[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

发明背景

发明领域

本发明涉及LED驱动电路和使用该LED驱动电路的LED照明组件。

背景技术

LED(发光二极管)的特征在于，其具有低电流损耗、长寿命等，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照明装置为了达到要求的亮度经常使用多个LED(例如参见JP-A-2004-327152、JP-A-2006-319172和JP-A-2008-104273)。

一般使用的照明装置经常采用商业交流电源，并且考虑例如采用LED照明组件取代例如白炽灯之类的一般用途照明组件的情形下，要求LED照明组件也配置成与一般用途的照明组件一样使用商业交流电源。

此外，在设法执行白炽灯的光控制中，使用相控光控制器(通常称为白炽光控制器)，其中开关元件(例如可控硅元件或三端双向可控硅元件)在交流电源电压的某一相位角上导通并由此使通过对白炽灯供电控制的光控制能轻易地通过调光(volume)元件的简单操作来实现(例如参见JP-A-2005-26142)。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器时，将白炽灯连接于光控制器导致闪烁或闪光的发生，因此无法正确执行光控制。

在设法对使用交流电源的LED照明组件执行光控制时，要求LED照明组件能不作任何改变地连接于已有白炽灯的相控光控制器。通过在仅将照明组件改变成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，这还能确保兼容性而不需要将光控制设备改变为专门针对LED照明组件使用的类型，并因此降低了设备成本。

现在，图16示出能实现使用交流电源的LED照明组件的光控制的LED照明系统的传统示例。图16示出的LED照明系统包括相控光控制器200、具有二极管电桥DB1和限流部分IL的LED驱动电路300以及通过将数个LED串联而形成的LED阵列400。相控光控制器200串联地连接在作为交流电源的商业电源100和限流部分IL之间。在相控光控制器200中，可变电阻器Rvar的电阻值设计成可变的，并因此三端双向可控硅元件Tri根据该电阻值在某一电源相位角上导通。典型地，可变电阻器Rvar以旋钮或滑块的形式构筑并由此通过改变旋钮的转角或滑块的位置实现对照明组件的光控制。此外，在相控光控制器200中，电容器Ca和电感器L构成噪声抑制电路，该噪声抑制电路降低从相控光控制器200反馈回给交流电源线的噪声。图17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200的0°、45°、90°和135°的相位角。随着相位角增大，二极管电桥的输出波形的电压的平均值减小。在LED照明组件连接于相控光控制器200的情形下，随着光控制器的相位角增大，导致的亮度减小。

当相控光控制器200的相位角增加以致减小LED的结果亮度时，如果二极管电桥DB1的输出电压变得小于当LED阵列400开始发光时获得的正向电压(VF)，则LED阵列400不再发光，并且在流过光控制器的电流中出现急剧减小。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Tri的导通状态保持电流的水平之下，因此三端双向可控硅截止以停止光控制器的输出并由此带来不稳定状态，该不稳定状态导致发生LED阵列400的亮度闪烁。此外，当三端双向可控硅Tri通过对光控制器输出的相控从截止状态切换至导通状态时，LED从截止状态切换至导通状态，因此导致LED阻抗的急剧变化。这可能使减幅振荡(ring)发生在在光控制器的输出电压边沿，在那里输出电压剧烈变化，因此三端双向可控硅Tri被引向拟被截止的不稳定状态，该不稳定状态导致亮度闪烁的发生。因为前述原因，在适于使用相控光控制器的LED照明系统中，当LED不发光时，使用强制地使保持电流通过的电流汲取电路来防止三端双向可控硅截止。然而在这种情形下，汲取电流全部被转化成热，这将导致LED照明系统的效率恶化并需要采取散热措施。

在使用传统白炽灯负载的情形下，由于钨灯丝之类的灯丝构成负载，即便相控光控制器的三端双向可控硅从截止状态切换至导通状态，也几乎不会发生阻抗变化，并因此保持低阻状态。因此，流过相控光控制器的电流不存在突然变化，由此只要交流电源具有0V左右或更高的电压值就能执行稳定的光控制操作。