点亮装置和照明器具的制作方法

1.本发明涉及一种点亮装置和照明器具。


背景技术：

2.已知存在下述技术：在点亮装置中，为了在因瞬时停电等导致商用电源停止供电后也尽量长时间地向点亮装置的控制电路供电，而在向控制电路供电的供电路径中设置平滑电容器(例如参照专利文献1)。另外，从减少损失的观点出发，控制电路用的电源电路优选由开关电路构成(参照专利文献1)。特别是，在控制电路包含无线模块那样功耗较大的电路的情况下，通过使用开关电路来降低损失的效果较大。
3.专利文献1：日本专利第5743041号公报


技术实现要素：

4.－发明要解决的技术问题－
5.然而，如专利文献1所示的现有技术那样，在用开关电路构成控制电路用的电源电路的情况下，为了从开关电路获得稳定的输出，需要在某种程度上将向电源电路供给的供给电压保持得较高。然而，如从正常模式移向待机模式的情况那样，有时平滑电容器的电压会产生较大的变动。另外，有时会将平滑电容器的输出电压控制得较低，这样一来，电源电路的输出有可能停止或变得不稳定。
6.因此，本公开的目的在于：就向控制电路供电的供电路径中设有平滑电容器的点亮装置而言，无论平滑电容器的电压如何，都向控制电路进行稳定的供电。
7.－用以解决技术问题的技术方案－
8.为了解决上述问题，本公开的一实施方式所涉及的点亮装置包括主电路、第一电路、第一电源、第二电源以及切换电路，所述主电路具有设于输出节点之间的平滑电容器，并向与该输出节点相连的光源供电，所述第一电路用于控制所述主电路，所述第一电源具有与所述输出节点相连的开关电路，并输出用于使第一电路工作的功率，所述第二电源具有与所述输出节点相连的降压电路，并输出用于使所述第一电路工作的功率，所述切换电路在正常工作时使来自所述第一电源的功率供向所述第一电路，另一方面，当由于所述输出节点之间的电压小于规定的阈值，而使得来自所述第一电源的输出停止的情况下，使来自所述第二电源的功率供向所述第一电路。
9.－发明的效果－
10.根据本公开，就向控制电路供电的供电路径中设有平滑电容器的点亮装置而言，无论平滑电容器的电压如何，都能向控制电路进行稳定的供电。
附图说明
11.图1是示出实施方式所涉及的照明器具的结构示例的图；
12.图2a是用于说明实施方式所涉及的点亮装置的工作情况的波形图；
13.图2b是用于说明比较例所涉及的点亮装置的工作情况的波形图；
14.图3是用于说明功率分散控制的波形图。
具体实施方式
15.以下，参照附图详细说明本公开的实施方式。以下对实施方式的说明在本质上仅为举例说明而已，并没有限制本发明、其应用对象或其用途的意图。
16.＜照明装置＞
17.图1示出实施方式的照明器具lm的结构。照明器具lm包括光源10和用于点亮光源10的点亮装置20。光源10的种类并没有被特别加以限定，例如用led(light emitting diode：发光二极管)等发光元件11构成。
18.＜点亮装置＞
19.点亮装置20包括输入滤波电路21、整流电路22、主电路23、第一电源50、第二电源60、切换电路70以及控制电路80。在图1中，p1为点亮装置20的输入端子对，p2为点亮装置20的输出端子对。为了便于说明，有时将一个输入端子p11与一个输出端子p21之间的布线称为布线l11，将另一个输入端子p12与另一个输出端子p22之间的布线称为布线l12。
20.－输入滤波电路－
21.输入滤波电路21从商用电源e经由输入端子对p1输入的交流功率中去除高次谐波噪声等不必要的频率分量。输入滤波电路21的结构并没有被特别加以限定。需要说明的是，在使用无需滤波处理的电源来替代商用电源e的情况下，也可以省略输入滤波电路21。在该情况下，整流电路22与输入端子对p1直接连接。
22.－整流电路－
23.整流电路22对从输入滤波电路21输出的交流电压进行整流(全波整流或半波整流)，并作为整流电压输出。整流电路22由例如二极管桥式电路构成，未图示。
24.－主电路－
25.主电路23向与输出端子对p2相连的光源10供电。主电路23至少包括设于输出端子对p2之间的平滑电容器31。另外，主电路23包括设于一条布线l11上的晶体管32。这样一来，通过在输出端子对p2之间设置平滑电容器31，由此能够在商用电源e出现瞬时停电、瞬时电压下降的情况下使电压平缓下降，从而防止输出端子对p2之间的电压急剧降低。
26.在图1的例子中，主电路23包括升降压电路30和恒流电路40，所述升降压电路30对整流电路22的输出进行功率转换，所述恒流电路40向光源10供给恒流。
27.在图1中，升降压电路30包括上述晶体管32和二极管33，该晶体管32和二极管33串联地设置在一条布线l11上。晶体管32的一个端子与整流电路22的输出相连，另一个端子与二极管33的阴极相连。二极管33的阳极与恒流电路40的输入相连。晶体管32在控制电路80的控制下导通/截止。另外，升降压电路30包括在布线l11与布线l12之间并联的输入电容器34、电感器35以及所述平滑电容器31。输入电容器34设于整流电路22与晶体管32之间，电感器35设于晶体管32与二极管33之间，平滑电容器31设于二极管33与恒流电路40之间。
28.恒流电路40具有接收来自后述调光电路82的调光控制信号lc来调节从主电路23流向光源10的电流量的功能。恒流电路40的具体结构并没有被特别限定，例如由图1所示的电路构成。图1中的恒流电路40包括在二极管33的阳极与输出端子p21之间串联的电阻41和
晶体管43。另外，恒流电路40包括放大器42。放大器42在一个输入端子接收来自调光电路82的调光控制信号lc，另一个输入端子连接在电阻41与晶体管43之间的布线l11上。另外，放大器42的输出端子与晶体管43的栅极相连。
29.需要说明的是，在本公开中，如图1所示，在输出端子对p2之间设有平滑电容器31是这样一个概念，即，其包括在输出端子对p2与平滑电容器31之间设有恒流电路40、无源元件等的结构；以及平滑电容器31与输出端子对p2直接连接起来的结构。另外，在本公开中，“端子”表示电流的出入口。例如，输出端子这一术语用作表示为了点亮光源10而从点亮装置20输出的电流的出入口。因此，例如，作为“端子”，可以设有接线端子那样的物理金属件，“端子”也可以是用于将电路相互连接起来的布线(例如，电线)。
30.另外，在图1中，也可以将升降压电路30换成其他转换电路(转换器)。例如，可以使用降压电路来替代图1中的升降压电路，还可以使用具有使升压电路和降压电路相互分离开的这一结构的电路。另外，升降压电路30的电路方式并不限于图1的结构，能够使用具有从反激式、sepic(single-ended primary inductance converter：单端初级电感转换器)式、丘克(cuk)式、zeta式组成的组中选出的方式的转换器。
31.－第一电源－
32.第一电源50由与平滑电容器31相连的开关电路构成，其输出控制电路80的电源所使用的功率(以下，简称电源功率)。具体而言，将平滑电容器31的电压vf降至电压vd1(vf＞vd1)后进行输出。
33.如上所述，通过对输出电源功率的电路(所谓的电源电路)使用开关电路，从而与使用后述降压电路的情况相比，能够减少损失。例如，在如后述无线模块81那样功耗相对较大的电路中，尤其具有显著的减少损失的效果。
34.需要说明的是，构成第一电源50的开关电路的具体结构并没有被特别限定。在图1的例子中，第一电源50包括输入电容器51、开关晶体管52、二极管53、电感器55以及输出电容器54。输入电容器51连接在布线l11与布线l12之间。开关晶体管52的一端与布线l12相连，另一端经由电感器55与切换电路70相连。也就是说，从第一电源50输出的电源功率被供向切换电路70。二极管53的阴极连接在开关晶体管52与电感器55之间的布线上，其阳极与布线l11相连。输出电容器54连接在电感器55和切换电路70之间的布线、与布线l11之间。
35.－第二电源－
36.第二电源60由与平滑电容器31相连的降压电路构成，并输出控制电路80的电源所使用的功率(以下，简称电源功率)。具体而言，将平滑电容器31的电压vf降至电压vd2(vf＞vd2)后进行输出。另外，第二电源60的输出电压vd2在正常模式时，被设定为低于第一电源50的输出电压vd1。正常模式是指作为光源10的光量所能够设定的整个范围。正常模式不包括点亮装置20处于通电状态但光源10熄灭的所谓的“待机模式”。
37.如上所述，通过使用降压电路作为电源电路，从而在成为输入的平滑电容器31的电压vf下降了的情况下，即使电压比开关电路的电压低，也能维持电源功率的输出。换言之，当第二电源60的输出停止时平滑电容器31的电压vf2比当第一电源50的输出停止时平滑电容器31的电压vf1小。也就是说，在平滑电容器31的电压缓缓降低的情况下，第二电源60的输出能够在比第一电源50的输出长的期间一直持续输出状态。
38.需要说明的是，构成第二电源60的降压电路的具体结构并没有被特别限定。在图1
的例子中，第二电源60具有下述结构：电阻61和齐纳二极管62的串联电路、以及电阻63、晶体管64和电容器65的串联电路并联于布线l11与布线l12之间。晶体管64的栅极连接在电阻61与齐纳二极管62的阴极之间的布线上。另外，从晶体管64与电容器65之间的布线输出电源功率，并且供至切换电路70和后述调光电路82。
39.－切换电路－
40.切换电路70从第一电源50和第二电源60分别接受电源功率的供给，并将一者的电源功率向后述无线模块81输出。具体而言，在平滑电容器31的电压在规定的阈值以上时，切换电路70将从第一电源50输出的电源功率供至无线模块81。另一方面，当平滑电容器31的电压小于规定的阈值(以下称作第一阈值vt1)时，切换电路70将从第二电源60输出的电源功率供至无线模块81。
41.在图1的例子中，切换电路70包括第一二极管71和第二二极管72，所述第一二极管71设于第一电源50的输出与无线模块81的电源线l81之间，所述第二二极管72设于第二电源60的输出与无线模块81的电源线l81之间。电源线l81是电源端子的一个示例。
42.通过使用图1那样的电路，由此将第一电源50的输出和第二电源60的输出中电压较高的输出供至无线模块81。需要说明的是，也可以将切换电路70的输出通过三端稳压器而降至恒定的电压vd3(vd2＞vd3)，然后再供至无线模块81。
43.在图1的电路中构成为：在正常模式下，即在平滑电容器31的电压高于第一阈值vt1的状态下，第一电源50的输出电压vd1比第二电源60的输出电压vd2高。由此，在正常模式下，向无线模块81供给来自第一电源50的输出功率。而且，由于平滑电容器31的电压vf降低，因而第一电源50的输出电压vd1降低，当第一电源50的输出电压vd1小于第二电源60的输出电压vd2时，来自第二电源60的输出便被供至无线模块81。通过采用这样的构成方式，从而能够将向无线模块81供电的电路自动地从第一电源50切换成第二电源60。
44.此处，第一阈值vt1被设定成在例如第一电源50的输出停止时的平滑电容器31的电压vf以上的值。当第一电源50的输出停止时电压vf1例如是基于第一电源50的结构、开关晶体管52的阈值电压等决定的。例如，可以将第一阈值vt1设定成第一电源50的输出停止时的平滑电容器31的电压vf。这样一来，直至第一电源50的输出停止为止，都会使用第一电源50，因此能够最大限度地利用第一电源50。在这种情况下，也可以例如设置对第一电源50的输出与第二电源60的输出进行切换的继电器(省略图示)来替代切换电路70，并使用传感器等监视第一电源50的输出，并且基于该结果来控制继电器。
45.另外，也可以使第一阈值vt1为待机模式时的平滑电容器31的电压vfw。电压vfw例如被设定成比第一电源50的输出停止时的电压vf1小且比第二电源60的输出停止时的电压vf2大的值。此时，例如，正常模式时的平滑电容器31的电压vfn被设定成比所述电压vf1大的值。由此，在正常模式时能够用第一电源50驱动无线模块81，同时在像待机模式、停电等那样功耗相对较小的场合能够使用第二电源60，从而能够减少损失。
46.－控制电路－
47.控制电路80接收来自外部设备(例如，主机(省略图示))或接受用户操作的操作单元(省略图示)的调光指示信号，并向恒流电路40输出基于调光指示信号的调光控制信号lc。控制电路80包括功耗相对较大的第一电路81和功耗小于第一电路81的第二电路82。
48.第一电路81例如是接收从所述主机、操作单元输出的无线调光指示信号的无线模
块。在以下说明中，设第一电路81为无线模块来进行说明。需要说明的是，对无线模块也标注与第一电路相同的附图标记81来进行说明。无线模块81通过无线通信从外部接收调光指示信号，并根据调光指示信号，生成pwm(pulse width modulation：脉冲宽度调制)信号后，向后述的调光电路82输出。需要说明的是，第一电路81并不限于无线模块。例如，在使用来自人体传感器、照度传感器那样的传感器的输出来进行调光的情况下，有时会使用传感器电路作为第一电路81，未图示。
49.第二电路82例如是接收从无线模块81输出的pwm信号并基于该pwm信号生成调光控制信号lc后向恒流电路40输出的调光电路。在以下说明中，设第二电路82为调光电路来进行说明。需要说明的是，对调光电路也标注与第二电路相同的附图标记82来进行说明。
50.＜点亮装置的工作情况＞
51.接下来，参照图2a、图2b(以下，也统称为图2)，说明点亮装置20的工作情况。图2a示出本实施方式的点亮装置20的工作示例，图2b示出比较例的点亮装置的工作示例。在图2中，vi是从商用电源e向点亮装置20输入的输入电压，if是恒流电路40的输出电流，vf是平滑电容器31的电压，vd1是第一电源50的输出电压，vd2是第二电源60的输出电压，vd3是切换电路70的输出电压，pwm是从无线模块81输出的pwm信号。
52.另外，在图2中，至时刻t10为止，点亮装置20都是在光源10的光量为最大的这一设定下工作的，在t10之后，点亮装置20则是在使光源10的光量下降到微暗状态(dim状态)的这一设定下进行工作的。另外，在时刻t20商用电源e停电，在时刻t30商用电源e复原。需要说明的是，为了放大地示出本公开的特征部分，在图2中，将设定为最大光量的情况与设定为dim状态的情况的电压差/电流差图示得比实际差小。
53.此处，设时刻t20至时刻t30之间的时间为：保证在时刻t30的时间点，平滑电容器31的电压vf维持在比第二电源60的输出停止时的电压高的电压上。另外，忽略各二极管的导通电阻。
54.至时刻t10为止的期间，光量最大，因此从无线模块81输出的pwm信号固定为低电平。调光电路82控制恒流电路40，使光源10的光量为最大光量。第一电源50和第二电源60分别输出与平滑电容器31的电压vf相对应的电源功率。切换电路70从第一电源50和第二电源60这两者接收电源功率，如上文所述，在正常模式下，第一电源的输出比第二电源60的输出大，因此从第一电源50输出的电源功率被供至无线模块81。
55.从时刻t10至时刻t20的期间，光量下降，因此从无线模块81输出的pwm信号成为具有规定占空比的脉冲信号。调光电路82控制恒流电路40，使光源10成为与pwm信号相对应的光量。第一电源50和第二电源60继续分别输出与平滑电容器31的电压vf相对应的电源功率。切换电路70从第一电源50和第二电源60这两者接收电源功率，因此与至时刻t10为止的期间相同，从第一电源50输出的电源功率被供至无线模块81。
56.在时刻t20，当商用电源e的供电停止时，恒流电路40的输出电流if停止，光源10熄灭。另外，平滑电容器31的电压vf缓缓降低。这样一来，在第一电源50中，用于使开关电路工作的偏压不足，输出电压vd1缓缓降低，之后停止(参照时刻t21)。另一方面，第二电源60由降压电路构成，因此即使第一电源50的输出停止，在一段时间内也会维持之前的输出状态(参照时刻t20～t30)。这样一来，在从时刻t20至时刻t21之间，就会存在第一电源50的输出电压vd1比第二电源60的输出电压vd2小的时刻，当到达该时刻时，切换电路70的输出就从
第一电源50的输出切换成第二电源60的输出。由此，即使第一电源50的输出停止，也能够从第二电源60向无线模块81持续进行供电。
57.在时刻t30，商用电源e重新开始供电，不久平滑电容器31的电压vf开始上升(参照时刻t31)。此时，第一电源50停止，但由于从第二电源60向无线模块81进行供电，因此无线模块81维持工作状态，并且输出表示之前光量(dim)的pwm信号。
58.也就是说，与从时刻t10至时刻t20的期间相同，无线模块81输出具有规定占空比的脉冲信号(参照时刻t31)。由此，能够防止出现输出电流if急剧上升而导致照明瞬间变亮的所谓导通闪亮现象(参照时刻t32至时刻33的期间)。
59.－比较例－
60.图2b示出比较例所涉及的点亮装置的工作示例。比较例的具体电路结构未图示，其构成为：从图1的电路中去除切换电路70，第一电源50的输出被供至无线模块81，第二电源60的输出被供至调光电路82。除此以外的结构都与图1相同。
61.在图2b中，在时刻t21，当第一电源50的输出停止时，无线模块81的电源停止，无线模块81复位，有时复原需要花费较多的时间。例如，在无线模块81，一旦复位，就会产生用于初始化的时间、用于与主机确立通信的时间、通信确立后等待主机信号的时间等，到能够输出正常的pwm信号的状态为止，有时需要花费较多的时间。
62.这样一来，当在时刻t30，商用电源e重新开始供电后不久，在平滑电容器31的输出电压上升后，输出电流if开始流动时，调光电路82成为最大光量的设定，从而有可能出现前述的导通闪亮现象(参照图2b的从时刻t32至时刻t34的期间)。相对于此，如上文所述，根据实施方式的结构，能够防止出现导通闪亮现象。
63.如上所述，本实施方式所涉及的点亮装置20包括主电路23、控制电路80、第一电源50、第二电源60以及切换电路70。具体而言，主电路23具有设于输出端子对p2之间的平滑电容器31，并向与输出端子对p2相连的光源10供电。控制电路80控制主电路23。第一电源50具有与平滑电容器31相连的开关电路，并输出用于控制电路80的无线模块81的电源功率。第二电源60具有与平滑电容器31相连的降压电路，并输出用于控制电路80的无线模块81的电源功率。而且，在平滑电容器31的电压vf在规定的阈值以上时，切换电路70将从第一电源50输出的电源功率供至无线模块81，当平滑电容器31的电压vf比规定的阈值低时，切换电路70将从第二电源60输出的电源功率供至无线模块81。
64.采用这样的构成方式，在平滑电容器31的输出电压被控制成像比开关电路的工作范围低的那样的较低电压的情况下，也能够使用具有降压电路的第二电源60，继续向无线模块81供电。由此，在功耗相对较高的那样的正常模式下，能够通过具有开关电路的第一电源50进行供电，从而减少损失，同时即使平滑电容器31的输出电压降低，也能够向无线模块81稳定地进行供电。也就是说，无论平滑电容器31的电压vf如何，都能向控制电路80进行稳定的供电。特别是，对于无线模块81那样消耗电流相对较大的电路而言，能够获得显著的效果。
65.在所述点亮装置20中，控制电路80可以包括无线模块81和功耗比无线模块81小的调光电路82。而且，也可以是这样的：切换电路70向无线模块81供给电源功率，在正常模式和第一电源50的输出停止时这两种情况下，向调光电路82供给从第二电源60输出的电源功率。
66.如上文所述，无线模块81具有下述倾向：一旦电源停止，到复原为止会花费较多的时间，因而应用本公开的技术所带来的效果更加明显。
67.＜其他实施方式＞
68.需要说明的是，也可以使用上述实施方式的构成方式(参照图1)，实施待机状态下的功率分散控制。参照图3来说明具体的控制方式。
69.在图3中，至时刻t50为止，点亮装置20都是在光源10的光量为最大的这一设定下进行工作的，从时刻t50至时刻t60这一期间，点亮装置20以使光源10成为dim状态的方式进行工作。另外，在从时刻t60至时刻t70这一期间成为待机状态，在时刻t70复原为dim状态。需要说明的是，在图3中，也与图2相同，将设定为最大光量的情况与设定为dim状态的情况的电压差/电流差图示得比实际差小。另外，图3的至时刻t60为止的工作与图2的至时刻t20为止的工作相同，此处省略说明。
70.在图3的例子中，当在时刻t60成为待机模式时进行控制，使平滑电容器31的电压vf成为锯齿波。例如，在高电平时，使用关断vf的矩形波控制信号dimvf进行控制，使电压vf成为锯齿波。此处，控制信号dimvf被设定成保证在待机模式时锯齿波(电压vf)的上限值vt2为比dim状态下平滑电容器31的电压vf小的值。另外，控制信号dimvf被设定成保证在待机模式时锯齿波(电压vf)的下限值为比第一电源50的开关电路不工作而使得输出停止的阈值电压vt3小的值。
71.通过这样的控制，从而如图3所示，在平滑电容器31的电压vf小于阈值电压vt3的期间(时刻t61至t63这一期间)，来自第一电源50的输出电压vd1停止。其结果是，包括至第一电源50复原为止的时间在内，在从时刻t61至时刻t64这一期间，切换电路70的输出从第一电源50(电压vd1)切换成第二电源60(电压vd2)。
72.如上所述，通过采用上述实施方式的结构，除了能够获得无论平滑电容器31的电压vf如何都向控制电路进行稳定的供电这一效果外，还能够分散待机模式时所使用的电源。
73.－产业实用性－
74.本发明所涉及的点亮装置无论平滑电容器的电压如何，都能向控制电路进行稳定的供电，因此作为例如用于点亮led等光源的点亮装置极为有用。
75.－符号说明－
76.lm
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照明器具
77.10
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光源
78.23
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主电路
79.31
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平滑电容器
80.50
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第一电源
81.60
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第二电源
82.70
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切换电路
83.71
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第一二极管
84.72
ꢀꢀꢀ
第二二极管
85.80
ꢀꢀꢀ
控制电路
86.81
ꢀꢀꢀ
无线模块(第一电路)
87.82
ꢀꢀꢀ
调光电路(第二电路)
88.p2
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输出端子对(输出端子)
89.vt1
ꢀꢀ
第一阈值