專利名稱：Led點燈裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管(以下記為LED)的點燈裝置。
背景技術：
LED作為有利于環(huán)境的光源而被關注，其被使用在點照明、汽車的車內照明或前燈、信號器、液晶顯示器的背燈等大范圍的產品中。此外，在面向住宅或辦公樓的一般照明中，已開始從熒光燈等現(xiàn)有光源向LED的置換LED的光輸出由在LED中流過的電流(以下，記為LED電流)來決定。因此，期望 LED點燈裝置具有通過將LED電流控制為恒定、從而將LED的光輸出控制為恒定的功能。作為具備那樣功能的LED點燈裝置，存在例如專利文獻1中記載的裝置。同一裝置是從直流電源經由降壓斬波器給LED供電的結構，具備使開關元件接通/斷開的自勵式驅動電路，以使得在降壓斬波器的開關元件中流過的電流的峰值為恒定、并且降壓斬波器在電流臨界模式下動作。由此，LED電流被控制為恒定，進而，由于幾乎不產生開關元件的導通損失，所以能夠在功率轉換時實現(xiàn)高效率。專利文獻1 日本特開2005-294063號公報
發(fā)明內容
LED在發(fā)光時伴隨著發(fā)熱。此外，在很多情況下，LED點燈裝置配置在LED的附近的框體內部等密閉的空間。因此，如果LED點燈裝置不根據周圍溫度將LED電流控制為恒定，那么在周圍溫度為高溫時LED以及LED點燈裝置(以下、也包含LED記為LED點燈裝置)的溫度就變得相當地高，就存在其壽命短的問題。另外，周圍溫度是在上述那樣的LED 產品上接觸的外部空氣的溫度，此外，在由安裝LED產品的器具或壁面密封LED產品的情況下，密閉的空間的溫度就是周圍溫度。為了解決上述問題，期望如下的LED點燈裝置，其具備了過熱保護功能，該過熱保護功能在周圍溫度是高溫時使LED點燈裝置的功率減少，較低地抑制LED點燈裝置的溫度上升。根據本發(fā)明的LED點燈裝置，因為在周圍溫度是高溫時LED點燈裝置的功率減少， 較低地抑制LED點燈裝置的溫度上升，就能夠避免LED以及點燈裝置的短壽命化。
圖1是本發(fā)明的第1實施方式中的LED點燈裝置的框圖。圖2是本發(fā)明的第1實施方式中的LED點燈裝置的結構。圖3是本發(fā)明的第1實施方式中的第1感溫電路的結構。圖4是本發(fā)明的第1實施方式中的LED點燈裝置的溫度特性。圖5是本發(fā)明的第1實施方式中的LED點燈裝置的動作波形。圖6是本發(fā)明的第1實施方式中的LED點燈裝置的結構。
圖7是本發(fā)明的第1實施方式中的第1感溫電路的結構。圖8是本發(fā)明的第1實施方式中的第1感溫電路的結構。圖9是本發(fā)明的第1實施方式中的LED點燈裝置的結構。圖10是本發(fā)明的第2實施方式中的LED點燈裝置的框圖。圖11是本發(fā)明的第2實施方式中的LED點燈裝置的結構。圖12是本發(fā)明的第2實施方式中的第2感溫電路的結構。圖13是本發(fā)明的第2實施方式中的LED點燈裝置的溫度特性。圖14是本發(fā)明的第2實施方式中的LED點燈裝置的動作波形。圖15是本發(fā)明的第2實施方式中的LED點燈裝置的溫度特性。圖16是本發(fā)明的第2實施方式中的LED點燈裝置的動作波形。圖17是本發(fā)明的第2實施方式中的LED點燈裝置的結構。圖18是本發(fā)明的LED點燈裝置的感溫元件的安裝方式。圖19是本發(fā)明的LED點燈裝置的感溫元件的安裝方式。圖20是本發(fā)明的第2實施方式中的LED點燈裝置的結構。圖21是本發(fā)明的第1實施方式中的LED點燈裝置的結構。
具體實施例方式用附圖來說明本發(fā)明的實施方式?！吹?實施方式〉圖1是本發(fā)明的第1實施方式中的LED點燈裝置的框圖。LED點燈裝置將從電源 100供給的電力通過具備開關元件的電力變換電路103進行變換，給LED負載104供電。這里，電源100包含將從外部供給的交流電源經過AD-DC變換電路進行變換得到的直流電源。 關于LED負載104，不限LED的個數和連接方式，此外，也可以包含內置了保護用元件等的 LED模塊。LED點燈裝置具備用于控制電力變換電路103的控制電路105。在控制電路105 中，斷開(off)時間可變電路107基于具備感溫元件的第1感溫電路109的輸出，來使開關元件的斷開時間可變。此外，接通時間可變電路108基于檢測出的電力變換電路103的電流，來使開關元件的接通時間可變。驅動電路106按照斷開時間可變電路107所決定的斷開時間和接通時間可變電路108所決定的接通時間，來驅動電力變換電路103的開關元件。另外，斷開時間可變電路107也可以是使開關元件的開關頻率可變的頻率可變電路。但是，由于在斷開時間可變電路和頻率可變電路中，作為結果而得到的LED點燈裝置的動作相同，所以在以下的說明以及圖中統(tǒng)一記為斷開時間可變電路。圖2是本發(fā)明的第1實施方式中的LED點燈裝置的結構。在圖2中，由從外部供給的交流電源101、二極管電橋110形成的全波整流電路、電容111構成的直流電源相當于圖 1的電源100。此外，由二極管112、開關元件即功率場效應晶體管(Power M0SFET)113、扼流圈114、電容115構成的降壓斬波器相當于圖1的電力變換電路103。電流檢測單元116 檢測功率場效應晶體管113的電流并反饋給接通時間可變電路108。在圖2中，也可以取代功率場效應晶體管113而使用雙極晶體管這樣的其他種類的開關元件。也可以取代全波整流電路而使用倍電壓整流電路。也可以取代降壓斬波器而使用升降壓斬波器等全部斬波電路、具備回掃轉換器這樣的變壓器的各種變換器電路等其他方式的電力變換電路。電容111和115的使用是任意的。也可以追加熔絲等電路保護部件、電容或扼流圈等噪音應對部件。另外，這些取代方案以及追加項目能夠應用于本發(fā)明的所有實施方式。在圖2中，由電阻117、作為感溫元件的感溫電阻即PTC熱敏電阻118、電容119的串聯(lián)體而構成的與電壓源120連接的RC電路相當于在圖1中的第1感溫電路109。另外，上述感溫電阻意味著熱敏電阻這樣的根據溫度而電阻值變化的電阻元件。電容119的電壓相當于圖1中的第1感溫電路109的輸出，被輸入到斷開時間可變電路107中。作為RC電路的結構，也可以是圖3(a)這樣電阻117與PTC熱敏電阻118并聯(lián)的結構。此外，作為感溫元件，除了感溫電阻，也可以使用根據溫度而靜電容量變化的電容(以下記為感溫電容)。例如，如果是層疊陶瓷電容，則能夠使用X7R種等作為感溫電容。這種情況下，能夠如圖3(b) 所示地構成包含感溫電容140的感溫電路。電阻、感溫元件、電容的個數以及連接方式是任意的，特別是，使用感溫電阻作為感溫元件的情況下，電阻的使用是任意的，在使用感溫電容作為感溫元件的情況下，電容的使用是任意的。另外，關于電壓源120，在圖1中省略，此外，在以下的說明中不斷出現(xiàn)。雖然不限電壓源120的生成單元，但是例如能夠從全波整流電路的直流輸出來經由調節(jié)器生成。斷開時間可變電路107構成為在功率場效應晶體管113為接通狀態(tài)期間，強制地使電容119的電壓為大致0，從功率場效應晶體管113斷開了的時刻開始，由電壓源120對電容119充電。另外，雖然將電容119的電壓記載為大致零的情況通常是電壓為0的情況，但是也有考慮加上了噪音、多少補償電壓時為0的情況。如果開始充電，電容119的電壓按照RC時間常數而上升，該RC時間常數由電阻 117和PTC熱敏電阻118的電阻值、以及電容119的靜電容量來決定。斷開時間可變電路 107在電容119的電壓達到了期望的設定值的時刻使功率場效應晶體管113接通。因此，功率場效應晶體管113的斷開時間由RC時間常數管理，RC時間常數越大，則斷開時間越長。 關于如上一樣動作的斷開時間可變電路107，雖然不限具體的結構，但是能夠由比較器、開關元件、基準電壓源等要素構成。PTC熱敏電阻118的電阻值如圖4 一樣針對其溫度而變化。另外，在圖4中，雖然以虛線表示了 LED點燈裝置的功率和PTC熱敏電阻118的溫度的關系，但是對此在后面進行說明。一般地，在PTC熱敏電阻中，在比某溫度(圖4的Tc)低的低溫時，雖然電阻值不依賴于溫度而大致恒定，但是在比某溫度(圖4的Tc)高的高溫時，溫度上升的同時電阻值急劇地增大。在以下的說明中，將PTC熱敏電阻118的溫度變成Tc時的周圍溫度定義為第 1基準溫度。在周圍溫度是比第1基準溫度低的低溫或者高溫時，PTC熱敏電阻118變成例如圖4中所示的溫度Ta或Tb。在周圍溫度比第1基準溫度為低溫(以下簡單記為低溫)時，PTC熱敏電阻118的電阻值不依賴于溫度為大致恒定，上述的RC時間常數隨著斷開時間也成為大概恒定。另一方面，在周圍溫度比第1基準溫度高的高溫(以下簡單記為高溫)時，由于周圍溫度越高則 PTC熱敏電阻118的電阻值增大，所以上述的RC時間常數隨著斷開時間也增大。關于是否將第1基準溫度設定為多少度，依賴于LED產品的規(guī)格(特別是功率和結構)，根據該規(guī)格選定具有最佳的溫度特性的PTC熱敏電阻。如果功率場效應晶體管113接通，則在功率場效應晶體管113中電流開始流動，該電流在后述的要領下隨著時間而增大。接通時間可變電路108由電流檢測單元116檢測功率場效應晶體管113的電流，在功率場效應晶體管113的電流達到了期望的設定值的時刻使功率場效應晶體管113斷開。對于以上這樣動作的接通時間可變電路108，不限具體的結構，能夠由比較器、基準電壓源等要素構成。以上的結果，在周圍溫度是低溫或高溫、PTC熱敏電阻118的溫度例如是圖4的Ta 或Tb時，功率場效應晶體管113的接通/斷開狀態(tài)(SW)、電容119的電壓(VC)、功率場效應晶體管113的電流(IQ)的動作波形分別成為圖5(a)或圖5(b)。在圖5中一并表示了二極管112的電流(ID)、扼流圈114的電流(IL)、LED負載104的電流(ILED)的波形。另外，假定電容115的靜電容量十分大，ILED成為IL的直流成分。使用圖5來簡單地說明降壓斬波器的動作。首先，在功率場效應晶體管113接通時，電流以LED負載104和電容115的并聯(lián)體、扼流圈114、功率場效應晶體管113、電流檢測單元116的路徑流到降壓斬波器。如圖5的IQ和IL的波形一樣，該電流隨著時間而直線地增大，其傾斜度由電源100的電壓、LED負載104的電壓、扼流圈114的自身感應系數來決定。接通時間可變電路108按照上述的，在該電流達到了期望的設定值的時刻使功率場效應晶體管113斷開。如果功率場效應晶體管113變成斷開，則降壓斬波器的電流改變路徑，在扼流圈 114、二極管112、LED負載104和電容115的并連體的路徑中流過電流。如圖5的ID和IL 波形一樣，該電流隨著時間直線地減少，其傾斜度由LED負載104的電壓和扼流圈114的自身感應系數來決定。這里，由于LED負載104的電壓是由LED的個數和/或連接方式來決定的大致恒定的電壓，所以電流ID和IL的傾斜度也可以考慮為大致恒定。斷開時間可變電路107在上述的要領中決定斷開時間，在從接通到經過了該斷開時間的時刻使功率場效應晶體管113再次斷開。從圖5的IL和ILED的波形可知，通過將斷開時間控制為大致恒定，就能夠將IL的直流成分即ILED控制為大致恒定。在低溫時，由于斷開時間不依賴于溫度而為大致恒定，所以動作波形從圖5(a)的狀態(tài)開始不根據溫度變化，ILED也不依賴于溫度被控制為大致恒定。據此，如圖4所示，LED 點燈裝置的功率也不依賴于溫度、成為大致恒定。此外，如圖5(a)所示，如果使IL或ID到 0為止減少的時間和斷開時間一致，則降壓斬波器在電流臨界模式下動作。此時，由于不產生功率場效應晶體管113的接通損失，就提高了降壓斬波器的變換效率。但是，降壓斬波器的控制方式不限于此，也可使其在低溫時在電流連續(xù)或不連續(xù)模式下動作。如果從低溫變成高溫，由于功率場效應晶體管113的斷開時間變長，所以動作波形從圖5(a)相圖5(b)變化，IL的直流成分即ILED變小。與ILED減少的程度相應地LED 點燈裝置的功率也減少，LED點燈裝置的溫度與不使功率減少的情況相比降低。據此，就能夠避免LED以及LED點燈裝置的短壽命化。另夕卜，在高溫時，由于溫度越高則斷開時間越長， 如圖4所示，溫度越高LED點燈裝置的功率越小。第1實施方式中的LED點燈裝置能夠使用市場銷售的驅動用IC，例如如果利用三肯電氣株式會社(WWW. sanken-ele. co. jp)的LED驅動用IC即LC5200系列，就能夠構成圖 6所示的LED點燈裝置。在驅動用IC121中內置有控制電路中除去了第1感溫電路的部分和開關元件。由于PWM管腳是向斷開時間可變電路的輸入管腳，Reg針是電壓源的輸出，所以如圖6—樣連接電阻117、PTC熱敏電阻118、電容119。在內置于驅動用IC121的開關元件中流過的電流由安裝在Sen管腳中的檢測用電阻122來檢測。另外，在內置于驅動用 IC121的接通時間可變電路中，從由電阻123和IM構成的分壓電路來生成電流的設定值， 能夠輸入到Ref管腳。對感溫元件的安裝進行說明。以上說明的LED點燈裝置是電路，LED點燈裝置的各部件安裝在電路基板上。但是，將LED負載104安裝在與電路基板不同的別的基板(以下記為LED基板)上、電路基板與LED基板以電線等進行電連接的情況較多。在LED點燈裝置中，，列舉有開關元件或LED負載作為對熱強制有嚴格的使用條件的、應成為過熱保護的對象的部件。關于這些部件，明確地表示了使用上限溫度的情況較多，例如，在大部分開關元件中，有必要將結點部的溫度保持在150°C以下。因此，在容易檢測這些部件的溫度的位置配置感溫元件對于感溫元件的選定等、感溫電路的設計是有效的。圖18(a) 圖18(d)是關于圖2的LED點燈裝置，在電路基板300上安裝開關元件即功率場效應晶體管113和感溫元件即PTC熱敏電阻118時的剖面圖。假定在圖18(a)、 018(c)中功率場效應晶體管113是T0-220封裝這樣的引腳部件、在圖18(b)、圖18(d)中功率場效應晶體管113是DPAK封裝這樣的面安裝部件，此外，在圖18(a) 圖18(d)的全部圖中，PTC熱敏電阻118是面安裝部件。在圖18(a)中，功率場效應晶體管113的樹脂封裝和電路基板300中夾入PTC熱敏電阻118，使功率場效應晶體管113與PTC熱敏電阻118 接觸。由此，PTC熱敏電阻118就能直接檢測功率場效應晶體管113的溫度。在電極從功率場效應晶體管的樹脂封裝部露出、需要確保功率場效應晶體管113 和PTC熱敏電阻118的絕緣的情況下，可以在其間僅夾入絕緣用片。在圖18(b)中，通過配置成功率場效應晶體管113的樹脂封裝部與PTC熱敏電阻118鄰接，來使功率場效應晶體管113與PTC熱敏電阻118接觸。此外，如圖18 (C)、圖18(d) —樣，在其間僅夾有電路基板的狀態(tài)下，也考慮有使功率場效應晶體管113的樹脂封裝與PTC熱敏電阻118接觸的方法。圖18 (a) 圖18 (d)所示的安裝也能夠如圖6的LED點燈裝置一樣適用于使用內置有開關元件的驅動用IC121的情況。圖18(e)、圖18(f)是其一例，假定在圖18(e)中驅動用IC121是DIP封裝那樣的引腳部件的情況，在圖18(f)中驅動用IC121是SOP封裝那樣的面安裝部件的情況。關于安裝的詳細內容，由于與圖18(d) 圖18(d)的情況相同，所以省略說明。這里，如圖18(e) —樣，通過在驅動用IC121的電極管腳的附近配置PTC熱敏電阻118，PTC熱敏電阻118通過來自同一管腳的放熱就較容易檢測功率場效應晶體管113 的溫度。這就如圖6的LED點燈裝置一樣，在PTC熱敏電阻118與驅動用IC121的任意一個電極管腳進行電連接的情況下特別有效。這種情況下，可以使PTC熱敏電阻118與驅動用IC121的電極管腳接觸。圖19 (a)、圖19 (b)是關于圖2等的LED點燈裝置，將感溫元件即PTC熱敏電阻118 安裝在LED基板301時的剖面圖。在同圖中，雖然假定安裝多個炮丸形狀的LED模塊作為 LED負載104，但是不限LED模塊的形狀和個數。雖然在圖19(a)中在與LED負載104相同的面上、在圖19(b)中在與LED負載104相對的面上安裝了 PTC熱敏電阻118，但是在任一種方式中，PTC熱敏電阻118都容易檢測到LED負載104的溫度。另外，以上說明的感溫元件的安裝方式可以適用于以下說明的所有實施方式。
<第1實施方式的另一例子>對第1實施方式的另一例子進行說明。首先，對于第1感溫電路的另一例子列舉了在圖2和圖3表示的以外的例子。在圖2和圖2說明的感溫電路中，PTC熱敏電阻等感溫元件包含在RC電路中。另一方面，作為感溫元件未包含在RC電路中的例子例如有圖7(a)、 圖7(b)和圖8所示的感溫電路。在圖7(a)的感溫電路中有使用并聯(lián)調節(jié)器125對電壓源120的電壓進行變換的 RC電路用電源電路，在與并聯(lián)調節(jié)器125的設定值管腳連接的電阻分壓電路中包含感溫元件即PTC熱敏電阻129。RC電路用電源電路的輸出與由電阻117和電容119構成的RC電路連接。電容119的電壓作為感溫電路的輸出而與斷開時間可變電路107連接。另外，圖 7(b)是使用PTC熱敏電阻1 而是使用NTC熱敏電阻130的例子，其動作與圖7(a)相比不變。此外，在圖7(b)中，能夠取代NTC熱敏電阻而使用CTR熱敏電阻。對于RC電路用電源電路，如果具備感溫元件、根據溫度而可變輸出電壓的效果相同，則不限具體的結構。此外， 在圖7(a)、圖7(b)中，雖然在電壓源120上連接了 RC電路用電源電路，但也可以直接連接到電源100的輸出。在圖7 (a)、圖7 (b)中共通地，如果在高溫時熱敏電阻的電阻值變化，并聯(lián)調節(jié)器 125的設定值管腳的電位上升，RC電路用電源電路的輸出電壓下降。此時，由于施加在RC 電路上的電壓變低，所以從功率場效應晶體管113斷開開始到電容119的電壓達到設定值的時間變長，能夠得到延長功率場效應晶體管113的斷開時間的效果。在圖8的感溫電路中，作為電阻117、電容119、電容135的串聯(lián)體而構成的RC電路被連接在電壓源上，輔助開關元件即晶體管134與電容135并聯(lián)地被連接。作為用于控制晶體管134的接通/斷開狀態(tài)的輔助驅動電路，在晶體管134的基極上連接有具備感溫元件即PTC熱敏電阻133的電阻分壓電路。電容119的電壓作為感溫電路的輸出被連接到斷開時間可變電路107上。雖然省略詳細的說明和圖，但在與圖7所示的例子相同的要領下，也能夠取代PTC熱敏電阻而使用NTC熱敏電阻或CTR熱敏電阻。如果在高溫時PTC熱敏電阻133的電阻值增大，則晶體管134接通。在串聯(lián)連接的電容119和135中，通過電容135的端子之間短路，電容119和135的合成容量增大。由此，RC電路的RC時間常數增大，能夠得到延長功率場效應晶體管113的斷開時間的效果。 作為這種方式的另一例子，在RC電路中串聯(lián)連接2個電阻的情況下，也可以將其中一個電阻與開關元件并聯(lián)地連接。這種情況下，構成包含感溫元件的分壓電路以使得高溫時開關元件變成斷開。由此，在高溫時RC電路的電阻值增大，RC時間常數增大斷開時間變長。如以上的另一例子一樣，如果具備感溫元件、將用于在高溫時延長功率場效應晶體管113的斷開時間的信號輸出到斷開時間可變電路107中，則無論哪種結構的感溫電路都可以。通過在驅動用IC上僅外置電阻，就能夠改變開關元件的斷開時間。然后，說明對這樣的驅動用IC應用本發(fā)明的第1實施方式。例如，如果使用美國超科(Supertex)公司的LED驅動用IC即HV9910B，就能構成如圖9所示的LED點燈裝置。在圖9中，在驅動用 IC136中內置有斷開時間可變電路和恒定電壓源，RT管腳是向斷開時間可變電路的輸入管腳，VDD管腳是恒定電壓源的輸出管腳。斷開時間可變電路在其內部具備振蕩電路，以由連接在RT管腳的電阻電路的電阻值決定的大致恒定的頻率來使功率場效應晶體管113接通。具體地，電阻值越大則頻率越低、功率場效應晶體管113的斷開時間變長。因此，如果如圖 9 一樣將電阻137與感溫電阻即PTC熱敏電阻138的串聯(lián)體連接為感溫電路，則能在高溫時PTC熱敏電阻138的電阻值增大、延長斷開時間。另外，關于感溫電路，不限電阻的個數和連接方式。通過在驅動用IC上僅外置電容，就能夠改變斷開時間。這種情況下，可以連接具備感溫電容和任意電容的電容電路，以作為感溫電路。最后，作為圖2中示出的LED點燈裝置的另一例子，說明圖21的LED點燈裝置。在圖21中，在扼流圈114處施加輔助線圈141，通過輔助線圈141來應用實現(xiàn)了電流臨界模式的電路。在輔助線圈141的端子之間連接由電阻117、作為感溫元件的感溫電阻即PTC熱敏電阻118、電容119的串聯(lián)體構成的RC電路，以作為感溫電路。電容119的電壓作為感溫電路的輸出而連接在斷開時間可變電路107上。在功率場效應晶體管113為斷開的狀態(tài)下，如果在功率場效應晶體管113中流過的電流為0，那么在輔助線圈141中產生的電壓的極性則反轉，斷開時間可變電路107在內部具備比較器電路，在檢測到電壓的反轉的時刻使功率場效應晶體管113接通。這里，通過如圖21 —樣設置RC電路，就能夠將斷開時間可變電路107檢測電壓的反轉的時刻延遲由 RC電路的RC時間常數決定的時間。如果在高溫時PTC熱敏電阻118的電阻值增大，則RC 時間常數增大，斷開時間變長。<第2實施方式>在下面說明本發(fā)明的第2實施方式，對于與第1實施方式的相同點則省略說明。圖10是本發(fā)明的第2實施方式中的LED點燈裝置的框圖。在控制電路205中，接通時間可變電路208不僅根據所檢測出的電力變換電路103的電流、還根據具備感溫元件的第2感溫電路209的輸出，來改變開關元件的接通時間。即，對于斷開時間可變電路107 和接通時間可變電路208這兩者，分別具備不同的感溫電路109和209。除此之外，與圖1 所示的第1實施方式相同。圖11是本發(fā)明的第2實施方式中的LED點燈裝置的結構。在圖11中，由電阻223 和224、以及作為感溫元件的感溫電阻、即PTC熱敏電阻225的串聯(lián)體而構成的與電壓源 120連接的電阻分壓電路相當于圖10中的第2感溫電路209。電阻224的電壓相當于圖10 中的第2感溫電路209的輸出，作為電流的輸出值被輸入到接通時間可變電路208中。這里，不限構成電阻分壓電路的電阻的個數和其連接方式。此外，也能取代PTC熱敏電阻225 而使用在高溫時電阻值減少的NTC熱敏電阻或CTR熱敏電阻來構成圖12這樣的電阻分壓電路。此外，也可以不利用電阻分壓電路而利用電容分壓電路，這種情況下，使用感溫電容來取代感溫電阻。接通時間可變電路208與第1實施方式一樣，在功率場效應晶體管113的電流達到設定值的時刻使功率場效應晶體管113斷開。電流的設定值由電阻分壓電路的分壓比來決定，在以下的說明中，考慮電阻224的電壓越高，則電流的設定值就增大。能夠使用比較器而簡單地構成這樣動作的接通時間可變電路208。另外，斷開時間可變電路107與第1實施方式同樣地進行動作，與其連接的第1感溫電路的結構可以是以上說明的任意一個。如圖13 —樣，說明PTC熱敏電阻118和225的電阻值具有相同溫度特性的情況。 在圖13中，以虛線表示第2實施方式中的點燈裝置的功率和PTC熱敏電阻的溫度的關系，此外，也重疊表示了圖4中所示的第1實施方式的相同關系。在圖13中，溫度Ta、Tb、Tc的定義與圖4相同。另外，為了方便說明，假定PTC熱敏電阻118與225的溫度大體相同。在周圍溫度是相比于上述第1基準溫度的低溫(以下，單記為低溫)時，PTC熱敏電阻118和 225的電阻值不依賴于溫度而為大致恒定，決定斷開時間的RC時間常數、決定接通時間的電流的設定值也為大致恒定。在周圍溫度是比上述第1基準溫度高的高溫(以下，單記為高溫)時，溫度越高，則PTC熱敏電阻118和225的電阻值越大。由此，溫度越高RC時間常數越大，此外，電流的設定值變小。周圍溫度是低溫或高溫，分別在圖14(a)或圖14(b)中表示PTC熱敏電阻是例如圖13的Ta或Tb時的動作波形。下面，在圖14(a)的低溫時的動作波形與圖5 (a)相同。 在從低溫變?yōu)楦邷貢r，雖然在圖5(b)中僅功率場效應晶體管113的斷開時間變長，但在圖 14(b)中除此之外IQ的設定值變小。其結果，IL的直流成分即ILED與第1實施方式的情況相比進一步減少，LED點燈裝置功率與第1實施方式相比也進一步減少。根據以上，如圖 13—樣，在第2實施方式中與第1實施方式相比，能夠使功率減少相對于溫度上升的傾斜度更陡，為了降低LED點燈裝置的溫度而避免短壽命化，有時有必要急劇地減少功率，這樣較為有效。然后，如圖15 —樣，對PTC熱敏電阻118和225具有不同的溫度特性的情況進行說明。具體地，在PTC熱敏電阻225中，與PTC熱敏電阻118相比，是電阻值開始增大溫度升高的情況。對于PTC熱敏電阻118將PTC熱敏電阻的電阻值開始上升的溫度與第1實施方式同樣地定義為Tc、對于PTC熱敏電阻225將PTC熱敏電阻的電阻值開始上升的溫度定義為Tc’。此時，根據先前的說明Tc’> Tc。在以下的說明中，將PTC熱敏電阻225的溫度變成Tc’時的周圍溫度定義為第2基準溫度。當然，第2基準溫度是比第1基準溫度高的高溫。在周圍溫度是比第2基準溫度高的高溫時，PTC熱敏電阻的溫度變成例如圖15中的 Tb，。在周圍溫度是比第1基準溫度低的低溫時，PTC熱敏電阻118和225的電阻值不依賴于溫度而為大致恒定，RC時間常數和電流的設定值也為大致恒定。在為比第1基準溫度高的高溫、且為比第2基準溫度低的低溫時，雖然溫度越高則PTC熱敏電阻118的電阻值越大，但是PTC熱敏電阻225的電阻值不依賴于溫度而為大致恒定。因此，RC時間常數隨溫度的升高而增大，而電流的設定值不依賴于溫度而為大致恒定。在是相比于第2基準溫度的高溫時，由于溫度越高則PTC熱敏電阻118和225的電阻值越大，所以溫度越高RC時間常數變大，此外，電流的設定值變小。圖16(a)是周圍溫度為比第1基準溫度低的低溫時的動作波形，圖16(b)是周圍溫度為比第1基準溫度高的高溫、且相比于第2基準溫度低的低溫時的動作波形，圖16(b’) 是周圍溫度為相比于第2基準溫度的高溫時的動作波形，縱軸的定義與圖5或圖14中表示的動作波形相同。下面，將圖16(a)、圖16(b)、圖16(b，)的狀態(tài)單記為低溫、高溫、超高溫。 在圖16中，在從(a)低溫變?yōu)?b)高溫時，與圖5表示的第1實施方式同樣地，功率場效應晶體管113的斷開時間變長。其結果，LED點燈裝置的功率與第1實施方式同樣地減少。然后，在從(b)高溫變?yōu)?b’ )超高溫時，斷開時間進一步變長，此外IQ的設定值變小。其結果，ILED以及LED點燈裝置的功率急劇減少。根據上述，如圖15 —樣，在為比第2基準溫度低的低溫的情況和高溫的情況下，能夠改變功率降低相對于溫度上升的傾斜度，能夠在超高溫時使功率降低的傾斜度更陡。另外，使用圖13和圖14說明的實施方式可以說是第1基準溫度和第2基準溫度相等的情況。此外，雖然省略詳細的說明，但也考慮第2基準溫度比第1基準溫度低的實施方式。能夠利用三肯電氣株式會社產的LED驅動用IC即LC5200系列來如圖17 —樣構成第2實施方式中的點燈裝置。在驅動用IC121中內置有控制電路中除了第1感溫電路和第2感溫電路的部分、和開關元件。雖然省略了詳細說明，但可以將包含感溫元件的分壓電路連接在用于輸入電流的設定值的Ref管腳。在圖17中，將該分壓電路作為由電阻223和 224、PTC熱敏電阻225構成的電阻分壓電路。另外，在圖17中，將相當于圖10中的電力變換電路103的電路構成為升降壓斬波器。此外，增加了電阻405，該電阻405與、熔絲400、 用于應對噪音的電容401、403、404、用于應對噪音的扼流圈402、LED負載104并聯(lián)連接。最后，作為第2實施方式的另一例子，表示考慮圖11中的電流檢測單元116能夠成為第2感溫電路的一部分，在電流檢測單元中具備感溫元件。在圖20的LED點燈裝置中， 通過由電阻122和感溫電阻即PTC熱敏電阻227構成的電阻電路來檢測功率場效應晶體管 113的電流。S卩，用于檢測功率場效應晶體管113的電流的電阻電路變成第2感溫電路。在高溫時，與低溫時相比PTC熱敏電阻227的電阻值增大，電阻122和PTC熱敏電阻227的合成電阻也增大。如果功率場效應晶體管113的電流相同，在高溫時被反饋給接通時間可變電路208的電流檢測值變大。因此，在高溫時，在功率場效應晶體管113的電流在較小的狀態(tài)下，接通時間可變電路208看成是同一電流達到了設定值。換言之，在高溫時電流的設定值減少，作為結果能得到和圖14同樣的動作波形。另外，不限感溫電路的具體的結構，例如，也可以是電阻122和PTC熱敏電阻227 串聯(lián)地連接。標記說明
100...直流電源
101...交流電源
103...電力變換電路
104...LED負載
105...控制電路
205...控制電路
106...驅動電路
107...斷開時間可變電路
108...接通時間可變電路
208接通時間可變電路
109...感溫電路
209...感溫電路
110...二極管電橋
111...電容
115...電容
119...電容
135. · 電容
139. · 電容
401. · 電容
403. · 電容
404. · 電容
112. ·.二極管
113. ·.功率場效應晶體管
114. ·.扼流圈
402. ·.扼流圈
116. ·.電流檢測單元
117. ·.電阻
122. ·.電阻
123. ·.電阻
124. ·.電阻
126. ·.電阻
127. ·.電阻
128. ·.電阻
131. ·.電阻
132. ·.電阻
137. ·.電阻
223. ·.電阻
224. ·.電阻
405. ·.電阻
118. ·.PTC 熱·〔電阻
129. ·.PTC 熱·〔電阻
133. ·.PTC 熱·〔電阻
138. ·.PTC 熱·〔電阻
225. ·.PTC 熱·〔電阻
227. ·.PTC 熱·〔電阻
120. ·.電壓源
121. ·.驅動用IC
136. ·.驅動用IC
125. ·.并聯(lián)調節(jié)器
130. ·.NTC 熱·〔電阻
226. ·.NTC 熱·〔電阻
134. ·.晶體管
140. ·.感溫電容
141. ·.扼流圈的輔助線圈
300. ·.電路基板
301·· .LED 基板400···熔絲
權利要求
1.一種LED點燈裝置，具備電力變換電路，其對從電源供給的電力進行變換后對發(fā)光二極管即LED供電；以及控制電路，其驅動該電力變換電路具備的開關元件， 所述LED點燈裝置的特征在于，所述控制電路具備 第1感溫電路，其具備感溫元件；以及斷開時間可變電路，其基于該第1感溫電路的輸出來決定所述開關元件的斷開時間。
2.—種LED點燈裝置，具備電力變換電路，其對從電源供給的電力進行變換后對發(fā)光二極管即LED供電；以及控制電路，其驅動該電力變換電路具備的開關元件， 所述LED點燈裝置的特征在于，所述控制電路具備 第1感溫電路，其具備感溫元件；以及斷開時間可變電路，其基于該第1感溫電路的輸出來決定所述開關元件的斷開時間， 所述第1感溫電路在周圍溫度比第1基準溫度高時，向所述斷開時間可變電路輸出如下的信號，該信號是用于與周圍溫度比所述第1基準溫度低時相比延長所述開關元件的斷開時間的信號。
3.—種LED點燈裝置，具備電力變換電路，其對從電源供給的電力進行變換后對發(fā)光二極管即LED供電；以及控制電路，其驅動該電力變換電路具備的開關元件， 所述LED點燈裝置的特征在于，所述控制電路具備 第1感溫電路，其具備感溫元件；以及斷開時間可變電路，其基于該第1感溫電路的輸出來決定所述開關元件的斷開時間， 所述第1感溫電路在周圍溫度比第1基準溫度高時，向所述斷開時間可變電路輸出如下的信號，該信號是用于與周圍溫度比所述第1基準溫度低時相比延長所述開關元件的斷開時間的信號，所述第1感溫電路在周圍溫度比所述第1基準溫度低時，將用于把所述開關元件的斷開時間設為大致恒定的信號輸出到所述斷開時間可變電路，在周圍溫度比所述第1基準溫度高時，將周圍溫度越高，則使所述開關元件的斷開時間越長的信號輸出到所述斷開時間可變電路。
4.根據權利要求1 3的任意一項所述的LED點燈裝置，其特征在于，相當于連接在電壓源上的RC電路的所述第1感溫電路具備作為所述感溫元件的感溫電阻和電容，所述第1感溫電路輸出根據RC時間常數上升的電壓，該RC時間常數由所述感溫電阻的電阻值和所述電容的靜電容量來決定，所述斷開時間可變電路在所述開關元件為接通狀態(tài)的期間內，將所述第1感溫電路的輸出強制性地設為大致為零，在所述開關元件為斷開狀態(tài)的期間，在所述第1感溫電路的輸出達到了設定值的時刻接通所述開關元件。
5.根據權利要求1 3的任意一項所述的LED點燈裝置，其特征在于，所述第1感溫電路是具備感溫電阻的電阻電路，被連接在所述斷開時間可變電路， 所述斷開時間可變電路以由所述電阻電路的電阻值決定的大致恒定的頻率來接通所述開關元件。
6.根據權利要求1 3的任意一項所述的LED點燈裝置，其特征在于，所述控制電路具備接通時間可變電路，其檢測在所述電力變換電路中流過的電流，基于該電流來決定所述開關元件的接通時間，所述接通時間可變電路在所述開關元件為接通狀態(tài)的期間，在所述電力變換電路中流過的電流達到了設定值的時刻斷開所述開關元件。
7.根據權利要求1 3的任意一項所述的LED點燈裝置，其特征在于，所述控制電路具備具有感溫元件的第2感溫電路，所述第2感溫電路將電流的設定值輸出到所述接通時間可變電路，所述接通時間可變電路在所述開關元件為接通狀態(tài)的期間，在所述電力變換電路中流過的電流達到了所述電流的設定值的時刻斷開所述開關元件，所述第2感溫電路在周圍溫度比第2基準溫度高時，與周圍溫度比所述第2基準溫度低時相比，減小所述電流的設定值，所述第2感溫電路在周圍溫度比所述第2基準溫度低時，將所述電流的設定值設為大致恒定，在周圍溫度比所述第2基準溫度高時，周圍溫度越高，則使所述電流的設定值減相當于連接在電壓源上的分壓電路的所述第2感溫電路具備所述感溫元件，將對所述電壓源的電壓進行分壓而得的電壓輸出為電流的設定值。
8.根據權利要求1 3的任意一項所述的LED點燈裝置，其特征在于，所述電源是將從外部供給的交流電源通過AC-DC變換電路進行變換而得的直流電源， 所述電力變換電路是具備二極管、相當于所述開關元件的功率場效應晶體管和扼流圈的斬波電路，所述控制電路具有從所述直流電源經由調節(jié)器生成所述電壓源的生成單元。
9.根據權利要求1 3的任意一項所述的LED點燈裝置，其特征在于，所述電力變換電路是具備所述開關元件、二極管和扼流圈的斬波電路，所述扼流圈具備用于使所述電力變換電路在電流臨界模式下動作的輔助線圈，相當于連接在所述輔助線圈上的RC電路的所述第1感溫電路具備作為所述感溫元件的感溫電阻和電容，所述斷開時間可變電路在所述開關元件為斷開狀態(tài)的期間，在所述第1感溫電路的輸出達到了設定值的時刻接通所述開關元件。
10.根據權利要求1 3的任意一項所述的LED點燈裝置，其特征在于，以與所述開關元件或內置所述開關元件的驅動用IC接觸的方式安裝所述感溫元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種LED點燈裝置，該LED點燈裝置具備在周圍溫度高時使功率減少并防止LED以及點燈裝置的短壽命化的過熱保護功能。一種LED點燈裝置，具備電力變換電路，其對從電源供給的電力進行變換后對發(fā)光二極管即LED供電；以及控制電路，其驅動該電力變換電路具備的開關元件，所述LED點燈裝置的特征在于，所述控制電路具備第1感溫電路，其具備感溫元件；以及斷開時間可變電路，其基于該第1感溫電路的輸出來決定所述開關元件的斷開時間。
文檔編號H02M3/155GK102316627SQ20111004092
公開日2012年1月11日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權日2010年6月29日
發(fā)明者三村隆宣, 莊司浩幸, 畠山篤史, 門田充弘 申請人:日立空調·家用電器株式會社