[发明专利]LED驱动电路和使用该LED驱动电路的LED照明组件

说明书

本申请基于2010年12月21日提交的申请号为2010-284943的日文专利申请，该申请的内容通过援引在此加入。

技术领域

本发明涉及用于驱动LED(发光二极管)的LED驱动电路以及使用该LED驱动电路的LED照明组件。

背景技术

LED的特征在于其耗电低、寿命长等，并且其应用范围不仅已扩展至显示设备，还扩展至照明装置等。LED照明装置通常使用多个LED，以获得所期望的亮度。

一般使用的照明装置经常采用商用交流电源，并且考虑采用LED照明组件取代例如白炽灯等一般使用的照明组件的情形，期望LED照明组件也被配置成与一般使用的照明组件那样使用商用交流电源。

此外，在设法执行白炽灯的光控制时，使用了相控光控制器(通常称为白炽光控制器)，其中开关元件(通常是晶闸管元件或三端双向可控硅开关元件)在交流电源电压的特定相位角处被接通，并因此容许通过简单的音量元件(volume element)操作来轻易地执行通过对白炽灯供电进行控制而进行光控制。然而已知的是，在通过使用相控光控制器执行低瓦数白炽灯的光控制时，将白炽灯连接于光控制器会导致闪烁或闪光的发生，因此无法恰当地执行光控制。

在设法对使用交流电源的LED照明组件执行光控制时，期望现有的用于白炽灯的相控光控制器可以像它连接到LED照明组件那样进行连接。通过在仅将照明组件改变至LED照明组件同时使用已有的相应光控制设备，相比使用白炽灯的情形，功耗可显著降低。此外，这还能获得兼容性而不需要将光控制设备改变为专用于LED照明组件的类型，并因此降低了设备成本。

现在，图23示出能执行使用交流电源的LED照明组件的光控制的LED照明系统的常规示例。图23示出的LED照明系统包括商用交流电源1、相控光控制器2、具有二极管电桥DB1和限流部分3的LED驱动电路以及通过将数个LED串联而形成的LED阵列4。在相控光控制器2中，使可变电阻器Rvar1的电阻值改变，并因此在与该电阻值有关的电源相位角处使三端双向可控硅元件Tri1导通。一般地，可变电阻器Rvar1以旋钮或滑块的形式建构且因此被配置为通过改变该旋钮的转角或该滑块的位置而容许对照明组件进行光控制。此外，在相控光控制器2中，电容器C1和电感器L1构成噪声抑制电路，该噪声抑制电路降低了从相控光控制器2反馈回给交流电电源线的噪声。图24示出光控制器的输出波形和二极管电桥DB1的输出波形，它们分别对应于相控光控制器2的0°、45°、90°和135°的相位角。随着相位角增大，二极管电桥DB1的输出电压的平均值在减小。因此，在LED照明组件连接于相控光控制器2的情形下，随着光控制器的相位角增大，产生的亮度在减小。

当相控光控制器2的相位角增加以致减小所得的LED的亮度时，如果二极管电桥DB1的输出电压变得小于在LED阵列4开始发光时所获得的正向电压(VF)，则LED阵列4不再发光，并且在流过光控制器的电流中出现急剧的减小。由于这种急剧减小，流过光控制器的电流落到光控制器中的三端双向可控硅Tri1的导通状态保持电流的水平之下，因此三端双向可控硅Tri1被切换至截止以使光控制器的输出停止并由此带来不稳定的状态，这导致了LED阵列4的亮度闪烁。此外，当通过对光控制器的输出进行相位控制以使三端双向可控硅Tri1从截止状态切换至导通状态时，LED被从截止状态切换至导通状态，因此导致LED的阻抗急剧地减小。这可能导致在光控制器的输出电压的沿处(在此处该输出电压急剧地改变)发生阻尼振荡。因为前述原因，在适于使用相控光控制器的LED照明系统中，为了在LED不发光时防止三端双向可控硅Tri1被切换至截止，使用了用于强制地使保持电流通过的电流抽出电路。然而，在这种情形下，抽出的电流全部被转化成热，这将导致了LED照明系统的效率变差并需要采取散热措施。

在连接了常规白炽灯负载的情形下，由于钨丝之类的灯丝构成该负载，即便相控光控制器2的三端双向可控硅Tri1被从截止状态切换至导通状态，也几乎不会发生阻抗变化，并因此保持了低阻抗状态。因此，流过相控光控制器2的电流不会发生突然的变化，使得只要交流电源具有0V左右的电压值就能执行稳定的光控制操作。