LED 照明装置 【技术领域】
本发明涉及一种将发光二极管 (Light Emitting Diode， LED) 作为光源的照明装置。 背景技术 在 LED 照明装置中， 通常不仅将作为光源的 LED 配设于照明装置主体中， 而且因以 下理由而一同配设它的 LED 点灯装置。即， 如果与先前的白炽灯或灯泡形荧光灯相比， 那么 LED 利用直流来动作， 并且动作电压较低， 此外， 为了获得所需的光束而使用多个 LED 模块， 因此使用专用的 LED 点灯装置。
在 LED 点灯装置中已知有各种电路方式， 其中也存在具备降压斩波器 (chopper) 的 LED 点灯装置 ( 例如， 参照专利文献 1)。此种使用降压斩波器的 LED 点灯装置为自激振 荡形且电路构造比较简单， 因此可实现电路部分的小型化， 而且输出电压变得低于 100V， 所 以作为电力比较小的 LED 照明装置用较适合。
[ 先前技术文献 ]
[ 专利文献 ]
[ 专利文献 1] 日本专利第 4123886 号公报
LED 会随着驱动而发热。而且， 如果 LED 的温度因该发热而上升， 那么 LED 的发光 效率会下降， 因此需要适当地进行由 LED 所产生的热的散热。另一方面， LED 点灯装置也会 随着驱动 LED 而发热， 且与 LED 相互影响， 因此如果通过以极力抑制 LED 点灯装置的发热的 方式而构成， 来减少作为 LED 照明装置整体的发热量， 那么可以提高 LED 点灯装置的电路效 率， 甚至可以提高作为 LED 照明装置的效率。
由此可见， 上述现有的 LED 照明装置在结构与使用上， 显然仍存在有不便与缺陷， 而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题， 相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之 道， 但长久以来一直未见适用的设计被发展完成， 而一般产品又没有适切结构能够解决上 述问题， 此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的 LED 照明装 置， 实属当前重要研发课题之一， 亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容 本发明的目的在于， 克服现有的 LED 照明装置存在的缺陷， 而提供一种新型结构 的 LED 照明装置， 所要解决的技术问题是其可以使驱动包含多个 LED 芯片的 LED 封装体的 LED 点灯装置的发热减少， 并且电路稳定地动作， 非常适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为达到上述目 的， 依据本发明的 LED 照明装置， 包括 ： 照明装置主体 ； LED 点灯装置， 具备直流电源、 以及转 换器， 其作为包含连接于直流电源的输入端及输出端的直流 - 直流转换电路 ； 以及 LED 光 源， 具备多个 LED 封装体及基板且配设于照明装置主体上， LED 封装体的内部包含经串联连 接的多个 LED 芯片， 基板上配置多个 LED 封装体， 且形成并安装着串联电路， 并且串联电路
的两端连接在 LED 点灯装置的转换器的输出端间。
在本发明中， 所谓 LED 照明装置是指将 LED 作为光源进行照明的装置。例如， 容许 具有可以代替先前的白炽灯或灯泡形荧光灯的具备灯座的照明装置、 可以代替将先前的白 炽灯或灯泡形荧光灯作为光源的照明器具的照明器具。 所谓照明装置主体是指从照明装置 中去除 LED 点灯装置及 LED 光源后剩余的部分， LED 点灯装置包括设置成一体的 LED 点灯 装置、 以及设置成非一体的 LED 点灯装置。
LED 点灯装置具备直流电源及转换器。直流电源如果使平滑电容器的电容比较小 且使 5 次谐波为 60％以下， 那么可以满足 25W 以下的谐波规格即 JIS C61000-3-2 C1ass C。 例如， 当交流电源电压为 100V 且整流电路为全波整流电路时， 通过使平滑电容器的静电容 为 20μF 以下， 可以满足所述条件。此外， 整流电路可以是全波整流电路及倍压整流电路的 任一者。
转换器是直流 - 直流转换电路， 通过作为利用切换方式的定电流电源来驱动 LED， 可以提供电路效率较高的驱动电路。 此外， 在本发明中， 转换器的具体的电路方式并无特别 限定。例如可适当地选择性地采用降压斩波器、 升压斩波器及升降压斩波器等。
但是， 降压斩波器作为输出电压比较低且小电力的 LED 照明装置期的转换器较适 合。 另外， 转换器是至少包含输入端及输出端而构成的。 此外， 输入端连接于直流电源 并将直流电压作为输入电压而施加。输出端连接于作为负载的 LED 光源。此外， 除上述以 外， 转换器可根据期望而包含开关元件、 电感器及续流二极管等。
LED 光源具备多个 LED 封装体及基板， 且连接于转换器的输出端。
所谓 LED 封装体， 是指形成如下形态的 LED 封装体， 即， 在容许是例如盒体等已知 的各种形态的封装体的内部封入 LED 芯片并可安装于基板上。另外， 在本发明中， 关于 LED 封装体， 是将多个 LED 芯片安装在例如盒体等封装体的内部， 而且所述多个 LED 芯片在封 装体的内部串联连接。进而， LED 封装体为了安装在后述的基板上， 而具备从封装体导出的 一对连接端子， 并且多个 LED 芯片的经串联连接的两端在封装体内部连接于一对连接端子 间。此外， 所述连接端子优选为表面安装型。由此， 可以获得薄形且小型的 LED 封装体。
基板安装着多个 LED 封装体， 并且使多个 LED 封装体实质上串联连接并连接于转 换器的输出端。 因此， 多个 LED 封装体各自的多个 LED 芯片全部在转换器的输出端间串联连 接。此外， 容许基板有对应于 LED 照明装置的所期望的形状。另外， 基板可以是配线基板， 也可以是如下的形态， 即， 以将 LED 光源支撑在规定的位置为主功能， 进而根据期望而具备 散热功能， 且布线另外进行。另外， 容许基板是所述各功能的复合体。
另外， LED 光源的发光特性及除所述以外的封装体形态等并无特别限定， 因此可以 适当地选择使用已知的各种发光特性、 封装体形态及额定值等。 此外， 只要是具有本发明的 效果的程度， 那么也容许将多个 LED 封装体串联连接而成的图案予以并联连接的形态。
本发明的第 1 形态的特征在于 ： 直流电源的整流电路及平滑电容器形成倍压整流 电路 ； 转换器是如下的降压斩波器， 即， 输入端连接于直流电源的输出端， 在输入端及输出 端之间开关元件及电感器串联连接， 而且输出端串联连接着续流二极管及电感器， 输出端 间连接有输出电容器， 且该转换器以在交流电源的交流周期的整个期间内， 使输出电容器 的电压低于直流电源的平滑电容器的电压的方式而动作。
在第 1 形态中， 如果输出电容器的电压为直流电源的输出电压的 1/2 以下， 那么在 交流周期的整个期间内平滑电容器的电压高于输出电容器的电压。其结果， 在交流周期的 整个期间内降压斩波器正常且稳定地动作， 因此 LED 光源的发光不会产生闪烁。因此， 当交 流电源电压例如为 100V 时， 由于从直流电源输出 200V 的直流电压， 因此如果输出电容器的 电压为 100V 以下， 那么连接于降压斩波器的输出端的 LED 光源的发光不会产生闪烁。 但是， 因为存在电路效率会随着输出电容器的电压降低而下降的倾向， 所以输出电容器的电压优 选为 70V 以上。即， 如果输出电容器的电压为 70 ～ 100V 的范围内， 那么可以使电路效率为 89％以上。
因此， 根据第 1 形态， 适合于增加 LED 光源的 LED 封装体的数量而获得光束较大的 LED 照明装置的情况。
本发明的第 2 形态的特征在于 ： 直流电源的整流电路及平滑电容器形成全波整流 电路 ； 转换器是如下的降压斩波器， 即， 输入端连接于直流电源的输出端， 在输入端及输出 端之间开关元件及电感器串联连接， 而且输出端串联连接着续流二极管及电感器， 输出端 间连接有输出电容器， 且该转换器以在交流电源的交流周期的整个期间内， 使输出电容器 的电压低于直流电源的平滑电容器的电压的方式而动作。
在第 2 形态中， 如果与第 1 形态相同， 输出电容器的电压为直流电源的输出电压 的 1/2 以下， 那么在交流周期的整个期间内平滑电容器的电压高于输出电容器的电压。而 且， 当交流电源电压例如为 100V 时， 由于从直流电源输出 100V 的直流电压， 因此如果输出 电容器的电压为 50V 以下， 那么连接于降压斩波器的输出端的 LED 光源的发光不会产生闪 烁。 但是， 因为存在电路效率会随着输出电容器的电压降低而下降的倾向， 所以输出电容器 的电压优选为 35V 以上。即， 如果输出电容器的电压为 35 ～ 50V 的范围内， 那么可以使电 路效率为 89％以上。
因此， 根据第 2 形态， 适合于减少 LED 光源的 LED 封装体的数量而获得光束比较小 的 LED 照明装置的情况。
第 3 形态的特征在于 ： 在第 1 或第 2 形态中， 直流电源构成为可进行倍压整流电路 及全波整流电路的切换。
在第 3 形态中， 由于可以通过切换而选择倍压整流电路及全波整流电路的任一 者， 因此在第 1 及第 2 形态中， 通过使直流电源或 / 及降压斩波器共通化， 只要切换直流电 源的电路连接的一部分， 便可对应于第 1 及第 2 形态的任一者。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案， 本发明 LED 照明装置至少具有下列优点及有益效果 ：
本发明通过将如下的 LED 光源连接于转换器的输出端， 而利用 LED 点灯装置的动 作使 LED 点灯装置内所产生的热量减少， 且相应地使电路效率提高， 所述 LED 光源是指将多 个盒体内部包含经串联连接的多个 LED 芯片的 LED 封装体配置在基板上， 且形成并安装着 串联电路， 并且串联电路的两端连接在 LED 点灯装置的转换器的输出端间的 LED 光源。
综上所述， 一种 LED 照明装置， 其使驱动包含多个 LED 芯片的 LED 封装体的 LED 点 灯装置的发热减少， 且电路稳定地动作而不产生明亮度的闪烁。LED 照明装置包括 ： 照明 装置主体 ； LED 点灯装置， 具备包含对交流电源电压进行整流的整流电路 BR 及平滑电容器 C1a、 C1b 的直流电源 DC 以及包含连接于直流电源的输入端、 开关元件、 电感器、 续流二极管及输出端的转换器， 且配设于照明装置主体上 ； 以及 LED 光源 22， 具备多个 LED 封装体 LeP 及基板 22a 且配设于照明装置主体上， LeP 的盒体 11 内部包含经串联的多个 LED 芯片， 基 板上分散地配置多个 LeP， 且形成并安装着串联电路， 串联电路的两端连接在 LED 点灯装置 的转换器的输出端间。
上述说明仅是本发明技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施， 并且为了让本发明的上述和其他目的、 特征和优点能够 更明显易懂， 以下特举较佳实施例， 并配合附图， 详细说明如下。 附图说明
图 1 是表示作为用于实施本发明的 LED 照明装置的第 1 形态的 LED 灯泡的截面图。
图 2 是第 1 形态的 LED 灯泡的安装基板的平面图。
图 3 是第 1 形态的 LED 灯泡的 LED 封装体的示意性的平面图。
图 4 是第 1 形态的 LED 灯泡的 LED 点灯装置的电路图。
图 5 是第 1 形态的 LED 灯泡的直流电源的直流输出电压及交流电源电压的波形 图。
图 6 是作为本发明的 LED 照明装置的第 2 实施形态的 LED 灯泡的 LED 安装基板的 图 7 是第 2 实施形态的 LED 灯泡的 LED 点灯装置的电路图。 图 8 是第 2 实施形态的 LED 灯泡的直流电源的直流输出电压及交流电源电压的波 11、 24 ： 盒体 21a ： 嵌合凹部 22 ： LED 光源 22a1 ： 配线孔 24a ： 连通孔 25 ： LED 点灯电路基板 26a ： 外壳 26c ： 眼孔 A： 第 1 电路 B： 第 2 电路 C 3： 输出电容器 C1a、 C1b ： 平滑电容器 CP1 ： 比较器 DC ： 直流电源 ES1 ： 第 1 控制电路电源 JW ： 跨接线 L2 ： 第 2 电感器 LeP ： LED 封装体 Q1 ： 开关元件6平面图。
形图。
21 ： 散热体 21b ： 插通孔部 22a ： 基板 23 ： 灯罩 24b ： 法兰部 26 ： 灯座 26b ： 绝缘部 27 ： 环 AC ： 交流电源 BR ： 全波整流电路 C4、 C5、 C6 ： 电容器 Ch ： LED 芯片 D1、 D2、 D3 ： 二极管 DSG ： 自激形驱动信号产生电路 ES2 ： 第 2 控制电路电源 L1 ： 第 1 电感器 L3 ： 第 3 电感器 P1、 P2、 P3、 P4、 P5 ： 端子 Q2 ： 开关元件CN 101988649 A
说明书5/10 页R1、 R2、 R3、 R10 ： 电阻器 SDC ： 降压斩波器 ST ： 启动电路 t1、 t2、 t3、 t4 ： 输入端 TOF ： 断开电路 Z1 ： 阻抗机构 ZD1 ： 齐纳二极管具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效， 以下结合 附图及较佳实施例， 对依据本发明提出的 LED 照明装置其具体实施方式、 结构、 特征及其功 效， 详细说明如后。
如图 1 所示， 用于实施本实施形态的 LED 照明装置的第 1 形态是 LED 灯泡。
LED 灯泡包括 ： 散热体 21、 安装在此散热体 21 的一端侧的盒体 24、 安装在盒体 24 的一端侧的灯座 26、 安装在散热体 21 的另一端侧的 LED 光源即发光二极管模块基板 22、 覆 盖发光二极管模块基板 22 的灯罩 (globe)23、 以及 LED 点灯电路基板 25。
散热体 21 包括 ： 从一端侧的灯座 26 向另一端侧的发光二极管模块基板 22 缓缓地 扩径的大致圆柱状的散热体主体、 以及形成于此散热体主体的外周面的多个散热片， 所述 散热体主体及各散热片是通过例如导热性良好的铝等金属材料、 或者树脂材料等而一体地 成形。 在散热体主体中， 于另一端侧形成有用于安装发光二极管模块基板 22 的安装凹 部， 并且于一端侧形成有插入盒体 24 的嵌合凹部 21a。另外， 在散热体主体中， 连通所述安 装凹部与嵌合凹部 21a 的插通孔部 21b 贯穿该散热体主体而形成。进而， 在散热体主体的 另一端侧的外周部， 与灯罩 23 的一端侧相对的槽部横跨整个外周而形成。
散热片是以朝直径方向的突出量从散热体主体的一端侧向另一端侧缓缓地变大 的方式倾斜地形成。另外， 所述散热片是在散热体主体的圆周方向上彼此大致等间隔地形 成。
插通孔部 21b 是以从盒体 24 侧向发光二极管模块基板 22 侧缓缓地扩径的方式形 成。
在槽部安装有反射从灯罩 23 向下方扩散的光的环 27。
另外， 盒体 24 是利用例如 PBT 树脂等具有绝缘性的材料， 沿着嵌合凹部 21a 内的 形状而形成为大致圆筒状。另外， 此盒体 24 的一端侧是由作为盒体阻塞部的阻塞板阻塞， 且具有与插通孔部 21b 大致相等的直径尺寸并连通于此插通孔部 21b 的连通孔 24a 开口形 成于此阻塞板上。进而， 在此盒体 24 的一端侧与另一端侧的中间部的外周面， 用于将散热 体 21 的散热体主体与灯座 26 之间绝缘的绝缘部即法兰部 24b 朝直径方向突出并连续地形 成于整个圆周方向上。
另外， 灯座 26 为 E26 型， 其包括 ： 具备旋入未图示的照明器具的灯座的螺钉头的 筒状的外壳 (shell)26a、 以及经由绝缘部 26b 而设置于此外壳 26a 的一端侧的顶部的眼孔 26c。
外壳 26a 与电源侧电性连接， 在此外壳 26a 的内部， 用于向 LED 点灯电路基板 25 供电的未图示的电源线被夹入到外壳 26a 与盒体 24 之间且相对于外壳 26a 导通。
眼孔 26C 经由导线而分别与未图示的接地电位及 LED 点灯电路基板 25 的接地电
位电性连接。
另外， 发光二极管模块基板 22 是在俯视下为圆形的基板 22a 的一面分别安装多个 发光二极管 LeP 而构成。此基板 22a 是由例如散热性良好的铝等金属材料、 或者绝缘材料 等所形成的金属基板， 且以使与安装有发光二极管 LeP 的一面相反的另一面密接于散热体 21 的方式， 利用未图示的螺钉等将此基板 22a 固定在散热体 21 上。另外， 在此基板 22a 上， 与散热体 21 的插通孔部 21b 连通的圆孔状的配线孔 22a1 开口形成于相对于中心位置略微 朝直径方向偏离的位置。此外， 此基板 22a 也可以通过例如散热性优异的硅系粘接剂等而 粘接于散热体 21。
另外， 在本形态中， 将 7 个 LED 封装体 LeP 如图 2 所示般串联连接， 且将 LED 封装 体 LeP 的两端连接于后述的 LED 点灯电路基板 25 的输出电容器 C3 的两端所形成的输出端。 另外， 如图 3 所示， LED 封装体 LeP 是将多个， 本形态中为 3 个的 LED 芯片 Ch 安装并封入在 盒体 11 的内部， 且使它们串联连接， 将 LED 芯片 Ch 的两端连接于未图示的一对连接端子。
配线孔 22a1 使电性连接 LED 点灯电路基板 25 的点灯电路侧与发光二极管模块基 板 22 侧的未图示的配线插通， 在此配线孔 22a1 的附近， 将用于连接设置在配线的前端部的 连接器的未图示的连接器座安装在基板 22a 上。 发光二极管 LeP 是在发光二极管模块基板 22 的外缘部， 以彼此大致等间隔地分离 的状态配置在以发光二极管模块基板 22 的中心位置为中心的同一圆周上。
LED 点灯电路基板 25 安装着从后述的 LED 点灯装置去除 LED 光源 22 后残余的电 路部分， 且被收纳在盒体 24 内。标有与图中的图 4 相同符号的电路零件是比较大的零件， 且是与图 4 中的电路零件相同的电路零件。关于其他电路零件， 由于是比较小型的零件， 因 此省略图示， 但在 LED 点灯电路基板 25 的图中主要安装在背面侧。
于是， 以上所说明的 LED 灯泡形作为整体而被一体化， 只要将它以与白炽灯相同 的感觉旋入到未图示的 E26 型插座中， 便可供作为光源的用途。
其次， 参照图 4 来说明 LED 点灯装置。LED 点灯装置的大部分是安装在图 1 的 LED 点灯电路基板 25 上。而且， 它是由直流电源 DC 及降压斩波器 SDC 构成。另外， 降压斩波器 SDC 是具备自激形驱动信号产生电路 DSG、 断开电路 TOF 及启动电路 ST 的自激形驱动方式， 它点亮连接于输出端的 LED 光源 22。
在本形态中， 直流电源 DC 包含输入端连接于例如额定电压 100V 的商用交流电源 等交流电源 AC 的全波倍压整流电路。此全波倍压整流电路是由桥式整流电路 BR 中的两边 的二极管、 以及串联连接于桥式整流电路 BR 的直流输出端的一对平滑电容器 C1a、 C1b 构 成。而且， 经由跨接线 JW 或 0Ω 的跨接电阻器将桥式整流电路 BR 与一对平滑电容器 C1 之 间加以连接。因此， 在本形态中， 如图 5 所示， 直流电源 DC 的输出电压为交流电源电压的有 效值的 2 倍左右的 200V。
降压斩波器 SDC 具备主电路及控制电路。主电路为电源电路， 其串联地包含连接 于直流电源 DC 的输入端 t1、 t2， 连接负载的输出端 t3、 t4， 开关元件 Q1， 阻抗机构 Z1 及第 1 电感器 L1， 且具备连接于输入端 t1 及输出端 t3 之间的第 1 电路 A， 以及串联地包含第 1 电感器 L1 及二极管 D1 并连接于输出端 t3、 t4 间的第 2 电路 B。另外， 在输出端 t3、 t4 间 并联连接输出电容器 C3 而构成。
在本形态中， 降压斩波器 SDC 的开关元件 Q1 包含 FET( 场效应晶体管 )， 它的漏极、
源极连接于第 1 电路 A。而且， 第 1 电路 A 经由输出电容器 C3 及 / 或后述的负载电路 LC 而 形成第 1 电感器 L1 的充电电路， 第 2 电路 B 的第 1 电感器 L1 及二极管 D1 经由输出电容器 C3 及 / 或后述的负载电路 LC 而形成第 1 电感器 L1 的放电电路。此外， 在本形态中， 阻抗机 构 Z1 包含电阻器， 但可以根据期望而使用具有适度的电阻成分的电感器或电容器等。
LED 光源 22 的多个 LED 封装体 LeP 串联连接， 且其在降压斩波器 SDC 的输出端 t3、 t4 间与输出电容器 C3 并联连接， 由此被通电而点亮。
自激形驱动电路之中， 自激形驱动信号产生电路 DSG 具备磁性耦合于降压斩波器 SDC 的第 1 电感器 L1 的第 2 电感器 L2。而且， 将第 2 电感器 L2 中所诱发的电压作为驱动 信号以施加于开关元件 Q1 的控制端子 ( 栅极 ) 与漏极之间， 而将此开关元件 Q1 维持在开 启 (on) 状态。此外， 第 2 电感器 L2 的另一端经由阻抗机构 Z1 而连接于开关元件 Q1 的源 极。
在本形态中， 于自激形驱动信号产生电路 DSG 中， 除所述构成以外， 电容器 C4 与电 阻器 R1 的串联电路串联地存在于第 2 电感器 L2 的一端与开关元件 Q1 的控制端子 ( 栅极 ) 之间。另外， 自激形驱动信号产生电路 DSG 的输出端间连接着齐纳二极管 ZD1， 且以不将过 电压施加于开关元件 Q1 的控制端子 ( 栅极 ) 与漏极之间而破坏开关元件 Q1 的方式形成过 电压保护电路。
断开电路 TOF 包括 ： 比较器 CP1， 开关元件 Q2， 第 1 及第 2 控制电路电源 ES1、 ES2。 而且， 比较器 CP1 的端子 P1 被从它的内部的基准电压电路的基底电位侧导出而连接于阻抗 机构 Z1 与第 1 电感器 L1 的连接点。另外， 所述基准电压电路被附设在比较器 CP1 内， 其于 端子 P4 接收从后述的第 2 控制电路电源 ES2 所供给的电源而生成基准电压， 且将基准电压 施加于比较器 CP1 内部的运算放大器的非反相输入端子。同样地， 端子 P2 为比较器 CP1 的 输入端子， 其连接于第 1 开关元件 Q1 与阻抗机构 Z1 的连接点且将输入电压施加于运算放 大器的反相输入端子。另外， 端子 P3 为比较器 CP1 的输出端子， 其连接于后述的第 2 开关 元件 Q2 的基极且将输出电压施加于第 2 开关元件 Q2。进而， 端子 P5 连接于后述的第 1 控 制电路电源 ES1， 且将控制电源供给至比较器 CP1。
开关元件 Q2 包含晶体管， 它的集极连接于第 1 开关元件 Q1 的控制端子， 射极连接 于阻抗元件 Z1 及第 1 电感器 L1 的连接点。 因此， 通过使开关元件 Q2 开启， 以使自激形驱动 信号产生电路 DSG 的输出端短路。于是， 开关元件 Q1 断开。此外， 开关元件 Q2 的基极· 射 极间连接着电阻器 R2。
第 1 控制电路电源 ES1 是将二极管 D2 及电容器 C5 的串联电路连接于第 2 电感器 L2 的两端而构成， 且它是以如下方式构成， 即， 对第 1 电感器 L1 充电时利用第 2 电感器 L2 中所产生的诱发电压并经由二极管 D2 对电容器 C5 进行充电， 从二极管 D2 及电容器 C5 的 连接点输出正的电位而将控制电压施加于比较器 CP1。
第 2 控制电路电源 ES2 是将二极管 D3 及电容器 C6 的串联电路连接在磁性耦合于 第 1 电感器 L1 的第 3 电感器 L3 的两端而构成， 且它是以如下方式构成， 即， 当第 1 电感器 L1 放电时利用第 3 电感器 L3 中所产生的诱发电压并经由二极管 D3 对电容器 C6 进行充电， 从二极管 D3 及电容器 C6 的连接点输出正的电压而将控制电压施加于基准电压电路， 从而 生成基准电压。
启动电路 ST 是由如下的串联电路构成 ： 与所述自激形驱动信号产生电路 DSG 的电阻器 R1 及电容器 C4 并联连接的电阻器 R10、 与连接于第 1 开关元件 Q1 的漏极·栅极间 的电阻器 R3 所形成的串联电路 ； 包含第 2 电感器 L2、 以及所述降压斩波器 SDC 的第 2 电路 B 的输出电容器 C3 及 / 或负载电路 LC 的发光二极管 LeP 的串联电路 ； 当投入直流电源 DC 时， 将主要由电阻器 R3 与 R10 的电阻值比所决定的正的启动电压施加于第 1 开关元件 Q1 的栅极而使降压斩波器 SDC 启动。
其次， 对电路动作进行说明。
由于将直流电源 DC 的平滑电容器 C1a、 C1b 的合成电容设定为比较低的值， 因此输 入电流波形的 5 次谐波比率变成 60％以下， 结果， 输入电流波形的谐波满足日本的负载为 25W 以下的谐波规格 (JIS C61000-Class C)。
如果投入直流电源 DC， 并通过启动电路 ST 而使降压斩波器 SDC 启动， 那么开关元 件 Q1 开启， 经由输出电容器 C3 或 / 及负载电路 LC 的发光二极管 LeP 而线性地增加的增加 电流从直流电源 DC 流出至第 1 电路 A 内。通过此增加电流， 在自激形驱动信号产生电路 DSG 的第 2 电感器 L2 中诱发电容器 C4 侧成为正的电压， 此诱发电压经由电容器 C4 及电阻 器 R1 而将正的电压施加于开关元件 Q1 的控制端子 ( 栅极 )， 因此开关元件 Q1 得以维持在 开启状态且该增加电流持续流动。与此同时， 通过该增加电流而在阻抗机构 Z1 中产生电压 下降， 此下降电压作为输入电压被施加到断开电路 TOF 的比较器 CP1 的端子 P2。 如果随着所述增加电流的增大， 比较器 CP1 的输入电压增加而超过基准电压， 那 么比较器 CP1 动作， 在端子 P3 产生正的输出电压。其结果， 断开电路 TOF 的开关元件 Q2 关 闭且使自激形驱动信号产生电路 DSG 的输出端短路， 因此降压斩波器 SDC 的开关元件 Q1 关 闭， 所述增加电流被阻断。
如果开关元件 Q1 关闭， 那么由于所述增加电流流入第 1 电感器 L1 而使其中所储 存的电磁能量释放， 且减少电流经由输出电容器 C3 或 / 及负载电路 LC 的发光二极管 LeP 而流出至包含第 1 电感器 L1 及二极管 D1 的第 2 电路 B 的内部。通过此减少电流， 在自激 形驱动信号产生电路 DSG 的第 2 电感器 L2 中诱发电容器 C4 侧成为负的电压， 此诱发电压 经由齐纳二极管 ZD1 而将负的电位施加于电容器 C4， 并且将零电位施加于开关元件 Q1 的控 制端子 ( 栅极 )， 因此开关元件 Q1 得以维持在关闭状态且该减少电流持续流动。
如果第 1 电感器 L1 内所储存的电磁能量的释放结束且该减少电流变成 0， 那么在 第 1 电感器 L1 中产生反电动势， 第 2 电感器 L2 中所诱发的电压反转， 电容器 C4 侧再次转 为正， 因此如果该诱发电压经由电容器 C4 及电阻器 R1 而将正的电压施加于开关元件 Q1 的 栅极， 那么开关元件 Q1 再次反转为开启状态， 该增加电流再次流出。
此后， 重复与以上相同的电路动作， 并将该增加电流及该减少电流合成而使三角 波形的负载电流流动， 由此使 LED 光源 22 的 LED 封装体 LeP 的 LED 芯片 Ch 发光。此外， 在 本形态中， 点灯时的 LED 芯片 Ch 的电压下降为 3V。因此， 1 个的 LED 封装体 LeP 的电压下 降变成 9V， 因此以使 LED 光源 22 的电压下降变成 63V 的方式而控制输出电容器 C3 的端子 电压。
于是， 在本形态中， 相对于直流电源 DC 的输出电压 200V， 输出电容器 C3 的电压为 其 1/2 以下的 63V， 可以获得相当于 60W 型白炽灯的光束。另外， 在以上的电路动作中， 由 于平滑电容器 C1a、 C1b 的串联电压在交流电压周期的整个期间内高于输出电容器 C3 的电 压， 因此降压斩波器 SDC 连续地稳定动作， 所以发光二极管 LeP 中不会产生明亮度的闪烁。
另外， 当交流电源电压例如为 100V 时， 由于从直流电源输出 200V 的直流电压， 因此如果输 出电容器的电压为 100V 以下， 那么连接于降压斩波器的输出端的 LED 光源 22 的发光不会 产生闪烁。此外， 因为存在电路效率会随着输出电容器 C3 的电压降低而下降的倾向， 所以 输出电容器 C3 的电压优选为 70V 以上。即， 如果输出电容器 C3 的电压为 70 ～ 100V 的范 围内， 那么可以使电路效率为 89％以上。
因此， 根据第 1 形态， 适合于增加 LED 光源的 LED 封装体的数量而获得光束较大的 LED 照明装置的情况。
此外， 断开电路 TOF 的动作通过比较器 CP1 及开关元件 Q2 的 2 阶段动作而进行， 即使输入电压为 0.3V 以下， 比较器 CP1 也稳定且准确地动作。因此， 可以减小阻抗机构 Z1 的电阻值， 所以即使先前技术中的输入电压为 0.5V， 根据本发明， 也可以较先前技术而将阻 抗机构 Z1 的电力损耗减少 40％以上。
另外， 断开电路 TOF 的温度特性是由比较器 CP1 侧决定的， 由于可以对比较器 CP1 赋予所期望的良好的温度特性， 因此不存在如先前般由开关元件 Q2 的温度特性所引起的 问题。此外， 关于比较器 CP1 的温度特性， 例如作为基准电压电路中所使用的齐纳二极管， 容易选择其温度特性具有略微负的特性或平淡的特性者， 因此可以将此种特性作为比较器 CP1 的温度特性来发挥作用。由此， 可以获得温度特性良好的 LED 点灯装置。 进而， 通过将比较器 CP1 配设于断开电路电路 TOF 中， 可以使开关元件 Q2 稳定且 准确地动作， 因此 LED 点灯装置的输出的不均减少。
其次， 参照图 6 至图 8 说明用于实施本发明的第 2 形态。此外， 对与图 2 及图 4 相 同的部分标注相同的符号并省略说明。本形态在直流电源 DC 使用全波整流电路 BR 方面不 同。即， 由于去除了图 4 中的跨接线 JW， 因此桥式整流电路 BR 与一对平滑电容器 C1a、 C1b 的串联电路并联连接。因此， 如图 8 所示， 直流输出电压与交流电源电压相同为 100V。
另外， LED 光源 22 包含 4 个串联连接的 LED 封装体 LeP。此外， 在本形态中， 点灯 时的 LED 芯片 Ch 的电压下降与第 1 形态相同为 3V。因此， 1 个 LED 封装体 LeP 的电压下降 变成 9V， 因此以使 LED 光源 22 的电压下降变成 36V 的方式而控制输出电容器 C3 的端子电 压。
于是， 在本形态中， 相对于直流电源 DC 的输出电压 100V， 输出电容器 C3 的电压为 其 1/2 以下的 36V， 可以获得相当于 40W 型白炽灯的光束。另外， 在以上的电路动作中， 由 于平滑电容器 C1a、 C1b 的串联电压在交流电压周期的整个期间内高于输出电容器 C3 的电 压， 因此降压斩波器 SDC 连续地稳定动作， 所以发光二极管 LeP 中不会产生明亮度的闪烁。
在以上所说明的各形态中， 也会产生如下的作用效果。即， 通过 LED 封装体内的多 个 LED 芯片串联连接， 即使多个 LED 芯片间存在 Vf 特性的不均， 其影响也减少， 因此容易管 理 LED 芯片的 Vf 特性的不均。另外， 通过将多个 LED 芯片在 LED 封装体内串联连接， 相对 于所需量的光束的 LED 封装体的数量可以减少， 因此安装效率得以提高。
另外， 各实施形态中共同的作用如下所示。
(1) 由于 LED 封装体的多个 LSD 芯片及多个 LED 封装体形成 1 个串联电路， 因此 与 LED 封装体内的多个 LED 芯片并联的情况相比， 驱动电流变成 1/(LED 芯片的数量 )。因 为 LED 点灯装置内所产生的热与驱动电流的二乘方成比例， 所以因 LED 点灯装置的动作而 在 LED 点灯装置内产生的热量显着减少， 相应地电路效率得到提高。此外， 伴随点灯而在
LED 封装体内产生的热量虽然与 LED 芯片的数量成比例， 但因为不存在由连接的形态如何 所引起的变化， 所以该热移动到 LED 点灯装置的部分无变化。但是， 即使加上由伴随点灯而 在 LED 封装体内产生的热所产生的影响， 根据本实施形态， LED 点灯装置内的动作过程中的 温度上升与 LED 封装体内的多个 LED 芯片并联的情况相比， 也变成约一半左右。其结果， 不 仅 LED 光源及 LED 点灯装置的寿命延长， 而且 LED 照明装置的可靠性得到提高。
(2) 伴随 LED 点灯装置内的动作过程中的温度上升减少， 可以使 LED 点灯装置部分 的散热对策级别 (level) 下降， 因此可以减少散热部件。其结果， 由于零件数减少且构造的 简单化及组装工时减少， 因此可以谋求成本下降与小型化及轻量化。
(3) 当 LED 光源中的任一个 LED 芯片在开放模式下毁坏时， 由于 LED 光源整体熄 灯， 因此安全。相对于此， 在 LED 封装体内的多个 LED 芯片并联的情况下， 由于驱动电流集 中于残余的 LED 芯片中， 因此 LED 封装体易于异常发热。
(4) 在第 1 及第 2 形态中， 只要切换直流电源的电路连接中的跨接 (jump) 线 JW， 便可使直流电源或 / 及降压斩波器共通化。
以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式上的限制， 虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发明， 任何熟悉本专业的技术人 员， 在不脱离本发明技术方案范围内， 当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例， 但凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化与修饰， 均仍属于本发明技术方案的范围内。