[发明专利]LED驱动电路、LED照明灯具、LED发光器、以及LED照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于驱动LED的LED驱动电路、以及各自使用LED作为光源的LED照明灯具、LED发光器、以及LED照明系统。

背景技术

LED具有低功耗和长寿命的特征，且具有不仅用于显示器件还用于照明设备的广泛用途。对于LED照明灯具，在很多情况下使用多个LED来获得期望的照明。

在很多情况下，一般的照明设备使用商业AC电源(在日本是AC100V)。从使用LED的照明灯具(下文，称为“LED照明灯具”)替代诸如白炽灯泡之类的一般照明灯具而使用的情况的角度而言，LED照明灯具被期望具有使用一般照明灯具情况下的AC电源的配置。

另外，在用于执行白炽灯泡的调光控制的照明系统中，使用相位控制类型的调光器(一般被称为“白炽灯控制器”)。当开关元件(一般，晶闸管或三端双向可控硅开关)在AC电源电压的特定相位角被打开时，相位控制类型的调光器通过用单个量控元件控制给白炽灯泡的电源能实现简单的调光控制。

对于使用AC电源的LED照明灯具的调光控制，期望的是使用如在白炽灯泡的调光控制情况下的相位控制类型的调光器。此处，在图13中示出能执行使用AC电源的LED照明灯具的调光控制的LED照明系统的传统示例。

图13中所示的LED照明系统包括相位控制类型的调光器2、LED驱动电路94、以及LED模块3。LED驱动电路94包括二极管电桥DB1、阻抗调节部分96、以及LED电流控制电路5。相位控制类型的调光器2串联连接在AC电源1和LED驱动电路94之间。相位控制类型的调光器2从AC电源1处接收AC电压来确定相当于电流保持元件的三端双向可控硅开关Tri1被电阻RV1和RV2、电容CV1和CV2、以及双向二极管晶闸管Di1所打开时所处的相位。除了三端双向可控硅开关，在一些情况下使用MOS开关等作为电流保持元件。

相位控制类型的调光器2包括含有电容CLC和电感LLC的噪声消除电路。在相位控制类型的调光器2中，电容CLC确定当三端双向可控硅开关Tri1非处于关闭状态时的阻抗。当三端双向可控硅开关Tri1被打开时，电感LLC防止短路电流流过电容CLC。

对于由相位控制调光器控制的白炽灯泡的调光，已知的是，在将具有低瓦数的白炽灯泡连接到调光器时由于发生闪烁(flickering)或闪光(flashing)而不可正常地执行调光。相比白炽灯泡，LED具有非常低的瓦数。因此，在使用相位控制类型的调光器为LED调光的情况下，闪烁或闪光也成为问题。因此，为了防止上述的LED照明系统中的闪烁或闪光，使用了阻抗调节部分96。阻抗调节部分96的示例包括关闭时间阻抗调节部分961、用于防止由于谐振引起的故障的阻抗调节部分962、以及用于维持三端双向可控硅开关电流的阻抗调节部分963。下文中，将参考附图而描述每一个阻抗调节部分。

在该LED照明系统中，当相位控制类型的调光器2处于关闭状态时，即，当三端双向可控硅开关Tri1处于关闭状态时，通常地，从AC电源1到LED驱动电路94的电源应该被切断。然而，AC电源1和LED驱动电路94通过包括在相位控制类型的调光器2的噪声消除电路中的电容CLC彼此持续地电连接。因此，即使当三端双向可控硅开关Tri1处于关闭状态时，LED驱动电路94中的电容CLC产生有限的阻抗。当阻抗较低时，相位控制类型的调光器2在某些情况下不能正常地操作。因此，关闭时间阻抗调节部分961执行调节以使LED驱动电路94的阻抗变得足够低于电容CLC的阻抗。以此方式，当相位控制类型的调光器2处于关闭状态时对相位控制类型的调光器2的两个端子施加电压，且因此相位控制类型的调光器2正常地操作。注意，当相位控制类型的调光器2处于打开状态时，关闭时间阻抗调节部分961处于关闭状态。

在图14A中示出了示出关闭时间阻抗调节电路961的示例的电路图。如图14A中所示，关闭时间阻抗调节电路961使用比较器EA来比较施加到LED驱动电路94的驱动器电压和电压源VA的电压。当驱动器电压低于电压源VA的电压时，关闭时间阻抗调节电路961打开开关元件MA(MOSFET)。