[发明专利]利用发光元件的照明装置的调光系统

说明书

技术领域

本发明涉及利用发光元件的照明装置的调光系统，尤其涉及一种利用发光元件的照明装置的调光系统，其具有并联连接于外部交流电源的整流电路和发光元件以串联结构连接的照明部之间的连接线而形成注入（bleeding）电流供应通道且作为主电源操作的调光器驱动部，使得即使在I_LED值为零的情况下通过相对较大值的I_bleeding电流路径而保持调光器输出电流直到调光器的输出电压降到零值。

背景技术

一般调光器是用于调整白炽灯亮度而设计的设备，这种调光器和白炽灯由于下面说明的特点，长时间起到了可控制光的照明装置的作用。

图1显示调光器的基本操作，VAC是AC电源电压，VDIM是调光器的输出电压。AC电源电压被调光器切相(phase cut)的情况下，如图1的(a)所示，其差分输出电压被分成具有正值或负值的区域和具有相同值的区域。此时，为了调光器做正常接通(ON)，两端电压的值在正值或负值的区域且必须流过特定值以上的电流。若电压为正或负值的情况下，电流是0或小于特定值时，调光器在相应周期会关闭而输出电压被放电。

而且白炽灯是因为在钨丝消耗的电力转换成热和光，所以具有电阻特性，在其两端存在电压时电流会流过。

因此，白炽灯充分满足调光器操作所需的“两端存在电压值时电流会流通”的条件。

然而，白炽灯消耗能量大，为了节省能量，不断地研究开发以LED（发光二极管）作为光源的照明技术。

LED（发光二极管）是电流驱动元件，要稳定地供应恒电流才能正常操作。尤其是，需要高电力的LED因驱动电力大(通常350mA以上)，LED本身产生很多热量，因此亮度劣化率比低电力的LED大。这与LED的寿命有直接的关联，并在照明市场上起到重要因素的作用。

如上所述的理由，在高电力的LED通常用恒电流驱动，在此为了更有效地利用使用为恒电流电源的SMPS电力，采用PWM（脉宽调制）方式。

然而，这种方式是因被恒电流驱动的LED特性而需要额外的电路及构成该电路的电子零件，这会导致包含LED的照明装置的制造费用增加。

如上所述的理由，使用将交流电源进行整流而施加到串联连接的LED模块的方式，利用这种方式的LED照明通常称为交流直接型(AC DIRECT TYPE)LED照明。因此对这种LED照明方式在以下的说明将使用“交流直接型LED照明”用语。

图2是显示现有交流直接型LED照明的一例图，如图所示，VAC电压输出为经调光器切相形态的电压VDIM。而且这种电压VDIM是通过整流器将其差分电压(differential voltage)转换成共同接地电压(single ended)VRECT。

而且，根据这样转换成共同接地电压的AC电压大小，划分成LED1和CH1，LED1+LED2和CH2，LED1+LED2+LED3和CH3的操作区间来操作。此时即使在没有单独具备LED电流控制部形态的驱动电路的情况下，根据输入AC电压的大小且组合LED的个数及相应通道电流源而驱动的原理也是相同的。

图3是在根据图2的交流直接型LED照明中适用了上升沿(leading edge)型调光器时的操作波形，相当于调光器操作波形的角度较高的情况，其显示按各步骤的电压波形和电流波形，以及按各区间的正常操作与否。

如图所示，I_LED值在特定值以上时，VDIM及VRECT的波形跟随AC电源的波形，相反的，进入到I_LED值较低的区间时，VDIM及VRECT的波形与AC电源无关地起误操作。由此，若LED电流不能保持到AC电压下降到零(zero)值为止，则调光器事先关闭(OFF)，这是存在于调光器输出的寄生电容成分的充电电荷由于其放电路径的消失而通过漏电的路径产生自然放电的现象。因此VRECT值保持较高水平，由此也向LED方向流微细的电流。

此时，调光器角度值足够大，正常操作区间的LED亮度相比于异常操作区间的LED亮度非常高，因此用户看起来可能感觉LED的操作状态是没有什么大问题的正常状态。

然而，如图4所示，调光器操作波形的角度较低时，用户就明确地认识到LED的异常操作状态。

即图4与图3不同的是调光器操作波形的角度较低的情况，其显示按各步骤的电压波形和电流波形，以及按各区间的正常操作与否。