[发明专利]LED点亮装置及使用该装置的照明设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED点亮装置以及使用该装置的照明设备。

背景技术

作为适用于将由LED元件组成的光源点亮的点亮装置(以下称作“LED点亮装置”)，已提出一种点亮装置，其包括斩波器电路以调整光源的亮度(调光)。日本特开2002-231471A号公报公开了一种点亮装置，其能够通过脉宽调制控制方法来调整流过LED光源的电流(以下称作“LED电流”)从而对LED光源调光。在脉宽调制控制方法中，控制在斩波器电路中包括的开关元件的占空比变化以调整LED电流，从而以期望亮度来点亮LED光源。日本特开2009-301876A号公报公开了一种利用第一调光信号和第二调光信号的点亮装置。第一调光信号用于确定调光水平，并且第二调光信号用于确定调光曲线。该点亮装置用于基于第二调光信号来从电路中存储的多个调光曲线中选择期望调光曲线。

日本特开2010-40400A号公报公开了一种点亮装置，其包括斩波器电路以及连接在斩波器电路的输入侧的功率因数校正器。该点亮装置用于在LED元件的光输出变得比预定水平低的情况下终止功率因数校正器的操作。由此，该点亮装置能够减少LED元件的闪烁。

在包括斩波器电路的点亮装置中，在开关元件的ON时间段期间将能量充入电感器中，并且在开关元件的OFF时间段期间将能量释放以流通电流。电流与电感器的电感成反比例变化。因此，在用于基于脉宽调制控制方法来调整LED电流的点亮装置中将开关频率设置为低水平(例如，小于40[kHz])的情况下，已要求点亮装置采用具有大电感的大尺寸电感器从而减小在OFF时间段期间电流不流过电感器的时间段。

此外，在将开关频率设置在30[kHz]到40[kHz]左右的情况下，在LED电流的波形上出现纹波分量而造成LED元件发光的闪烁。这可能会干扰设置在其它设备中的遥控器所发射的红外信号。因此，为了减小纹波分量，要与LED元件并联相连接的平滑电容器需要具有大电容。

为缩小电感器和/或平滑电容器的尺寸，已提出一种LED点亮装置，其以高频率控制开关元件。然而，在将开关元件的开关频率设置为高的情况下，在降低调光水平并且减小LED电流的情况下开关元件的ON时间段可能会显著缩短(例如几乎为0)。作为结果，在高开关频率的LED点亮装置中，在将调光水平设置为低的情况下，由于在用于控制开关操作的控制电路中发生的延迟时间、用于驱动开关元件的点亮装置的性能限制、在栅极驱动器中发生的延迟时间等，因此可能难以稳定地控制开关操作。即，在调光水平相对低的情况下，传统的LED点亮装置可能难以进行稳定的调光控制。

发明内容

考虑到上述问题作出本发明，并且本发明的目的在于提供一种即使在调光水平相对低的情况下也能以期望调光水平来稳定地控制LED光源的LED点亮装置以及使用该LED点亮装置的照明设备。

根据本发明的LED点亮装置包括：开关调节器以及控制器。开关调节器包括所要连接在DC直流电源的两端之间的开关元件、电感器和电容器的串联电路。开关调节器用于对将要与电容器并联相连接的LED光源供给电流。LED光源包括至少一个LED元件。控制器用于通过根据与调光水平相对应的调光信号接通和断开开关元件来调整LED光源的亮度。控制器包括：电流检测部、阈值生成部以及开关控制部。电流检测部用于输出在开关元件的ON时间段期间流过电感器的电感器电流的检测值。阈值生成部用于生成与调光水平相对应的电感器电流的阈值。开关控制部用于基于对电感器电流的检测值和阈值的比较来确定开关元件的OFF时刻。控制器用于随着调光水平的降低来增大开关元件的开关周期的时间段。

在一个实施例中，控制器用于基于对检测值与阈值的比较来确定电感器电流的目标值，以使得在检测值比阈值大的情况下减小目标值，并且在检测值比阈值小的情况下增大目标值。控制器用于在电感器电流的检测值等于或者大于目标值的情况下断开开关元件。

在一个实施例中，控制器用于使得开关元件接通和断开以使得电感器电流以不连续模式流过，并且不连续模式随着调光水平的增大而接近临界模式。

在一个实施例中，控制器用于基于阈值来确定与调光水平相对应的电感电流的目标值。控制器还包括用于输出周期时钟信号的时钟信号生成部。开关控制部用于在电感器电流的检测值增大到目标值的情况下断开开关元件，并且在时钟信号的各个周期的开始接通开关元件。时钟信号生成部用于随着调光水平的降低来延长时钟信号的各个周期的时间段。