差异。

这种结果也可在日本爱媛大学的研究结果中得到确认。根据爱媛大学的研究结果，在以占空比为5％且60Hz的脉冲电压驱动LED的情况下，与恒流驱动方式相比，最大会感到更亮120％。

通过图13的结果可以预想，在平均强度相同的情况下，由强度大且占空比短的脉冲电压驱动的LED，与由强度小且占空比长的脉冲电压驱动的LED相比，会被感知到更亮。

现有技术文献

专利文献

韩国授权专利10-0971757

韩国公开专利10-2012-0041093

韩国公开专利10-2010-0104362

韩国公开专利10-2012-0082468

韩国公开专利10-2012-0074502

美国授权专利8299724

美国公开专利2012-0229041

韩国公开专利10-2011-0091444

非专利文献

MasafumiJINNO,KeijiMORITA,YudaiTOMITA,YukinobuTODA,HidekiMOTOMURA(2008),"Effectiveilluminanceimprovementoflightsourcebyusingpwm",J.Light&Vis.Env.Vol.32,No.2,2008.

ZhangYinxin,ZhangZhen,HuangZhanhua,CaiHuaiyu,XiaLin,ZhaoJie(2008),"ApparentBrightnessofLEDsunderDifferentdimmingMethods"Proc.ofSPIEVol.6841684109.

发明内容

技术课题

本发明目的在于提供一种如下电源供给电路，利用充放电电路与开关，向相位180度周边的区域施加驱动电压以上的高脉冲形态的电压，由此增加发光二极管的闪光频率。

另外，目的在于提供一种消耗相对较少的电力的同时，使发光二极管表现出相同水平的表现亮度的电源供给电路。

另外，目的在于提供一种如下电源供给电路，较高地设定驱动电压来提高电源效率的同时，使发光二极管点亮的相位区域宽，从而提高发光二极管利用效率。

另外，目的在于提供一种如下电源供给电路，调节充放电电路的充电时刻，随着从整流电路中输出的电压的大小的增加而增加整流电路输出端的电流，从而能够减少驱动端电流波形的整体谐波失真率(THD，Totalharmonicdistortion)，能够改善力率。

课题解决方法

为了解决上述问题的本发明的电源供给电路可包括：整流电路，其连接于交流电压源，并对交流电压源的交流电压进行电波整流；充放电电路，其构成为利用从上述整流电路所输出的电压来进行充电，并将所充入的电能供给到发光二极管阵列；切换电路，其构成为选择性地连接或切断充入上述充放电电路的电能传递至上述发光二极管阵列的放电线路；以及控制器，其构成为控制上述切换电路，以使上述充放电电路在从上述整流电路输出的电压的大小小于上述发光二极管阵列的驱动电压的A区间进行放电，从而使上述发光二极管阵列在上述A区间至少进行一次熄灭、点亮、熄灭。

通过在A区间使发光二极管阵列闪光，能够增加发光二极管阵列的闪光频率，并且具有增加发光二极管的利用效率的效果。另外，还能期待改善可见度的效果。

上述的电源供给电路的切换电路优选包括频率转换开关，该频率转换开关构成为选择性地连接或切断从上述整流电路所输出的电压传递至上述发光二极管阵列的线路，上述控制器控制上述频率转换开关，以使上述发光二极管阵列在上述发光二极管阵列的驱动电压范围内的B区间至少熄灭一次。

另外，上述切换电路优选还包括充电开关，该充电开关构成为选择性地连接或切断从上述整流电路所输出的电压传递至上述充放电电路的线路，上述控制器对上述充电开关进行如下控制，为了能够减少流向上述整流电路的输出端的电流波形的整体谐波失真率(THD，Totalhamonicdistortion)，使上述充放电电路在从上述整流电路所输出的电压为预定的值以上时开始充电。

另外，优选还包括力率改善电路，该力率改善电路构成为，为了减少流向上述整流电路的输出端的电流波形的整体谐波失真率(THD，Totalhamonicdistortion)，在从上述整流电路所输出的电压为预定的值以下时，与上述整流电路的输出侧连接，从而存储或消耗电能。

另外，优选还包括电流限制电路，该电流限制电路构成为，为了减少流向上述整流电路的输出端的电流波形的整体谐波失真率(THD，Totalhamonicdistortion)，限制流向上述充放电电路的电流。

上述切换电路还能够包括充电开关，该充电开关构成为选择性地连接或切断从上述整流电路所输出的电压传递至上述充放电电路的线路，上述控制器控制上述充电开关，以使上述充放电电路在上述频率转换开关断开的时刻进行充电。

在上述的电源供给电路中，上述充放电电路与上述整流电路及发光二极管阵列串联连接，上述切换电路包括：设置于与上述充放电电路旁通的线路的第一旁通开关；设置于与上述发光二极管阵列旁通的线路的第二旁通开关；以及设置于串联连接上述充放电电路与发光二极管阵列的线路的连接开关，上述控制器对上述切换电路进行如下控制，接通上述第一旁通开关且断开连接开关，以便在从上述整流电路所输出的电压的大小在上述发光二极管阵列的驱动电压范围内的B区间，上述整流电路的输出端的电压直接施加到发光二极管阵列，断开上述第一旁通开关且接通连接开关，以便在从上述整流电路所输出的电压的大小超过上述发光二极管阵列的驱动电压的C区间，上述整流电路的输出端的电压分配并施加到发光二极管阵列与上述充放电电路，接通上述第一旁通开关且接通/断开上述第二旁通开关，以便在从上述整流电路所输出的电压的大小小于上述发光二极管阵列的驱动电压的A区间，上述充放电电路进行放电，从而使上述发光二极管阵列在上述A区间至少进行一次熄灭、点亮、熄灭。

在此，上述充放电电路是包括多个电容器和以能够并联或串联连接多个电容器的方式构成的切换装置的充电泵，上述控制器控制上述切换装置，以便当上述充放电电路在上述A区间进行放电时，使上述多个电容器串联连接。

发明的效果

本发明的电源供给电路能够利用充放电电路和开关，将驱动电压以上的高脉冲形态的电压施加到由交流电压源施加的电压的大小为驱动电压以下而不能驱动发光二极管的相位180度周边的区域。由此，能够将发光二极管的闪光频率增加至240Hz以上(60Hz交流电源的情况下)。由于发光二极管通过脉冲电压在发光二极管熄灯的相位180度周边的区域闪光，因此能够将发光二极管的闪光频率增加至两倍。由此能够改善闪烁现象。

另外，由于使用本电源供给电路的照明系统是在相位180度周边的区域通过脉冲电压使发光二极管闪光，因此，根据布罗卡-苏尔泽(Broca-Sulzer)定律，在消耗相对较少的电力的同时，也能够保持与使用其他电源供给电路的照明系统相同水平的表现亮度。

另外，能够调节充放电电路的充电时刻，并随着从整流电路输出的电压的大小的增加来增加整流电路输出端的电流，从而减少驱动端电流波形的整体谐波失真率(THD，Totalhamonicdistortion)，改善力率。

另外，通过采用向180度周边施加驱动电压以上的高脉冲形态的电压的方法来解决在较高地设定驱动电压的情况下，相位180度周边的大部分区域中不能驱动发光二极管的问题，从而电源效率和发光二极管利用效率同时得到提高。

另外，一部分实施例能够通过切换来将驱动电压以上的高电压以更高频率的脉冲形态施加到发光二极管。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的电源供给电路的一个实施例的图。

图2是图1所示的控制器的框图。

图3是表示图1所示的电源供给电路中输入源的电压波形与输入到发光二极管的电流波形的一个例子的图。

图4是表示图1所示的电源供给电路中当如图3所示的电流波形输入到发光二极管阵列时整流电路输出端的电流波形的图。

图5是表示图1所示的电源供给电路中整流电路输出端的电流波形的其他例子的图。

图6是表示图1所示的电源供给电路中输入源的电压波形与输入到发光二极管阵列的电流波形的其他例子的附图。

图7是表示图1所示的电源供给电路中输入源的电压波形与输入到发光二极管阵列的电流波形的另一个例子的附图。

图8是示意性地表示本发明的电源供给电路的其他实施例的图。

图9是示意性地表示本发明的电源供给电路的另一个实施例的图。

图10是表示图9所示的电源供给电路中输入源的电压波形与输入到发光二极管阵列的电流波形的一个例子的图。

图11是示意性地表示本发明的电源供给电路的另一个实施例的图。

图12是图11所示的电源供给电路中输入源的电压波形与输入到发光二极管阵列的电流波形的一个例子的图。

图13是表示根据占空比的表现亮度(apparentbrightness)与平均强度的比的变化的图表。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明进行详细说明。

以下，接下来要介绍的实施例是为了使本发明的思想充分地传达给本领域技术人员，作为例子而提供的。

图1是示意性地表示本发明的电源供给电路的一个实施例的图。

参考图1，本发明的电源供给电路的一个实施例包括切换电路、控制器20、充放电电路30、整流电路3、以及电流或电压限制电路4。在本实施例中，切换电路包括第一开关11、第二开关12、第三开关13。

本发明的电源供给电路的一个实施例有效地控制与整流电路3连接的充放电电路30的充电时刻与放电时刻，使得在从整流电路3输出的电压的大小为负荷的驱动电压以下的情况下也能使发光二极管阵列工作。由此，增加发光二极管阵列2的闪光频率，并提高发光二极管利用效率(发光二极管实际消耗电力/直流定额电流驱动时的发光二极管消耗电力)。

整流电路3起到将输入的交流电压进行电波整流的作用。整流电路3可以是桥接二极管电路。如图1所示，整流电路3可设置于交流电压源1与充放电电路30之间。

开关11、12、13可由MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor)开关等构成。设置于连接充放电电路30与发光二极管阵列2的线路的第一开关11用作调节充放电电路30的放电区间的起点与终点的放电开关。设置于连接整流电路3的输出端与充放电电路30的线路的第二开关12用作调节充放电电路30的充电区间的起点与终点的充电开关。通过调节放电起点与终点，使得在从整流电路3输出的电压为发光二极管阵列2的驱动电压以下的A区域中，使发光二极管阵列2熄灭后点亮，然后再次熄灭。即，在作为发光二极管阵列2的未点亮区间的A区域中使发光二极管阵列2至少闪光一次。

若第二开关12接通，则整流电路3的输出端与充放电电路30连接，从充放电电路30产生放电，若第一开关11接通，则充放电电路30与发光二极管阵列2连接，从充放电电路产生放电，从而向发光二极管阵列2供给电源。

设置于串联连接整流电路3的输出端与发光二极管阵列2的线路的第三开关13用作调节从整流电路3输出的电压施加到发光二极管阵列2的时刻的频率转换开关。若第三开关13断开，则不向发光二极管阵列2施加电压。第三开关13起到改变发光二极管阵列2的闪光频率的作用。

控制器20确认从整流电路3输出的电压的大小或相位，通过控制第一开关11和第二开关12，来控制放电区间和充电区间的起点和终点。

另外，控制器20控制第三开关13的接通/断开时间。在从整流电路3输出的电压的大小为发光二极管阵列2的驱动电压以上的情况下，第三开关13能够持续维持接通状态，或者反复接通/断开。

在反复接通/断开的情况下，发光二极管阵列2被脉冲电压驱动，并且通过调节第三开关13接通的时间和断开的时间，来决定脉冲电压的形态。

图2是图1所示的控制器的框图。参考图2，控制器20包括存储器21、电压或相位检测电路22以及开关控制部23。电压检测电路确认从整流电路3输出的电压的瞬时值属于哪个范围。电压检测电路可以使用在电子电路领域中广泛使用的多种电路。例如，可以使用利用多个OP增幅器的电压比较器等。控制器20可以使用相位检测电路来代替直接检测电压的电压检测电路。相位检测电路可以利用能够检测瞬时值为0的瞬间的零交叉检测器等来构成。由于从整流电路3输出的电压根据相位来改变瞬时值，因此可以通过相位的变化来得知瞬时值的变化。

存储器21中存储有用于根据从整流电路3输出的电压的大小来驱动开关11、12、13的驱动数据。驱动数据根据发光二极管的数目和驱动电压、所要求的发光二极管阵列的闪光频率等而确定。

也可以不使用存储器，而根据各信道检测出的电压或相位，或者利用计时器之类的计数器元件来控制开关11、12、13。

充放电电路30被整流电路3的输出电压充电后，在从整流电路3输出的电压的大小为发光二极管阵列2的驱动电压以下的区间进行放电，起到向发光二极管阵列2施加电源的作用。在本实施例中，作为充放电电路30的一个例子，使用电容器。若第二开关12接通，则充放电电路30与整流电路3连接，电能存储到充放电电路30。若第一开关11接通，则充放电电路30与发光二极管阵列2连接，在充放电电路30中产生放电，从而向发光二极管阵列2供给电源。作为充放电电路30，也可以使用电感器。

电流限制电路或电压限制电路7起到限制施加于负荷的电流或电压的作用。电流限制电路或电压限制电路串联连接于发光二极管阵列2，用于防止过多的电流流向发光二极管阵列2。电流限制电路可由电阻、电容器、双极型晶体管、MOS晶体管等实现。并且，可由电场效应晶体管(FET)或者晶体管(TR)与辅助元件的组合来实现的方法，以及利用OPAMP或者调节器等集成电路的方法来实现。

另外，在电源供给电路与交流电源1之间还包括由用于保护电源供给电路免于浪涌电压的电阻6、浪涌抑制元件(未图示)、熔断器5等构成的浪涌保护电路。

另外，例如，如图1所示，优选还包括与第二开关2串联连接且配置在第二开关12与接地线之间的电流限制电路9。在本实施例中，若第二开关12接通，则电流急剧流向充放电电路30侧，在流动于整流电路3的输出端的电流波形产生谐波成分。利用电流限制电路9来限制充电时流向充放电电路30的电流，能够减少整体谐波失真率(THD,Totalharmonicdistortion)。

另外，为了使在发光二极管阵列2的驱动电压以下的A区间中的电流波形与电压波形的差异最小化而改善力率，并且为了减少流向整流电路3的输出端的电流波形的整体谐波失真率(THD，Totalhamonicdistortion)，还可以包括构成为在A区间存储或消耗能量的力率改善电路。该电路可由电阻或电容器等与开关构成。例如，如图1所示，由并联连接于整流电路3的电阻41和设置于连接电阻41与整流电路3的线路的开关42构成。若在A区间接通开关42，则整流电路3的输出端的电压施加到电阻41，且电流与该电压成比例地以正弦波形态流向电阻41。在A区间，由于电流不流向发光二极管阵列2，因此流向该电阻41的电流成为流向整流电路3的输出端的电流。利用这样的方法，通过使整流电路3的输出端的电流的形态与电压的形态几乎一致，能够改善力率，并且在从A区间向B区间过度的同时，还能够防止过多电流突然流向整流电路3的输出端而导致在电流波形产生很多谐波成分。

图3是表示图1所示的电源供给电路中输入源的电压波形与输入到发光二极管的电流波形的一个例子的图。参考图3来说明电源供给电路的作用。

在控制器20中测定从整流电路3输出的电压的大小的结果，在判断为属于小于驱动电压的A区域的情况下，第二开关12与第三开关13接通，第一开关断开(由于还在充放电电路充电之前，因此断开第一开关)。虽然接通了第三开关13，但是输入源的电压小于驱动电压，因此发光二极管阵列2不亮。

由于接通了第二开关12，因此充放电电路30进行充电。但是，由于电压低，因此不能存储能够启动发光二极管2的程度的电能。

在控制器20中测定从整流电路3输出的电压的大小的结果，若到达驱动电压范围的B区域，则输入源的电压为驱动电压以上，因此发光二极管阵列2点亮。由于接通了第二开关12，因此继续向作为充放电电路30的电容器充入电能。若充电结束，则可以断开第二开关12，但是，如图3所示，也可以继续接通。

在控制器20中测定从整流电路3输出的电压的大小的结果，在判断为重新到达A区域的情况下，经过一定时间后，接通第一开关11，将充入电容器的电能供给到发光二极管阵列2，从而点亮发光二极管阵列2。放电开始后，在一定时刻断开第一开关11，重新熄灭发光二极管阵列2。即，在A区域使发光二极管闪光一次。此时，开始和中止放电的时间联动发光二极管的正向电压、充电容量、输入源的电压波动以及设定驱动频率等参数来决定。

在本实施例中，发光二极管阵列2在从A区域进入B区域的同时刻点亮，若到达A区域，则熄灭，在重新向A区域施加由充放电电路30的充电而产生的电压时被点亮，之后在放电中止时重新熄灭。即，若由60Hz交流电压源1驱动，则发光二极管阵列2的闪光频率增加至240Hz。可以根据B区域中的发光二极管阵列2的点亮时间与A区域中的发光二极管阵列22点亮时间的比率，在发光二极管阵列22的闪光频谱上同时体现120Hz与240Hz成分。大部分人类的眼睛越增加频率就越难感到忽闪，因此通过这样的方法能够改善闪烁现象。

另外，由于在A区域中向发光二极管阵列22施加脉冲形态的电流，因此如背景技术中所说明的那样，能够期待布罗卡-苏泽尔(Broca-Sulzer)定律所说的改善表现亮度(apparentbrightness)的效果。

如上所述，如图3所示的电流波形也可以以使第二开关12与第三开关13持续接通的状态来获得。因此，在图1所示的实施例中，也可以除去第二开关12与第三开关13。即，在无需调节充电开始时刻与结束时刻的情况下，可以除去第二开关12，而在不要求超过240Hz的闪光频率的情况下，可以除去第三开关13。

图4是表示图1所示的电源供给电路中将如图3所示的电流波形输入到发光二极管阵列中时整流电路输出端的电流波形的图。

整流电路3输出端的电流波形是流向发光二极管阵列2、充放电电路30和电阻41的电流之和，力率根据该电流波形与整流电路3输出端的电压波形而决定。因此，优选该电流波形与整流电路3输出端的电压波形其形态相似。在图4中，流向电阻41的电流由R表示，流向充放电电路30的电流由C表示，流向发光二极管阵列2的电流由LED表示。

如图4所示，在A区间，大部分的电流通过电阻41流动。流向电阻的电流与施加到电阻两端的电压成比例，因此成为正弦波形态。由于是发光二极管阵列2的驱动电压以下，因此电流几乎不流向发光二极管阵列2，由于因在之前的循环中没有完全放电所剩余的电荷而被施加了电压，因此充放电电路30中几乎不流动电流。

在B区间，断开开关42，从而电流不流向电阻41。而且，电流不流向发光二极管阵列2。该电流被电流限制电路4限制为不能以一定值以上流动。而且，在充放电电路30中也有电流流动。流向充放电电路30的电流也被电流限制电路9限制。此时，所设定的充电电流限制值会对谐波失真率产生影响。

若重新到达A区间，则开关42接通，电流流向电阻41。在A区间中，从充放电电路供给的电流流向发光二极管阵列2，但是从整流电路3的输出端供给的电流则流向电阻41。

图5是表示图1所示的电源供给电路中整流电路输出端的电流波形的其他例子的图。如图5所示，在B区间，若调节接通第二开关12的时刻，则可以将整流电路3输出端的电流波形调节为更加接近整流电路3输出端的电压波形，从而改善整体谐波失真率。

图6是表示图1所示的电源供给电路中输入源的电压波形与输入到发光二极管阵列的电源波形的其他例子的图。在本例中，在B区域中发光二极管阵列2熄灭一次，从而使发光二极管阵列2的闪光频率增加至360Hz。

在控制器20中测定从整流电路3输出的电压的大小的结果，在判断为属于小于驱动电压的A区域的情况下，接通第三开关13，断开第一开关11与第二开关12。

在控制器20中测定从整流电路3输出的电压的大小的结果，在判断为到达作为驱动电压范围的B区域的情况下，除了发光二极管阵列2熄灭的区间，第三开关13维持接通状态。B区域中若到达要熄灭发光二极管阵列2的区间，则断开第三开关13，在经过一定时间后重新接通。如图6所示，在B区间熄灭一次的情况下闪光频率增加至360Hz。在本实施例中，由于从A区间与B区间流向发光二极管阵列2的电流脉冲的宽度没有大的差异，因此在发光二极管阵列22的闪光频谱上只显示360Hz。

如图7所示，在需要进一步增加闪光频率的情况下，可以在B区间增加闪光次数。此时，若调节接通/断开第三开关13的时间，则也能够调节占空比和频率。接通/断开第三开关13的时间优选调整为使施加到负荷的电力的大小一定。在电压的大小小的区域中，使第三开关13的接通时间长，且在电压的大小大的情况下，使第三开关13的接通时间短，由此能够使施加到负荷的平均电力的大小一定。

如图6所示，使第二开关12与第三开关13同步，在第三开关13断开的期间接通，且若第三开关13接通则使其断开，或者也可以与第三开关13无关地接通/断开。如图7所示，在B区间的一部分接通后，若充电结束，则可以断开。即便不断开，也会因为充放电电路30的电压比整流电路3输出端的电压高而不再充电。

而且，在判断为从整流电路3输出的电压的大小重新到达A区域的情况下，在经过一定时间后，接通第一开关11，使充入电容器的电能供给到发光二极管阵列2。放电开始后，在一定时刻断开第一开关11，熄灭发光二极管阵列2。开始放电的时刻与中止放电的时刻可在A区域内适当选择。

图8是示意性地表示本发明的电源供给电路的其他实施例的例子的图。

在本实施例中，使用电感器代替电容器作为充放电电路30，在交流电压源1与负荷之间、以及交流电压源1与充放电电路30的电感器之间分别另外设置有电阻7这一点上具有区别。在本实施例中，也可以使用电容器代替电感器作为充放电电路30。

图9是示意性地表示本发明的电源供给电路的另一个实施例的图。

在本实施例的情况下，具备设置于充放电电路30与地面之间的第四开关14，来代替第一开关11和第二开关12。若接通第四开关14，则进行充电，若断开第四开关14，则中止充电。另外，若在已充电的状态下重新接通第四开关14，则进行放电，若断开第四开关14，则中止放电。即，在本实施例中，第四开关14同时起到充电开关的作用与放电开关的作用。

图10是表示图9所示的电源供给电路中输入源的电压波形与输入到发光二极管阵列的电流波形的一个例子的图。参考图10来对本实施例的作用进行说明。

在控制器20中测定从整流电路3输出的电压的大小的结果，在判断为属于小于驱动电压的A区域的情况下，接通第三开关13，第四开关14断开。虽然接通了第三开关13，但是由于输入源的电压小于驱动电压，因此发光二极管阵列2不亮。

在控制器20中测定从整流电流3输出的电压的大小的结果，在判断为达到作为驱动电压范围的B区域的情况下，除了发光二极管阵列2熄灭的区间，第三开关13维持接通状态。若到达B区域中要熄灭发光二极管阵列2的区间，则断开第三开关13，并经过一定时间后重新接通。如图8所示，在B区间闪光一次的情况下，闪光频率增加至360Hz。

在B区间，也可以使第四开关14与第三开关13同步，在第三开关13断开的期间接通，在第三开关13接通时断开，或者与第三开关无关地接通/断开。

而且，在判断为从整流电路3输出的电压的大小重新属于A区域的情况下，在经过一定时间后，接通第四开关14，使充入电容器的电能供给到发光二极管阵列2。放电开始后，在一定时刻断开第四开关14，重新使发光二极管阵列2熄灭。开始放电的时刻与中止放电的时刻可在A区域内适当选择。

若在B区间重复接通/断开第三开关13，则如图7所示的脉冲形态的电流输入到发光二极管阵列2。

图11是示意性地表示本发明的电源供给电路的另一个实施例的图。本实施例包括：交流电压源1；对交流电压源1的电压进行电波整流的整流电路3；以及与整流电路3的输出侧按顺序串联连接的充放电电路35、发光二极管阵列2、电流限制电路4。

而且包括：设置于与充放电电路35串联且连接整流电路3与发光二极管阵列2的导线的第一旁通开关15；设置于与发光二极管阵列2串联且连接充放电电路35与电流限制电路4的导线的第二旁通开关16；以及设置于连接充放电电路35与发光二极管阵列2之间的连接开关17。第一旁通开关15、第二旁通开关16以及连接开关17通过控制器20的控制信号来工作。

图12是表示图11所示的电源供给电路中输入源的电压波形与输入到发光二极管阵列的电流波形的一个例子的图。在从整流电路3输出的电波整流后的电压的大小属于A区域的情况下，第一旁通开关15接通，第二旁通开关16与连接开关17断开。虽然接通了第一旁通开关15，但是由于向发光二极管阵列2施加比发光二极管阵列2的驱动电压低的电压，因此发光二极管阵列2不能点亮。

若电波整流后的电压的大小到达B区域，则发光二极管阵列2点亮。

若电压的大小增加至驱动电压以上达到C区域，则第一旁通开关15断开，连接开关17接通，电压分配到充放电电路35与发光二极管阵列2。充放电电路35的并联连接的电容器由所分配施加的电压来充电，而发光二极管阵列2持续点亮。

若电压的大小重新达到B区域，则连接开关17断开，第一旁通开关15接通。

若电压的大小重新达到A区域，则经过一定时间后，第二旁通开关16接通，同时存储在充放电电路35的电能供给到发光二极管阵列2。放电开始后，在一定时刻断开第二旁通开关16，重新熄灭发光二极管阵列2。

必要的情况下，例如，因较高地设定了驱动电压而使在一个电容器无法驱动发光二极管阵列2的情况下，将并联连接两个以上的电容器的充放电电路35与发光二极管阵列2串联连接来充电，在A区域放电时可以利用另外的切换装置将电容器转换为串联，从而利用与发光二极管阵列2并联连接的充电泵(chargepump)。

需要理解以上叙述的实施例在各个方面来说都是示例性的例子，并非限定性的例子。需要解释的是本发明的范围不是通过上述详细说明，而是通过后述的权利要求书来体现，且权利要求书的意思和范围，以及由其等同概念导出的所有变更或变形后的形态都包括在本发明的范围内。

附图的说明

1—交流电压源，2、8—发光二极管阵列，3—整流电路，11—第一开关，12—第二开关，13—第三开关，14—第四开关，20—控制器，30、35—充放电电路。

Claims (8)

1.一种转换发光二极管的闪光频率的电源供给电路，其特征在于，

包括：

整流电路，其连接于交流电压源，并对交流电压源的交流电压进行电波整流；

充放电电路，其构成为利用从上述整流电路所输出的电压来进行充电，并将所充入的电能供给到发光二极管阵列；

切换电路，其构成为选择性地连接或切断充入上述充放电电路的电能传递至上述发光二极管阵列的放电线路；以及

控制器，其构成为控制上述切换电路，以使上述充放电电路在从上述整流电路输出的电压的大小小于上述发光二极管阵列的驱动电压的A区间进行放电，从而使上述发光二极管阵列在上述A区间至少进行一次熄灭、点亮、熄灭。

2.根据权利要求1所述的转换发光二极管的闪光频率的电源供给电路，其特征在于，

上述切换电路包括频率转换开关，该频率转换开关构成为选择性地连接或切断从上述整流电路所输出的电压传递至上述发光二极管阵列的线路，

上述控制器控制上述频率转换开关，以使上述发光二极管阵列在上述发光二极管阵列的驱动电压范围内的B区间至少熄灭一次。

3.根据权利要求1所述的转换发光二极管的闪光频率的电源供给电路，其特征在于，

上述切换电路还包括充电开关，该充电开关构成为选择性地连接或切断从上述整流电路所输出的电压传递至上述充放电电路的线路，

上述控制器对上述充电开关进行如下控制，为了能够减少流向上述整流电路的输出端的电流波形的整体谐波失真率(THD，Totalhamonicdistortion)，使上述充放电电路在从上述整流电路所输出的电压为预定的值以上时开始充电。

4.根据权利要求1所述的转换发光二极管的闪光频率的电源供给电路，其特征在于，

还包括力率改善电路，该力率改善电路构成为，为了减少流向上述整流电路的输出端的电流波形的整体谐波失真率(THD，Totalhamonicdistortion)，在从上述整流电路所输出的电压为预定的值以下时，与上述整流电路的输出侧连接，从而存储或消耗电能。

5.根据权利要求1所述的转换发光二极管的电源供给电路，其特征在于，

还包括电流限制电路，该电流限制电路构成为，为了减少流向上述整流电路的输出端的电流波形的整体谐波失真率(THD，Totalhamonicdistortion)，限制流向上述充放电电路的电流。

6.根据权利要求2所述的转换发光二极管的闪光频率的电源供给电路，其特征在于，

上述切换电路还包括充电开关，该充电开关构成为选择性地连接或切断从上述整流电路所输出的电压传递至上述充放电电路的线路，

上述控制器控制上述充电开关，以使上述充放电电路在上述频率转换开关断开的时刻进行充电。

7.根据权利要求1所述的转换发光二极管的闪光频率的电源供给电路，其特征在于，

上述充放电电路与上述整流电路及发光二极管阵列串联连接，

上述切换电路包括：设置于与上述充放电电路旁通的线路的第一旁通开关；设置于与上述发光二极管阵列旁通的线路的第二旁通开关；以及设置于串联连接上述充放电电路与发光二极管阵列的线路的连接开关，

上述控制器对上述切换电路进行如下控制，

接通上述第一旁通开关且断开连接开关，以便在从上述整流电路所输出的电压的大小在上述发光二极管阵列的驱动电压范围内的B区间，上述整流电路的输出端的电压直接施加到发光二极管阵列，

断开上述第一旁通开关且接通连接开关，以便在从上述整流电路所输出的电压的大小超过上述发光二极管阵列的驱动电压的C区间，上述整流电路的输出端的电压分配并施加到发光二极管阵列与上述充放电电路，

接通上述第一旁通开关且接通/断开上述第二旁通开关，以便在从上述整流电路所输出的电压的大小小于上述发光二极管阵列的驱动电压的A区间，上述充放电电路进行放电，从而使上述发光二极管阵列在上述A区间至少进行一次熄灭、点亮、熄灭。

8.根据权利要求7所述的转换发光二极管的闪光频率的电源供给电路，其特征在于，

上述充放电电路是包括多个电容器和以能够并联或串联连接多个电容器的方式构成的切换装置的充电泵，

上述控制器控制上述切换装置，以便当上述充放电电路在上述A区间进行放电时，使上述多个电容器串联连接。