專利名稱：發光元件的控制電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種對發光元件進行控制的控制電路。
背景技術：
近年來，從節能等的觀點出發，發光二極管(LED)代替白熾燈作為照明用的發光元件正在普及。圖7是謀求改善功率因數的以往的發光元件的控制電路200的電路圖。控制電路200構成為包括整流電路50、基準電壓產生電路51、 比較器52、RS觸發器53、扼流線圈54、再生二極管55、開關元件56、電流檢測用的電阻R0。在向整流電路50的輸入端子供給交流(AC)的輸入電壓Vin時，通過整流電路50對輸入電壓Vin進行全波整流。進行全波整流得到的整流電壓Vrc作為驅動電壓供給到LED 60的陽極。LED60的陰極經由扼流線圈54、開關元件56以及電阻RO接地。電阻RO的端子電壓作為比較電壓Vcmp輸入到比較器52的非反轉輸入端子⑴。另一方面，基準電壓產生電路51將電阻Rl、R2串聯連接在整流電路50的輸出端子與接地之間，將通過整流電路50進行全波整流得到的整流電壓Vrc進行分壓來產生基準電壓Vref。基準電壓Vref輸入到比較器52的反轉輸入端子(-)。圖8表示AC輸入電壓Vin、整流電壓Vrc以及基準電壓Vref的波形。比較器52將比較電壓Vcmp與基準電壓Vref進行比較。比較器52的比較輸出電壓Vcout在比較電壓Vcmp大于基準電壓Vref的情況下為高(H)電平,在比較電壓Vcmp小于基準電壓Vref的情況下為低(L)電平。比較輸出電壓Vcout輸入到RS觸發器53的復位端子R。向RS觸發器53的置位端子S輸入固定周期的觸發脈沖Vtr。RS觸發器53從其輸出端子Q輸出觸發器輸出電壓Vfout。該觸發器輸出電壓Vfout施加到由N溝道型MOS晶體管構成的開關元件56的柵極。RS觸發器53如圖9所示那樣根據觸發脈沖Vtr被置位，并根據比較器52的比較輸出電壓Vcout被復位。在RS觸發器53根據觸發脈沖Vtr被置位時，觸發器輸出電壓Vfout成為高電平，開關元件56接通。于是，電流經由扼流線圈53、開關元件56以及電阻RO流經LED 60, LED60點亮。此時，電流流經電阻RO的結果是，作為電阻RO的端子電壓的比較電壓Vcmp上升。而且，當比較電壓Vcmp變得大于基準電壓Vref時，比較輸出電壓Vcout成為高電平，RS觸發器53被復位。在該情況下，由于扼流線圈54的電流變動與扼流線圈54兩端的電位差成正比，所以從開關元件56接通起到比較電壓Vcmp變得大于基準電壓Vref為止需要一定的時間。在RS觸發器53被復位時，觸發器輸出電壓Vfout成為低電平，開關元件56斷開。由此，經由開關元件56流經LED 60的電流被切斷。在開關元件56斷開時，電流不流經電阻RO，因此比較電壓Vcmp下降。而且，當比較電壓Vcmp小于基準電壓Vref小，比較器52的比較輸出電壓Vcout恢復為低電平。 這樣，控制電路200對流經LED 60的電流進行控制，能夠控制LED 60的平均發光強度。另外，在開關元件56斷開時，使蓄積在扼流線圈54中的能量再生到LED 60的再生二極管55與LED 60及扼流線圈54并聯連接。在專利文獻I中記載了這種發光元件的控制電路。專利文獻I :日本特開2010-245421號公報·
發明內容
發明要解決的問題但是，家庭用的交流電源的電壓根據每個地區、國家而不同，例如在100V 200V的范圍內變動。因此，在以往的控制電路200中，存在以下的問題如圖10所示，在交流的輸入電壓Vin的振幅例如從100V增大到200V時，基準電壓Vref的振幅也與之對應地增大，導致流經LED 60的電流增加。S卩，基準電壓Vref是將對交流的輸入電壓Vin進行全波整流得到的整流電壓Vrc分壓后的電壓，因此，在交流的輸入電壓Vin的振幅增大時，與之對應地，基準電壓Vref的振幅(峰值電壓)也增大。于是，從開關元件56接通起到比較電壓Vcmp變得大于基準電壓Vref為止的時間變長。因此，從通過觸發脈沖Vtr對RS觸發器53進行置位起到通過比較器52的比較輸出電壓Vcout進行復位為止的時間也變長，與此相應地，電流經由開關元件56流經LED 60的時間會延長(參照圖9的虛線的觸發器輸出電壓Vfout以及比較輸出電壓Vcout)。用于解決問題的方案本發明是一種發光元件的控制電路，其特征在于，具備整流電路，其對交流電壓進行整流；開關元件；基準電壓產生電路，其產生基準電壓；第一比較器，其將比較電壓與上述基準電壓進行比較，該比較電壓是與對上述發光元件施加通過上述整流電路整流得到的整流電壓而流經上述發光元件的電流相對應的電壓；以及觸發器，其輸出根據觸發脈沖被置位并且根據上述第一比較器的比較結果被復位的輸出電壓，根據該輸出電壓對上述開關元件的接通和斷開進行控制，其中，上述基準電壓產生電路構成為在上述交流電壓的振幅變動時，抑制上述基準電壓的振幅的變動。發明效果根據本發明的發光元件的控制電路，在交流的輸入電壓的振幅變動時，抑制基準電壓的振幅的變動，因此能夠減小流經發光元件的電流的變動量，并且能夠改善功率因數。
圖I是本發明的第一實施方式的發光元件的控制電路的電路圖。圖2是本發明的第一實施方式的發光元件的控制電路的基準電壓等的波形圖。圖3是本發明的第二實施方式的發光元件的控制電路的電路圖。圖4是本發明的第三實施方式的發光元件的控制電路的電路圖。圖5是本發明的第四實施方式的發光元件的控制電路的電路圖。圖6是本發明的第五實施方式的發光元件的控制電路的電路圖。
圖7是現有例的發光元件的控制電路的電路圖。圖8是現有例的發光元件的控制電路的基準電壓等的波形圖。圖9是說明現有例的發光元件的控制電路的動作的時序圖。圖10是現有例的發光元件的控制電路的基準電壓等的波形圖。圖11是表示調光器(雙向可控硅)的占空比、第一電壓Vf第三電壓V3的關系的圖。圖12是本發明的第六實施方式的發光元件的控制電路的電路圖。圖13是本發明的第六實施方式的發光元件的控制電路的動作波形圖。·
附圖標記說明10 :整流電路；11 :比較器；12 :RS觸發器；13 :扼流線圈；14 :再生二極管；15 :開關元件；20、30 :基準電壓產生電路；40 :絕緣變壓器；90 :除法電路；91 :占空比檢測電路；92 :比較器；93 :乘法電路;100A、100B、100C、100D、100E、100F :發光元件的控制電路。
具體實施例方式〈〈第一實施方式》圖I是本發明的第一實施方式的發光元件的控制電路100A的電路圖。控制電路100A構成為包括整流電路10、基準電壓產生電路20、比較器11、RS觸發器12、扼流線圈13、再生二極管14、開關元件15、電流檢測用的電阻R0。在向整流電路10的輸入端子供給交流(AC)的輸入電壓Vin時，通過整流電路10對輸入電壓Vin進行全波整流。進行全波整流得到的整流電壓Vrc作為驅動電壓供給到LED60的陽極。LED60的陰極經由串聯連接的扼流線圈13、開關元件15以及電阻RO接地。在該情況下，來自LED 60的電流流經開關元件15、電阻R0，通過電阻RO的端子電壓來檢測該電流。電阻RO的端子電壓作為比較電壓Vcmp輸入到比較器11的非反轉輸入端子⑴。控制電路100A與圖7的以往的控制電路200相比，不同之處在于產生基準電壓Vref的基準電壓產生電路20的結構。基準電壓產生電路20對全波整流得到的整流電壓Vrc進行分壓來生成第一電壓VI，另一方面，對整流電壓Vrc進行分壓以及平滑化(積分)來生成第二電壓V2。而且，通過減法電路產生與第一電壓Vl和第二電壓V2的差對應的電壓作為基準電壓Vref。由此，在由于從交流電源供給的交流的輸入電壓Vin的變動而整流電壓Vrc的振幅變動時，能夠抑制基準電壓Vref的振幅的變動。基準電壓產生電路20的具體結構如下。第一分壓電路由串聯連接在輸出整流電路10的整流電壓Vrc的輸出端子與接地之間的第一電阻Rl和第二電阻R2構成。從第一電阻Rl與第二電阻R2的連接節點得到第一電壓VI。第一電壓Vl是對整流電壓Vrc進行分壓得到的電壓，用式I表示。[式I]Vl = Pm. sin cot · -----
11 + 12RU R2分別是第一電阻Rl和第二電阻R2的電阻值。Vm是整流電壓Vrc的振幅，ω是交流的輸入電壓Vin的角頻率，t是時間。第一電壓Vl在Sincot=I時為峰值電壓Vp。用式2表不峰值電壓Vp。
[式2]
權利要求
1.一種發光元件的控制電路，其特征在于，具備 整流電路，其對交流電壓進行整流； 開關元件； 基準電壓產生電路，其產生基準電壓； 第一比較器，其將比較電壓與上述基準電壓進行比較，該比較電壓是與對上述發光元件施加通過上述整流電路整流得到的整流電壓而流經上述發光元件的電流相對應的電壓；以及 觸發器，其輸出根據觸發脈沖被置位并且根據上述第一比較器的比較結果被復位的輸出電壓，根據該輸出電壓對上述開關元件的接通和斷開進行控制， 其中，上述基準電壓產生電路構成為在上述交流電壓的振幅變動時，抑制上述基準電壓的振幅的變動。
2.根據權利要求I所述的發光元件的控制電路，其特征在于， 上述基準電壓廣生電路具備 第一檢測電路，其檢測上述整流電壓來生成第一電壓； 第二檢測電路，其對由上述整流電路整流得到的上述整流電壓進行直流化并進行檢測，來生成第二電壓；以及 減法電路，其將上述第一電壓和上述第二電壓相減來獲得上述基準電壓。
3.根據權利要求2所述的發光元件的控制電路，其特征在于， 上述第一檢測電路具備串聯連接在上述整流電路的輸出端子與接地之間的第一電阻和第二電阻，從該第一電阻與該第二電阻的連接節點輸出上述第一電壓， 上述第二檢測電路具備按順序串聯連接在上述整流電路的輸出端子與接地之間的齊納二極管、第三電阻以及第四電阻；以及連接在該第三電阻和該第四電阻的連接節點與接地之間的平滑電容器，其中，從該第三電阻與該第四電阻的連接節點輸出上述第二電壓， 上述減法電路由對上述第一電壓與上述第二電壓的差進行放大的差動放大電路構成。
4.根據權利要求I所述的發光元件的控制電路，其特征在于， 上述基準電壓廣生電路具備 第一檢測電路，其檢測上述整流電壓來生成第一電壓； 第二檢測電路，其對上述整流電壓進行直流化并進行檢測，來生成第二電壓；以及 除法電路，其將上述第一電壓除以上述第二電壓來獲得上述基準電壓。
5.根據權利要求4所述的發光元件的控制電路，其特征在于， 上述第一檢測電路具備串聯連接在上述整流電路的輸出端子與接地之間的第一電阻和第二電阻，從該第一電阻與該第二電阻的連接節點輸出上述第一電壓， 上述第二檢測電路具備按順序串聯連接在上述整流電路的輸出端子與接地之間的第三電阻和第四電阻；以及連接在該第三電阻和該第四電阻的連接節點與接地之間的平滑電容器，其中，從該第三電阻和該第四電阻的連接節點輸出上述第二電壓， 上述除法電路具備 第一運算放大器，該第一運算放大器的非反轉輸入端子接地，該第一運算放大器的反轉輸入端子經由第一 MOS晶體管被輸入上述第一電壓,在該第一運算放大器的輸出端子與上述反轉輸入端子之間連接有反饋電阻；第二運算放大器，該第二運算放大器的非反轉輸入端子接地，該第二運算放大器的反轉輸入端子經由第二 MOS晶體管被輸入上述第二電壓，該第二運算放大器的輸出端子與上述第一 MOS晶體管及上述第二 MOS晶體管的柵極相連接；以及 串聯連接在上述第二運算放大器的上述反轉輸入端子與接地之間的電阻和恒壓源。
6.根據權利要求I所述的發光元件的控制電路，其特征在于， 上述基準電壓廣生電路具備 第一檢測電路，其檢測上述整流電壓； 第二檢測電路，其對上述整流電壓進行直流化并進行檢測； 第一轉換電路，其將由上述第一檢測電路檢測出的檢測值轉換為與之成正比的第一電流； 第二轉換電路，其將由上述第二檢測電路檢測出的檢測值轉換為與之成正比的第二電流； 除法電路，其生成與將上述第一電流除以上述第二電流得到的值對應的輸出電流；以及 電流電壓轉換電路，其將上述輸出電流轉換為上述基準電壓。
7.根據權利要求I所述的發光元件的控制電路，其特征在于， 上述整流電路對通過調光器控制了導通角的交流電壓進行整流， 上述基準電壓廣生電路具備 第一檢測電路，其檢測由上述整流電路對通過調光器控制了導通角的交流電壓進行整流得到的整流電壓來輸出第一檢測值； 第二檢測電路，其對由上述整流電路對通過調光器控制了導通角的交流電壓進行整流得到的整流電壓進行直流化并進行檢測，來輸出第二檢測值； 除法電路，其輸出與將上述第一檢測值除以上述第二檢測值得到的值對應的電壓； 占空比檢測電路，其檢測與上述調光器的占空比對應的電壓；以及乘法電路，其將上述除法電路的輸出電壓和上述占空比檢測電路檢測到的電壓相乘，產 生上述基準電壓。
8.根據權利要求7所述的發光元件的控制電路，其特征在于， 上述占空比檢測電路具備 第二比較器，其將由上述整流電路對通過調光器控制了導通角的交流電壓進行整流得到的整流電壓與規定電壓進行比較；以及 積分器，其對上述第二比較器的輸出電壓進行直流化。
全文摘要
提供一種發光元件的控制電路，其在通過整流電路整流得到的電壓的振幅進行變動時，進行控制以減小流經發光元件的電流的變動量。基準電壓產生電路(20)檢測全波整流后的整流電壓Vrc來生成第一電壓V1，另一方面，對整流電壓Vrc進行直流化來生成第二電壓V2。而且，通過減法電路或除法電路，產生與第一電壓V1和第二電壓V2之間的差相對應的電壓作為基準電壓Vref。由此，在由于從交流電源供給的交流的輸入電壓Vin的變動而整流電壓Vrc的振幅變動時，能夠抑制基準電壓Vref的振幅的變動。
文檔編號H05B37/02GK102958246SQ201210287549
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月13日 優先權日2011年8月11日
發明者小島弘幸, 岡田憲明, 齋藤和彥, 河井周平, 徐峰 申請人:半導體元件工業有限責任公司