CN108235507A - 点亮装置和照明器具 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种点亮装置和照明器具，其可以在输入电压经受相位控制的情况下抑制过电流。第一控制电路(111,121)被配置为检测在点亮时间段内流经固体光源(2,3)的负载电流(I2,I3)的值，并且按第一应答速度控制控制元件(Q1,Q2)，以使负载电流(I2,I3)的值与第一目标值一致。第二控制电路(112,122)被配置为检测点亮时间段内的负载电流(I2,I3)的值，并且按第二应答速度控制控制元件(Q1,Q2)，使得负载电流(I2,I3)不会超过比第一目标值大的上限值。第二应答速度高于第一应答速度。

Description

点亮装置和照明器具

技术领域

本发明涉及点亮装置和照明器具，更特别地涉及如下的点亮装置和具有该点亮装置的照明器具，其中该点亮装置被配置为将从AC(交流)电源接收到的AC电压在无需转换成DC(直流)电压的情况下供给至固体光源，以使该固体光源发光。

背景技术

传统上，例如，已存在文献1(日本特开JP2013-225393A)中所描述的LED照明设备。文献1中的LED照明设备(以下称为传统示例)包括：LED串，其由LED(发光二极管)串联连接的串联电路构成；整流器，其被配置为对AC电压进行全波整流；以及发光控制器。在这些组件中，整流器和发光控制器包括在点亮装置中。发光控制器根据经由整流器供给至LED串的输入电压(脉动电压)的变化，在调整发光的LED的数量的同时，对流经LED的驱动电流进行恒流控制。此外，文献1中所描述的调光器具有TRIAC(三端双向可控硅开关元件)。通过控制TRIAC，调光器被配置为控制要从AC电源供给至LED照明设备的AC电压的相位，以对LED照明设备进行调光控制。

发明内容

发明要解决的问题

顺便提及，在调光器的TRIAC在接近AC电压的峰值的相位下接通的情况下，向点亮装置的输入电流可能急剧增加。因而，存在过电流可能流经点亮装置的可能性。

本发明的目的是提供可以在输入电压经受相位控制的情况下抑制过电流的点亮装置和照明器具。

用于解决问题的方案

根据本发明的方面的一种点亮装置，包括：整流电路，其被配置为对交流电压进行整流以输出脉动电压；以及至少一个驱动电路，其被配置为所述脉动电压的周期内，根据所述脉动电压的电压值进行点亮时间段和非点亮时间段的切换，其中所述点亮时间段用于向相应的固体光源供给负载电流，以及所述非点亮时间段用于不向所述相应的固体光源供给负载电流，其中，所述至少一个驱动电路中的各驱动电路包括：控制元件，用于调整向相应的固体光源的负载电流；第一控制电路，其被配置为检测所述点亮时间段内的负载电流的值，并且按第一应答速度控制所述控制元件以使负载电流的值与第一目标值一致；以及第二控制电路，其被配置为检测所述点亮时间段内的负载电流的值，并且按第二应答速度控制所述控制元件以使负载电流的值不会超过比所述第一目标值大的上限值，以及所述第二应答速度高于所述第一应答速度。

根据本发明的方面的一种照明器具，包括：所述点亮装置；以及照明器具本体，用于保持所述点亮装置。

发明的效果

根据本发明的方面的点亮装置和照明器具可以在输入电压经受相位控制的情况下抑制过电流。

附图说明

附图通过仅示例而非限制性的方式示出根据本公开内容的一个或多个实现方式。在这些附图中，相同的附图标记指代相同或相似的元件。

图1是根据本发明的第一实施例的点亮装置的电路图。

图2是用于说明点亮装置的操作的电路图。

图3是用于说明点亮装置的操作的波形图。

图4是用于说明点亮装置的另一操作的波形图。

图5是点亮装置的变形例的部分省略的电路图。

图6是根据本发明的第二实施例的点亮装置的部分省略的电路图。

图7A是根据本发明的第三实施例的照明器具的立体图；图7B是该照明器具的变形例1的立体图；并且图7C是该照明器具的变形例2的立体图。

附图标记说明

1A,1B,1C 点亮装置

10 整流电路

11 第一驱动电路(驱动电路)

12 第二驱动电路(驱动电路)

16 滤波器电路

20 LED(固体光源)

30 LED(固体光源)

50A,50B,50C 照明器具本体

111 第一控制电路

112 第二控制电路

121 第一控制电路

122 第二控制电路

Q1,Q2 晶体管(控制元件)

R27,R32 检测元件

I2,I3 负载电流

Vin 输入电压(脉动电压)

具体实施方式

以下将说明根据本发明实施例的点亮装置和根据本发明实施例的照明器具。注意，以下实施例中所述的结构仅是本发明的示例。本发明不限于以下实施例。在以下实施例中，可以在没有背离根据本发明的技术思想的情况下，根据设计等进行多种修改和变化。

第一实施例

如图1所示，根据第一实施例的点亮装置1A包括整流电路10、第一驱动电路11、第二驱动电路12、泄放电路13、电源电路14、基准电压电路15和滤波器电路16。点亮装置1A被配置为将从AC电源4接收到的AC电压(例如，电压有效值为100V且电源频率为50Hz或60Hz的正弦波AC电压)在无需进行AC-DC转换的情况下供给至至少一个固体光源，以使该固体光源发光。固体光源例如是照明用白色LED。代替LED，固体光源可以是有机电致发光元件或半导体激光器等。

整流电路10包括具有四个二极管D1～D4的桥式电路(二极管桥)。整流电路10对从AC电源4输入的两个AC输入端子之间的AC电压进行全波整流，然后在其两个脉动输出端子之间输出脉动电压(输入电压Vin)和脉动电流(输入电流Iin(参考图2))。这两个脉动输出端子中的一个脉动输出端子电气连接至导电路径的向外部分(第一导电路径17)。这两个脉动输出端子中的另一脉动输出端子电气连接至导电路径的返回部分(第二导电路径18)。

滤波器电路16包括插入第一导电路径17中的扼流线圈L1、以及电气连接在第一导电路径17和第二导电路径18之间的两个电容器(跨线电容器)C1和C2。换句话说，滤波器电路16是所谓的π型LC滤波器电路。滤波器电路16对叠加在使AC电源4和整流电路10电气连接的电源线路上的浪涌电压进行滤波，以保护第一驱动电路11、第二驱动电路12、泄放电路13、电源电路14和基准电压电路15。

第一导电路径17的末端电气连接至第一LED阵列2的正极。第一LED阵列2的负极电气连接至第二LED阵列3的正极。第一LED阵列2包括三个LED20串联连接的串联电路。此外，第二LED阵列3包括两个LED 30串联连接的串联电路。在第一LED阵列2和第二LED阵列3各自的正极和负极之间所施加的电压等于或大于其ON(点亮)电压(分别为针对第一LED阵列2的第一ON电压V21或针对第二LED阵列3的第二ON电压V22)的情况下，第一LED阵列2和第二LED阵列3各自电气导通并且发光(点亮)。第一ON电压V21和第二ON电压V22的合计值(即，V21+V22)低于输入电压Vin的峰值(例如，100V×√2≈141V)。例如，优选该合计值比峰值低了该峰值的10％～20％。第一LED阵列2的LED 20的数量不限于三个，并且第二LED阵列3的LED30的数量不限于两个。利用点亮装置1A要使得发光的LED阵列的数量不限于两个。点亮装置1A可被配置为使三个以上的LED阵列发光。注意，第一LED阵列2和第二LED阵列3没有包括在点亮装置1A的组件中。

点亮装置1A包括在第一LED阵列2的正极和负极之间电气并联连接至第一LED阵列2的平滑电容器C12。此外，点亮装置1A包括在第二LED阵列3的正极和负极之间电气并联连接的平滑电容器C13。电容器C12和C13对要施加至第一LED阵列2和第二LED阵列3的电压和电流进行平滑，以抑制从第一LED阵列2和第二LED阵列3要发出的光的变化。

第一驱动电路11包括与第一控制元件相对应的晶体管Q1、第一控制电路111和第二控制电路112。晶体管Q1例如是增强型n沟道MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。晶体管Q1的漏极电气连接至二极管D11的阴极，其中二极管D11的阳极电气连接至第一LED阵列2的负极。

第一控制电路111包括运算放大器U2、电容器C25和电阻器R25～R27。电阻器R27的一端电气连接至晶体管Q1的源极，并且其另一端电气连接至第二导电路径18。电阻器R25的一端电气连接至晶体管Q1的栅极，并且其另一端电气连接至运算放大器U2的输出端子。基准电压电路15将第一基准电压V1输出至运算放大器U2的正输入端子，并且运算放大器U2的负输入端子经由电阻器R26电气连接至晶体管Q1的源极。电容器C25电气串联连接至运算放大器U2的输出端子和负输入端子各自。运算放大器U2根据电阻器R27的两端电压来检测晶体管Q1的漏极电流，并且调整其输出电压(晶体管Q1的栅极电压)，以使电阻器R27的两端电压与第一基准电压V1一致。即，第一控制电路111调整(控制)晶体管Q1的栅极电压(栅极和源极之间的电压)，以使流经第一LED阵列2的负载电流I2(参考图2)的值与对应于第一基准电压V1的第一目标值一致，由此进行恒流控制。在本实施例中，电容器C25以及电阻器R25和R26构成用于防止运算放大器U2进行振荡的相位补偿电路。

第二控制电路112包括开关元件Q7和三个电阻器R44～R46。开关元件Q7例如是NPN型双极晶体管。开关元件Q7的集电极经由电阻器R46电气连接至晶体管Q1的栅极。开关元件Q7的基极经由电阻器R45电气连接至晶体管Q1的源极。电阻器R44的一端电气连接至电阻器R27的一端和开关元件Q7的发射极，并且其另一端电气连接至晶体管Q1的源极。在开关元件Q7的基极和发射极之间的电压小于阈值的情况下，开关元件Q7处于断开状态，但在开关元件Q7的基极和发射极之间的电压变得等于或大于阈值的情况下，开关元件Q7接通。在开关元件Q7接通的情况下，晶体管Q1的栅极中所累积的电荷经由开关元件Q7被引出，因此晶体管Q1断开。即，在负载电流I2(的值)小于上限值的情况下，第二控制电路112使开关元件Q7维持于断开状态，但在负载电流I2变得等于或大于上限值的情况下，第二控制电路112将开关元件Q7切换成接通状态以断开晶体管Q1，由此使负载电流I2减少。

第二驱动电路12包括与第二控制元件相对应的晶体管Q2、第一控制电路121和第二控制电路122。晶体管Q2例如是增强型n沟道MOSFET。晶体管Q2的漏极电气连接至二极管D12的阴极，其中二极管D12的阳极电气连接至第二LED阵列3的负极。

第一控制电路121包括运算放大器U3、电容器C16和电阻器R30～R32。电阻器R32的一端电气连接至晶体管Q2的源极，并且其另一端电气串联连接至第一控制电路111的电阻器R27的一端。电阻器R30的一端电气连接至晶体管Q2的栅极，并且其另一端电气连接至运算放大器U3的输出端子。基准电压电路15将第二基准电压V2输出至运算放大器U3的正输入端子，并且运算放大器U3的负输入端子经由电阻器R31电气连接至晶体管Q2的源极。电容器C16电气串联连接至运算放大器U3的输出端子和负输入端子各自。运算放大器U3根据由电阻器R32和R27构成的串联电路的两端电压来检测晶体管Q2的漏电流(负载电流I3)，并且调整其输出电压(晶体管Q2的栅极电压)以使其两端电压与第二基准电压V2一致。即，第一控制电路121使流经第一LED阵列2和第二LED阵列3的负载电流I3与对应于第二基准电压V2的第二目标值一致，由此进行恒流控制。在本实施例中，电容器C16以及电阻器R30和R31构成用于防止运算放大器U3进行振荡的相位补偿电路。

第二控制电路122包括开关元件Q8和三个电阻器R47～R49。开关元件Q8例如是NPN型双极晶体管。开关元件Q8的集电极经由电阻器R49电气连接至晶体管Q2的栅极。开关元件Q8的基极经由电阻器R48电气连接至晶体管Q2的源极。电阻器R47的一端电气连接至电阻器R27的一端和开关元件Q8的发射极，并且其另一端电气连接至晶体管Q2的源极。在开关元件Q8的基极和发射极之间的电压小于阈值的情况下，开关元件Q8处于断开状态，但在开关元件Q8的基极和发射极之间的电压变得等于或大于阈值的情况下，开关元件Q8接通。在开关元件Q8接通的情况下，晶体管Q2的栅极中所累积的电荷经由开关元件Q8被引出，因此晶体管Q2断开。即，在负载电流I3(的值)小于上限值的情况下，第二控制电路122维持开关元件Q8处于断开状态，但在负载电流I3变得等于或大于上限值的情况下，第二控制电路122将开关元件Q8切换成接通状态以断开晶体管Q2，由此使负载电流I3减少。

电源电路14包括电容器C11和恒压电路(恒压二极管ZD2)并联连接的并联电路。利用从泄放电路13供给的泄放电流来对电容器C11进行充电。恒压二极管ZD2将电容器C11的两端电压钳位成等于或小于预定电压(例如，6V～15V)。电源电路14释放电容器C11中所累积的电荷以将电流Icc(以下称为“控制电源电流”Icc)供给至第一驱动电路11和第二驱动电路12。注意，控制电源电流Icc优选大于第一驱动电路11的运算放大器U2和第二驱动电路12的运算放大器U3中的电流消耗的最大值(各最大值例如为1mA)的合计。

基准电压电路15包括三个分压电阻器R21、R23和R24以及两个电容器C14和C15。分压电阻器R23的第一端电气连接至电容器C11的高电位侧的端子(即，与恒压二极管ZD2的阴极电气连接的端子)，并且其第二端电气连接至分压电阻器R24的第一端。分压电阻器R24的第二端电气连接至分压电阻器R21的第一端，其中分压电阻器R21的第二端电气连接至第二导电路径18。电容器C14电气并联连接至分压电阻器R21。电容器C15电气并联连接至分压电阻器R21和R24。换句话说，基准电压电路15通过利用三个分压电阻器R21、R23和R24对电源电路14的额定电源电压Vcc(电压Vcc约等于恒压二极管ZD2的齐纳电压)进行分压来生成第一基准电压V1。此外，基准电压电路15通过利用一个分压电阻器R23以及两个分压电阻器R21和R24的合成电阻对电源电路14的额定电源电压Vcc进行分压来生成第二基准电压V2。第二基准电压V2高于第一基准电压V1。

泄放电路13包括晶体管Q5、分流调节器U1、恒压二极管ZD1、电阻器R1、R3、R8和R9、二极管D6以及电容器C10。二极管D6的阳极电气连接至第一导电路径17，并且其阴极电气连接至晶体管Q5的漏极。晶体管Q5是增强型n沟道MOSFET。晶体管Q5的源极电气连接至电阻器R8的第一端，其中电阻器R8的第二端电气连接至电源电路14的正极(恒压二极管ZD1的阴极)。晶体管Q5的栅极电气连接至电阻器R9的第一端、分流调节器U1的阴极端子、电容器C10的一端和恒压二极管ZD1的阴极。电阻器R9的第二端电气连接至第一导电路径17。分流调节器U1的阳极端子和恒压二极管ZD1的阳极电气连接至第二导电路径18。分流调节器U1的参考端子电气连接至电阻器R3的第一端和电容器C10的另一端。电阻器R3的第二端电气连接至第二导电路径18。在第二导电路径18中，电阻器R1在分流调节器U1的阳极端子和电阻器R3之间。

晶体管Q5的栅极经由电阻器R9被偏置。在栅极发生偏置的情况下，晶体管Q5进行工作，因此漏极电流流动。漏极电流从第一导电路径17经由二极管D6、晶体管Q5、电阻器R8和电源电路14流向第二导电路径18(电阻器R1)。分流调节器U1是如下的集成电路，其中该集成电路被配置为调整要从阴极端子流向阳极端子的电流，以使在从阳极端子观看的情况下的参考端子处的电压与内部的基准电压一致。即，在参考端子处的电压根据流经电阻器R1的电流的增加而上升的情况下，分流调节器U1使从阴极端子流向阳极端子的电流增加。在分流调节器U1中从阴极端子向阳极端子的电流增加的情况下，电阻器R9的两端电压也上升，因此晶体管Q5的栅极电压下降。因而，晶体管Q5的漏极电流、即流经电阻器R1的电流减少。另一方面，在参考端子处的电压根据流经电阻器R1的电流的减少而下降的情况下，分流调节器U1使从阴极端子流向阳极端子的电流减少。在分流调节器U1中从阴极端子向阳极端子的电流减少的情况下，电阻器R9的两端电压也下降，因此晶体管Q5的栅极电压上升。因而，晶体管Q5的漏极电流、即流经电阻器R1的电流增加。换句话说，分流调节器U1将要流经电阻器R9的电流调整成恒定电流以使晶体管Q5的栅极电压保持恒定，因此使晶体管Q4的漏极电流(泄放电流)恒定。注意，电容器C10使参考端子处的电压的变化变缓和，以使分流调节器U1的应答速度下降。此外，恒压二极管ZD1防止了在分流调节器U1的阴极端子和阳极端子之间施加过电压。

接着，将参考图2和3来详细说明在输入电压Vin没有正由调光器进行相位控制的情况下的点亮装置1A的操作。图3示出输入电压Vin的周期(AC电压的半周期：例如，相位：0rad～πrad)内的输入电压Vin的变化。在从输入电压Vin正穿过0伏(相位：0rad)的点起、直到泄放电路13的晶体管Q5的操作开始的点为止的区间M0中，第一LED阵列2和第二LED阵列3以及泄放电路13全部停止工作。因而，在该区间中，输入电流Iin为0。

然后，在输入电压Vin上升、并且电源电路14的恒压二极管ZD2的两端电压超过恒压二极管ZD2的齐纳电压的情况下，泄放电流I1从泄放电路13流向电源电路14，并且电容器C11被充电(参考图1和2)。结果，从电源电路14向第一驱动电路11和第二驱动电路12供给控制电源电流Icc。在本实施例中，泄放电路13被配置为使如下的泄放电流I1流动，其中该泄放电流I1的值(例如，20mA～40mA)大于调光器中的TRIAC的自保持所需的电流(约10mA)。在从泄放电路13的操作开始的相位起、直到输入电压Vin变得等于或大于第一ON电压V21的相位为止的区间(图3中的区间M1)中，第一LED阵列2和第二LED阵列3没有导通并且处于非点亮。第一驱动电路11和第二驱动电路12仍处于停止。

在输入电压Vin上升得等于或大于第一ON电压V21的情况下，第一LED阵列2导通，并且第一驱动电路11的操作开始。在第一驱动电路11进行工作的情况下，负载电流I2开始从第一导电路径17经由第一LED阵列2、二极管D11和第一驱动电路11流向第二导电路径18，因此第一LED阵列2发光(参考图2)。第一驱动电路11从电源电路14接收控制电源电流Icc，并且进行工作，以使流经第一LED阵列2的负载电流I2与对应于第一基准电压V1的第一目标值一致，使得负载电流I2保持恒定。这里，电阻器R1的两端电压因负载电流I2流经第二导电路径18而上升。由于该原因，如果第一目标值已被设置为比泄放电流I1大的值，则泄放电路13使泄放电流I1变为0。注意，即使在泄放电流I1减少为0的情况下，电源电路14也可以通过使电容器C11中所储存的电荷放电来继续供给控制电源电流Icc。在从输入电压Vin变得等于第一ON电压V21的相位起、直到输入电压Vin变得等于第一ON电压V21和第二ON电压V22的合计值的相位为止的区间(区间M2)中，仅第一LED阵列2处于点亮，而第二LED阵列3处于非点亮。

在输入电压Vin上升得等于或大于第一ON电压V21和第二ON电压V22的合计值的情况下，第二LED阵列3连同第一LED阵列2一起也导通，并且第二驱动电路12的操作开始。在第二驱动电路12进行工作的情况下，负载电流I3开始从第一导电路径17经由第一LED阵列2、第二LED阵列3、二极管D12和第二驱动电路12流向第二导电路径18，因此第一LED阵列2和第二LED阵列3发光(参考图2)。第二驱动电路12从电源电路14接收控制电源电流Icc，并且进行工作，以使负载电流I3与对应于第二基准电压V2的第二目标值一致，使得负载电流I3保持恒定。这里，电阻器R27的两端电压因负载电流I3流经第二导电路径18而上升，因此运算放大器U2的负输入端子的输入电压上升。由于该原因，第一驱动电路11使晶体管Q1断开。此外，如果第二目标值已被设置为比泄放电流I1大的值，则泄放电路13使泄放电流I1变为0。注意，与区间M2相同，即使在泄放电流I1减少为0的情况下，电源电路14也可以通过使电容器C11中所储存的电荷放电来继续供给控制电源电流Icc。在从输入电压Vin变为第一ON电压V21和第二ON电压V22的合计值的相位起、直到输入电压Vin下降得低于第一ON电压V21和第二ON电压V22的合计值的相位为止的区间(区间M3)中，第一LED阵列2和第二LED阵列3这两者都处于点亮。

在从输入电压Vin通过峰值并且变得等于第一ON电压V21和第二ON电压V22的合计值的相位起、直到输入电压Vin变得等于第一ON电压V21的相位为止的区间(区间M4)中，点亮装置1A进行与区间M2相同的操作。简言之，区间M2～M4与点亮时间段相对应。此外，在从输入电压Vin下降并且变得等于第一ON电压V21的相位起、直到泄放电路13的操作停止的相位为止的区间(区间M5)中，点亮装置1A进行与区间M1相同的操作。此外，在输入电压Vin下降并且泄放电路13的操作停止的区间(区间M6)中，点亮装置1A进行与区间M0相同的操作。简言之，区间M0、M1、M5和M6与非点亮时间点相对应。

如上所述，点亮装置1A在输入电压Vin的周期内，可以在无需将输入电压Vin从脉动电压转换成DC电压的情况下，在区间M2～M4中使第一LED阵列2或者第一LED阵列2和第二LED阵列3这两者发光。另一方面，在利用调光器对输入电压Vin进行相位控制的情况下，点亮装置1A仅在区间M2～M4中的、输入电压Vin等于或大于第一ON电压V21的相位的区间内，使第一LED阵列2或者第一LED阵列2和第二LED阵列3这两者发光。即，点亮装置1A可以在调光器的控制下对第一LED阵列2和第二LED阵列3进行调光。

接着，将参考图4来说明在输入电压Vin正由调光器进行相位控制的情况下的点亮装置1A的操作。图4示出在输入电压Vin的周期内的输入电压Vin、晶体管Q1的栅极和源极之间的电压Vgs以及负载电流I2的变化。在以下说明中，输入电压Vin正由调光器进行相位控制，并且假定例如在输入电压Vin的相位在0rad～π/2rad内的时间段(以下称为断开时间段)内，调光器的TRIAC处于断开。

在断开时间段中的区间M1和M2中，利用第一控制电路111使第一驱动电路11的晶体管Q1处于接通。此时，负载电流I2没有流经晶体管Q1。因此，第一控制电路111使晶体管Q1的栅极和源极之间的电压Vgs升高到最大值(参考图4)。结果，晶体管Q1的漏极和源极之间的ON(导通)电阻最小。在断开时间段中的区间M3中，利用第一控制电路121使第二驱动电路12的晶体管Q2处于接通。此时，负载电流I3没有流经晶体管Q2。因此，第一控制电路121使晶体管Q2的栅极和源极之间的电压升高到最大值。结果，晶体管Q2的漏极和源极之间的ON电阻最小。

在区间M3的中间，在调光器的TRIAC接通的情况下，输入电压Vin突然升高到峰值(约141V)(参考图4)。此时，由于第一驱动电路11中的晶体管Q1的ON电阻最小，因此负载电流I2从0起急剧增加为数安培(例如，约4A)(参考图4中的虚线β)。同样，由于第二驱动电路12中的晶体管Q2的ON电阻最小，因此负载电流I3从0起急剧增加为数安培。然后，过大的负载电流I2继续流动，直到第一控制电路111检测到负载电流I2并且使晶体管Q1的栅极和源极之间的电压Vgs下降为止。同样，过大的负载电流I3继续流动，直到第一控制电路121检测到负载电流I3并且使晶体管Q2的栅极和源极之间的电压下降为止。利用滤波器电路16来略微抑制负载电流I2和I3峰值。

第一控制电路111和121各自被配置为按第一应答速度对晶体管Q1和Q2中的相应晶体管的栅极和源极之间的电压Vgs进行反馈控制。第二控制电路112和122各自被配置为按第二应答速度断开晶体管Q1和Q2中的相应晶体管。在本实施例中，第二应答速度比第一应答速度高了数倍。即，由于电容器C25和电阻器R26的积分电路以及电容器C16和电阻器R31的积分电路，因此第一控制电路111中的运算放大器U2和第一控制电路121中的运算放大器U3的负输入端子处的输入电压的变化迟于负载电流I2和I3的变化(发生时间延迟)。另一方面，第二控制电路112和122不具有导致开关元件Q7和Q8的基极-发射极电压的变化相对于负载电流I2和I3的变化发生时间延迟的电路元件。因此，在负载电流I2急剧增加的情况下，第二控制电路112可以使晶体管Q1的栅极和源极之间的电压Vgs急剧下降，使得负载电流I2被抑制得等于或小于上限值(例如，0.5A)(参考图4中的实线α)。同样，在负载电流I3急剧增加的情况下，第二控制电路122可以使晶体管Q2的栅极和源极之间的电压急剧下降，使得负载电流I3被抑制得等于或小于上限值。注意，在负载电流I2和I3减少得低于上限值的情况下，第二控制电路112和122分别使开关元件Q7和Q8断开，使得晶体管Q1和Q2处于接通状态。为了防止没有对输入电压Vin进行相位控制的情况下的误操作，优选将负载电流I2和I3的上限值分别设置为第一目标值和第二目标值的约1.5倍～2倍。在调光器的TRIAC处于接通的时间段(从区间M3的中间起直到区间M5的结束为止的时间段)内，第一驱动电路11和第二驱动电路12进行工作以使负载电流I2和I3恒定。

顺便提及，通过使用应答速度高的运算放大器作为第一控制电路111和第二控制电路121的运算放大器U2和U3，可以抑制负载电流I2和I3的急剧增加。然而，应答速度高的这种运算放大器与应答速度低的运算放大器相比通常电力消耗更大且更昂贵。另一方面，关于本实施例中的点亮装置1A，由于驱动电路(第一驱动电路11和第二驱动电路12)包括第二控制电路112和122，因此可以使用应答速度低的运算放大器构成第一控制电路111和121的运算放大器U2和U3。另外，在利用滤波器电路16来抑制输入电流Iin(负载电流I2和I3)的急剧增加的情况下，这样使得构成滤波器电路16的电路组件(扼流线圈L1以及电容器C1和C2)的大小增大。另一方面，关于本实施例中的点亮装置1A，可以避免构成滤波器电路16的这些电路组件的大小增大，并且还可以将负载电流I2和I3抑制得等于或小于上限值。

在本实施例中，滤波器电路16优选具有高于第一频率且低于第二频率的截止频率。第一频率是使第一控制电路111和121各自的控制应答的增益等于或小于0的下限频率。第二频率是使第二控制电路121和122各自的控制应答的增益等于或小于0的下限频率。第一频率由电阻器R26和电容器C25的RC电路的时间常数以及电阻器R31和电容器C16的RC电路的时间常数来确定。即，第一频率与利用电阻器R26和电容器C25的RC电路构成的低通滤波器的截止频率以及利用电阻器R31和电容器C16的RC电路构成的低通滤波器的截止频率相对应。此外，第二频率由构成开关元件Q7和Q8的双极晶体管的接通时间来确定。换句话说，第二频率与开关元件Q7和Q8的频率特性中的、电流增益下降得等于或小于0的频率(单位增益频率)相对应。注意，第一控制电路111和121以及第二控制电路112和122的控制应答的增益与开关元件Q7和Q8的频率特性中的电流增益相对应。由于滤波器电路16是如上所述配置成的，因此可以抑制构成滤波器电路16的电路组件的大小增大，并且还可以抑制输入电流Iin的急剧变化。

顺便提及，第二控制电路112和122可被配置为与第一控制电路111和121共用用于检测负载电流I2和I3的电阻器。例如，图5示出作为变形例的点亮装置1B的相关部分。在点亮装置1B中，代替电阻器R44，第一驱动电路11的第二控制电路112使用第一控制电路111的电阻器R27作为用于检测负载电流I2的电阻器。即，开关元件Q7的发射极电气连接至第二导电路径18，并且将电阻器R27的两端电压施加在开关元件Q7的基极和发射极之间。因此，在过大的负载电流I2流动、并且电阻器R27的两端电压超过开关元件Q7的阈值的情况下，第二控制电路112进行工作以接通开关元件Q7。

此外，代替电阻器R47，第二驱动电路12的第二控制电路122使用第一控制电路121的电阻器R32作为用于检测负载电流I3的电阻器。即，开关元件Q8的发射极电气连接至电阻器R32和R27之间的连接点，并且将电阻器R32的两端电压施加在开关元件Q8的基极和发射极之间。因此，在过大的负载电流I3流动、并且电阻器R32的两端电压超过开关元件Q8的阈值的情况下，第二控制电路122进行工作以接通开关元件Q8。

在作为变形例的点亮装置1B中，由于第一驱动电路11的第一控制电路111和第一驱动电路11的第二控制电路112共用用于检测负载电流I2的电阻器R27，因此可以减少电路元件。因此，可以降低制造成本并且缩小电路整体的大小。此外，在作为变形例的点亮装置1B中，由于第二驱动电路12的第一控制电路121和第二驱动电路12的第二控制电路122共用用于检测负载电流I3的电阻器R32，因此可以进一步减少电路元件。因此，可以进一步降低制造成本并且缩小电路整体的大小。

第二实施例

如图6的相关部分所示，根据第二实施例的点亮装置1C的特征在于驱动电路的结构(图6仅示出第二驱动电路12)。在点亮装置1C中，相应地省略了与第一实施例的点亮装置1A和1B中的其它电路结构相同的其它电路结构的说明和例示。

第二驱动电路12包括晶体管Q2、以及用于控制晶体管Q2的第一控制电路121和第二控制电路122。第一控制电路121包括运算放大器U7、电容器C16以及电阻器R30～R32。电阻器R32的一端电气连接至晶体管Q2的源极。电阻器R30的一端电气连接至晶体管Q2的栅极，并且其另一端电气连接至运算放大器U7的输出端子。基准电压电路15向运算放大器U7的正输入端子输出第二基准电压V2，并且运算放大器U7的的负输入端子经由电阻器R31电气连接至晶体管Q2的源极。电容器C16电气串联连接至运算放大器U7的输出端子和负输入端子。运算放大器U7根据电阻器R32的两端电压来检测晶体管Q2的漏极电流(负载电流I3)，并且调整其输出电压(晶体管Q2的栅极电压)以使电阻器R32的两端电压与第二基准电压V2一致。即，第一控制电路121使流经第一LED阵列2和第二LED阵列3的负载电流I3与对应于第二基准电压V2的第二目标值一致，由此进行恒流控制。在本实施例中，电容器C16以及电阻器R30和R31构成用于防止运算放大器U7进行振荡的相位补偿电路。第一控制电路121的第一应答速度由电阻器R31和电容器C16的电路的时间常数τ1来确定。

第二控制电路122包括比较器U8、电容器C32以及电阻器R50、R51和R32。电阻器R50的一端电气连接至比较器U8的输出端子，并且其另一端电气连接至晶体管Q2的栅极。电阻器R51的一端电气连接至晶体管Q2的源极与电阻器R32之间的连接点，并且其另一端电气连接至比较器U8的负输入端子。电容器C32的一端电气连接至比较器U8的负输入端子，并且其另一端电气连接至电阻器R32的另一端。基准电压电路15向比较器U8的正输入端子输出第三基准电压V3。这里，第二控制电路122的第二应答速度由电阻器R51和电容器C32的电路的时间常数τ2来确定。第二控制电路122的时间常数τ2充分小于第一控制电路121的时间常数τ1。由于该原因，第二控制电路122的第二应答速度充分高于第一控制电路21的第一应答速度。

第一驱动电路11还包括具有与第二驱动电路12的第一控制电路121和第二控制电路122的电路结构相同的电路结构的第一控制电路和第二控制电路，但是省略了针对这些电路结构的例示和说明。

基准电压电路15包括三个电阻器R21、R23和R24以及两个电容器C14和C15。电阻器R23的一端电气连接至第一导电路径17，并且其另一端电气连接至电阻器R24的一端。电阻器R24的另一端电气连接至电阻器R21的一端，其中电阻器R21的另一端电气连接至第二导电路径18。电容器C14电气并联连接至电阻器R21。电容器C15电气并联连接至两个电阻器R24和R21的串联电路。基准电压电路15通过利用由三个电阻器R23、R24和R21的串联电路构成的分压电路对在第一导电路径17和第二导电路径18之间所施加的输入电压Vin进行分压，来生成第二基准电压V2和比第二基准电压V2高的第三基准电压V3。第二基准电压V2和第三基准电压V3由电容器C14和C15进行平滑以保持大致恒定。可选地，基准电压电路15可被配置为使用电容充分小的电容器C14和C15，来改变第二基准电压V2和第三基准电压V3以跟随输入电压Vin的变化。

接着，将说明在输入电压Vin没有正由调光器进行相位控制的情况下的第二驱动电路12的操作。在输入电压Vin上升得等于或大于第一ON电压V21和第二ON电压V22的合计值的情况下，第二LED阵列3连同第一LED阵列2一起导通，并且第二驱动电路12的操作开始。第二驱动电路12的第一控制电路121控制电阻器R32的栅极和源极之间的电压，以使流经电阻器R32的负载电流I3(的值)与对应于第二基准电压V2的第二目标值一致。另一方面，第二控制电路122将流经电阻器R32的负载电流I3(的值)与对应于第三基准电压V3的上限值进行比较。在没有正对输入电压Vin进行相位控制的情况下，负载电流I3几乎不会超过上限值，因而第二控制电路122的输出电平(比较器U8的输出电平)处于高电平。即，晶体管Q2的栅极和源极之间的电压由第一控制电路121来控制。

接着，将说明在输入电压Vin正由调光器进行相位控制的情况下的第二驱动电路12的操作。在以下说明中，假定在输入电压Vin的相位在0rad～π/2rad内的时间段(以下称为断开时间段)内，调光器的TRIAC处于断开。

在断开时间段中的输入电压Vin的峰值附近的区间中，第一控制电路121使晶体管Q2的栅极和源极之间的电压升高到最大值。结果，晶体管Q2的栅极和源极之间的ON电阻最小。在调光器的TRIAC接通的情况下，输入电压Vin急剧升高到峰值(约141V)。此时，由于第二驱动电路12中的晶体管Q2的ON电阻最小，因此负载电流I3从0起急剧增加为数安培。在负载电流I3急剧增加的情况下，在第一控制电路121的输出电平从高电平变为低电平之前，第二控制电路122的输出电平(比较器U8的输出电平)从高电平改变为低电平。在第二控制电路122的输出电平改变为低电平的情况下，晶体管Q2的栅极中所累积的电荷经由第二控制电路122被引出，因此晶体管Q2断开。即，在负载电流I3变得等于或大于上限值的情况下，第二控制电路122断开晶体管Q2，由此使负载电流I3减少。

与第一实施例的点亮装置1A和1B相同，本实施例的点亮装置1C可以在输入电压Vin经受相位控制的情况下抑制过电流。此外，由于本实施例的点亮装置1C的第二控制电路122利用比较器U8来断开晶体管Q2，因此与利用作为双极晶体管的开关元件Q8来断开晶体管Q2的点亮装置1A和1B的情况相比，可以进一步提高第二控制电路122的第二应答速度。结果，点亮装置1C使第二控制电路122的上限值减小以接近第二目标值，因此可以进一步抑制过电流。此外，在基准电压电路15改变第二基准电压V2和第三基准电压V3以跟随输入电压Vin的情况下，第二控制电路122改变负载电流I3的上限值以跟随输入电压Vin。结果，点亮装置1C可以在利用调光器进行相位调光控制的情况下，以良好精度抑制过电流。注意，在点亮装置1C的第二驱动电路12中，可以通过将第一控制电路121的运算放大器U7和第二控制电路122的比较器U8形成为一个集成电路，来使电路整体小型化。

如根据上述实施例显而易见，第一方面的点亮装置(1A；1B；1C)包括整流电路10，其中该整流电路10被配置为对AC电压进行整流以输出脉动电压(输入电压Vin)。点亮装置(1A；1B；1C)还包括至少一个驱动电路(第一驱动电路11；第二驱动电路12)，其中该至少一个驱动电路被配置为在脉动电压的周期内，根据脉动电压(输入电压Vin)的电压值进行点亮时间段和非点亮时间段的切换，其中该点亮时间段用于向相应的固体光源(LED 20；30)供给负载电流(I2；I3)，以及该非点亮时间段用于不向相应的固体光源(LED 20；30)供给负载电流(I2；I3)。至少一个驱动电路(第一驱动电路11；第二驱动电路12)中的各驱动电路包括：控制元件(晶体管Q1；Q2)，用于调整向相应固体光源(LED 20；30)的负载电流(I2；I3)；第一控制电路(111；121)；以及第二控制电路(112；122)。第一控制电路(111；121)被配置为检测点亮时间段内的负载电流(I2；I3)的值，并且按第一应答速度控制控制元件(晶体管Q1；Q2)以使负载电流(I2；I3)的值与第一目标值一致。第二控制电路(112；122)被配置为检测点亮时间段内的负载电流(I2；I3)的值，并且按第二应答速度控制控制元件(晶体管Q1；Q2)以使得负载电流(I2；I3)的值不会超过比第一目标值大的上限值。第二应答速度高于第一应答速度。

根据第一方面的点亮装置(1A；1B；1C)，第二控制电路(112；122)可以以比第一应答速度高的第二应答速度控制控制元件(晶体管Q1；Q2)，并且将负载电流(I2；I3)抑制为等于或小于上限值。因此，第一方面的点亮装置(1A；1B；1C)可以在脉动电压(输入电压Vin)经受相位控制的情况下抑制过电流。

可以与第一方面相组合地实现第二方面的点亮装置(1A；1B；1C)。在第二方面的点亮装置(1A；1B；1C)中，第一控制电路(111；121)包括用于检测负载电流(I2；I3)的值的检测元件(电阻器R27；R32)，并且被配置为根据检测元件(电阻器R27；R32)所检测到的负载电流(I2；I3)的值来控制控制元件(晶体管Q1；Q2)。第二控制电路(112；122)被配置为与第一控制电路(111；121)共用检测元件(电阻器R27；R32)，并且根据检测元件(电阻器R27；R32)所检测到的负载电流(I2；I3)的值来控制控制元件(晶体管Q1；Q2)。

根据第二方面的点亮装置(1A；1B；1C)，由于第一控制电路(111；121)和第二控制电路(112；122)共用一个检测元件(电阻器R27；R32)，因此可以减少电路元件。

可以与第一方面或第二方面相组合地实现第三方面的点亮装置(1C)。在第三方面的点亮装置(1C)中，第二控制电路(112；122)被配置为根据脉动电压(输入电压Vin)来改变上限值。

根据第三方面的点亮装置(1C)，可以在利用调光器进行相位调光控制的情况下，以良好精度抑制过电流。

可以与第一方面至第三方面中任一方面相组合地实现第四方面的点亮装置(1A；1B；1C)。第四方面的点亮装置(1A；1B；1C)还包括配置于整流电路(10)的输入侧或输出侧的滤波器电路(16)，其中该滤波器电路(16)被配置为使向滤波器电路(16)的输入(输入电压Vin；输入电流Iin)中的高谐波成分衰减。

根据第四方面的点亮装置(1A；1B；1C)，可以抑制负载电流(I2；I3)的急剧变化。

可以与第四方面相组合地实现第五方面的点亮装置(1A；1B；1C)。在第五方面的点亮装置(1A；1B；1C)中，滤波器电路(16)具有高于第一频率且低于第二频率的截止频率。该第一频率是使第一控制电路(111；121)的控制应答的增益等于或小于0的下限频率。该第二频率是使第二控制电路(112；122)的控制应答的增益等于或小于0的下限频率。

根据第五方面的点亮装置(1A；1B；1C)，可以抑制构成滤波器电路(16)的电路组件的大小增大，并且还可以抑制输入电流Iin(负载电流I2；I3)的急剧变化。

可以与第一方面至第五方面中的任一方面相组合地实现第六方面的点亮装置(1A；1B；1C)。在第六方面的点亮装置(1A；1B；1C)中，至少一个驱动电路包括被配置为向相应的固体光源供给负载电流(I2；I3)的多个驱动电路(第一驱动电路11；第二驱动电路12)。

根据第六方面的点亮装置(1A；1B；1C)，可以在脉动电压(输入电压Vin)经受相位控制的情况下抑制过电流。

可以与第六方面相组合地实现第七方面的点亮装置(1A；1B；1C)。在第七方面的点亮装置(1A；1B；1C)中，在多个驱动电路(第一驱动电路11；第二驱动电路12)中的各驱动电路中：第一控制电路(111；121)包括用于检测负载电流(I2；I3)的值的检测元件(电阻器R27；R32)，并且被配置为根据检测元件(电阻器R27；R32)所检测到的负载电流(I2；I3)的值来控制控制元件(晶体管Q1；Q2)；以及第二控制电路(112；122)被配置为与第一控制电路(111；121)共用检测元件(电阻器R27；R32)，并且根据检测元件(电阻器R27；R32)所检测到的负载电流(I2；I3)的值来控制控制元件(晶体管Q1；Q2)。

可以与第六方面相组合地实现第八方面的点亮装置(1A；1B；1C)。在第八方面的点亮装置(1A；1B；1C)中，多个驱动电路包括第一驱动电路(11)和第二驱动电路(12)，并且在脉动电压的周期内，存在以下的时间段：第一驱动电路(11)和第二驱动电路(12)均不向相应的固体光源供给负载电路的时间段；第一驱动电路(11)向相应的固体光源供给负载电流、但第二驱动电路(12)不向相应的固体光源供给负载电流的时间段；以及第一驱动电路(11)和第二驱动电路(12)均向相应的固体光源供给负载电流的时间段。

可以与第六方面相组合地实现第九方面的点亮装置(1A；1B；1C)。第九方面的点亮装置(1A；1B；1C)还包括配置于整流电路(10)的输入侧或输出侧的滤波器电路(16)，其中该滤波器电路(16)被配置为使向滤波器电路(16)的输入(输入电压Vin)中的高谐波成分衰减。

根据第九方面的点亮装置(1A；1B；1C)，可以抑制负载电流(I2；I3)的急剧变化。

第三实施例

以下将详细说明根据第三实施例的照明器具。

图7A示出根据本实施例的照明器具5A的立体图。

照明器具5A包括第一实施例和第二实施例的点亮装置1A～1C中的任一个、以及容纳点亮装置1A～1C其中之一的照明器具本体50A。

照明器具5A被设置为要嵌入并配置在天花板中的筒灯。照明器具5A包括：照明器具本体50A，用于容纳第一LED阵列2、第二LED阵列3和点亮装置1A～1C中的任一个；以及反射板61。照明器具本体50A的上部设置有散热片62。从照明器具本体50A引出电源线缆63。电源线缆63使照明器具本体50A中的点亮装置和AC电源4电气连接。

照明器具不限于筒灯，而且可被设置为聚光灯或其它形式。

图7B和7C分别示出被设置为要安装至配线槽7的聚光灯的照明器具5B和5C。

换句话说，图7B和7C分别示出被设置为要安装至配线槽7的聚光灯的照明器具5B(变形例1)和照明器具5C(变形例2)。

如图7B所示，变形例1的照明器具5B包括照明器具本体50B、反射板64、连接部65和臂部66。照明器具本体50B被形成为容纳第一LED阵列2、第二LED阵列3和点亮装置1A～1C中的任一个。连接部65安装至配线槽7。臂部66使连接部65和照明器具本体50B相连接。照明器具本体50B中的点亮装置(点亮装置1A～1C中的任一个)和连接部65利用电源线缆67彼此连接。

此外，如图7C所示，变形例2的照明器具5C包括照明器具本体50C、箱68、连接部70和电源线缆71。照明器具本体50C被形成为容纳第一LED阵列2和第二LED阵列3。箱68被形成为容纳点亮装置(点亮装置1A～1C中的任一个)。连接部70使照明器具本体50C和箱68连接。电源线缆71使照明器具本体50C中的第一LED阵列2和第二LED阵列3与箱68中的点亮装置(点亮装置1A～1C中的任一个)电气连接。注意，箱68的上面设置有以可拆卸的方式电气且机械地连接至配线槽7的连接部69。

如通过上述实施例显而易见，第十方面的照明器具(5A；5B；5C)包括：第一方面至第九方面中任一方面的点亮装置(1A；1B；1C)；以及照明器具本体(50A；50B；50C)，用于保持点亮装置(1A；1B；1C)。

根据第十方面的照明器具(5A；5B；5C)，由于照明器具包括点亮装置(1A；1B；1C)，因此可以在脉动电压(输入电压Vin)经受相位控制的情况下抑制过电流。

Claims (10)

1.一种点亮装置，包括：

整流电路，其被配置为对交流电压进行整流以输出脉动电压；以及

至少一个驱动电路，其被配置为所述脉动电压的周期内，根据所述脉动电压的电压值进行点亮时间段和非点亮时间段的切换，其中所述点亮时间段用于向相应的固体光源供给负载电流，以及所述非点亮时间段用于不向所述相应的固体光源供给负载电流，

其中，所述至少一个驱动电路中的各驱动电路包括：

控制元件，用于调整向相应的固体光源的负载电流；

第一控制电路，其被配置为检测所述点亮时间段内的负载电流的值，并且按第一应答速度控制所述控制元件以使负载电流的值与第一目标值一致；以及

第二控制电路，其被配置为检测所述点亮时间段内的负载电流的值，并且按第二应答速度控制所述控制元件以使负载电流的值不会超过比所述第一目标值大的上限值，以及

所述第二应答速度高于所述第一应答速度。

2.根据权利要求1所述的点亮装置，其中，

所述第一控制电路包括用于检测负载电流的值的检测元件，并且被配置为根据所述检测元件所检测到的负载电流的值来控制所述控制元件，以及

所述第二控制电路被配置为与所述第一控制电路共用所述检测元件，并且根据该检测元件所检测到的负载电流的值来控制所述控制元件。

3.根据权利要求1或2所述的点亮装置，其中，

所述第二控制电路被配置为根据所述脉动电压来改变所述上限值。

4.根据权利要求1或2所述的点亮装置，其中，

还包括滤波器电路，所述滤波器电路配置于所述整流电路的输入侧或输出侧，并且被配置为使所述滤波器电路的输入中的高谐波成分衰减。

5.根据权利要求4所述的点亮装置，其中，

所述滤波器电路具有高于第一频率且低于第二频率的截止频率，

所述第一频率是使所述第一控制电路的控制应答的增益等于或小于0的下限频率，以及

所述第二频率是使所述第二控制电路的控制应答的增益等于或小于0的下限频率。

6.根据权利要求1或2所述的点亮装置，其中，

所述至少一个驱动电路包括被配置为向相应的固体光源供给负载电流的多个驱动电路。

7.根据权利要求6所述的点亮装置，其中，在所述多个驱动电路中的各驱动电路中，

所述第一控制电路包括用于检测负载电流的值的检测元件，并且被配置为根据所述检测元件所检测到的负载电流的值来控制所述控制元件，以及

所述第二控制电路被配置为与所述第一控制电路共用所述检测元件，并且根据该检测元件所检测到的负载电流的值来控制所述控制元件。

8.根据权利要求6所述的点亮装置，其中，

所述多个驱动电路包括第一驱动电路和第二驱动电路，并且在所述脉动电压的周期内，存在以下的时间段：所述第一驱动电路和所述第二驱动电路均不向相应的固体光源供给所述负载电流的时间段；所述第一驱动电路向相应的固体光源供给负载电流、但所述第二驱动电路不向相应的固体光源供给负载电流的时间段；以及所述第一驱动电路和所述第二驱动电路均向相应的固体光源供给负载电流的时间段。

9.根据权利要求6所述的点亮装置，其中，

还包括滤波器电路，所述滤波器电路配置于所述整流电路的输入侧或输出侧，并且被配置为使所述滤波器电路的输入中的高谐波成分衰减。

10.一种照明器具，包括：

根据权利要求1至9中任一项所述的点亮装置；以及

照明器具本体，用于保持所述点亮装置。