CN1575080A - 照明用电源装置 - Google Patents

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CN1575080A
CN1575080A CNA2004100493908A CN200410049390A CN1575080A CN 1575080 A CN1575080 A CN 1575080A CN A2004100493908 A CNA2004100493908 A CN A2004100493908A CN 200410049390 A CN200410049390 A CN 200410049390A CN 1575080 A CN1575080 A CN 1575080A
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松田友明
岩佐建
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Abstract

一种照明用电源装置，使对DC/DC变换器的输出直流电压进行导通/截止的开关电路和向DC/DC变换器提供反馈电压的反馈电压检测电路同步并进行控制，与PWM信号从高电平转换为低电平同步，使开关电路瞬时截止，同时通过反馈电压检测电路向DC/DC变换器瞬时提供一设定电压，与PWM信号从低电平转换为高电平同步，使开关电路瞬时导通并将由DC/DC变换器充电的直流电压提供给光源，同时使DC/DC变换器开始升压动作，并且从反馈电压检测电路向DC/DC变换器提供基于检测电压的反馈电压。

Description

照明用电源装置
技术领域
本发明涉及使用PWM(脉宽调制)调光方式控制照明亮度(光量)的照明用电源装置，例如，涉及在点亮使用热阴极荧光灯、冷阴极荧光灯那样的荧光放电灯、发光二极管(LED)等作为光源的照明装置时使用的合适的照明用电源装置。
背景技术
众所周知，通过使用调光装置可调节将白炽灯、放电灯、发光二极管等作为光源使用的照明装置的亮度(光亮)，但在控制照明用电源装置的输出电流(电压)并调节照明装置的亮度的调光装置的情况下，一般使用：模拟调光方式，变化(增减)流过光源的电流来调节亮度；以及PWM调光方式(也被称为占空比调光方式)，向光源提供一定电流值的电流脉冲，变化该电流脉冲的脉宽(电流流过的时间长度)来调节亮度。例如，1998年4月28日公开的(日本)特开平10-112396号公报中公开了使用模拟调光方式和PWM调光方式的用于放电灯的调光电路。
在使用多个发光二极管作为光源的照明装置的情况下，一般使用PWM调光方式。这是因为，发光二极管只在一定的电流值时可保证亮度，如果电流值与该一定值不一样，则由于每个发光二极管的特性的差异而使每个的亮度变化。即，如果使用模拟调光方式的调光装置来增减照明用电源装置的输出电流，则由于流过各发光二极管的电流值变化到保证的一定电流值的范围之外，多个发光二极管的亮度基于各自的特性而变化。因此，在模拟调光方式的调光装置中均匀地控制多个发光二极管的亮度是困难的。
相反，在使用PWM调光方式控制照明用电源装置的输出电流的情况下，由于只要改变流过发光二极管的电流的时间长度电流值就一定(因为只改变流过光源的电流脉冲的占空比)，所以在多个发光二极管中始终流过一定电流值的电流。因此，由于可均匀地控制多个发光二极管的亮度，在使用发光二极管作为光源的照明装置的情况下，使用PWM调光方式的调光装置的时候多。
在使用PWM调光方式的调光装置中，为了流过照明装置的光源的电流导通/截止，从外部对调光装置施加PWM信号。因此，在PWM调光方式中，对应照明用电源装置的输出电流进行导通/截止的PWM信号的输出电流(电压)的响应速度和精度成为重要的问题。因为，如果对应PWM信号的输出电流的响应速度、即上升和下降速度慢，在低占空比时、即流过光源的电流的导通时间短时，不能获得目的中的输出电流，另外，高精度的亮度调整也变得困难。
本发明涉及使用从外部施加PWM信号的PWM调光方式的照明用电源的改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用输出电流对于PWM信号进行高速响应的PWM调光方式的照明用电源装置。
为了实现上述目的，在本发明一方案中提供一种使用PWM调光方式的照明用电源装置，该照明用电源装置具有：PWM信号输入端子，从外部输入PWM信号；DC/DC变换器，将输入直流电压升压到规定值的直流电压，它包括保持升压后的规定值的直流电压的部件；开关电路，对该DC/DC变换器输出的直流电压进行导通截止，它包括通过所述PWM信号输入端子提供PWM信号的控制端子；以及反馈电压检测电路，输出使基于流过光源的电流的反馈电压或DC/DC变换器的动作停止的设定电压，它包括通过所述PWM信号输入端子提供PWM信号的控制端子；所述开关电路如下动作：在提供给所述PWM信号输入端子的PWM信号为高电平时，将该输入端与输出端连接并输出由所述DC/DC变换器输出的规定值的直流电压，在所述PWM信号为低电平时，将该输入端与输出端断路并且不输出由所述DC/DC变换器输出的规定值的直流电压；所述反馈电压检测电路如下动作：在提供给所述PWM信号输入端子的PWM信号为高电平时，输出基于流过光源的电流的反馈电压并提供给所述DC/DC变换器，在所述PWM信号为低电平时，向所述DC/DC变换器提供使所述DC/DC变换器的动作停止的所述设定电压。
在一优选实施例中，还设有检测流过光源的电流的部件，在所述PWM信号为高电平时，将通过所述电流检测部件检测的电流变换成电压的电压信号输入到所述反馈电压检测电路，所述反馈电压检测电路将基于该输入的电压信号的反馈电压提供给所述DC/DC变换器；所述开关电路与所述PWM信号从低电平向高电平的转换同步将该输入端与输出端连接，将由所述DC/DC变换器的所述直流电压保持部件充电的直流电压输出到光源。
所述开关电路也可以如下构成：包括：第一开关元件，在所述PWM信号为低电平时截止、高电平时导通；第二开关元件，与该第一开关元件的导通/截止同步进行导通/截止；所述DC/DC变换器输出的直流电压由该第二开关元件控制导通/截止；
也可以如下构成：所述反馈电压检测电路包括分别具有使能端子的第一和第二差动放大器，将所述PWM信号直接提供给第一放大器的使能端子，将反转所述PWM信号的PWM信号提供给第二放大器的使能端子，第一放大器只在提供给所述使能端子的PWM信号为高电平时进行动作，输出基于流过光源的电流的反馈电压，第二放大器只在提供给所述使能端子的PWM信号为高电平时进行动作，输出所述设定电压以使所述DC/DC变换器的动作停止。
根据上述结构，如果PWM信号从低电平转变为高电平，则进行瞬时响应并将规定的一定值的电流提供给光源，并且可在PWM信号为高电平期间以高精度将流过光源的电流维持在一定值。另外，如果PWM信号从高电平转变为低电平，则进行瞬时响应并中止向光源施加直流电压，并且可使DC/DC变换器的升压动作停止。因此，即使PWM信号的占空比改变，由于瞬时实行上述动作，所以在PWM信号从低电平转变为高电平的瞬间到为高电平期间，可稳定地向光源提供规定的一定值的电流。结果，即使在PWM信号的占空比低的情况下，由于在光源中以稳定状态流过电流，所以可以高精度调节光源的亮度。
附图说明
图1是表示本发明的照明用电源装置的一实施例的电路结构图。
图2是表示图1所示照明用电源装置的一具体电路的电路连接图。
图3是表示在只对DC/DC变换器的输出电压进行导通/截止而进行调光的情况下的照明用电源装置的电路结构例图。
图4是表示在仅切换反馈电压而进行调光的情况下的照明用电源装置的电路结构例图。
图5是表示PWM信号和图1、图2、图4以及图4所示照明用电源装置的输出电流特性的波形图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的最佳实施例。然而，由于本发明可以多个不同的方式实施，所以下面叙述的实施例并不解释为限定本发明。后述的实施例，以下的公开是充分和完全的，是为使本领域的技术人员充分理解而提供本发明的范围。
首先，参照图1详细说明本发明的照明用电源装置的一实施例。
如图所示，本实施例的照明用电源装置包括：将输入直流电压升压到规定值的直流电压的升压型DC/DC变换器12；对该DC/DC变换器12输出的直流电压进行导通/截止控制的开关电路11；以及检测流过与该开关电路11的输出端OUT连接的光源16的电流Iout、将其作为反馈电压提供给DC/DC变换器12的反馈电压检测电路13。本实施例中的光源16是由串联连接的多个发光二极管构成的，但不用说，也可以是热阴极荧光灯、冷阴极荧光灯等其他光源。
在DC/DC变换器12的输入端连接该照明用电源装置的输入端子1，在该输入端子1上输入来自外部电源的规定的直流电压Vin。另外，该电源装置的输出端子15连接在开关电路11的输出端子OUT上，在该输出端子15和接地之间连接光源16。由此，如果开关电路11导通，从其输出端OUT输出直流电压Vout，则光源16点亮(发光)。再有，光源16和接地之间连接用于检测流过光源16的电流的电阻器14，在光源16点亮时，将根据流过该电流检测电阻器14的电流Iout而在其两端之间产生的电压Vsen(＝Iout×电阻器14的电阻值)作为检测电压提供给反馈电压检测电路13的输入端IN。
DC/DC变换器如下构成：该变换器12的输入端与接地之间连接的第一电容器3；输入端子1与变换器12的输出端之间串联连接的线圈4以及图示极性的整流二极管6；线圈4和二极管6的连接中点与接地之间连接的晶体管(该实施例中为N沟道MOSFET)5；二极管6和变换器的输出端的连接中点与接地之间连接的第二电容器7；以及对晶体管5进行导通/截止控制的IC(集成电路)构成的开关控制元件8。再有，开关控制元件8的输出端OUT连接到晶体管5的栅极，其输入端IN连接到反馈电压检测电路13的输出端OUT。另外，晶体管5的漏极与线圈4和二极管6的连接中点连接，其源极接地。
开关电路11的控制端子CON上连接POWM信号输入端子2，为了流过光源16的电流周期性导通/截止而从外部提供给该照明用电源装置的PWM信号，经由该PWM信号输入端子2而提供给开关电路11的控制端子CON。同时，提供给PWM信号输入端子2的PWM信号还被提供给反馈电压检测电路13的使能端子(Enable Terminal)EN。
下面，说明上述结构的照明用电源装置的动作。
如果在输入端子1中输入规定值的直流电压Vin，则该直流电压Vin通过晶体管5以及整流二极管6而升压，其中晶体管5被第一电容器3、线圈4、开关控制元件8控制以规定周期进行导通/截止，该升压的直流电压对第二电容器7充电。再有，由于DC/DC变换器12的动作是众所周知的，所以省略其详细说明。
充电于第二电容器7上的直流电压(升压到规定值的直流电压)施加到开关电路11的输入端IN。开关电路11如下构成：在提供给其控制端子CON的PWM信号为高电平时，其输入端IN与其输出端OUT连接，在PWM信号为低电平时，其输入端IN与其输出端OUT不连接。由此，只在PWM信号为高电平时将升压的直流电压经由输出端OUT提供给该照明用电源装置的输出端子15。其结果是，由于在光源16的两端施加直流电压Vout，所以光源16中流过规定值的电流Iout，光源16点亮(发光)。
光源16中流过的电流Iout由电流检测电阻器14变换为电压，作为检测电压Vsen施加到反馈电压检测电路13的输入端IN。如上所述，将PWM信号提供给该反馈电压检测电路13的使能端子EN，反馈电压检测电路13如下构成：在PWM信号为高电平时，将基于施加在其IN的检测电压Vsen的电压输出到其输出端OUT，在PWM信号为低电平时，使DC/DC变换器12的开关控制元件8的动作停止的信号(本实施例中为电压信号)输出到其输出端OUT。由此，如果提供给使能端子EN的PWM信号从低电平转换为高电平，则从其输出端OUT输出基于检测电压Vsen的电压信号，并提供给开关控制元件8的输入端IN。相反，如果提供给使能端子EN的PWM信号从高电平转换为低电平，则由于从反馈电压检测电路13的输出端OUT向开关控制元件8的输入端IN提供使该开关控制元件的动作停止的电压信号，所以DC/DC变换器12停止其升压动作。
这样，在本实施例中，如果PWM信号从低电平转变为高电平，则开关电路11瞬时导通，并且从反馈电压检测电路13将基于检测电压Vsen的电压信号反馈到DC/DC变换器12的开关控制元件8并对DC/DC变换器12实行升压动作。另一方面，如果PWM信号从高电平转变为低电平，则开关电路11瞬时截止，并且从反馈电压检测电路13直接输出使DC/DC变换器12的开关控制元件8的动作停止的电压信号，提供给开关控制元件8。换言之，开关电路11的导通动作与PWM信号周期性转换为高电平的动作同步瞬时实行，同样，开关电路11的截止动作也是与PWM信号周期性转换为低电平的动作同步瞬时实行。另外，反馈电压检测电路13与PWM信号周期性转换为高电平的动作同步，将基于检测电压Vsen的电压信号反馈到DC/DC变换器12的开关控制元件8，另一方面，与PWM信号周期性转换为低电平同步，向开关控制压8瞬时地提供使开关控制元件8的动作停止的电压信号。
相反，DC/DC变换器12通过与PWM信号周期性转换为高电平的动作同步并从反馈电压检测电路13将基于检测电压Vsen的电压信号反馈到开关控制元件8而开始升压动作，另一方面，与PWM信号周期性转换为低电平的动作同步而直接停止其升压动作。
由以上的说明可知，根据上述实施例的结构，开关电路11对PWM信号的周期性的电平变化高速并且高精度地响应。由此，与PWM信号从低电平转换为高电平同步，开关电路11瞬时导通，与PWM信号从高电平转换为低电平同步，开关电路11瞬时截止。同样，反馈电压检测电路13也对PWM信号的周期性的电平变化高速并且高精度地响应，如果PWM信号从高电平变换为低电平，则直接输出使开关控制元件8的动作停止的设定电压，使DC/DC变换器12停止动作。由此，即使PWM信号从高电平转换为低电平，DC/DC变换器12的充电于第二电容器7上的规定值的直流电压也不被放电，在PWM信号从高电平转变为低电平的瞬间到低电平期间，该直流电压保持在第二电容器7中。
另一方面，基于检测电压Vsen的电压信号以极短的时间延迟从反馈电压检测电路13反馈到DC/DC变换器12的开关控制元件8。然而，由于与PWM信号从低电平转换为高电平同步，开关控制元件8直接变为动作状态，并且充电于第二电容器7上的规定值的直流电压经由开关电路11施加到光源16上，所以在DC/DC变换器12的第二电容器7充电的规定值的直流电压施加到光源16期间，即使DC/DC变换器12的动作在开始时有瞬间的不稳定，DC/DC变换器12的升压动作成为稳定状态。
其结果，在PWM信号从低电平转换为高电平到高电平期间，由于将稳定的规定值的直流电压施加到光源16，所以可将流过光源16的电流Iout以高精度维持在一定值。另外，即使PWM信号的占空比改变，由于只要增减流过光源16的电流Iout的时间长度就可使稳定的一定值的电流流过光源16，所以即使在PWM信号的占空比低的情况下，在PWM信号从低电平变换为高电平的瞬间到高电平期间，也可在光源16中流过稳定的规定值的电流。因而，可高精度调节光源16的亮度。
图2示出上述开关电路11以及反馈电压检测电路13的一具体例。
开关电路11由N沟道MOSFET111和双极(npn)晶体管112的组合电路构成。MOSFET111的其源极与输入端IN连接，其漏极与输出端OUT连接。另外，双极晶体管112的其集电极和发射极连接在MOSFET11的栅极和接地之间，其基极经由电阻器113与控制端子CON连接。由此，从PWM信号输入端子2提供给控制端子CON的PWM信号为高电平，如果MOSFET导通，则将DC/DC变换器12输出的规定值的直流电压提供给电源装置的输出端子15。再有，在MOSFET111的源极和栅极之间、以及晶体管112的基极和发射极之间分别连接偏置电阻器114和115。
反馈电压检测电路13由第一和第二差动放大器131和132与逆变器133的组合电路构成。两个差动放大器131以及132分别具有使能端子EN，第一差动放大器131的使能端子EN与PWM信号输入端子2连接，第二差动放大器132的使能端子EN经由逆变器133与PWM信号输入端子2连接。由此，将PWM信号直接提供给第一差动放大器131的使能端子EN，将通过逆变器133反转的PWM信号提供给第二差动放大器132的使能端子EN。
将电流检测电阻器14的两端之间产生的检测电压Vsen输入到第一差动放大器131的非反转(+)输入端子，将该第一差动放大器131的输出电压通过由可变电阻器134和固定电阻器135组成的分压电路进行分压的电压输入到其反转(-)输入端子。由于通过改变该可变电阻器134的电阻值而改变施加在反转输入端子上的电压，所以通过上述分压电路可控制第一差动放大器131的(放大率)增益。
将使DC/DC变换器12的开关控制元件8的动作停止而设定的电压Vref输入到第二差动放大器132的非反转(+)输入端子，其反转(-)输入端子与该第二差动放大器132的输出端子直接连接。即，第二差动放大器132为电压跟随器，因此，由于其增益为1，所以在第二差动放大器132动作时，输入到非反转输入端子的设定电压Vref原样输出。
在上述结构中，将规定值的直流电压Vin输入到输入端子1时，如果施加在PWM信号输入端子2的PWM信号为高电平，开关控制元件8为动作状态，那么该直流电压Vin通过DC/DC变换器12的升压动作而升压到规定值的直流电压，使第二电容器7充电。如果PWM信号从高电平转换为低电平，则由于开关电路11的晶体管112瞬时截止，所以MOSFET111也瞬时截止，对第二电容器7充电的直流电压不供给输出端子15。此时，由于低电平的PWM信号施加到其使能端子EN，所以第一差动放大器131不动作，由于高电平的PWM信号施加到其使能端子EN，所以第二差动放大器132动作。其结果，如果PWM信号从高电平转换为低电平，则由于从反馈电压检测电路13立即将设定电压Vref提供给DC/DC变换器12的开关控制元件8的输入端IN，所以开关控制元件8瞬时停止动作，因此，DC/DC变换器12也立即停止升压动作。另外，第二电容器7的充电电压不被放电而被保持。
如果施加在PWM信号输入端子2上的PWM信号从低电平转变为高电平，则由于开关电路11的晶体管112瞬时导通，所以MOSFET111也瞬时导通，充电于第二电容器7上的直流电压立即提供给输出端子15。由此，由于将规定值的直流电压Vout施加在光源16上，所以光源16中流过规定值的一定值的电流Iout，光源16瞬时点亮(发光)。流过光源16的电流Iout通过电流检测电阻器14被变换为电压，作为检测电压施加到反馈电压检测电路13的第一差动放大器131的非反转输入端子上。由于将高电平的PWM信号施加到第一差动放大器131的使能端子EN上，所以第一差动放大器131动作，以极短的时间延迟输出按设定的放大率放大了检测电压的反馈电压。另一方面，由于在其使能端子EN上施加低电平的PWM信号，所以第二差动放大器132不动作，不输出使开关控制元件8的动作停止的设定电压Vref。由此，如果PWM信号从低电平转换为高电平，则开关控制元件8立即变为动作状态。接着，在通过充电于第二电容器7上的直流电压而在光源16中流过规定的一定值的电流Iout期间，根据从反馈电压检测电路13提供给开关控制元件8的反馈电压，开关控制元件8稳定地动作，DC/DC变换器12实行规定的升压动作。
这样，根据图2所示的电路结构，与PWM信号从低电平转换为高电平的动作同步，将充电于DC/DC变换器12的第二电容器7上的规定值的直流电压瞬时施加到光源16，同时，由于设定电压Vref的产生被瞬时停止，所以开关控制元件8立即变为动作状态。另外，可容易地明白，由于从反馈电压检测电路13将以规定增益放大检测电压Vsen的反馈电压以极短的时间延迟提供给DC/DC变换器12的开关控制元件8，所以在通过充电于第二电容器7上的直流电压在光源16中流过规定的一定值的电流Iout期间，DC/DC变换器12的升压动作是稳定的。另一方面，与PWM信号从高电平转换为低电平的动作同步，由于开关电路11瞬时截止，所以施加在光源16的直流电压立即中断，同时，容易明白，由于从反馈电压检测电路13立即将设定电压Vref提供给DC/DC变换器12的开关控制元件8，所以开关控制元件8瞬时停止动作，DC/DC变换器12也瞬时停止升压动作。即，由于开关电路11和反馈电压检测电路13与PWM信号的电平变化同步并立即响应，所以开关电路11的导通动作以及DC/DC变换器12的升压动作与PWM信号周期性转换为高电平的动作同步并立即实行，另外，也容易理解开关电路11的截止动作以及DC/DC变换器12的升压动作的停止与PWM信号周期性转换为低电平的动作同步立即实行。
如上所述，如果PWM信号从低电平转换为高电平，则上述实施例的照明用电源装置瞬时响应并向光源16提供规定的一定值的电流，并且在PWM信号为高电平期间，可将流过光源16的电流Iout以高精度维持在一定值。另外，如果PWM信号从高电平转换为低电平，则瞬时进行响应并中止向光源16施加直流电压，而且可停止DC/DC变换器12的升压动作。因此，即使PWM信号的占空比改变，由于瞬时地实行上述动作，在PWM信号从低电平转换为高电平到高电平期间，可向光源16稳定供给规定的一定值的电流。这样，即使在PWM信号的占空比低的情况下，由于规定的一定值的电流以稳定状态流过光源16，所以可以高精度调节光源16的亮度。
然而，在图1或图2所示的照明用电源装置中，PWM信号只施加在开关电路11上，即使仅使该开关电路11进行导通/截止，将DC/DC变换器12的输出电压进行导通/截止，也可调节光源16的亮度。图3示出其电路构成的一例。再有，在图3中，对与图1对应的元件和部分赋予相同的符号表示，省略不必要的说明。
在图3中，将规定值的直流电压Vin输入到输入端子1时，如果施加在PWM信号输入端子2的PWM信号为高电平、开关控制元件8为动作状态，那么该直流电压通过DC/DC变换器12的升压动作升压到规定值的直流电压，使第二电容器7充电。在PWM信号为高电平期间，由于第二电容器7充电的规定值的直流电压被提供给输出端子15，光源16中流过规定的一定值的电流，所以光源16点亮(发光)。
如果PWM信号从高电平转换为低电平，则由于开关电路11瞬时截止，所以充电于第二电容器7上的直流电压不提供给输出端子15，光源16立即熄灭。如果光源16熄灭，则由于提供给反馈电压检测电路13的输入端IN的检测电压Vsen仅以极短的时间延迟而变为0，所以开关控制元件8以某个时间延迟停止动作，DC/DC变换器12也停止升压动作。
如果PWM信号从低电平转换为高电平，则由于开关电路11瞬时导通，所以第二电容器7充电的直流电压被提供给输出端子15，光源16立即点亮。另一方面，由于检测电压Vsen仅以极短的时间延迟施加在反馈电压检测电路13，所以反馈电压检测电路13以某个时间延迟向开关控制元件8输出反馈电压。因此，开关控制元件8以某个时间延迟开始其动作，DC/DC变换器12也以某个时间延迟开始升压动作。
众所周知，通过将从流过光源16的电流Iout中检测的电压Vsen或将基于该检测电压的电压进行反馈并输入到开关控制元件8，DC/DC变换器12实行将稳定的规定值的直流电压输出的升压动作。由于进行这样的反馈控制，电压Vsen的检测和规定值直流电压Vout的输出之间存在一定的时间延迟。在象PWM信号那样以人眼不能识别其导通/截止程度的频率将开关电路11周期性导通/截止的情况下，不能忽视作为反馈控制的特征的时间延迟，产生DC/DC变换器12成为振荡状态或停止动作的问题。即，由于电压Vsen的检测和规定值直流电压Vout的输出之间存在一定的时间延迟，所以如果PWM信号的占空比变低，则DC/DC变换器12不能响应PWM信号的高频率下的周期性的电平变化，DC/DC变换器12变为振荡状态或停止动作。
相反，在图1或图2所示的照明用电源装置中，只将PWM信号施加到反馈电压检测电路13，从该反馈电压检测电路13与PWM信号的电平变化同步，使检测电压Vsen或基于该检测电压的电压以及开关控制元件8的动作停止用电压Vref输出，即使使DC/DC变换器12的输出电压导通/截止，也可调节光源16的亮度。图4表示该电路构成的一例。再有，在图4中，对与图1对应的元件和部分赋予相同的符号表示，省略不必要的说明。
在图4中，将规定值的直流电压Vin输入到输入端子1时，如果施加在PWM信号输入端字2上的PWM信号为高电平，那么由于从反馈电压检测电路13将基于检测电压Vsen的电压信号(通常是将检测电压放大的电压信号)反馈到DC/DC变换器12的开关控制元件8，所以该直流电压通过DC/DC变换器12的升压动作而升压到规定值的直流电压，使第二电容器7充电。由于充电于第二电容器7上的规定值的直流电压提供给输出端子15，施加在光源16上，所以光源16流过规定值的电流Iout，光源16点亮(发光)。
如果PWM信号从高电平转换为低电平，则由于从反馈电压检测电路13瞬时产生使开关控制元件8停止动作的设定电压，提供给开关控制元件8的输入端子IN，所以DC/DC变换器12的升压动作立即中止。因此，由于规定值的直流电压不充电第二电容器7，所以光源16熄灭。
如果PWM信号从低电平转换为高电平，则由于反馈电压检测电路13瞬时停止设定电压的输出，所以开关控制元件8立即变为动作状态，DC/DC变换器12尽管为不稳定状态，开始升压动作。由此，因为直流电压充电第二电容器7，提供给输出端子15，所以电流流过光源16，光源16点亮(发光)。如果光源16点亮，则由于在反馈电压检测电路13的输入端IN施加检测电压Vsen，所以将以规定增益放大检测电压Vsen的电压信号按某个时间延迟反馈到开关控制元件8。由此，开关控制元件8以某个时间延迟而转到规定的开关动作，DC/DC变换器12也以某个时间延迟转到稳定的升压动作。
这样，在图4所示的电源装置中，由于仅根据反馈控制而使施加在光源16上的直流电压导通/截止，所以不发生图3所示电源装置那样的DC/DC变换器12成为振荡状态或停止动作的问题。然而，由于电压Vsen的检测和规定值直流电压Vout的输出之间存在一定的时间延迟，所以如果流过光源16的电流的上升慢，PWM信号的占空比低，则产生达到规定的电流值之前DC/DC变换器12的升压动作停止的问题。即，通过PWM信号仅使反馈电压检测电路13导通/截止的情况下，由于不能对PWM信号的周期性的电平变化高速且高精度地响应，如果PWM信号的占空比变低，则在达到规定的电流值之前DC/DC变换器12的升压动作停止，产生不能向光源16提供规定值的一定电流的缺点。
因此，上述实施例如下构成：与PWM信号从高电平转换为低电平的动作同步，瞬时截止开关电路11，同时从反馈电压检测电路13将设定电压Vref瞬时提供给DC/DC变换器12的开关控制元件8并立即使DC/DC变换器12的升压动作停止，另一方面，与PWM信号从低电平转换为高电平的动作同步，瞬时导通开关电路11并从第二电容器7向光源16提供规定的直流电压，同时从反馈电压检测电路13将基于检测电压Vsen的反馈电压以极短的时间延迟提供给DC/DC变换器12的开关控制元件8，可消除DC/DC变换器12成为振荡状态或停止动作的问题和不能向光源提供规定值的一定电流的缺点。
图5是表示将低占空比的PWM信号分别施加在图1和图2所示的本发明的照明用电源装置、图3所示的照明用装置、以及图4所示的照明用装置时，这些电源装置输出的电流的波形的各自的特性图。图5(A)表示PWM信号的波形，图5(B)表示图3所示照明用电源装置的输出电流波形，图5(C)表示图4所示照明用电源装置的输出电流波形，图5(D)表示图1和图2所示照明用电源装置的输出电流波形。再有，在图5(D)～(D)中，纵轴的Ia是保证发光二极管的亮度的电流值。
如图5(B)所示，可知在图3所示的照明用电源装置中，输出电流波形的上升以及下降响应是高速的，但波形振动，DC/DC变换器12成为振荡状态。另外，如图5(C)所示，可知在图4所示的照明用电源装置中，输出电流波形的上升慢，在达到规定的电流值Ia之前DC/DC变换器12的升压动作停止，不能向光源16提供规定值Ia的一定电流。相反，如图5(D)所示，可知在图1和图2所示的本发明的照明用电源装置中，不仅输出电流波形的上升和下降响应是高速的，而且在PWM信号为高电平期间，稳定保持规定的电流值Ia。
再有，图2所示开关电路11以及反馈电压检测电路13的具体例只是一例，当然也可以使用另外的元件或电路连接。
如上所述，本发明的照明用电源装置如下构成：对DC/DC变换器的输出直流电压进行导通/截止的开关电路和向DC/DC变换器提供反馈电压的反馈电压检测电路进行同步控制，与PWM信号从高电平转换为低电平同步，使开关电路瞬时截止，同时通过反馈电压检测电路向DC/DC变换器瞬时提供一设定电压，立即使该DC/DC变换器的升压动作停止，另一方面，与PWM信号从低电平转换为高电平同步，使开关电路瞬时导通并将由DC/DC变换器充电的直流电压提供给光源，同时从反馈电压检测电路将基于检测电压的反馈电压提供给DC/DC变换器。其结果，由于可高速且高精度地响应PWM信号的电平变化，所以即使PWM信号的占空比低，也不产生DC/DC变换器成为振荡状态或停止动作的问题、以及不能向光源提供规定值的一定电流的缺点。
对图示的本发明的最佳实施例进行了说明，但是本领域的技术人员应该明白，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，上述实施例可以进行各种变形、变更和修改。因此，本发明不限于例示的实施例，应理解为所有这些变形、变更和修改都包含于所附权利要求所限定的本发明的范围之内。

Claims (3)

1.一种使用PWM调光方式的照明用电源装置，该照明用电源装置具有：
PWM信号输入端子，从外部输入PWM信号；
DC/DC变换器，将输入直流电压升压到规定值的直流电压，它包括保持升压后的规定值的直流电压的部件；
开关电路，对该DC/DC变换器输出的直流电压进行导通截止控制，它包括通过所述PWM信号输入端子提供PWM信号的控制端子；以及
反馈电压检测电路，输出使基于流过光源的电流的反馈电压或DC/DC变换器的动作停止的设定电压，它包括通过所述PWM信号输入端子提供PWM信号的控制端子；
其特征在于，所述开关电路如下动作：在提供给所述PWM信号输入端子的PWM信号为高电平时，将该输入端与输出端连接并输出由所述DC/DC变换器输出的规定值的直流电压，在所述PWM信号为低电平时，将该输入端与输出端断路并且不输出由所述DC/DC变换器输出的规定值的直流电压；
所述反馈电压检测电路如下动作：在提供给所述PWM信号输入端子的PWM信号为高电平时，输出基于流过光源的电流的反馈电压并提供给所述DC/DC变换器，在所述PWM信号为低电平时，向所述DC/DC变换器提供使所述DC/DC变换器的动作停止的所述设定电压。
2.如权利要求1所述的照明用电源装置，其特征在于，它还包括检测流过光源的电流的部件；
在所述PWM信号为高电平时，将通过所述电流检测部件检测的电流变换成电压的电压信号输入到所述反馈电压检测电路，所述反馈电压检测电路将基于该输入的电压信号的反馈电压提供给所述DC/DC变换器；
所述开关电路与所述PWM信号从低电平向高电平的转换同步而将其输入端与输出端连接，将由所述DC/DC变换器的所述直流电压保持部件充电的直流电压输出到光源。
3.如权利要求1或2所述的照明用电源装置，其特征在于，
所述开关电路包括：第一开关元件，其在所述PWM信号为低电平时截止、高电平时导通；第二开关元件，与该第一开关元件的导通/截止同步地导通/截止；所述DC/DC变换器输出的直流电压由该第二开关元件来控制导通/截止；
所述反馈电压检测电路包括分别具有使能端子的第一和第二差动放大器，将所述PWM信号直接提供给第一放大器的使能端子，将反转所述PWM信号的PWM信号提供给第二放大器的使能端子，第一放大器只在提供给所述使能端子的PWM信号为高电平时进行动作，输出基于流过光源的电流的反馈电压，第二放大器只在提供给所述使能端子的PWM信号为高电平时进行动作，输出使所述DC/DC变换器的动作停止的所述设定电压。
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