專利名稱：開關(guān)電源及照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)(switching)電源及照明裝置。
背景技術(shù)：
近年來，對于照明裝置而言，照明光源正從白熾燈泡或熒光燈更換為節(jié)能且壽命長的光源例如發(fā)光二極管(Light-emitting diode :LED)。另外，例如電致發(fā)光(Electro-Luminescence, EL)兀件或有機(jī)發(fā)光二極管(Organic light-emitting diode 0LED)等新的照明光源也已被開發(fā)。這些照明光源的亮度依賴于流入的電流值，因此，在使照明光源點(diǎn)燈的情況下，需要供給定電流的電源電路。另外，為了使輸入的電源電壓與LED等照明光源的額定電壓相匹配，還需要對電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換。作為效率高且適合于省電化、小型化的電源，DC-DC轉(zhuǎn)換器(converter)等的開關(guān)電源已為人所知。另外，已提出了使用有自勵式(self-excited) DC-DC轉(zhuǎn)換器的LED點(diǎn)燈裝置(例如參照專利文獻(xiàn)I)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2004-119078號公報(bào)然而，對于自勵式DC-DC轉(zhuǎn)換器而言，存在如下的情況，即，若在電感器(inductor)中流動的輸出電流過小，則有可能會停止振蕩，照明光源的調(diào)光范圍會受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方式的目的在于提供使輸出電流的可變范圍擴(kuò)大的開關(guān)電源及照明裝置。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供開關(guān)電源，其特征包括開關(guān)元件、定電流元件、整流元件、第一電感器、第二電感器、以及控制電路。所述開關(guān)元件在導(dǎo)通時(shí)，將電源電壓供給至所述第一電感器，使電流流動。所述定電流元件串聯(lián)地連接于所述開關(guān)元件，且當(dāng)所述開關(guān)元件的電流超過規(guī)定的上限值時(shí)，使所述開關(guān)元件斷開。所述整流元件串聯(lián)地連接于所述開關(guān)元件及所述定電流元件中的任一個(gè)元件，且當(dāng)所述開關(guān)元件斷開時(shí)，使所述第一電感器的電流流動。所述第二電感器與所述第一電感器磁耦合，且當(dāng)所述第一電感器的電流增加時(shí)，感應(yīng)出使所述開關(guān)元件導(dǎo)通的電位，當(dāng)所述開關(guān)元件的電流減少時(shí)，感應(yīng)出使所述開關(guān)元件斷開的電位，將感應(yīng)出的電位供給至所述開關(guān)元件的控制端子。所述控制電路供給電位至所述定電流元件的控制端子，并且當(dāng)電位的平均值低于可使所述開關(guān)元件繼續(xù)開關(guān)的下限值時(shí)，將脈沖狀的電位予以輸出，該脈沖狀的電位是在輸出所述下限值以上的電位值的期間、與輸出低于所述下限值的電位值的期間反復(fù)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可提供使輸出電流的可變范圍擴(kuò)大的開關(guān)電源及照明裝置。


圖1是對包含第一實(shí)例的開關(guān)電源的照明裝置進(jìn)行例示的電路圖。圖2是第一實(shí)例中的控制電路的輸出信號的波形圖。圖3是表示定電流元件的電流對于控制端子的電位的相依性的特性圖。圖4是第二實(shí)例中的控制電路的輸出信號的波形圖。符號的說明1:照明裝置2:開關(guān)電源3:照明負(fù)載4 :高電位電源端子5:低電位電源端子6:高電位輸出端子7:低電位輸出端子8 :開關(guān)元件9:定電流元件10 :整流元件11:控制電路12:電容器13:第一電感器14:第二電感器15:平滑電容器16:照明光源ID :漏極電流TH、TH1、TH2、TL、TL1、TL2 :期間Vl :下限值VDS :漏極與源極之間的電壓VG :輸出信號VIN:電源電壓VOUT :電壓/輸出電壓
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施方式第一實(shí)施方式的開關(guān)電源包括第一電感器；開關(guān)兀件，在導(dǎo)通時(shí)，將電源電壓供給至所述第一電感器，使電流流動；定電流元件，串聯(lián)地連接于所述開關(guān)元件，且當(dāng)所述開關(guān)元件的電流超過規(guī)定的上限值時(shí)，使所述開關(guān)元件斷開；整流元件，串聯(lián)地連接于所述開關(guān)元件及所述定電流元件中的任一個(gè)元件，且當(dāng)所述開關(guān)元件斷開時(shí)，使所述第一電感器的電流流動；第二電感器，與所述第一電感器磁耦合，且當(dāng)所述第一電感器的電流增加時(shí)，感應(yīng)出使所述開關(guān)元件導(dǎo)通的電位，當(dāng)所述開關(guān)元件的電流減少時(shí)，感應(yīng)出所述開關(guān)元件斷開的電位，將感應(yīng)的電位供給至所述開關(guān)元件的控制端子；以及控制電路，將電位供給至所述定電流元件的控制端子，并且當(dāng)電位的平均值低于可使所述開關(guān)元件繼續(xù)開關(guān)的下限值時(shí)，將脈沖狀的電位予以輸出，該脈沖狀的電位使將所述下限值以上的電位值予以輸出的期間、與將低于所述下限值的電位值予以輸出的期間反復(fù)。第二實(shí)施方式根據(jù)第一實(shí)施方式的開關(guān)電源，第二實(shí)施方式的開關(guān)電源的特征在于所述開關(guān)元件為常通(normally on)型的元件。第三實(shí)施方式根據(jù)第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式的開關(guān)電源，第三實(shí)施方式的開關(guān)電源的特征在于當(dāng)產(chǎn)生的電位的平均值為所述下限值以上時(shí)，所述控制電路輸出脈沖狀的電位，該脈沖狀的電位使將高于平均值的電位值予以輸出的期間、與將低于平均值的電位值予以輸出的期間反復(fù)。 第四實(shí)施方式根據(jù)第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式的開關(guān)電源，第四實(shí)施方式的開關(guān)電源的特征在于當(dāng)輸出的電位的平均值高于所述下限值時(shí)，所述控制電路輸出直流電位。第五實(shí)施方式第五實(shí)施方式的照明裝置包括根據(jù)第一實(shí)施方式 第四實(shí)施方式中任一項(xiàng)所述的開關(guān)電源、與作為所述開關(guān)電源的負(fù)載電路而被連接的照明負(fù)載。以下，參照附圖來詳細(xì)地對實(shí)例進(jìn)行說明。再者，在本申請案說明書與各圖中，對與已在出現(xiàn)過的圖中經(jīng)敘述的要素相同的要素附上相同符號，且適當(dāng)?shù)貙⒃敿?xì)說明予以省略。首先，對第一實(shí)例進(jìn)行說明。圖1是對包含第一實(shí)例的開關(guān)電源的照明裝置進(jìn)行例示的電路圖。圖2是第一實(shí)例中的控制電路的輸出信號的波形圖。如圖1所示，照明裝置I包括開關(guān)電源2，將輸入的直流的電源電壓VIN下降至電壓V0UT;以及照明負(fù)載3，作為開關(guān)電源2的負(fù)載電路。照明負(fù)載3包括照明光源16。照明光源16例如包含LED，由開關(guān)電源2供給電壓V0UT，而將照明光源16點(diǎn)燈。在開關(guān)電源2中，開關(guān)元件8與定電流元件9串聯(lián)地連接在高電位電源端子4與高電位輸出端子6之間。即，開關(guān)元件8的漏極(drain)連接于高電位電源端子4，開關(guān)元件8的源極(source)連接于定電流元件9的漏極,定電流元件9的源極連接于高電位輸出端子6。開關(guān)元件8及定電流元件9例如為場效晶體管(Field Effect Transistor,FET),且例如為高電子遷移率晶體管(High Electron Mobility Transistor :HEMT),而且為常通型的元件。整流元件10是將從低電位電源端子5朝向高電位輸出端子6的方向作為順方向，連接在高電位輸出端子6與低電位電源端子5之間。S卩，整流元件10串聯(lián)地連接于定電流元件9。再者,整流元件10例如為肖特基勢魚二極管(Schottky Barrier Diode, SBD)等
的二極管?？刂齐娐?1將輸出信號VG輸出至定電流元件9的作為控制端子的柵極(gate)。如圖2所示，控制電路11產(chǎn)生脈沖狀的輸出信號VG，該脈沖狀的輸出信號VG包括相對電位較高的期間TH1、與相對電位較低的期間TL1。輸出信號VG是如下的信號,該信號可使期間THl中的電位與期間TLl中的電位的電位差保持固定，且可使電位的平均值發(fā)生變化?？刂齐娐?1可架構(gòu)成將對應(yīng)于所述平均值的電位合成至脈沖產(chǎn)生電路的輸出，而所述脈沖產(chǎn)生電路例如產(chǎn)生與所述電位差相對應(yīng)的振幅的矩形波。再者，圖2表示了電位的平均值不同的三個(gè)情況。輸出信號VG可架構(gòu)成通過將期間THl中的電位值、期間TLl中的電位值、及期間THUTLl各自發(fā)生變化，使電位的平均值發(fā)生變化。而且，在開關(guān)電源2，第一電感器13連接在低電位電源端子5與低電位輸出端子7之間。第一電感器13經(jīng)由照明負(fù)載3而與開關(guān)元件8及定電流元件9串聯(lián)地連接。另外，第二電感器14與第一電感器13磁稱合,第二電感器14的一端連接于低電位輸出端子7,另一端經(jīng)由電容器(condenser) 12而連接于開關(guān)元件8的作為控制端子的柵極。而且，平滑電容器15連接在高電位輸出端子6與低電位輸出端子7之間。接著，對開關(guān)電源2的動作進(jìn)行說明。(I)當(dāng)將電源電壓VIN供給至高電位電源端子4與低電位電源端子5之間時(shí)，由于開關(guān)元件8及定電流元件9為常通型的元件，開關(guān)元件8及定電流元件9的任何一個(gè)均導(dǎo)通。接著，電流在高電位電源端子4、開關(guān)元件8、定電流元件9、平滑電容器15、第一電感器13、以及低電位電源端子5的路徑中流動，對平滑電容器15進(jìn)行充電。平滑電容器15兩端的電壓，即，高電位輸出端子6與低電位輸出端子7之間的電壓是作為開關(guān)電源2的輸出電壓VOUT而供給至照明負(fù)載3的照明光源16。再者，由于開關(guān)元件8及定電流元件9是導(dǎo)通的，電源電壓VIN大致施加至整流元件10的兩端。整流元件10成為逆向偏壓，而沒有電流流動。(2)若輸出電壓VOUT達(dá)到規(guī)定電壓，則電流會流入至照明光源16，照明光源16點(diǎn)燈。此時(shí)，電流在高電位電源端子4、開關(guān)元件8、定電流元件9、平滑電容器15及照明光源16、第一電感器13、以及低電位電源端子5的路徑中流動。例如，在照明光源16為LED的情況，此規(guī)定電壓為LED的順方向電壓，并根據(jù)照明光源16來決定。(3)由于經(jīng)由開關(guān)元件8、定電流元件9，將電源電壓VIN供給至第一電感器13，流過第一電感器13的電流會逐漸增加。由于第二電感器14以圖示的極性來與第一電感器13磁I禹合，第二電感器14感應(yīng)出以電容器12側(cè)為高電位的極性的電動勢(electromotiveforce)。因此，相對于源極，正電位經(jīng)由電容器12而供給至開關(guān)元件8的柵極，開關(guān)元件8維持導(dǎo)通狀態(tài)。(4)若在包含F(xiàn)ET的定電流元件9中流動的電流達(dá)到由柵極與源極之間的電壓所決定的飽和電流值，則定電流元件9的漏極與源極之間的電壓會急劇地上升。因此，開關(guān)元件8的柵極與源極之間的電壓會變成低于臨界值電壓，開關(guān)元件8斷開。(5)第一電感器13使電流在整流元件10、平滑電容器15及照明負(fù)載3、以及第一電感器13的路徑中持續(xù)流動。因此，照明光源16持續(xù)點(diǎn)燈。由于第一電感器13會釋放出電磁能，因此，第一電感器13的電流會逐漸減少。因此，第二電感器14感應(yīng)出以電容器12側(cè)為低電位的極性的電動勢。相對于源極，負(fù)電位經(jīng)由電容器12而供給至開關(guān)元件8的柵極，開關(guān)元件8維持?jǐn)嚅_狀態(tài)。(6)若積存于第一電感器13的電磁能變?yōu)榱?，則在第一電感器13中流動的電流變?yōu)榱?。第二電感?4所感應(yīng)出的電動勢的方向再次反轉(zhuǎn)，感應(yīng)出以電容器12側(cè)為高電位的電動勢。藉此，高于源極的電位供給至開關(guān)元件8的柵極，開關(guān)元件8導(dǎo)通。藉此，返回至所述⑵的狀態(tài)。然后，重復(fù)所述(2) (6)。藉此，自動地將開關(guān)元件8反復(fù)切換為導(dǎo)通及斷開，使電源電壓VIN下降所得的輸出電壓VOUT供給至照明光源16。另外，供給至照明光源16的電流因定電流元件9而成為上限值受到限制的定電流。因此，可使照明光源16穩(wěn)定地點(diǎn)燈。另外，在開關(guān)電源2中，可使控制電路11的輸出信號VG的電位發(fā)生變化而對上限值進(jìn)行調(diào)整，從而可對流入至照明光源16的電流進(jìn)行調(diào)整而調(diào)光。圖3是表示定電流元件的電流對于控制端子的電位的相依性的特性圖。在圖3中，橫軸為包含F(xiàn)ET的定電流元件9的漏極與源極之間的電壓VDS，縱軸為漏極電流ID,將輸出信號VG的電位作為參數(shù)(parameter)來表不漏極電流的相依性。 通過使輸出信號VG的電位發(fā)生變化，從而使定電流元件9的柵極電位發(fā)生變化，可對飽和電流的值，即，電流的上限值進(jìn)行調(diào)整。例如同過提高輸出信號VG的電位(圖3的VG =High的方向)，可使漏極電流ID的上限值增大，從而可使流過照明光源16的電流增大。結(jié)果，照明光源16的亮度增加。另外，通過降低輸出信號VG的電位(圖3的VG=Low的方向)，可使漏極電流ID的上限值減小，從而可使流過照明光源16的電流減小。結(jié)果，照明光源16的亮度下降。然而，若輸出信號VG的電位過低，則在第二電感器14感應(yīng)出的電動勢會下降，會有無法使開關(guān)元件8再次導(dǎo)通的情況。即，可使開關(guān)元件8再次導(dǎo)通且可使開關(guān)電源2繼續(xù)振蕩的輸出信號VG的電位存在下限值VI。因此，控制電路11產(chǎn)生脈沖狀的輸出信號VG，且將脈沖狀的輸出信號VG供給至定電流元件9的柵極，所述脈沖狀的輸出信號VG包括所述下限值Vl以上的電位相對較高的期間TH1、與電位相對較低的期間TL1。再者，將期間TH1、TH分別設(shè)定得比開關(guān)電源2的振蕩周期T更長，另外，對所述期間THUTLl是設(shè)定成使所述期間THUTLl分別以人眼無法感知的程度的時(shí)間間隔而反復(fù)。在期間TLl中，若輸出信號VG的電位低于下限值VI,則開關(guān)電源2會停止振蕩。然而，由于期間THl中的輸出信號VG的電位是設(shè)定為下限值Vl以上，在期間THl中，開關(guān)電源2會振蕩，電流可以供給至照明光源16。S卩，若控制電路11使輸出信號VG的電位的平均值逐漸下降，則開關(guān)電源2會間歇地振蕩。結(jié)果，流過照明光源16的電流的平均值會低于與輸出信號VG的電位的下限值Vl相對應(yīng)的電流。另外，若控制電路11使輸出信號VG的電位的平均值逐漸上升到高于所述下限值VI，則開關(guān)電源2會連續(xù)地振蕩。另外，當(dāng)輸出信號VG的電位的平均值為下限值Vl以上時(shí)，控制電路11產(chǎn)生呈脈沖狀地發(fā)生變化的電位，該電位在輸出高于平均值的電位的期間TH2以及輸出低于平均值的電位的期間TL2之間反復(fù)。再者，將期間TH2、TL2分別設(shè)定得比開關(guān)電源2的振蕩周期T更長，另外，對所述期間TH2、TL2設(shè)定成使所述期間TH2、TL2分別以人眼無法感知的程度的時(shí)間間隔而反復(fù)。而且，當(dāng)輸出信號VG的電位的平均值為下限值Vl以上時(shí)，也可根據(jù)輸出信號VG的電位的平均值來使期間TH2、TL2發(fā)生變化。
接著，對本實(shí)例的效果進(jìn)行說明。在本實(shí)例中，控制電路11產(chǎn)生脈沖狀的輸出信號VG，且將該脈沖狀的輸出信號VG供給至定電流元件9的柵極，該脈沖狀的輸出信號VG包括電位相對較高的期間TH1、與電位相對較低的期間TL1。結(jié)果，當(dāng)柵極電位的平均值低于可使開關(guān)電源2繼續(xù)振蕩的下限值Vl時(shí)，開關(guān)電源2可間歇地振蕩，將電流供給至照明光源16。因此，流過照明光源16的電流的調(diào)整范圍可以擴(kuò)大。即，可以擴(kuò)大照明光源16的調(diào)光范圍。另外，在控制電路11，通過使期間THl、TLl之比發(fā)生變化，可以調(diào)整輸出信號VG的電位的平均值。當(dāng)輸出信號VG的電位的平均值低于下限值Vl時(shí)，可使流過照明光源16的電流的平均值發(fā)生變化，從而對照明光源16進(jìn)行調(diào)光。再者，由于期間TH1、TH設(shè)定成使期間TH1、TLl分別以人眼無法感知的程度的時(shí)間間隔而反復(fù)，因此不存在閃爍等影響。而且，當(dāng)使用HEMT作為開關(guān)元件8、定電流元件9等各元件時(shí)，能夠進(jìn)行高頻動作。例如能夠進(jìn)行兆赫級(megahertz order)的動作。結(jié)果，控制電路11的在輸出信號VG期間THl、TH可以更短，從而可使流過照明光源16的電流的平均值的調(diào)整范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，使調(diào)光范圍擴(kuò)大。特別是在使用GaN系HEMT的情況下，能夠進(jìn)行頻率更高的動作，而且可使調(diào)光范圍擴(kuò)大。圖4是第二實(shí)例中的控制電路的輸出信號的波形圖。如圖4所示，本實(shí)例與所述第一實(shí)例相比較，控制電路的輸出信號VG不同。即，在本實(shí)例中，設(shè)置了圖4所示的用以產(chǎn)生輸出信號VG的控制電路，來代替第一實(shí)例中的控制電路11。本實(shí)例的開關(guān)電源及照明裝置的控制電路以外的構(gòu)成與圖1所示的構(gòu)成相同。當(dāng)輸出信號VG的電位的平均值低于下限值Vl時(shí)，本實(shí)例中的控制電路與第一實(shí)例中的控制電路11相同，會產(chǎn)生脈沖狀的輸出信號VG,該脈沖狀的輸出信號VG包括電位相對較高的期間TH、與電位相對較低的期間TL。本實(shí)例中的控制電路與第一實(shí)例中的控制電路11的不同點(diǎn)在于當(dāng)輸出信號VG的電位的平均值為下限值Vl以上時(shí)，輸出直流電位，作為輸出信號VG。再者，將期間TH、TL分別設(shè)定得比開關(guān)電源2的振蕩周期T更長，另外，期間TH、TL設(shè)定成使所述期間TH、TL分別以人眼無法感知的程度的時(shí)間間隔而反復(fù)。當(dāng)輸出信號VG的電位為下限值Vl以上時(shí)，開關(guān)電源的振蕩不會停止，因此，無需如第一實(shí)例中的控制電路11那樣，產(chǎn)生脈沖狀的輸出信號VG并供給至定電流元件9的柵極。另外，當(dāng)輸出信號VG的電位的平均值為下限值Vl以上時(shí)，本實(shí)例中的控制電路輸出直流電位，作為輸出信號VG，因此可抑制流過照明光源16的電流的最大值。本實(shí)例中的所述以外的構(gòu)成、動作及效果與所述第一實(shí)例相同。以上，已一面參照具體例，一面對本發(fā)明的實(shí)例進(jìn)行了說明。然而，本發(fā)明并不限定于所述具體例，可進(jìn)行各種變形。例如，在圖1中，控制電路11連接在定電流元件9的柵極與低電位電源端子5之間，且相對于低電位電源端子5的電位而產(chǎn)生輸出信號VG。然而，控制電路11也可連接在定電流元件9的柵極與源極之間，且相對于源極電位而產(chǎn)生輸出信號VG。另外，控制電路11產(chǎn)生如下的輸出信號VG，該輸出信號VG的電位在期間THl與期間TLl之間、期間TH2與期間TL2之間、及期間TH與期間TL之間，呈脈沖狀地急劇地發(fā)生變化，但例如也可使所述輸出信號VG的電位呈正弦波狀地平緩地發(fā)生變化。而且，控制電路11產(chǎn)生如下的輸出信號VG，該輸出信號VG的期間THl中的電位與期間TLl或期間TL中的電位的電位差固定，且電位的平均值可變。然而，也可產(chǎn)生如下的輸出信號VG，該輸出信號VG使期間TLl或期間TL中的電位保持固定，且使期間THl或期間TH中的電位在下限值Vl以上的范圍內(nèi)發(fā)生變化，藉此，使電位的平均值可變。另外，在所述第一實(shí)例及第二實(shí)例中，表示了開關(guān)元件8及定電流元件9為常通型元件的例子，但本發(fā)明并不限定于此，所述開關(guān)元件8及定電流元件9也可為常斷(normally off)型元件。在此情況下，當(dāng)開始供給電源電壓VIN時(shí)，需要用以使開關(guān)電源2啟動的啟動電路。另外，開關(guān)電源的構(gòu)成并不限定于圖1所示的構(gòu)成。例如，第一電感器13可處于高電位電源端子4、開關(guān)元件8、定電流元件9、平滑電容器15、以及低電位電源端子5的路徑中，也可連接在定電流元件9與整流元件10的連接點(diǎn)與高電位輸出端子6之間。而且，開關(guān)電源的構(gòu)成并不限定于圖1所示的降壓型構(gòu)成，也可為升壓型構(gòu)成、升降壓型構(gòu)成。另外，開關(guān)元件8及定電流元件9并不限定于GaN系HEMT。例如也可為如下的半導(dǎo)體元件，該半導(dǎo)體元件是在半導(dǎo)體基板中，使用如碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)或金剛石之類的具有寬能隙(wide bandgap)的半導(dǎo)體(寬能隙半導(dǎo)體)而形成。此處，所謂寬能隙半導(dǎo)體，是指能隙比能隙約為1.4eV的砷化鎵(GaAs)更大的半導(dǎo)體。例如包含能隙為1. 5eV以上的半導(dǎo)體、磷化鎵(GaP，能隙約為2. 3eV)、氮化鎵(GaN,能隙約為3. 4eV)、金剛石(C，能隙約為5. 27eV)、氮化鋁(A1N，能隙約為5. 9eV)、以及碳化硅(SiC)等。對于此種寬能隙半導(dǎo)體元件而言，在使耐壓相等的情況下，可比硅半導(dǎo)體元件更小，因此，寄生電容(parasitic capacitance)小，且能夠進(jìn)行高速動作,所以可使開關(guān)周期縮短,從而能夠使繞組線零件或電容器等實(shí)現(xiàn)小型化。此外，照明光源16不限于LED，可為EL或OLED等，也可將多個(gè)照明光源16串聯(lián)或并聯(lián)地連接于照明負(fù)載3。另外，在所述實(shí)例中，例示了使用照明光源作為開關(guān)電源的負(fù)載的情況，但例示的開關(guān)電源不僅可為照明光源，只要為由直流驅(qū)動的負(fù)載，便可使用。已對本發(fā)明的若干實(shí)施方式及實(shí)例進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式或?qū)嵗亲鳛槔佣惶崾镜膶?shí)施方式或?qū)嵗?，并無對發(fā)明的范圍進(jìn)行限定的意圖。這些新穎的實(shí)施方式或?qū)嵗軌蛞云渌鞣N方式來實(shí)施，且在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種省略、替換、以及變更。所述實(shí)施方式或?qū)嵗蛘咚鼈兊淖冃伟诎l(fā)明的范圍或宗旨，并且包含于權(quán)利要求書所揭示的發(fā)明與其均等的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源，其特征在于，包括第一電感器；開關(guān)元件，在導(dǎo)通時(shí)，將電源電壓供給至所述第一電感器，使電流流動；定電流元件，串聯(lián)地連接于所述開關(guān)元件，且當(dāng)所述開關(guān)元件的電流超過規(guī)定的上限值時(shí)，使所述開關(guān)元件斷開；整流元件，串聯(lián)地連接于所述開關(guān)元件及所述定電流元件中的任一個(gè)元件，且當(dāng)所述開關(guān)元件斷開時(shí)，使所述第一電感器的電流流動；第二電感器，與所述第一電感器磁耦合，且當(dāng)所述第一電感器的電流增加時(shí)，感應(yīng)出使所述開關(guān)元件導(dǎo)通的電位，當(dāng)所述開關(guān)元件的電流減少時(shí)，感應(yīng)出使所述開關(guān)元件斷開的電位，將感應(yīng)出的電位供給至所述開關(guān)元件的控制端子；以及控制電路，將電位供給至所述定電流元件的控制端子，并且當(dāng)所述電位的平均值低于可使所述開關(guān)元件繼續(xù)開關(guān)的下限值時(shí)，輸出脈沖狀的電位，所述脈沖狀的電位是在輸出所述下限值以上的電位值的期間、與輸出低于所述下限值的電位值的期間反復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源，其特征在于所述開關(guān)元件為常通型的元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源，其特征在于當(dāng)產(chǎn)生的電位的平均值為所述下限值以上時(shí)，所述控制電路將脈沖狀的電位予以輸出，該脈沖狀的電位是在輸出高于平均值的電位值的期間、與輸出低于平均值的電位值的期間反復(fù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源，其特征在于當(dāng)輸出的電位的平均值高于所述下限值時(shí)，所述控制電路輸出直流電位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)電源，其特征在于無論所述控制電路所輸出的電位的平均值如何，所述控制電路所輸出的電位中的相對較高的電位與相對較低的電位的電位差均固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)電源，其特征在于當(dāng)輸出的電位的平均值高于所述下限值時(shí)，所述控制電路使如下的期間發(fā)生變化，該期間是根據(jù)平均值而輸出高于所述平均值的電位值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)電源，其特征在于當(dāng)輸出的電位的平均值高于所述下限值時(shí)，所述控制電路使如下的期間發(fā)生變化，該期間是根據(jù)平均值而輸出低于所述平均值的電位值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源，其特征在于所述脈沖狀的電位呈正弦波狀地發(fā)生變化。
9.一種照明裝置，其特征在于，包括開關(guān)電源；以及照明負(fù)載，作為所述開關(guān)電源的負(fù)載電路而被連接，所述開關(guān)電源包括第一電感器；開關(guān)元件，在導(dǎo)通時(shí)，將電源電壓供給至所述第一電感器，使電流流動；定電流元件，串聯(lián)地連接于所述開關(guān)元件，且當(dāng)所述開關(guān)元件的電流超過規(guī)定的上限值時(shí)，使所述開關(guān)元件斷開；整流元件，串聯(lián)地連接于所述開關(guān)元件及所述定電流元件中的任一個(gè)元件，且當(dāng)所述開關(guān)元件斷開時(shí)，使所述第一電感器的電流流動；第二電感器，與所述第一電感器磁耦合，且當(dāng)所述第一電感器的電流增加時(shí)，感應(yīng)出使所述開關(guān)元件導(dǎo)通的電位，當(dāng)所述開關(guān)元件的電流減少時(shí)，感應(yīng)出使所述開關(guān)元件斷開的電位，將感應(yīng)出的電位供給至所述開關(guān)元件的控制端子；以及控制電路，將電位供給至所述定電流元件的控制端子，并且當(dāng)所述電位的平均值低于可使所述開關(guān)元件繼續(xù)開關(guān)的下限值時(shí)，輸出脈沖狀的電位，所述脈沖狀的電位是在輸出所述下限值以上的電位值予以輸出的期間、與輸出低于所述下限值的電位值的期間反復(fù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明裝置，其特征在于所述開關(guān)元件為常通型的元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明裝置，其特征在于當(dāng)產(chǎn)生的電位的平均值為所述下限值以上時(shí)，所述控制電路輸出脈沖狀的電位，該脈沖狀的電位是在輸出高于平均值的電位值的期間、與輸出低于平均值的電位值的期間反復(fù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明裝置，其特征在于當(dāng)輸出的電位的平均值高于所述下限值時(shí)，所述控制電路輸出直流電位。
13.一種照明裝置的控制方法，該照明裝置包括開關(guān)電源、與作為所述開關(guān)電源的負(fù)載電路而被連接的照明負(fù)載，所述控制方法的特征在于當(dāng)對所述開關(guān)電源的輸出進(jìn)行控制的電位低于可使振蕩繼續(xù)的下限值時(shí)，供給脈沖狀的電位，該脈沖狀的電位使將所述下限值以上的電位值予以輸出的期間、與將低于所述下限值的電位值予以輸出的期間反復(fù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于所述開關(guān)電源包括開關(guān)元件、與串聯(lián)地連接于所述開關(guān)元件的定電流元件，對所述開關(guān)電源的輸出進(jìn)行控制的電位是所述定電流元件的控制端子的電位。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于當(dāng)對所述開關(guān)電源的輸出進(jìn)行控制的電位的平均值為所述下限值以上時(shí)，供給脈沖狀的電位，該脈沖狀的電位是在輸出高于平均值的電位值的期間、與輸出低于平均值的電位值的期間反復(fù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于當(dāng)對所述開關(guān)電源的輸出進(jìn)行控制的電位的平均值高于所述下限值時(shí)，供給直流電位。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于當(dāng)對所述開關(guān)電源的輸出進(jìn)行控制的電位的平均值高于所述下限值時(shí)，供給脈沖狀的電位，該脈沖狀的電位是所述電位相對較高的期間與電位相對較低的期間反復(fù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的控制方法，其特征在于無論所述控制電路所輸出的電位的平均值如何，對所述開關(guān)電源的輸出進(jìn)行控制的電位中的相對較高的電位與相對較低的電位的電位差均固定。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的控制方法，其特征在于當(dāng)對所述開關(guān)電源的輸出進(jìn)行控制的電位的平均值高于所述下限值時(shí)，使如下的期間發(fā)生變化，該期間是根據(jù)平均值而輸出高于所述平均值的電位值予的期間。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的控制方法，其特征在于當(dāng)對所述開關(guān)電源的輸出進(jìn)行控制的電位的平均值高于所述下限值時(shí)，使如下的期間發(fā)生變化，該期間是根據(jù)平均值而輸出低于所述平均值的電位值的期間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種開關(guān)電源及照明裝置。開關(guān)電源包括開關(guān)元件、定電流元件、整流元件、第一電感器、第二電感器以及控制電路。開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)，供給電源電壓至第一電感器，使電流流動。定電流元件串聯(lián)地連接于開關(guān)元件，且當(dāng)開關(guān)元件的電流超過規(guī)定的上限值時(shí)，斷開開關(guān)元件。整流元件串聯(lián)地連接于開關(guān)元件及定電流元件的任一個(gè)元件，且當(dāng)開關(guān)元件斷開時(shí)，使第一電感器的電流流動。第二電感器與第一電感器磁耦合，且當(dāng)?shù)谝浑姼衅鞯碾娏髟黾訒r(shí)，感應(yīng)出使開關(guān)元件導(dǎo)通的電位，當(dāng)開關(guān)元件的電流減少時(shí)，感應(yīng)出使開關(guān)元件斷開的電位，供給感應(yīng)出的電位至開關(guān)元件的控制端子?？刂齐娐份敵鲭娢恢炼娏髟目刂贫俗?。
文檔編號H02M3/335GK103023332SQ201210315779
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者高橋雄治, 北村紀(jì)之, 鈴木浩史, 高橋浩司, 石北徹 申請人:東芝照明技術(shù)株式會社