CN105323910A - 照明装置及发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光装置，其特征在于：当输入电压大于最小发光电压时，与电压大小无关地所有发光元件均处于发光状态，所述输入电压越小，所述发光元件就会具有并联连接结构，所述输入电压越大，所述发光元件就会具有串联连接结构。

Description

照明装置及发光装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，特别涉及一种根据输入电压能够改变发光元件的串并联结构的照明装置。
背景技术
发光二极管(LightEmittingDiode；LED)是指通过形成化合物半导体(compoundsemiconductor)的PN二极管来构成光源以能够显现出多种颜色光的一种半导体元件。上述发光元件具有寿命长、可实现小型化和轻量化、可实现低电压驱动的优点。而且，这种LED抗冲击、抗震动性较强，不需要预热时间和复杂的驱动操作，且将上述LED以多种形式安装在基板或引线框架上后可进行封装，并根据不同用途可实施模块化，因此能够适用于背光组件(backlightunit))或各种照明装置等上。
为了提供一个独立式照明可采用多个发光二极管，这些发光二极管可通过串联或并联的方式进行连接。此时，为了使这些所有的发光二极管一直处于发光的状态，可将常用电源转换成直流电源后施加在上述发光二极管上。
如上所述，在供直流电源而使用时，需要另外再配置直流整流部，而去除这样的直流整流部的构成可以将交流电源直接施加在发光二极管上。此时，发光二极管能够以串联的方式相连接，且根据变化的输入电压的大小，各发光二极管的接通/断开状态可以发生变化。随着发光二极管的接通/断开状态的重复，存在发生频闪、各LED的利用率下降进而使光输出效率降低的缺点。
发明内容
为了解决直接施加交流电源的LED驱动方式中所存在的上述技术问题，本发明提供一种LED利用率以及光输出效率均得到提高的LED驱动装置。
根据本发明的一个照明装置，包括：发光单元，包括电流输入端子、电流输出端子、电流旁路输出端子以及通过被输入到所述电流输入端子的电流而发光的第一发光组；第二发光组，连接成能够被供给通过所述电流输出端子输出的电流；以及频闪控制部，位于所述电流输入端子和所述电流旁路输出端子之间，当输入到所述电流输入端子的电压为规定电压以下时，使所述第一发光组和所述第二发光组断开；其中，所述电流输出端子选择性地输出通过所述电流输入端子被输入的全部电流或部分电流；当所述电流输出端子仅输出所述部分电流时，由所述电流旁路端子输出通过所述电流输入端子被输入的电流中除所述部分电流之外的剩余电流。
在上述照明装置中，所述照明装置在稳态下工作的情况下，当所述电流输出端子仅输出所述部分电流时，所述电流旁路端子输出所述全部电流中除所述部分电流之外的剩余电流，所述部分电流值为大于0的值。
在上述照明装置中，所述剩余电流为通过所述第一发光组流动的电流的至少一部分或全部电流。
在上述照明装置中，所述第二发光组属于其他发光单元，该发光单元包括其他电流输入端子、其他电流输出端子、其他电流旁路输出端子以及通过被输入到所述其他电流输入端子的电流而发光的所述第二发光组，包括在所述发光单元的所述电流旁路输出端子与包括在所述其他发光单元的所述其他电流旁路端子相连接。
在上述照明装置中，在所述第一发光组与所述电流输出端子之间、所述第二发光组与所述电流输出端子之间分别连接有配电开关，当输入到所述电流输入端子的电压为规定电压以下时，所述频闪控制部利用与所述电流输入端子相连接的比较器或齐纳二极管断开所述配电开关，以使所述第一发光组和所述第二发光组断开。
在上述照明装置中，当施加在所述电流输入端子上的电压为第一电位时，所述电流输出端子输出所述的部分电流，当施加在所述电流输入端子上的电压为大于所述第一电位的第二电位时，所述电流输出端子输出所述全部的电流。
根据本发明另一个观点的发光装置，包括：多个发光组，按照电流从上游向下游依次流过的方式进行电连接、且由供给电位可变电源的电源供给部被供给电源；第一旁路部；第二旁路部；以及频闪控制部，当从所述电源供给部输入的电压为规定电压以下时，使所述多个发光组断开。所述各发光组包括至少一个发光元件，所述第一旁路部使位于任意次序的第一发光组的上游端与位于所述第一发光组下游侧的、任意次序的第二发光组的上游端以能够通断的方式电连接，所述第二旁路部使所述第一发光组的下游端与所述第二发光组的下游端、或位于所述第二发光组下游侧的任意次序的第三发光组的下游端以能够通断的方式电连接。
在上述发光装置中，当所述第一旁路部连接所述第一发光组的上游端和所述第二发光组的上游端时，所述第一旁路部作为恒流源进行工作。
在上述发光装置中，当电流通过所述第一旁路部流动时，电流将通过所述第二旁路部流动，当电流不通过所述第一旁路部流动时，电流将不通过所述第二旁路部流动。
根据本发明另一个观点的交流电源LED照明装置，包括：多个发光组，以线型电连接，以使从最上游侧至最下游侧依次具有顺序；第一电路部，连接所述发光组之间的连接点和接地端；第二电路部，对所述连接点旁路连接；频闪控制部，当输入到最上游侧发光组的电压为规定电压以下时，使所述多个发光组断开；其中，在被供给的交流电源的电位处于上升期间，使最上游侧的发光组至最下游侧的发光组依次从并联连接转换成串联连接；所述各发光组具有一个以上的LED元件。
根据本发明另一观点的交流电源LED照明装置，在被供给的交流电源的电位处于下降期间，使最下游侧的发光组至最上游侧的发光组依次从串联连接转换成并联连接。
根据本发明的其他观点的照明装置，包括：发光单元，该发光单元包括第一发光组、第一旁路部、第二旁路部、以及电流输入端子，所述电流输入端子与所述第一发光组的输入端和所述第一旁路部的输入端共同连接，向所述第一发光组和所述第一旁路部供给电流；第二发光组，与所述发光单元相连接，以在第一电路状态下被供给由所述第一发光组输出端所输出的电流，在第二电路状态下被供给由所述第一旁路部输出端所输出的电流；频闪控制部，与所述电流输入端子相连接，以在输入到所述电流输入端子的电压为规定电压以下时，使所述第一发光组和所述第二发光组断开。在所述第一电路状态下，所述第一旁路部被切断，以使电流不通过所述第一旁路部流动，且所述第二旁路部被切断，以使输出自所述第一发光组的电流不通过所述第二旁路部流动；在所述第二电路状态下，电流通过所述第一旁路部流动，且输出自所述第一发光组的电流中至少一部分电流通过所述第二旁路部流动。
在上述照明装置中，所述第二旁路部的输出端子与所述第二发光组的电流输出端子相连接。
在上述照明装置中，所述第二发光组包括在与所述发光单元具有相同结构的其他发光单元中。
在上述照明装置中，所述第一电路状态表示第一时段，所述第二电路状态表示不同于所述第一时段的第二时段。
在上述照明装置中，所述第一电路状态表示具有第一输入电压水平的状态，所述第二电路状态表示具有第二输入电压水平的状态，所述第一输入电压水平大于所述第二输入电压水平。
根据本发明另一个观点的照明装置，包括：两个发光单元，在高于接通电压的第一电压下所述两个发光单元相互并联连接；以及频闪控制部，在输入到所述两个发光单元上游端的电压为规定电压以下时，使所述两个发光单元断开。在高于所述第一电压的第二电压下，所述两个发光单元转换成相互串联连接，在高于所述导通电压的电压下，所述两个发光单元一直保持接通的状态。
在上述照明装置，所述两个发光单元由LED构成，所述导通电压为所述两个发光单元中的任一个正向电压。
在上述照明装置，在流入到所述两个发光单元的电流中，在所述第二电压下的电流大于所述第一电压下的电流。
根据本发明另一观点而提供的照明装置，可包括：呈线型连接的大于1的N个发光组(N为2以上的自然数)；一个以上的第一开关部，依次对(N-1)个发光组的输入端和输出端进行旁路连接；一个以上的第二开关部，依次连接(N-1)个发光组的输出端和接地端；频闪控制部，在第(N-1)个发光组的输入端和第(N-1)个发光组的第二开关部之间，当输入到所述输入端的电压为规定电压以下时，断开第(N-1)个发光组和第N个发光组；在此，用于依次连接(N-1)个发光组的各输出端和第一开关部的第一连接点位于用于依次连接(N-1)个发光组的各输出端和第二开关部的第二连接点的下游侧，且在上述第一连接点和上述第二连接点之间设置有用来防止电流流向上游的防逆流部，而且根据所供给的电压大小，上述各发光组的上述第一开关部和上述第二开关部按顺序依次被接通或断开，由此可以对上述发光组进行并联和/或串联连接。
此时，上述各个发光组可包括呈串联和/或并联连接的、一个或两个以上的发光元件。
根据本发明，在采用直接施加交流电源的LED驱动方式中，能够提供可提高LED利用率、且增加光输出效率的LED驱动装置。
附图说明
图1表示根据本发明一实施例的LED照明电路以及该电路的工作原理的例图。
图2表示根据本发明另一实施例的LED照明电路的例图。
图3表示包括在图1的LED照明电路中的各开关随着输入电压的变化而呈现出的接通/断开状态。
图4a～图4e表示在各个时段(P1～P5)上的LED照明电路的电路结构图。
图5a～图5e表示近似于图4a～图4e所示电路的等效电路。
图6a表示用于说明本发明一实施例的发光装置结构的图。
图6b表示图6a所示的电源供给部、发光组、第一旁路部、第二旁路部和发光元件。
图7表示用于说明本发明另一实施例的LED照明装置结构的图。
图8表示用于说明本发明另一实施例的LED驱动装置结构的图。
图9表示用于说明本发明另一实施例的LED照明装置结构的图。
图10表示用于说明构成本发明一实施例的LED驱动电路的、发光单元的一实施例的图。
图11表示用于说明本发明一实施例的LED照明电路上附设有频闪控制部的LED驱动电路的图。
图12表示用于说明适用在本发明实施例的LED照明电路的、频闪控制部的一例的图。
图13表示用于说明适用在本发明实施例的LED照明电路的、频闪控制部的另一例图。
图14表示用于说明本发明另一实施例的LED照明电路上附设有频闪控制部的LED驱动电路图。
图15表示交流输入波形和双向可控硅调光器输出波形的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明实施例进行说明。然而，本发明并不限定在本说明书中所记载的实施例，也可以变形为多种形式。本说明书中所使用的技术用语仅仅是为了便于理解本发明的实施例而使用，而不是为了限定本发明的范围。另外，对于下面使用的单数形式，只要文章中没有明确表示与其相反的含义，复数形式也包括在本发明的范围内。
图1是根据本发明一实施例的LED照明电路以及该电路工作原理的例图。
图1a所示的LED照明电路1中连接有多个发光组CH1～CH2。发光组CH1～CH2在串联连接和并联连接之间可相互转换，这种连接状态的重组，可通过调整配电开关CS1和旁路开关BS1的接通/断开状态来实现。配电开关CS1和旁路开关BS1的接通/断开状态可根据输入电压Vi的大小来自动调整。
图1a中，旁路开关BS1和配电开关CS1可由晶体管来构成。作为该晶体管的例，可举出BT(双极性晶体管，BipolarTransistor)、FET(场效应晶体管：FieldEffectTransistor)、IGBT(绝缘栅双极晶体管：Insulatedgatebipolartransistor)等，但并不限定于此。
当旁路开关BS1在非饱和区域工作时，流过旁路开关BS1的电流Ip1大小可由旁路电压Vp1和电阻R1值的比率来决定。即，通过旁路开关BS1、电流Ip1和旁路电压Vp1可提供一个电流源。与此不同，当旁路开关BS1在饱和区域工作时，旁路开关BS1可表现出与电阻相似的性质。
另外，当配电开关CS1在非饱和区域工作时，流过配电开关CS1的电流I1大小可由旁路电压V1和电阻RS值的比率来决定。即，通过配电开关CS1、电流I1和旁路电压V1可提供一个电流源。与此不同，当配电开关CS1在饱和区域工作时，配电开关CS1可表现出与电阻相似的性质。
图1b是图1a所示的LED照明电路1的各节点和元件的电压和电流随时间变化的特性。
以下，为了方便说明假定发光组CH1～CH2的正向电压均为Vf。而且，将流过旁路开关BS1、配电开关CS1、配电开关CS2的最大电流值设为IBS1、ICS1、ICS2。
当输入电压Vn1处于0～Vf之间时，电路上无电流通过。
当输入电压Vn1处于Vf～2Vf之间时，旁路开关BS1和配电开关CS1可作为电流源在非饱和区域工作，配电开关CS2在饱和区域工作。此时，流过旁路开关BS1和配电开关CS2的电流大小为IBS1。而且，此时流过配电开关CS1的电流大小为ICS1中减去流过配电开关CS2电流值IBS1的值。其中，流过发光组CH1的电流ID1值与流过配电开关CS1的电流值(ICS1-IBS1)相同，流过发光组CH2的电流ID2值与流过配电开关CS2的电流值IBS1相同。另，由于此时的输入电压不会充分高，因此电流不通过二极管D1。
当输入电压Vn1为2Vf以上时，电流可流过二极管D1。此时，通过二极管D1输入的附加电流流入到电阻R1，以使旁路开关BS1转换成断开状态。由此，配电开关CS2在非饱和区域工作，配电开关CS1可转换成断开状态。此时，在配电开关CS2可通过ICS2大小的电流。而且，流过发光组CH1、发光组CH2的电流ID1，与流过配电开关CS2的电流值ICS2相同。
图2表示根据本发明另一实施例的LED照明电路的一例。
图2所示的LED照明电路1是对图1a所示的LED照明电路进行放大变形而得到图。
图2的LED照明电路1中连接有多个发光组CH1～CH5。发光组CH1～CH5在串联连接和并联连接之间可相互转换，这种连接状态的重组，通过调整配电开关CS1～CS4和旁路开关BS1～BS4的接通/断开状态来实现。配电开关CS1～CS4和旁路开关BS1～BS4的接通/断开状态，可根据输入电压Vi大小来自动调整。
进一步具体说明的话，具备上述LED照明电路1的照明装置可包括：呈线型连接的5个发光组CH1～CH5、对前四个发光组的输入端和输出端进行旁路连接的4个旁路开关BS1～BS4(或第一开关部)、以及连接前四个发光组的输出端和接地端的4个配电开关CS1～CS4(或第二开关部)。在此，连接前四个发光组的输出端和旁路开关(或第一开关部)的第1连接点位于连接前四个发光组的输出端和配电开关(或第二开关部)的第2连接点的下游侧，上述第1连接点和上述第2连接点之间设置有防逆流部D1～D4以防止电流向上游侧流动，且根据所供给的电压大小，各发光组的上述旁路开关(或第一开关部)和上述配电开关(或第二开关部)按顺序依次接通或断开，进而使上述发光组能够实现并联和/或串联。
此时，上述各发光组可包括形成串联和/或并联连接的一个或两个以上的发光元件。
图3是包括在图1中LED照明电路的、各个开关随着输入电压的变化而呈现出的接通/断开状态。
图3a的图表143表示的是输入电压Vi随时间的变化。输入电压可以为如图3a所示的三角波形式，也可以为其他的矩形波、锯齿波等多种形式。
输入电压Vi的大小可分成多个电压区间LI0～LI5，各个电压区间LI0～LI5对应于多个时段P0～P5。上述多个时段P0～P5在时间轴t上的长度和位置由图2所示的发光组CH1～CH5的正向电压的具体值来决定。
在图3a所示的各时段P0～P5，根据本发明一实施例的LED电路可以以稳态(steadystate)工作。然而，在各时段P0～P5之间，可以以LED电路的状态转换的瞬态(transientstate)进行工作。为了便于说明，本说明书重点说明上述稳态。
图3b的各行(row)表示时段P0～P5，各列(column)表示图2所示的各开关BS1～BS4、CS1～CS5随时段P0～P5的变化而呈现出的接通/断开状态。这样的接通/断开状态的变化，可通过图1所示的LED照明电路1来自动实现。
以下，共同参照图3、图4和图5，对图1的LED照明电路1的工作原理进行说明。
图4a～图4e表示在各时段P1～P5上的、LED照明电路1的电路构成。而且，图4a不仅表示时段P1，还表示在时段P0上的LED照明电路1的构成。
由于输入电压Vi在时段P0还不充分高，因此发光组CH1～CH5的任一个发光组有可能均处于不发光的状态。
在时段P1，由于旁路开关BS1～BS4和配电开关CS1～CS5均处于接通状态，因此图2所示的电路具有与图4a相同的电路结构。此时，所接通的旁路开关BS1和配电开关CS1可作为电流源在非饱和区域进行工作。另外，在上述接通的开关中，其他剩余的开关可在饱和区域进行工作。此时，用于防逆流的二极管D1、D2、D3、D4的阳极电压高于阴极电压，因此可认为上述二极管两端处于断开的状态。由此，图4a所示的电路可表现为与图5a相同的等效电路。
在时段P2，由于旁路开关BS2～BS4和配电开关CS2～CS5均处于接通状态、而旁路开关BS1和配电开关CS1处于断开的状态，因此图2所示的电路具有与图4b相同的电路结构。此时，所接通的开关中，旁路开关BS2和配电开关CS2可在非饱和区域进行工作并起到电流源的作用。另外，所接通的开关中，其他剩余的开关可在饱和区域进行工作。此时，用于防逆流的二极管D2、D3、D4的阳极电压高于阴极电压，因此可认为上述二极管两端均处于断开的状态。由此，图4b所示的电路可表现为与图5b相同的等效电路。
在时段P3，由于旁路开关BS3～BS4和配电开关CS3～CS5均处于接通状态、而旁路开关BS1～BS2和配电开关CS1～CS2均处于断开的状态，因此图2所示的电路具有与图4c相同的电路结构。此时，所接通的开关中，旁路开关BS3和配电开关CS3可在非饱和区域工作并起到电流源的作用。另外，所接通的开关中，其他剩余的开关可在饱和区域进行工作。此时，用于防逆流的二极管D3、D4的阳极电压高于阴极电压，因此可认为上述二极管两端均处于断开的状态。由此，图4c所示的电路可表现为与图5c相同的等效电路。
在时段P4，由于旁路开关BS4和配电开关CS4～CS5均处于接通状态、而旁路开关BS1～BS3和配电开关CS1～CS3均处于断开的状态，因此图2所示的电路具有与图4d相同的电路结构。此时，所接通的开关中，旁路开关BS4和配电开关CS4可在非饱和区域工作并起到电流源的作用。另外，所接通的开关中，其他剩余的开关可在饱和区域进行工作。此时，用于防逆流的二极管D4的阳极电压高于阴极电压，因此可认为上述二极管两端均处于断开的状态。由此，图4d所示的电路可表现为与图5d相同的等效电路。
在时段P5，由于配电开关CS5处于接通状态、而旁路开关BS1～BS4和配电开关CS1～CS4均处于断开的状态，因此图2所示的电路具有与图4e相同的电路结构。此时，配电开关CS5可在非饱和区域工作并起到电流源的作用。另外，图4e所示的电路可表现为与图5e相同的等效电路。
如上所述，图5a～图5e可理解成近似于图4a～图4e所示电路的等效电路。
根据图5a～图5e的等效电路可知，图2所示的LED照明电路1的电路结构随着输入电压Vi的大小而改变。
表示时段P1上的电路结构的图5a中，发光组CH1～CH5呈相互并联连接的状态。
表示时段P2上的电路结构的图5b中，发光组CH2～CH5呈相互并联连接的状态、而发光组CH1与上述发光组呈串联连接的状态。
表示时段P3上的电路结构的图5c中，发光组CH3～CH5呈相互并联连接的状态、而发光组CH1～CH2与上述发光组呈串联连接的状态。
表示时段P4上的电路结构的图5d中，发光组CH4～CH5呈相互并联连接的状态、而发光组CH1～CH3与上述发光组呈串联连接的状态。
表示时段P5上的电路结构的图5e中，发光组CH1～CH5呈相互串联连接的状态。
在图5a～图5e电路的时段P1～P5上，可将输入至各LED照明电路的电流总和定义为Itt1、Itt2、Itt3、Itt4、Itt5。此时，所设定的Itt1、Itt2、Itt3、Itt4、Itt5需要满足Itt5>Itt4>Itt3>Itt2>Itt1的条件。在这样的设定条件下，随着输入电压Vi的增加，所供给的电流总和也表现出增加的趋势，由此可提高LED照明的功率因数。
以下，参照图5，对满足Itt5>Itt4>Itt3>Itt2>Itt1关系条件的一个实施例进行说明。
图5a中，配电开关CS1在非饱和区域工作、且通过调整I1值使I1+I2+I3+I4+I5值达到与通过配电开关CS1的最大电流值ICS1相同的电流值。此时，I1与I2+I3+I4+I5和的比率由旁路开关BS1作为电流源工作时所提供的最大电流值IBS1来确定。由此Itt1＝ICS1成立。
图5b中，配电开关CS2在非饱和区域工作、且通过调整I2值使I2+I3+I4+I5值达到与通过配电开关CS2的最大电流值ICS2相同的电流值。此时，I2与I3+I4+I5和的比率由旁路开关BS2作为电流源工作时所提供的最大电流值IBS2来确定。由此Itt2＝ICS2成立。
图5c中，配电开关CS3在非饱和区域工作、且通过调整I3值使I3+I4+I5值达到与通过配电开关CS3的最大电流值ICS3相同的电流值。此时，I3与I4+I5和之间的比率由旁路开关BS3作为电流源工作时所提供的最大电流值IBS3来确定。由此Itt3＝ICS3成立。
图5d中，配电开关CS4在非饱和区域工作、且通过调整I4值使I4+I5值达到与通过配电开关CS4的最大电流值ICS4相同的电流值。此时，I4与I5之间的比率由旁路开关BS4作为电流源工作时所提供的最大电流值IBS4来确定。由此Itt4＝ICS4成立。
图5e中，配电开关CS5在非饱和区域工作。由此Itt5＝ICS5成立。
为了使发光组CH1～CH5之间的相对亮度在特定瞬间达到最大限度的均匀化，对开关CS1～CS4、BS1～BS4作为电流源工作时所提供的最大电流值进行优化的方式来进行设定。
图6a是用于说明本发明一实施例的发光装置结构的图。
图6a的发光装置100可以为上述的LED照明电路1。
发光装置100可包括：提供电位可变电源的电源供给部10以及多个发光组20。
此时，各发光组20包括至少一个发光元件901，并按照从上游依次向下游的方式进行电连接，由上述电源供给部10提供电源的方式设置。在此可知，所谓“上游侧”表示所配置的位置离电源供给部10的电流输出端更近一些；所谓“下游侧”表示所配置的位置离电源供给部10的电流输出端配置更远一些。
而且，发光装置100可以包括第一旁路部30，从而使位于任意次序的第一发光组20、21上游端与位于第一发光组20、21下游侧的、任意次序的第二发光组20、22的上游端按照可通断的方式进行电连接。在此，“上游端”表示在供于发光组的端子中离电源供给部10更近的端子(即，电流输入端子)，“下游端”表示在供于发光组的端子中离电源供给部10更远的端子(即，电流输出端子)。在此，“可通断”是指，能够接通或切断由第一旁路部30提供的两端子之间的电流。
而且，发光装置100可包括第二旁路部40，从而使第一发光组20、21的下游端、第二发光组20、22的下游端、或位于第二发光组20、22下游侧的任意次序的第三发光组20、23的下游端按照可通断的方式进行电连接。在此，“可续断”是指能够接通或切断由第二旁路部40提供的两端子之间的电流。
图6b表示图6a所示的电源供给部10、发光组20、第一旁路部30、第二旁路部40以及发光元件901。而且表示了发光组20、第一旁路部30、第二旁路部40的具体实施例。这些实施例均适用于图2的LED照明电路。此时，由第一旁路部30所提供的两端子T1、T2之间的电路可通过旁路开关903BS实现通断操作。在第一旁路部30，根据实施例可选择性地提供第三端子T3。而且，由第二旁路部40所提供的两端子T1、T2之间的电路可通过配电开关902CS实现通断操作。
以下，在本说明书的多种实施例中，电源供给部10可称为“整流部”或“电源”。
另，发光组20也可称为“发光通道”或“LED发光组”。
另，第一旁路部30也可称为“跃变电路”、“迂回线路”以及“第一电路部”。
另，第二旁路部40也可称为“配电电路部”、“第二电路部”。
另，发光元件901也可称为“LED单元”、“LED元件”。
另，旁路开关903也可称为“跳转开关”。
图7是用于说明本发明另一实施例的LED照明装置200结构的图。
LED照明装置200可接收由交流电源90所提供的工作电源。
LED照明装置200包括至少一个LED单元901，也可包括呈线型连接的N个发光通道20(N为2以上的自然数)。
LED照明装置200可以包括整流部10，其按照与各发光通道20的开始端电连接并向上述发光通道的最终端供给电源的方式对交流电源90进行整流。在此，上述开始端是指，上述发光通道20中配置在离整流部10的电流输出端最近位置的发光通道，上述最终端是指配置在最远位置的发光通道。
而且，LED照明装置200可包括多个配电电路部40，该配电电路部40在发光通道20之间的各连接部发生分歧而与接地端相连接，且包括使在该连接路径上流过的电流进行通断的配电开关902。
而且，LED照明装置200可包括跃变电路部30，该跃变电路部30在发光通道20中的第M个发光通道20、211的输入端发生分歧而与第M+1个发光通道20、212的输入端相连接，且包括使在该连接路径上流过的电流进行通断的跳转开关903(其中，M为1以上、且N-1以下的自然数)。
而且，LED照明装置200还可以包括防逆流部904，该防逆流部904被配置在第M个发光通道20、211和上述第M+1个发光通道20、212之间的连接部与第M+1个发光通道20、212的输入端之间的线路上，防止通过跃变电路30流入到第M+1个发光通道20、212输入端的电流往上述整流部10流过。
图7中表示有包括防逆流部904的具体实施例。防逆流部904能够以二极管D或晶体管的方式来体现。作为晶体管的例，与上述记载相同。这样的实施例适用于图2所示的LED照明电路1。防逆流部904可以为晶体管，而非为二极管D，在该状态下，随着图3所示的各时段P0～P5能够控制上述晶体管的接通/断开状态。
图7所示的跃变电路部30、发光通道20和配电电路部40可以分别体现为与图6a所示的第一旁路部、发光组和第二旁路部相同的构成。
图8为用于说明本发明另一实施例的LED驱动装置300的结构的图。
LED驱动装置300可具有至少包括一个LED元件901的多个LED发光组20按顺序依次相连接的结构。
而且，LED驱动装置300可包括向位于LED发光组20一端侧的LED发光组20、203施加交流电源的电源10。
而且，LED驱动装置300可包括对LED发光组20中的至少任一个第一LED发光组20、204的输入端和输出端进行连接的迂回线路30。
而且，LED驱动装置300可包括旁路开关903，其位于迂回线路30上、且由电源10所提供的电源电位处于可导通第一发光组20、204的下一个LED发光组20、205的电位以下时，断开迂回线路30。
图8所示的迂回线路30、LED发光组20和配电电路部40可以分别体现为与图6a所示的第一旁路部、发光组和第二旁路部相同的结构。此时，迂回线路30的电流输出端与上述第一LED发光组20、204的电流输出端之间配置有上述的防逆流部904，因此输出自迂回线路30的电流输出端的电流不会流到上述第一LED发光组20、204一侧。
图9是用来说明本发明另一实施例的LED照明装置400结构的图。
LED照明装置400可以由交流电源10提供驱动电源。
LED照明装置400可包括多个发光组20。此时，各发光组20至少具有一个LED元件901，各发光组20按照从最上游至最下游具有顺序的方式以线型电连接着。在此，“最上游”是指离电源供给部10的电流输出端最近的位置，而“最下游”是指离电源供给部10的电流输出端最远的位置。
而且，LED照明装置可包括第一电路部30，该第一电路部30对发光组20之间的连接点进行旁路操作。
而且，LED照明装置400可包括第二电路部40，该第二电路部40用于连接上述连接点和接地端，使得所供给的交流电源10在其电位上升期间，发光组20中施加到下游侧发光组的交流电源更早于上游侧发光组。
此时，任一个上述发光组20的电流输出端和第一电路部30的电流输出端之间可配置有防逆流部，其中，第一电路部30使可流过上述任意发光组20的电流发生旁路通过。此时，输出自上述第一电路部30电流输出端的电流无法通过上述防逆流部。
图10是用于说明本发明一实施例的、构成LED驱动电路的发光单元一实施例的图。
图10a是根据本发明一实施例的发光单元2的框图。发光单元2可具有三个输入输出端、即电流输入端子T1、电流输出端子T01和电流旁路输出端子T02。
另外，发光单元2可包括第一旁路部30、发光组20和第二旁路部40。而且发光单元2可选择性地包括防逆流部904。
当第一旁路部30的两个端子处于相连接的状态时(即，电流流过第一旁路部时)，第二旁路部40的两个端子也处于相连接的状态(即，电流流过第二旁路部)；当第一旁路部30的两个端子处于断开状态时(即，电流不在第一旁路部流过)时，第二旁路部40的两个端子有可能也处于断开状态(即，电流不在第二旁路部流过)。
进而，第一旁路部30的两个端子处于相连接的状态时，通过电流输入端子T1而流入的电流中的一部分可被输入到发光组20，另一部分电流可分路到由第一旁路部30所提供的路径。而且，输出自发光组20的输出端电流的至少一部分或全部电流不会被电流输出端T01输出，而是可以通过第二旁路部40发生分路，由此从电流旁路输出端子TO2输出电流。而且，流过由第一旁路部30所提供的路径的电流可以从电流输出端子T01输出。
与此不同地，当第一旁路部30的两个端子呈断开状态时，通过电流输入端子T1输入的电流全部被输入到发光组20。同时，输出自发光组20的输出端子的全部电流可以从电流输出端子T01输出。
电流旁路输出端子T02上可以连接有电阻。上述电阻如可以为图2所示的电阻RS。通过上述电阻值和输入到图10b的配电开关CS的电压V值来确定流过配电开关CS的电流值。
图10b表示图10a所示的发光单元2的具体实施例。图10b的发光单元2的实施例适用于图2的LED照明电路1。
图10c表示通过连接图10a所示的发光单元2而实现的本发明一实施例的LED照明电路600。
LED照明电路600可包括一个以上的发光单元2，该发光单元2包括发光组20、电流输入端子T1、电流输出端子T01和电流旁路输出端子T02。
此时，电流输出端子T01按照可选择性地输出通过电流输入端子T1而输入的全部或一部分电流的方式构成。而且，当上述电流输出端子T01仅输出上述部分电流时，由电流旁路输出端子T02输出上述全部电流中的剩余电流。此时，上述剩余电流可以是流过上述发光组的电流。
发光单元2的电流输出端子T01上可以连接其他的发光组20。此时，上述其他的发光组20可以是包括在其他发光单元的组，也可以是不包括在其他发光单元的组。
发光单元2的电流旁路输出端子T02可与其他发光组20的电流输出端子相连接。此时，上述其他的发光组20可以是包括在其他发光单元的组，也可以是不包括在其他发光单元的组。
另一方面，AC驱动的LED照明装置可在AC驱动时采用双向可控硅调光器来调节亮度。然而，使用双向可控硅调光器时，在较低的亮度状态下，随着施加在LED上的电压的降低，调光器输出的波形频闪现象被传递到LED，因此有可能发生LED亮度频闪的现象。
参照图15，图15b表示双向可控硅调光器输出波形，此时在低调光下存在相位抖动(jitter)情况，因此有可能发生频闪现象。图15a表示交流输入波形。
将双向可控硅调光器用于上述实施例的LED照明电路时，为了防止出现频闪现象，在上述实施例的LED照明电路上附设调光控制LED驱动电路，以下对调光控制LED驱动电路进行说明。
图11用于说明本发明一实施例的、附设有频闪控制部60的LED照明电路的图。该实施例的LED照明电路是通过在图1所示的照明电路上附设频闪控制部60而得到的，因此省略两个实施例中的重复说明。
参照图11，频闪控制部60与电源或用于输入电流的输入端子n1相连接，由此可控制第一发光组CH1和第二发光组CH2的频闪。例如，频闪控制部60可连接在输入端子n1和电流旁路输出端子之间。配电开关CS1、CS2通过施加于栅极上的偏置电压V1、V2的方式控制接通-断开操作。例如，这种偏置电压V1、V2可通过分配基准电压的方式进行设定。
频闪控制部60将施加到这种配电开关CS1、CS2的偏置电压V1、V2与输入电压Vi联动地进行控制，由此可防止第一发光组CH1和第二发光组CH2的频闪现象。例如，利用形成串联连接的第一电阻CR1和第二电阻CR2对基准电压Vf进行分配，由此可得到偏置电压V1、V2。频闪控制部60处于与输入电压Vi相连接的状态，当输入电压Vi处于诱发频闪现象的规定电压以下时，通过对基准电压Vref的控制，将其设定成0，由此能够使第一发光组CH1和第二发光组CH2处于断开状态。
这样的频闪控制部60除了在图1的照明装置外还在图2至图10的照明电路或照明装置上用以控制偏置电压。
图12是用来说明适用于本发明实施例的LED照明电路的、频闪控制部60a的一实施例的图。例如，频闪控制部60a至少可以是图11的频闪控制部60的一部分。
参照图11和图12，根据输入电压Vi，频闪控制部60a通过比较器CP1可调整基准电压Vref。进一步具体来说，输入电压Vi与电阻R22相连接，电阻R22可通过节点n20与电阻R21串联。由此，节点n20的电位可通过两个电阻R21、R22的值来确定，且在图12的电路中，节点n20的电位值为Vi*R21/(R21+R22)。
比较器CP1的负(-)端与节点n20相连接、正(+)端与阈值电压Vth相连接。比较器CP1的输出端与晶体管ST11的栅极相连接，晶体管ST11的一端通过电阻R23与电压Va连接、而另一端接地。基准电压Vref与位于晶体管ST11的一端和电阻R23之间的节点n21相连接。
由此，在比较器CP1，如果输入电压Vi小于比较电压、即小于Vth*(1+R22/R21)，则形成高(high)输出状态，由此基准电压Vref值为0V。此时，偏置电压V1、V2值均为0V，因此发光组CH1～CH2均处于断开状态。与此相反，如果输入电压Vi大于比较电压，则比较器CP1处于低(low)输出状态，基准电压Vref具有Va值。此时，随着Va值的大小，部分或所有的发光组CH1～CH2处于接通状态。
采用上述频闪控制部60的情况下，当输入电压Vi值处于比较电压值以下时，可使所有发光组CH1～CH2保持在断开状态，由此可防止接通LED后所发生的频闪现象。
图13是用于说明另一个适用于本发明实施例的LED照明电路的、频闪控制部60b的图。例如，频闪控制部60b至少可以是图11所示的频闪控制部60的一部分。
参照图11和图13，频闪控制部60b通过齐纳二极管ZD并根据输入电压Vi可调整基准电压Vref。进一步具体来说，节点n30位于呈串联连接的两个电阻R31、R32之间，输入电压Vi与电阻R32相连接。由此，齐纳二极管ZD的一端与节点n30相连接、另一端与晶体管ST31的栅极相连接，且将从一端向另一端的方向设定为逆方向。电压Vcc通过电阻R34与晶体管ST31的一端相连接，而晶体管ST31的另一端接地。位于电阻R34和晶体管ST31一端之间的节点n31与晶体管ST32的栅极相连接。电压Va通过电阻R33与晶体管ST32的一端相连接，而晶体管ST32的另一端接地。基准电压Vref与位于电阻R33和晶体管ST32之间的、节点n32相连接。
由此，如果输入电压Vi小于比较电压、即小于Vth*(1+R32/R31)，则晶体管ST31被关断、节点n31的电位为Vcc。由此，晶体管ST32被导通，基准电压Vref值为0V。此时，偏置电压V1、V2值均为0V，因此发光组CH1～CH2均处于断开状态。与此相反，如果输入电压Vi大于比较电压，则晶体管ST31被导通，0V的电压被施加到晶体管ST32的栅极而被关断，因此基准电压Vref为Va值。此时，随着Va值的大小，至少一部分发光组CH1～CH2处于接通状态。
采用上述频闪控制部60b的情况下，当输入电压Vi值处于比较电压值以下时，可使所有发光组CH1～CH2处于断开状态，进而防止接通LED时所发生的频闪现象。
上述的LED驱动装置用桥式整流器对交流电源进行整流后，根据被整流的脉动电压的电压水平自动调节LED组的并联和串联数，且施加到LED组的全部电流随电压阶跃而增加。由此，可同时提高功率因数和效率。而且，由于附设有频闪控制部，因此能够防止调光时所出现的频闪现象。
图14是用于说明在本发明另一个实施例的LED照明电路上附设有频闪控制部的、LED照明电路的图。图14所示的LED照明电路与图11所示的LED照明电路相比，除了没有配置旁路电路、以及发光组数被扩大到n个以外，具有相似的构成，因此省略两个实施例中的重复说明。
参照图14，可以是n个发光组CH1～CHn呈相互串联的状态，输入电压Vi通过电流输入端子n10被施加到最上游的发光组CH1。发光组CH1～CHn之间的连接端通过配电开关CS1～CSn与电流旁路端n20相连接，电流旁路输出端子n20通过电阻Rs接地。
在配电开关CS1～CSn的栅极上可以施加偏置电压V1～Vn，这样的偏置电压V1～Vn通过分配基准电压Vref的方式来进行设定。例如，基准电压Vref可以通过电阻CR1～CRn分配，偏置电压V1～Vn可与配置在各电阻CR1～CRn之间的节点相连接。
频闪控制部60可连接在电流输入端子n10和电流旁路输出端子n20之间，例如，可连接在电流输入端子n10和基准电压Vref之间。对于频闪控制部60的说明，可参考上述图12和图13所示的频闪控制部60a、60b的说明。
采用上述频闪控制部60的情况下，当输入电压Vi值处于比较电压值以下时，可使所有发光组CH1～CHn处于断开状态，进而防止接通LED时所发生的频闪现象。
上述的调光控制LED驱动电路内的频闪控制部不仅适用于上述图1～图10所示的照明电路和照明装置，而且还可利用在通过旁路电压来控制LED照明的多种形式的照明电路。
综上所述，通过对上述本发明实施例的说明，本发明所属领域的通常知识的人员可以在不脱离本实施例的本质特性的范围内进行各种变形和修改。在通过本发明说明书可理解的范围内，各权利要求内容可与没有引用关系的其他权利要求相结合。

Claims (18)

1.一种照明装置，包括：
发光单元，包括电流输入端子、电流输出端子、电流旁路输出端子以及通过被输入到所述电流输入端子的电流而发光的第一发光组；
第二发光组，连接成能够被供给通过所述电流输出端子输出的电流；以及
频闪控制部，位于所述电流输入端子和所述电流旁路输出端子之间，当输入到所述电流输入端子的电压为规定电压以下时，使所述第一发光组和所述第二发光组断开；
其中，所述电流输出端子选择性地输出通过所述电流输入端子被输入的全部电流或部分电流；
当所述电流输出端子仅输出所述部分电流时，由所述电流旁路端子输出通过所述电流输入端子被输入的电流中除所述部分电流之外的剩余电流。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
所述照明装置在稳态下工作的情况下，当所述电流输出端子仅输出所述部分电流时，所述电流旁路端子输出所述全部电流中除所述部分电流之外的剩余电流；
其中，所述部分电流值为大于0的值。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于
所述剩余电流为通过所述第一发光组流动的电流的至少一部分或全部电流。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于
所述第二发光组属于其他发光单元，该发光单元包括其他电流输入端子、其他电流输出端子、其他电流旁路输出端子以及通过被输入到所述其他电流输入端子的电流而发光的所述第二发光组；
包括在所述发光单元的所述电流旁路输出端子与包括在所述其他发光单元的所述其他电流旁路端子相连接。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于
在所述第一发光组与所述电流输出端子之间、所述第二发光组与所述电流输出端子之间分别连接有配电开关；
当输入到所述电流输入端子的电压为规定电压以下时，所述频闪控制部利用与所述电流输入端子相连接的比较器或齐纳二极管断开所述配电开关，以使所述第一发光组和所述第二发光组断开。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于
当施加在所述电流输入端子上的电压为第一电位时，所述电流输出端子输出所述的部分电流；
当施加在所述电流输入端子上的电压为大于所述第一电位的第二电位时，所述电流输出端子输出所述全部的电流。
7.一种发光装置，包括：
多个发光组，按照电流从上游向下游依次流过的方式进行电连接、且由供给电位可变电源的电源供给部被供给电源；
第一旁路部；
第二旁路部；以及
频闪控制部，当从所述电源供给部输入的电压为规定电压以下时，使所述多个发光组断开；其中，
所述各发光组包括至少一个发光元件；
所述第一旁路部使位于任意次序的第一发光组的上游端与位于所述第一发光组下游侧的、任意次序的第二发光组的上游端按照能够通断的方式电连接；
所述第二旁路部使所述第一发光组的下游端与所述第二发光组的下游端、或位于所述第二发光组下游侧的任意次序的第三发光组的下游端按照能够通断的方式电连接。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于
当所述第一旁路部连接所述第一发光组的上游端和所述第二发光组的上游端时，所述第一旁路部作为恒流源进行工作。
9.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于
当电流通过所述第一旁路部流动时，电流将通过所述第二旁路部流动，当电流不通过所述第一旁路部流动时，电流将不通过所述第二旁路部流动。
10.一种交流电源LED照明装置，包括：
多个发光组，以线型电连接，以使从最上游侧至最下游侧依次具有顺序；
第一电路部，连接所述发光组之间的连接点和接地端；
第二电路部，对所述连接点旁路连接；
频闪控制部，当输入到最上游侧发光组的电压为规定电压以下时，使所述多个发光组断开；其中，
在被供给的交流电源的电位处于上升期间，使最上游侧的发光组至最下游侧的发光组依次从并联连接转换成串联连接；
所述各发光组具有一个以上的LED元件。
11.一种照明装置，包括：
发光单元，该发光单元包括第一发光组、第一旁路部、第二旁路部、以及电流输入端子，所述电流输入端子与所述第一发光组和所述第一旁路部的输入端共同连接，向所述第一发光组和所述第一旁路部供给电流；
第二发光组，与所述发光单元相连接，以在第一电路状态下被供给由所述第一发光组输出端所输出的电流，在第二电路状态下被供给由所述第一旁路部输出端所输出的电流；
频闪控制部，与所述电流输入端子相连接，以在输入到所述电流输入端子的电压为规定电压以下时，使所述第一发光组和所述第二发光组断开；
其中，在所述第一电路状态下，所述第一旁路部被切断，以使电流不通过所述第一旁路部流动，且所述第二旁路部被切断，以使输出自所述第一发光组的电流不通过所述第二旁路部流动；
在所述第二电路状态下，电流通过所述第一旁路部流动，且输出自所述第一发光组的电流中至少一部分电流通过所述第二旁路部流动。
12.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于
所述第二旁路部的输出端子与所述第二发光组的电流输出端子相连接。
13.根据权利要求11或12所述的照明装置，其特征在于
所述第二发光组包括在与所述发光单元具有相同结构的其他发光单元中。
14.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于
所述第一电路状态表示第一时段，所述第二电路状态表示不同于所述第一时段的第二时段。
15.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于
所述第一电路状态表示具有第一输入电压水平的状态，所述第二电路状态表示具有第二输入电压水平的状态，所述第一输入电压水平大于所述第二输入电压水平。
16.一种照明装置，包括：
两个发光单元，在高于接通电压的第一电压下所述两个发光单元相互并联连接；以及
频闪控制部，在输入到所述两个发光单元上游端的电压为规定电压以下时，使所述两个发光单元断开；其中
在高于所述第一电压的第二电压下，所述两个发光单元转换成相互串联连接，
在高于所述导通电压的电压下，所述两个发光单元一直保持接通的状态。
17.根据权利要求16所述的照明装置，其特征在于
所述两个发光单元由LED构成，所述导通电压为所述两个发光单元中的任一个正向电压。
18.根据权利要求16所述的照明装置，其特征在于
在流入到所述两个发光单元的电流中，在所述第二电压下的电流大于所述第一电压下的电流。
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