自激共振型功率因数改善电路以及光源驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及改善交流电压的功率因数的自激共振型功率因数改善电路、以及使用该自激共振型功率因数改善电路来驱动光源的光源驱动装置。
【背景技术】
[0002]近年来，取代以往的白炽灯泡、荧光灯，使用LED(Light Emitting D1de:发光二极管)作为光源的LED照明器具越来越普及。这是因为LED寿命长且低功耗、不使用荧光灯中的如水银这样的环境污染物质、且具有耐冲击性和高速响应性。该LED照明器具备多个LED发光元件，通过在各LED发光元件中流动规定的恒流来进行发光。这样，在LED照明器具中需要对各LED发光元件通入规定的电流的LED驱动装置。
[0003]作为这种LED驱动装置，有专利文献I所记载的LED点亮装置。专利文献I的摘要的课题中记载了“提供一种进行功率因数改善并且针对与负载电路串联连接的发光二极管的数量的兼容性灵活的发光二极管点亮装置”。在专利文献I的说明书的段落0021中记载了 “根据本发明，能够提供一种采用升压断路器对整流化直流电压进行升压，而且采用降压断路器进行降压，在其输出端连接并联连接多个由多个构成的串联电路的发光二极管，并且通过恒流电路使在多个串联电路中流动的电流相等，使多个发光二极管均匀地发光，并且针对发光二极管的串联数量的兼容性灵活的发光二极管点亮装置”。
[0004]专利文献1:日本特开2010 - 40878号公报
[0005]专利文献I的升压断路器需要将直流电压控制为恒定，并控制为输入功率因数变高。因此，控制电路因设置专用的IC(Integrated Circuit:集成电路)，电路结构变得复杂，且变得昂贵。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的在于提供一种不设置专用IC而以简单的电路结构实现小型化和成本减少，并且减少无效电力的自激共振型功率因数改善电路、以及小型的光源驱动
目.ο
[0007]为了解决上述的课题，本发明的自激共振型功率因数改善电路具备:整流电路，其输出对交流电压进行全波整流后的整流电压；第I变压器，其包括被磁耦合的第I线圈和第2线圈，并通过从该整流电路供给的电流被励磁；第I开关元件，其使该第I线圈进行断路器动作，来切换是否使第I 二极管流动电流；第I平滑电容器，其对从该第I 二极管输出的PFC(Power Factor Correct1n:功率因数校正)电压进行平滑化；第I反馈电路，其将由该第2线圈感应的电压反馈至该第I开关元件的控制端子，并且在该第I线圈中流动的电流变为零时，经由该第2线圈输出基于整流电压的电压来使第I开关元件接通；第I电流检测电阻，其检测在所述第I开关元件中流动的电流作为电压值；基准电压生成电路，其根据该整流电压生成第I基准电压；以及第I开关电路，如果由该第I电流检测电阻检测的电压值超过该第I基准电压，则该第I开关电路使所述第I开关元件断开。
[0008]本发明的光源驱动装置具备该自激共振型功率因数改善电路、和被输入该PFC电压并对光源供给直流电流的DC - DC变换电路。
[0009]另外，本发明的光源驱动装置具备该自激共振型功率因数改善电路；以及DC - DC变换电路，其被输入该PFC电压并向光源供给直流电流，并且基于从自激共振型功率因数改善电路输出且与该PFC电压对应的电压，控制为供给给该光源的直流电流为恒定。
[0010]对于其它单元，在用于实施发明方式中进行说明。
[0011]根据本发明，能够提供一种不设置专用IC而以简单的电路结构实现小型化和成本减少，并且减少无效电力的自激共振型功率因数改善电路、以及小型的光源驱动装置。
【附图说明】
[0012]图1是表示第I实施方式中的自激共振型功率因数改善电路以及光源驱动装置的构成的电路图。
[0013]图2是表示第I实施方式中的自激共振型功率因数改善电路的各部信号的波形图。
[0014]图3是表示供给给自激共振型功率因数改善电路的交流电压与自激共振型功率因数改善电路输出的PFC电压的关系的图。
[0015]图4是表示第2实施方式中的自激共振型功率因数改善电路以及光源驱动装置的构成的电路图。
[0016]图5是表示第2实施方式中的自激共振型功率因数改善电路的功率因数的图。
[0017]附图符号说明
[0018]I…自激共振型功率因数改善电路；2、2a…DC — DC变换电路；3…反馈电路(第I反馈电路)；4…基准电压生成电路；5…开关电路(第I开关电路)；6*"PFC电压检测电路；7…反馈电路(第2反馈电路)；8…开关电路(第2开关电路)；9…电压修正电路；10...光源；11…基准电压生成电路;100、100a…光源驱动装置;BD1…整流电路;CL...电容器；L1、L2线圈(第I线圈、第2线圈)；L3、L4…线圈(第3线圈、第4线圈)；T1、T2…变压器(第I变压器、第2变压器);Q1、Q2、Q4…开关元件(第I?第3开关元件);ZD1、ZD2…齐纳二极管；Ral、Ra2...电流检测电阻(第I电流检测电阻、第2电流检测电阻)；D1、D2…二极管(第1、第2 二极管)；Cal、Ca2…平滑电容器(第1、第2平滑电容器)；R10、R13、R14…电阻
【具体实施方式】
[0019]以下，参照各图，详细地对用于实施本发明的方式进行说明。
[0020](第I实施方式)
[0021]图1是表示第I实施方式中的自激共振型功率因数改善电路以及光源驱动装置的构成的电路图。
[0022]图1所示的光源驱动装置100是进行光源10的点亮控制的装置，构成为包括自激共振型功率因数改善电路I和DC — DC变换电路2。自激共振型功率因数改善电路I对从商用电源Ps施加的交流电压Vac进行变换来生成PFC(Power Factor Correct1n:功率因数校正)电压Vpfc。DC - DC变换电路2被输入PFC电压Vpfc，并向光源10供给直流电流。该光源10例如是LED。然而，光源10也可以是其它种类的光源。
[0023]自激共振型功率因数改善电路I是所谓的升压型断路器，构成为包括整流电路BD1、电容器Cl、变压器Tl、反馈电路3、基准电压生成电路4、开关电路5、开关元件Ql、Q2、齐纳二极管ZDl、电流检测电阻Ral、二极管Dl、PFC电压检测电路6、和平滑电容器Cal。
[0024]整流电路BDl为二极管电桥。在整流电路BDl中，在输入侧连接商用电源Ps，施加交流电压Vac。整流电路BDl输出对该交流电压Vac进行全波整流后的整流电压。电容器Cl连接在整流电路BDl的正极端子与负极端子之间。电容器Cl作为除去开关的高频成分的噪声的过滤器发挥作用。
[0025]变压器Tl (第I变压器)通过使初级侧的线圈LI (第I线圈)与次级侧的线圈L2(第2线圈)相互磁耦合而构成。线圈LI的第I端与整流电路BDl的正极端子连接。线圈LI的第2端与二极管Dl的阳极和开关元件Ql的漏极连接。该线圈LI由从整流电路BDl供给的电流被励磁。
[0026]反馈电路3(第I反馈电路)构成为包括线圈L2、电阻R1、和电容器C3。反馈电路3将被线圈L2感应的电压反馈至开关元件Ql的栅极(控制端子)。而且反馈电路3在线圈LI中流动的电流变为零时，经由线圈L2将基于整流电流的电压施加于开关元件Ql的栅极(控制端子)，使该开关元件Ql接通。
[0027]线圈L2的第I端经由电阻Rl与整流电路BDl的正极端子连接。线圈L2的第2端与开关元件Ql的栅极连接。电容器C3连接在电阻Rl和线圈L2的连接节点与接地之间。该反馈电路3将被线圈L2感应的电压反馈至开关元件Ql的栅极。
[0028]开关元件Ql (第I开关元件)是N型FET (Field Effect Transistor:场效应晶体管)，漏极与线圈LI的第2端连接，源极经由电流检测电阻Ral接地。开关元件Ql在栅极电压Vgs超过阈值电压Vzcd时导通。该开关元件Ql使线圈LI作为断路器进行动作，切换是否使二极管Dl (第I 二极管)中流动电流。
[0029]电流检测电阻Ral (第I电流检测电阻)检测在开关元件Ql中流动的电流作为检测电压Val。将检测电压Val施加于比较器Ul的反转输入端子。
[0030]在开关元件Ql的栅极与接地之间连接有齐纳二极管ZDl。该齐纳二极管ZDl以栅极电压Vgs不超过额定栅极电压Vgss的方式对电压进行钳位。此外，在栅极电压Vgs为不超过额定栅极电压Vgss的低电压的情况下，不需要齐纳二极管ZD1。而且在开关元件Ql的栅极连接PNP晶体管Q3的发射极。
[0031]平滑电容器Cal (第I平滑电容器)对从二极管Dl输出的PFC电压Vpfc进行平滑化。
[0032]基准电压生成电路4是将电阻R2、R3串联连接而成的分压电路。基准电压生成电路4连接在整流电路BDl的正极端子与接地之间。基准电压生成电路4对整流电压进行分压，生成基准电压Vbl (第I基准电压)。将该基准电压Vbl施加于比较器Ul的非反转输入端子。
[0033]开关电路5(第I开关电路)构成为包括比较器Ul和PNP晶体管Q3。比较器Ul的非反转输入端