特許 6791486 発光素子駆動装置及びその駆動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6791486

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】発光素子駆動装置及びその駆動方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/375 20200101AFI20201116BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   H05B45/375

   H01L33/00 J

【請求項の数】18

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2019-45222(P2019-45222)

(22)【出願日】2019年3月12日

(65)【公開番号】特開2019-194974(P2019-194974A)

(43)【公開日】2019年11月7日

【審査請求日】2019年3月12日

(31)【優先権主張番号】201810421355.6

(32)【優先日】2018年5月4日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】596039187

【氏名又は名称】台達電子工業股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＤＥＬＴＡ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】周清和

(72)【発明者】

【氏名】艾祖華

【審査官】 山崎 晶

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１４３０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００５５０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ４５／００ − ４５／５８

Ｈ０５Ｂ ４７／００ − ４７／２９

Ｈ０２Ｍ ３／００ − ３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エネルギー貯蔵素子と、
発光素子を介して前記エネルギー貯蔵素子の正極端に接続されて、電流を前記発光素子に提供し、且つ前記エネルギー貯蔵素子に対して充電するための電源と、
前記電源及び前記エネルギー貯蔵素子に電気的に接続され、且つインダクタを含む電源変換回路と、
を備え、
前記電源変換回路の第１の操作状態で、前記エネルギー貯蔵素子は前記インダクタに対して充電し、前記電源変換回路の第２の操作状態で、前記インダクタは前記電源に放電する発光素子駆動装置。

【請求項2】

前記電源変換回路は、
前記インダクタ及び前記エネルギー貯蔵素子に電気的に接続されて、オンにされる時に、前記エネルギー貯蔵素子が前記インダクタに対して充電することに用いられる第１のスイッチ素子を更に含む請求項１に記載の発光素子駆動装置。

【請求項3】

前記電源変換回路は、
前記インダクタ及び前記電源に電気的に接続されて、オンにされる時に、前記インダクタは前記電源に放電することに用いられる第２のスイッチ素子を更に含む請求項２に記載の発光素子駆動装置。

【請求項4】

前記電源変換回路は、
検出電流が通過するために前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子及び前記インダクタの中の少なくとも１つに電気的に接続される少なくとも１つの検出素子を更に含み、
前記第１のスイッチ素子は前記検出電流によって、前記第１の操作状態でオンにするか又は前記第２の操作状態でオフにする請求項３に記載の発光素子駆動装置。

【請求項5】

前記少なくとも１つの検出素子は抵抗又は変流器を含む請求項４に記載の発光素子駆動装置。

【請求項6】

前記少なくとも１つの検出素子は、
前記インダクタと直列接続される第１の検出素子と、
前記第１のスイッチ素子と直列接続される第２の検出素子と、
前記第２のスイッチ素子と直列接続される第３の検出素子と、
を含む請求項４又は５に記載の発光素子駆動装置。

【請求項7】

前記電源は、
交流電圧源と、
前記交流電圧源に電気的に接続されて、前記交流電圧源の交流電圧を受け取り、調整電圧を出力するための調整回路と、
前記調整回路に電気的に接続されて、前記調整電圧を受け取るための入力コンデンサと、
を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置。

【請求項8】

前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子及び前記インダクタの中の少なくとも１つに流れる電流によって前記第１のスイッチ素子をオン制御又はオフ制御するための制御回路を更に含む請求項３〜６のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置。

【請求項9】

前記エネルギー貯蔵素子はコンデンサを含む請求項１〜８のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置。

【請求項10】

前記第２のスイッチ素子はダイオードを含む請求項３〜６のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置。

【請求項11】

電源によって、電流を発光素子に提供し、且つエネルギー貯蔵素子に対して充電して、前記電源が前記発光素子の第１端に電気的に接続され、且つ前記エネルギー貯蔵素子の正極端が前記発光素子の第２端に直接接続されることと、
前記電源が前記電流を前記発光素子に連続的に提供する場合には、第１のスイッチ素子をオンにして、前記エネルギー貯蔵素子をインダクタに対して充電させることと、
前記第１のスイッチ素子をオフにして、前記インダクタを前記電源に放電させることと、を含む発光素子の駆動方法。

【請求項12】

前記第１のスイッチ素子をオフにした後、前記インダクタは第２のスイッチ素子によって前記電源に放電する請求項１１に記載の発光素子の駆動方法。

【請求項13】

前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子及び前記インダクタの中の少なくとも１つに流れる検出電流を検出することと、
前記検出電流によって、前記第１のスイッチ素子をオン制御又はオフ制御することと、
を更に含む請求項１２に記載の発光素子の駆動方法。

【請求項14】

前記検出電流が所定電流値に達する時に、前記検出電流によって前記第１のスイッチ素子をオフ制御することを更に含む請求項１３に記載の発光素子の駆動方法。

【請求項15】

エネルギー貯蔵素子と、
発光素子を介して前記エネルギー貯蔵素子の正極端に接続されて、電流を前記発光素子に提供し、且つ前記エネルギー貯蔵素子に対して充電するための電源と、
前記エネルギー貯蔵素子に電気的に接続されるインダクタと、
前記エネルギー貯蔵素子及びインダクタに電気的に接続されて、オンにされる時に、前記エネルギー貯蔵素子が前記インダクタに対して充電することに用いられる第１のスイッチ素子と、
前記インダクタ及び前記電源に電気的に接続される第２のスイッチ素子と、
を備え、
前記第１のスイッチ素子がオフにされる時に、前記インダクタは前記第２のスイッチ素子によって前記電源に放電する発光素子駆動装置。

【請求項16】

前記エネルギー貯蔵素子はコンデンサを含む請求項１５に記載の発光素子駆動装置。

【請求項17】

前記電源は、前記発光素子及び前記エネルギー貯蔵素子に放電するための入力コンデンサを含む請求項１５又は１６に記載の発光素子駆動装置。

【請求項18】

検出電流が通過するために、前記第１のスイッチ素子、前記第２のスイッチ素子及び前記インダクタの中の少なくとも１つに電気的に接続される少なくとも１つの検出素子をさらに含み、
前記第１のスイッチ素子は前記検出電流によってオフにされる請求項１５から１７のいずれか１項に記載の発光素子駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示内容は駆動装置に関し、特に発光素子を駆動するように、一部の負荷エネルギーを処理するための高効率変換装置である発光素子駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）は電流で駆動される発光デバイスであり、主にＬＥＤに流れる電流を制御することによって発光の輝度を調整する。従来技術において、ＬＥＤは直流電圧源に接続されて作動する時に、ＬＥＤの作動電流は抵抗を直列接続することによって調整され、この回路の利点は回路が簡単であることであり、欠点が低い効率である。他種の従来技術において、電源変換器によってＬＥＤ電流を調整し、前記抵抗を直列接続することに比べて高い効率を有することは利点であるが、ＬＥＤの負荷が完全に電源変換器を通過し、且つ交流電流の商用電源に接続される応用をするように、別の１段式力率補正回路を加えて、２段回路アーキテクチャになるため、システムの全体効率を更に向上させることはできない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

ＬＥＤの駆動装置を設計する時に、考慮すべき要因は回路構造の複雑さ、変換効率及び電流の安定性を含み、どのように上記のさまざまな要因を兼ねるかは、現在の１つの重要な課題である。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示内容の一態様は、発光素子駆動装置に関し、前記発光素子駆動装置は正極端が発光素子に直接接続されるエネルギー貯蔵素子と、発光素子を介してエネルギー貯蔵素子の正極端に電気的に接続されて、電流を発光素子に提供し、且つエネルギー貯蔵素子に対して充電するための電源と、電源とエネルギー貯蔵素子を電気的に接続する電源変換回路と、を含む。電源変換回路はインダクタを含み、電源変換回路の第１の操作状態で前記エネルギー貯蔵素子はインダクタに対して充電し、電源変換回路の第２の操作状態で、インダクタは電源に放電する。

【0005】

本開示内容の他の態樣は、発光素子の駆動方法に関し、前記方法は、電源によって電流を発光素子に提供し、且つエネルギー貯蔵素子に対して充電し、電源が発光素子の第１端に電気的に接続され、且つエネルギー貯蔵素子の正極端が発光素子の第２端に直接接続される工程と、電源が前記電流を発光素子に連続的に提供する場合には、第１のスイッチ素子をオンにして、エネルギー貯蔵素子をインダクタに対して充電させ、第１のスイッチ素子をオフにして、インダクタを電源に放電させる工程と、を含む。

【0006】

本開示内容の更に１つの態樣は、発光素子駆動装置に関し、前記発光素子駆動装置はエネルギー貯蔵素子、電源、インダクタ、第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子を含む。電源は発光素子を介してエネルギー貯蔵素子の正極端に接続されて、電源は電流を発光素子に提供し、エネルギー貯蔵素子に対して充電することに用いられる。インダクタは前記エネルギー貯蔵素子に電気的に接続される。第１のスイッチ素子はエネルギー貯蔵素子とインダクタを電気的に接続され、第１のスイッチ素子がオンにされる時に、エネルギー貯蔵素子は前記インダクタに対して充電することに用いられる。第２のスイッチ素子は前記インダクタ及び前記電源に電気的に接続され、第１のスイッチ素子がオフにされる時に、インダクタは第２のスイッチ素子によって電源に放電することに用いられる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示内容の一部の実施例に基づいて描かれた発光素子駆動装置の模式図である。

【図2A】本開示内容の一部の実施例に基づいて描かれた発光素子駆動装置の第１の操作状態の模式図である。

【図2B】本開示内容の一部の実施例に基づいて描かれた発光素子駆動装置の第２の操作状態の模式図である。

【図3】本開示内容の一部の実施例に基づいて描かれた発光素子駆動装置の電流波形図である。

【図4】本開示内容の一部の実施例に基づいて描かれた発光素子駆動装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面で本開示内容の複数の実施形態を開示し、明らかに説明するために、多くの実際の細部を下記の叙述で合わせて説明する。しかしながら、理解すべきなのは、これらの実際の細部が、本発明を制限するためのものではない。つまり、本発明の一部の実施形態においては、これらの実際の細部は、必要ないものである。また、図面を簡略化するために、ある従来慣用の構造及び素子は、図面において簡単で模式的に示される。

【0009】

本文において、ある素子が「接続」又は「結合」と呼ばれる時に、「電気的接続」又は「電気的結合」を指すことができる。「接続」又は「結合」も２つ又は複数の素子の間に互いに合わせて操作又は交互することを指すことに用いられることができる。なお、本文において、「第１の」、「第２の」、…などの用語で異なる素子を説明するが、前記用語は同じ技術用語で説明した素子又は操作のみを区別することに用いられる。文脈が明確に示されない限り、前記用語は順序又は順位を特に指し又は暗示しなく、本発明を制限するためのものでもない。

【0010】

ＬＥＤの駆動装置について、従来の方法はＬＥＤに抵抗を直列接続して、電源変換器とし、ＬＥＤに定電流を持たせることである。このような方法の利点は回路が簡単であることであり、欠点が低効率であり、且つＬＥＤ仕様により抵抗の調整を行う必要がある。効率問題を改善するために、数多くの改良された電源変換器は設計された。一般的な電源変換器のタイプは降圧コンバータ（Ｂｕｃｋ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、昇圧コンバータ（Ｂｏｏｓｔ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）及び昇圧降圧コンバータ（Ｂｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を含むが、効率ではすべてまだ改善の余地がある。

【0011】

図１を参照されたい。図１は、本開示内容における発光素子駆動装置１００の一部の実施例である。発光素子駆動装置１００はエネルギー貯蔵素子Ｃ１、電源１１０及び電源変換回路１３０を含む。エネルギー貯蔵素子Ｃ１の正極端は少なくとも１つの発光素子１２０の負極端に直接接続される。電源１１０は発光素子１２０を介してエネルギー貯蔵素子Ｃ１に接続されて、これによって第１の電流Ｉ１を発光素子１２０に提供し、且つエネルギー貯蔵素子Ｃ１に対して充電する。一部の実施例において、発光素子１２０及びエネルギー貯蔵素子Ｃ１は互いに直列接続され、且つ発光素子１２０及びエネルギー貯蔵素子Ｃ１の直列接続ブランチが電源１１０に並列接続される。特に説明すべきなのは、図１の電源１１０は単に模式図であり、当業者は任意の電力を発光素子に提供することができるものが電源１１０と呼ばれてよいと理解することができる。一部の実施例において、エネルギー貯蔵素子Ｃ１は、例として、アルミコンデンサ、メタライズドフィルムコンデンサ、積層セラミックコンデンサ又は他のタイプのコンデンサなどのコンデンサを含み、発光素子１２０はＬＥＤを含むが、これに限定されない。

【0012】

電源変換回路１３０は電源１１０及びエネルギー貯蔵素子Ｃ１に電気的に接続される。電源変換回路１３０にはインダクタＬ１を少なくとも含む。電源変換回路１３０が第１の操作状態にある時に、エネルギー貯蔵素子Ｃ１はインダクタＬ１に対して充電する。電源変換回路１３０が第２の操作状態にある時に、インダクタＬ１が前記電源１１０に放電して、放電エネルギーリサイクル（ｅｎｅｒｇｙ−ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ）の機能を実現する。

【0013】

本開示内容の原理はインダクタＬ１を制御することによって繰り返して充放電を行い、これによって、エネルギー貯蔵素子Ｃ１のエネルギーがインダクタＬ１によって、電源１１０にエネルギーリサイクルする。これによって、エネルギー貯蔵素子Ｃ１でのクロス電圧を制御して、発光素子１２０でのクロス電圧及び第１の電流Ｉ１の大きさを安定化させる。

【0014】

本開示内容に使用される回路アーキテクチャは、電源１１０の出力を発光素子１２０及びエネルギー貯蔵素子Ｃ１の直列接続ブランチに並列接続する。この回路アーキテクチャで、駆動装置１００に「Ｖ_１１０＝Ｖ_１２０＋Ｖ_Ｃ１」の現象を形成する。電源１１０両端のクロス電圧（Ｖ_１１０）は、発光素子１２０及びエネルギー貯蔵素子Ｃ１のクロス電圧の総和に等しい。本開示内容において、電源変換回路１３０が一部の負荷エネルギーだけを処理すればよい、且つ放電エネルギーリサイクルを有するので、従来の電源変換器に比べて、駆動装置１００はより良い変換効率を有する。特に、電源１１０は別の１段式変換回路の出力として発光素子１２０に供電する時に、本開示内容の改善できる全体の変換効率はより明らかである。

【0015】

一部の実施例において、電源１１０は交流電圧源１１１、調整回路１１２及び入力コンデンサＣ２を含む。調整回路１１２は交流電圧源１１１に電気的に接続されて、交流電圧源１１１に発生した交流電圧を受け取って、調整電圧を出力する。一部の実施例において、調整回路１１２は力率補正回路（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ、ＰＦＣ）、高電圧直流伝送回路（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ、ＨＶＤＣ）又はブリッジ整流器である。一部の実施例において、電源１１０は電池であってもよい。入力コンデンサＣ２は調整回路１１２の出力に電気的に接続され、調整電圧を受け取って、且つ発光素子１２０及びエネルギー貯蔵素子Ｃ１に給電することに用いられ、これによって第１の電流Ｉ１を発光素子１２０に提供する。一部の実施例において、入力コンデンサＣ２と発光素子１２０及びエネルギー貯蔵素子Ｃ１の直列接続ブランチが並列接続され、且つインダクタＬ１の放電エネルギーリサイクルのエネルギーを受け取ることに用いられる。

【0016】

一部の実施例において、発光素子駆動装置１００の電源変換回路１３０には第１のスイッチ素子Ｗ１及び第２のスイッチ素子Ｗ２を更に含む。第１のスイッチ素子Ｗ１はインダクタＬ１及びエネルギー貯蔵素子Ｃ１に電気的に接続される。第２のスイッチ素子Ｗ２はインダクタＬ１及び電源１１０に電気的に接続される。第１のスイッチ素子Ｗ１がオンにされる時に、エネルギー貯蔵素子Ｃ１は前記インダクタＬ１に対して充電することに用いられ、ここで充電とは、インダクタＬ１に流れる第２の電流Ｉ２を次第に上昇してエネルギーを貯蔵することを示す。第２のスイッチ素子Ｗ２がオンにされるか又は第１のスイッチ素子Ｗ１がオフにされる時に、インダクタＬ１は電源１１０に放電されることに用いられる。従来の電源変換器に比べて、本開示内容に使用される回路アーキテクチャは電源１１０に発光素子１２０とエネルギー貯蔵素子Ｃ１を通過した１つの電流経路を提供して、このため変換効率を向上させることができる。

【0017】

当業者が理解しやすいために、以下、発光素子駆動装置の動作モードを次第に説明する。図１〜３を参照されたい。図２Ａ及び２Ｂはそれぞれ電源変換回路１３０が第１の操作状態及び第２の操作状態にある模式図である。図３は発光素子駆動装置１００での各電流の波形図である。

【0018】

まず、図１に示すように、電源１１０が放電し始める時に、電源１１０は第１の電流Ｉ１を発光素子１２０に提供し、且つ電源１１０は更に発光素子１２０によってエネルギー貯蔵素子Ｃ１に対して充電する。

【0019】

エネルギー貯蔵素子Ｃ１に貯蔵された電圧が上昇することに伴って、発光素子１２０に提供された第１の電流Ｉ１は次第に減少し（図３に示すように、第１の電流Ｉ１の電流変動幅が極めて小さく、全体の電流が約０．９０ミリアンペル〜１．０５ミリアンペルの間にあり、安定した直流と見なすことができる）、電源変換回路１３０は第１の操作状態に入る。図２Ａに示すように、第１の操作状態において、電源１１０はまだ第１の電流Ｉ１を発光素子１２０に連続的に提供する。この時に、第１のスイッチ素子Ｗ１はオンにされて、これによって第１のスイッチ素子Ｗ１、エネルギー貯蔵素子Ｃ１がインダクタＬ１とともに充電経路Ｐ１を形成し、且つエネルギー貯蔵素子Ｃ１はインダクタＬ１に対して充電する。図２Ａ及び図３に示すように、電源変換回路１３０が第１の操作状態にある時に、インダクタＬ１に第２の電流Ｉ２を形成し、且つ充電段階Ｔ１において、第２の電流Ｉ２は次第に上昇する。同時に、第１のスイッチ素子Ｗ１にも第３の電流Ｉ３が流れる。

【0020】

図２Ｂ及び図３を参照されたい。第１のスイッチ素子Ｗ１がオフにされる時に、電源変換回路１３０は第２の操作状態に入る。第２の操作状態にある時に、電源１１０は依然として第１の電流Ｉ１を発光素子１２０に提供し、インダクタＬ１に貯蔵された電力が順調に第２のスイッチ素子Ｗ２を通過して、放電経路を形成する。一部の実施例において、第１のスイッチＷ１は制御可能なスイッチであり、第２のスイッチ素子Ｗ２はダイオード又は制御可能なスイッチである。制御可能なスイッチは金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＭＯＳＦＥＴ）、窒化ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ、 ＧａＮ）又はバイポーラトランジスタ（ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＢＪＴ）であってよいが、これに限定されない。前記第２のスイッチＷ２はダイオードであると、ダイオードの正極端が前記インダクタＬ１に電気的に接続され、第１のスイッチ素子Ｗ１がオフにされる時に、インダクタＬ１の電気的特性は前記第２の電流Ｉ２を維持するので、前記第２の電流Ｉ２は前記第２のスイッチ素子Ｗ２の方向へ流動する。この時に、第２のスイッチ素子Ｗ２がオンにされ、且つ第２のスイッチ素子Ｗ２に第４の電流Ｉ４が流れる。第２のスイッチ素子Ｗ２は制御可能なスイッチ、即ち当業者の公知の同期整流（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を使用してもよく、これによって消耗を更に低減させ、ここで繰り返して説明しない。インダクタＬ１、第２のスイッチ素子Ｗ２、電源１１０及びエネルギー貯蔵素子Ｃ１は放電経路Ｐ２を形成する。インダクタＬ１はエネルギーリサイクル段階Ｔ２において、その貯蔵された電力を電源１１０に放電（又はエネルギーリサイクル）する。

【0021】

一部の実施例において、第１のスイッチ素子Ｗ１は基準信号によって、オン又はオフの間で変換し、インダクタＬ１が繰り返して充放電過程（即ち、図３に示す充電段階Ｔ１及びエネルギーリサイクル段階Ｔ２）を行い、これによって、エネルギー貯蔵素子Ｃ１のクロス電圧を所定値に保持させることができ、これによって発光素子１２０を定電流（以上のように、第１の電流Ｉ１の変動幅が第１の電流Ｉ１の電流量よりはるかに小さく、このため定電流と見なすことができる）に動作させ、且つ発光強度の一致性を維持する。

【0022】

一部の実施例において、電源変換回路１３０は連続導通モード（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ；ＣＣＭ）で操作されることができる。電源変換回路１３０がＣＣＭで操作される時に、電源変換回路１３０における電流平均値（例えば第２の電流Ｉ２の平均値）を第１の電流Ｉ１的平均値に等しいように制御する。

【0023】

前記目的を達成するために、電源変換回路１３０は対応する制御方法を使用することができ、一部の実施例において、電源変換回路１３０はＣＣＭとＤＣＭの境界条件（Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ；ＢＣＭ）に更に制御される時に、駆動装置１００での電気的特性は式「Ｉ_１＝（Ｉ_{２−ｐｅａｋ}）／２」に符合し、即ち、発光素子１２０での第１の電流Ｉ１は、電源変換回路１３０におけるピーク電流（例えばインダクタＬ１に流れる第２の電流Ｉ２）の半分に等しい。

【0024】

例として、電源１１０で提供された入力電圧が４８ボルトであると、インダクタＬ１のインダクタ値が４０ｕＨであり、発光素子１２０の予想作動状態が３６ボルト及び１０５０ミリアンペルであり、第１のスイッチ素子Ｗ１が１００ｋＨｚ及び周期７８％に作動される。この時に、エネルギー貯蔵素子Ｃ１のクロス電圧が１２ボルトであるべき、且つ電源変換回路１３０におけるピーク電流が２１００ミリアンペルである。

【0025】

電源変換回路１３０がＢＣＭで操作される時の特性（即ち、前記式）によって、駆動装置１００は電源変換回路１３０の電流値を検出することによって、電源変換回路１３０が第１の操作状態又は第２の操作状態に入るように制御する。一部の実施例において、発光素子駆動装置１００の電源変換回路１３０には制御回路１３１を更に含む。制御回路１３１は基準信号によって、制御信号を第１のスイッチ素子Ｗ１に出力することに用いられ、これによって第１のスイッチ素子Ｗ１をオン制御又はオフ制御する。制御回路１３１は更に第１のスイッチ素子Ｗ１、第２のスイッチ素子Ｗ２及びインダクタＬ１の中の少なくとも１つに流れる検出電流によって、第１のスイッチ素子Ｗ１のオン又はオフの時間点を改変する。

【0026】

例として、検出電流が所定電流値（例えば２１００ミリアンペル）に達する時に、制御回路１３１は第１のスイッチ素子Ｗ１をオフにして、電源変換回路１３０が第２の操作状態に入る。一部の実施例において、制御回路１３１は第１のスイッチ素子Ｗ１をオンにするように制御する時に、第１のスイッチ素子Ｗ１、エネルギー貯蔵素子Ｃ１及びインダクタＬ１は充電経路Ｐ１を形成する。一方、制御回路１３１は第１のスイッチ素子Ｗ１をオフにするように制御する時に、オンにされた第２のスイッチ素子Ｗ２、インダクタＬ１及び前記電源１１０は放電経路Ｐ２を形成する。

【0027】

図４を参照されたい。図４は、本開示内容の発光素子駆動装置１００の他の実施例である。発光素子駆動装置１００はエネルギー貯蔵素子Ｃ１、電源１１０及び電源変換回路１３０を含む。エネルギー貯蔵素子Ｃ１、インダクタＬ１、電源１１０、発光素子１２０、電源変換回路１３０、第１のスイッチ素子Ｗ１、第２のスイッチ素子Ｗ２及び制御回路１３１の機能はすべて図１に示す実施例の素子と類似しているので、ここで繰り返して説明しない。図１に示す実施例に比べて、電源変換回路１３０は少なくとも１つの検出素子（例えば図４に示すＲ１、Ｒ２又はＲ３）を更に含み、検出電流が通過するために、検出素子は第１のスイッチ素子Ｗ１、第２のスイッチ素子Ｗ２及びインダクタＬ１の中の少なくとも１つに電気的に接続される。第１のスイッチ素子Ｗ１は検出電流の大きさによって、第１の操作状態でオンにされるか、又は前記第２の操作状態でオフにされる。一部の実施例において、検出素子は抵抗又は変流器（ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）を含むが、これらに限定されない。

【0028】

一部の実施例において、図４に示すように、電源変換回路１３０には第１の検出素子Ｒ１、第２の検出素子Ｒ２及び第３の検出素子Ｒ３を含む。第１の検出素子Ｒ１は第２の電流Ｉ２が流れるために前記インダクタＬ１と直列接続される。第２の検出素子Ｒ２は第３の電流Ｉ３が流れるために第１のスイッチ素子Ｗ１と直列接続される。第３の検出素子Ｒ３は第４の電流Ｉ４が流れるための第２のスイッチ素子Ｗ２と直列接続される。

【0029】

以上のように、電源変換回路１３０の全体操作がＢＣＭに属すると、発光素子１２０での第１の電流Ｉ１は、電源変換回路１３０におけるピーク電流（例えばインダクタＬ１に流れる第２の電流Ｉ２ピーク）の半分に等しい。このため、一部の実施例において、電源変換回路１３０は第１のスイッチ素子Ｗ１、第２のスイッチ素子Ｗ２及びインダクタＬ１の中の少なくとも１つに流れる検出電流（例えば第２の電流Ｉ２、第３の電流Ｉ３又は第４の電流Ｉ４）を検出して、更に検出電流によって第１のスイッチ素子Ｗ１をオン制御又はオフ制御する。例として、発光素子１２０は理想的な光強度が発生する時に、必要な第１の電流Ｉ１が１０５０ミリアンペルであると、発光素子駆動装置１００は第１の電流Ｉ１の２倍（即ち、２１００ミリアンペル）を所定電流値とすることができる。電源変換回路１３０は検出電流が所定電流値に達すると検出した時に、制御回路１３１は第１のスイッチ素子Ｗ１をオフにするように制御して、これによって、電源変換回路１３０を第２の操作状態に入らせる。他の一部の実施例において、発光素子１２０に電流検出素子（例えば抵抗）を直列接続してよく、これによって、電源変換回路１３０も発光素子１２０での第１の電流を検出してよく、且つ第１の電流が所定電流値に達する時に、制御回路１３１は第１のスイッチ素子Ｗ１をオフにするように制御する。

【0030】

本開示内容の一目的は、発光素子１２０に流れる第１の電流Ｉ１を安定的に維持することにある。他の実施例において、発光素子１２０の発光強度を調整しようとすると、所定電流値の値を改変することによって、発光素子１２０での第１の電流Ｉ１に対応する変化が発生する。図３を参照されたい。所定電流値が変わる時に、電源変換回路１３０が第２の操作モードに入る時間もそれに伴って変化する。例として、所定ピーク電流（例えば２３００ミリアンペルまで増加する）を増加することによって、充電段階Ｔ１の時間を延長させ、発光素子１２０での第１の電流Ｉ１もそれに伴って増加（即ち、２３００ミリアンペルの半分の１１５０ミリアンペル）し、このように、発光素子１２０からの光強度を高精度に改変し、調光機能を実現することができる。

【0031】

本発明の実施形態を前述の通りに開示したが、これは、本発明を限定するものではなく、当業者なら誰でも、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができ、したがって、本発明の保護範囲は、後に付いた特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

【符号の説明】

【0032】

１００ 発光素子駆動装置
１１０ 電源
１１１ 交流電圧源
１１２ 調整回路
１２０ 発光素子
１３０ 電源変換回路
１３１ 制御回路
Ｃ１ エネルギー貯蔵素子
Ｃ２ 入力コンデンサ
Ｌ１ インダクタ
Ｒ１ 第１の検出素子
Ｒ２ 第２の検出素子
Ｒ３ 第３の検出素子
Ｗ１ 第１のスイッチ素子
Ｗ２ 第２のスイッチ素子
Ｐ１ 充電経路
Ｐ２ 放電経路
Ｉ１ 第１の電流
Ｉ２ 第２の電流
Ｉ３ 第３の電流
Ｉ４ 第４の電流
Ｔ１ 充電段階
Ｔ２ エネルギーリサイクル段階

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】