具备高效电源的LED照明装置

摘要

本发明提供一种具备高效电源的LED照明装置，尤其是在供给负载LED的整流电压中，在负载中剩下超过设计值的剩余电压时，用此电压对向控制器供电的供电电容器进行充电，以回收利用电能，从而使低功率LED照明装置也能够具备电源效率较高的高效电源的LED照明装置。

权利要求

1.一种具备高效电源的LED照明装置，其特征在于，包括：

通过整流将交流电压转换为直流的整流电路；

包含多个LED发光块且与这些LED发光块串联的负载；

由将流过各个LED发光块的电流进行旁路处理的开关组成的开关块；

调节供给LED发光块电流的电流源；

在交流电压基础上计算设计电流值，按算出的设计电流值控制开关块，以控制负载电流，并根据算出的设计电流值来控制电流源，以限制流过负载的电流量的控制器；

将充好电的电源供给控制器的供电电容器；

整流电路开始供电后，对供电电容器进行充电的启动电路；以及

在整流电路中，通过剩余电压对供电电容器进行充电的负载电流回收利用电路，其作用在于，在供给负载的整流电压中，控制器按设计电流值调节开关块和电流源，以便通过使用后剩余的剩余电压启动控制器，其中该负载电流回收利用电路应包括串联在供电电容器与负载之间的负载侧二极管(D3)和连接在负载侧二极管(D3)正极与接地(Vss)端子之间的负载侧开关(SW3)。

2.如权利要求1所述的具备高效电源的LED照明装置，其特征在于，控制器利用与交流电压相位相同的正弦波信号，用正弦波计算设计电流值。

3.如权利要求1所述的具备高效电源的LED照明装置，其特征在于，控制器通过控制电流源，以便根据瞬时整流电压或整流电压相位之一向负载供给阶梯波电流。

4.如权利要求1所述的具备高效电源的LED照明装置，其特征在于，开关块中开关的排列形式为并联，而开关的作用是对流过负载各个发光块的电流进行旁路处理。

5.一种具备高效电源的LED照明装置，其特征在于，包括：

通过整流将交流电压转换为直流的整流电路；

包含多个LED发光块且与这些LED发光块串联的负载；

由将流过各个LED发光块的电流进行旁路处理的开关组成的开关块；

调节供给LED发光块电流的电流源；

在交流电压基础上计算设计电流值，按算出的设计电流值控制开关块，以控制负载电流，并根据算出的设计电流值来控制电流源，以限制流过负载的电流量的控制器；

将充好电的电源供给控制器的供电电容器；

整流电路开始供电后，对供电电容器进行充电的启动电路；以及

在整流电路中，通过剩余电压对供电电容器进行充电的负载电流回收利用电路，其作用在于，在供给负载的整流电压中，控制器按设计电流值调节开关块和电流源，以便通过使用后剩余的剩余电压启动控制器，其中该负载电流回收利用电路应包括串联在供电电容器与负载之间的充电电流源(CS3)和连接在充电电流源(CS3)输入端与接地(Vss)之间的消耗电流源(CS2)，充电电流源(CS3)电流变大时，消耗电流源(CS2)电流变小；充电电流源(CS3)电流变小时，消耗电流源(CS2)电流变大，使充电电流源(CS3)与消耗电流源(CS2)合计电流等于设计电流值，如同跷跷板(seesaw)一样联动工作。

6.如权利要求5所述的具备高效电源的LED照明装置，其特征在于，控制器利用与交流电压相位相同的正弦波信号，用正弦波计算设计电流值。

7.如权利要求5所述的具备高效电源的LED照明装置，其特征在于，控制器通过控制电流源，以便根据瞬时整流电压或整流电压相位之一向负载供给阶梯波电流。

8.如权利要求5所述的具备高效电源的LED照明装置，其特征在于，开关块中开关的排列形式为串联，而开关的作用是对流过负载各个发光块的电流进行旁路处理。

说明书

具备高效电源的LED照明装置

技术领域

[0001] 本发明提供一种具备高效电源的LED照明装置，尤其是在供给负载LED的整流电压中，在负载中剩下超过设计值的剩余电压时，用此电压对向控制器供电的供电电容器进行充电，以回收利用电能，从而使低功率LED照明装置也能够具备电源效率较高的高效电源的LED照明装置。

背景技术

[0002] 发光二极管是通过电流时发光的电光转换半导体元件，广泛用于指示器的背光等用途。随着技术的发展，其电光转换效率高于原有的白炽灯及日光灯，目前已经把应用范围扩展到一般照明领域。但发光二极管（Light Emitting diode，LED）的电流在微小的电压波动下也有很大变化。所以需要精密的电流控制。

[0003] 如图1所示，传统的LED照明装置由如下部分组成：提供交流电压的交流电源910，将交流电源910提供的交流电压转换成整流电压Vrect的整流电路940，通过整流电路
940输出的整流电压Vrect驱动的负载第一LED发光块971至第三LED发光块973，将LED发光块电流进入旁路的第一旁路开关SW11至第三旁路开关SW13串联连接的开关块，限制负载电流的电流源CS9，控制开关块和电流源的控制器904，向控制器904供电的供电电容器C9以及构成供电电容器C9充电电路的电阻R9、二极管D9及防过电压的稳压二极管ZD9。

[0004] 开始向交流电源910供给日常用电后，靠充电电路向控制器904提供直流电源的供电电容器C9开始充电，控制器904通过控制开关块把适合瞬时整流电压Verct的几个LED发光块进行串联连接，同时通过控制电流源CS9来控制流过负载的电流量。

[0005] 下面再具体说明一下充电电路：整流电路940开始供给整流电压Vrect时，通过串联连接的电阻R9及二极管D9的电流开始对直流供电电容器C9进行充电。电容器C9靠充电电流充电后，电容器C9两端电压Vcc达到能启动控制器904的最低电压（例如DC 5V）时，控制器904便开始动作。

[0006] 与此相反，如果DC供电电容器C9过多充电，电容器C9两端电压达到启动控制器904的最大动作电压（例如DC 28V），防过电压稳压二极管ZD9动作，以防止电容器C9电压升高。当整流电压Vrect降到电容器C9两端电压Vcc以下时，二极管D9防止DC供电电容器C9通过电阻R9放电。

[0007] 通过观察可知，传统照明装置存在的问题如下。

[0008] 首先，向交流电源910供给工业电压220Vrms，控制器904的最大动作电压为DC 28.28V（即20Vrms），如假定控制器904所需电流为1mA，那么电阻R9消耗的功率为200V×1mA，即200mW。

[0009] 这意味着驱动较大功率负载，例如驱动20瓦LED灯泡时，将有约1%的功率用于产生控制器电源。但是，驱动较小负载，例如驱动4.4瓦LED灯泡（220V×20mA）时，将有4.5%用于产生控制器驱动电源，则表示电源效率降低，所以为了提高低功率LED照明装置的电源效率，需要进行改进。

发明内容

[0010] 技术问题

[0011] 为了解决上述问题，本发明提供一种具备高效电源的LED照明装置，尤其是在供给负载LED的整流电压中，在负载中剩下超过设计值的剩余电压时，用此电压对向控制器供电的供电电容器进行充电，以回收利用电能，从而使低功率LED照明装置也能够具备电源效率较高的高效电源的LED照明装置。

[0012] 解决问题的方法

[0013] 为此，本发明具备高效电源的LED照明装置，其特征为包括如下部分：通过整流将交流电压转换为直流的整流电路；包含多个LED发光块且与这些LED发光块串联的负载；由将流过各个LED发光块的电流进行旁路处理的开关组成的开关块；调节供给LED发光块电流的电流源；在交流电压基础上计算设计电流值，按算出的设计电流值控制开关块，以控制负载电流，并根据算出的设计电流值来控制电流源，以限制流过负载的电流量的控制器；
将充好电的电源供给控制器的供电电容器；整流电路开始供电后，对供电电容器进行充电的启动电路；以及在整流电路中，通过剩余电压对供电电容器进行充电的负载电流回收利用电路，其作用在于在供给负载的整流电压中，控制器按设计电流值调节开关块和电流源，以便通过使用后剩余的剩余电压启动控制器。

[0014] 此时，控制器应采用与交流电压相同相位的正弦波信号，用正弦波计算设计电流值。

[0015] 控制器应根据瞬时整流电压与整流电压相位之一，向负载供给阶梯波电流来控制电流源。

[0016] 开关块中，对流过负载各个发光块的电流进行旁路处理的开关，应进行串联或并联连接。

[0017] 负载电流回收利用电路应包括串联在供电电容器与负载之间的负载侧二极管D3和连接在负载侧二极管D3正极与接地Vss端子之间的负载侧开关SW3。

[0018] 或者，负载电流回收利用电路应包括串联在供电电容器与负载之间的充电电流源CS3和连接在充电电流源CS3输入端与接地Vss之间的消耗电流源CS2。充电电流源CS3电流变大时，消耗电流源CS2电流变小，而充电电流源CS3电流变小时，消耗电流源CS2电流变大，使充电电流源CS3与消耗电流源CS2合计电流等于设计电流值，如同跷跷板（seesaw）一样联动工作。

[0019] 有益效果

[0020] 如上所述，本发明提供的具备高效电源的LED照明装置，可以回收用于发光的电流来驱动控制器，以减少产生驱动电压所需的电耗，提高电源装置的效率。同时，限制流过LED发光块电流的电流源两端电压，具有降低电流源耗电量，控制电流源发热，提高电源装置可靠性的效果。

附图说明

[0021] 图1显示传统LED照明装置；

[0022] 图2显示本发明第一实施例的LED照明装置；

[0023] 图3为第一实施例中采用的LED电压-电流特性曲线；

[0024] 图4为对图3进行建模（modeling）的电压-电流特性曲线；

[0025] 图5为第一实施例中使用的发光块模块的电压-电流特性表；

[0026] 图6为第一实施例中使用的发光块模块的电压-电流特性曲线；

[0027] 图7为按各个电压相位表示第一实施例中使用的模块电流表；

[0028] 图8为按各个电压相位表示第一实施例中使用的模块电流图；

[0029] 图9为第二实施例中电流源两端电压的表；

[0030] 图10为本发明第三实施例的LED照明装置图。

具体实施方式

[0031] 下面结合以下附图对本发明正确的实施例进一步说明。在整个说明书中，相同的序号指称相同的构成要素。同时，在本说明书及请求专利保护中使用的术语及词句应用符合本发明技术事项的意义和概念解释，而不能用限定在一般或词典上的意义进行解释。另外，对认为可能混淆本发明要旨的不必要的空气的成分构成及功能省略详细的说明。

[0032] 实施例1

[0033] 本发明第一实施例涉及一种高效LED照明装置，其特征为：将限制负载电流的电流源所消耗的剩余电压加在控制器供电电容器两端，使通过回收利用负载电流为供电电容器充电的效率较高。

[0034] 下面结合图2对本发明实施例一进行说明。

[0035] 如图2所示，本发明第一实施例的LED照明装置包括如下部分：供给交流电压的交流电源1；将交流电源1供给的交流电压转换成直流的整流电压Vrect的整流电路2；通过整流电路2输出的整流电压Vrect驱动的负载第一LED发光块10至第三LED发光块12；将对这些LED发光块10、11、12的电流进行旁路处理的第一旁路开关S11及第二旁路开关S12并列连接的开关块；限制负载电流的电流源CS1以及控制开关块及电流源的控制器（未图示）。

[0036] 本发明第一实施例的LED照明装置还包括如下部分：为控制器供给直流电源的供电电容器C1以及构成供电电容器C1充电启动（充电）电路5的电阻R1、电源侧二极管D1、电源侧开关SW1及防过电压稳压二极管ZD1。

[0037] 为了构成负载电流回收利用充电电路8，以回收利用负载电流来为供电电容器C1充电，本发明第一实施例的LED照明装置应增加负载侧开关SW3及负载侧二极管D3。

[0038] 本发明第一实施例的LED照明装置中，第一发光块10至第三发光块12、电流源CS1、二极管D3及电容器C1都依次串联连接在整流电压Vrect与接地Vss端子之间，而负载电流回收利用充电电路8的负载侧开关SW3安装在二极管D3正极与接地Vss端子之间。

[0039] 本发明第一实施例的LED照明装置启动（充电）电路5中，电阻R1、电源侧二极管D1、电源侧开关SW1及防过电压稳压二极管ZD1依次串联在整流电压Vrect与接地Vss端子之间，而稳压二极管ZD1负极与控制器供电电容器C1的（+）电压端子相连接。

[0040] 同时，第一发光块10至第三发光块12应由1个以上LED组成，也可以由多个串联、并联或串/并联的LED组成。第一发光块10至第三发光块12可以靠广为人知的技术实现，为了简化说明，在本说明书中省略其具体内容。

[0041] 以下对本发明电路动作进行说明。

[0042] <供给常用电源以前>

[0043] 首先，如图2所示的电路中，交流电源1在开始供给常用电压之前，供电电容器C1未充电，所以不会形成控制器（未图示）动作电源。因此，在控制器（未图示）不工作的情况下开始供给常用电源，为了防止负载产生过电压，应该设置开关块的默认值。

[0044] 如果更具体地说明的话，对LED发光块电流进行旁路处理的第一旁路开关S11及第二旁路开关S12的初始状态应设置（切断、常开）成所有电流都通过负载，使负载门槛电压变得最大。同时，应切断与负载串联连接的开关（未图示），以防止在控制器（未图示）得到供电正常动作之前电流通过负载。

[0045] <供给常用电源初期>

[0046] 开始向交流电源1供电后，应使电源侧开关SW1处于接通（常闭）状态，以便通过启动（充电）电路5为向控制器（未图示）供给直流电源的供电电容器C1进行充电。

[0047] 对于负载电流回收利用充电电路8的负载侧开关SW3来说，对初期状态没有特别的限制。但在没有精确控制负载电流量的情况下，与其回收利用负载电流，为了安全还不如把电流流向接地Vss。即应使负载侧开关SW3处于接通（常闭）状态。

[0048] 在控制器供电电容器C1形成足够电压（举个例子，当Vcc16V以上、50V以下）后，控制器（未图示）开始动作，通过控制开关块使适合瞬时整流电压Vrect的多个LED发光块排成串列，以控制电流源CS1来限制电流量。

[0049] <负载电流回收利用充电电路启动>

[0050] 根据负载电流回收利用充电电路8的负载侧开关SW3状态，分为负载侧回收利用模式和消耗模式进行动作。即当负载侧开关SW3接通，负载电流流向接地时可称为“负载电流消耗模式”，当负载侧开关SW3断开，负载电流通过二极管D3为供电电容器C1充电时，可称为“负载电流回收利用模式”。

[0051] 应通过控制电流源CS1，设定负载电流，改善功率因数，使控制器（未图示）启动后，瞬时整流电压Vrect低时，流过较小的负载电流；与此相反，瞬时整流电压Vrect高时，流过更多的负载电流。

[0052] 在任意整流电压Vrect下，将负载电流回收利用充电电路8按消耗模式动作时的电流源CS1两端的电压称为“消耗模式电流源电压”，将按回收利用模式动作时，负载侧二极管D3正极电压称为“回收利用模式直流充电电压”。同时，将在消耗电流模式下的电流源CS1两端电压称为“回收利用模式电流源电压”。

[0053] 当消耗模式电流源电压高于回收利用模式直流电压时，负载侧开关SW3应断开，使负载电流回收利用充电电路8以负载电流回收利用模式动作。

[0054] 此时，回收利用模式电流源电压按“式1”表示，回收利用负载电流使用，可以提高电源效率，还减少电流源CS1耗电量和发热量，因此可延长电流源CS1寿命。

[0055] 回收利用模式电流源电压=消耗模式电流源电压–回收利用模式直流充电电压-----式1

[0056] 整流电压Vrect上升时间（rising time）内，对应于整流电压Vrect，第一开关S11与第二开关S12发生切换时，控制器应动作，让负载侧开关SW3接通，使负载电流回收利用充电电路8变成负载电流消耗模式。

[0057] 这是因为切换开关后，电流源CS1两端电压低于切换开关前电流源CS1两端电压，而大部分情况下，电流源CS1两端电压是电流源饱和电压。

[0058] 另外，控制器（未图示）整流电压继续上升，当消耗模式电流源电压高于回收利用模式直流充电电源（电容器C1两端电压+负载侧二极管D3接通电压）时，应操作负载侧开关SW3，将负载电流回收利用充电电路8设为负载电流回收利用模式。

[0059] 同时，整流电压Vrect下降时间内，对应于整流电压Vrect，第一开关S11与第二开关S12发生切换时，控制器应动作，让负载侧开关SW3接通而成为负载电流消耗模式，并测量消耗模式电流源电压及供电电容器C1电压后，由控制器决定是否设定消耗回收利用模式。

[0060] 因为切换开关后，虽然电流源CS1两端电压高于切换开关之前电流源CS1两端电压（电流源饱和电压），但有时会低于回收利用模式直流充电电源。

[0061] 控制器应控制电流源，以便根据瞬时整流电压向负载供给阶梯波电流。同时，控制器也控制电流源，以便根据整流电压相位向负载供给阶梯波电流。另外，控制器还可以具有发生与交流电压相位相同的正弦波信号的功能来控制电流源，以便向负载供给对应于正弦波信号的电流（以下简称“期望电流”）。

[0062] 让控制器发生与交流电压相位相同的正弦波的原因是交流电源供给的交流电流相位与交流电压相同，其形状为正弦波，所以可期待能改善功率因数。当然，流过负载的负载电流应是通过整流上述交流电流的电流。

[0063] 向负载供给基于瞬时整流电压的阶梯波电流的方法，向负载供给基于瞬时整流电压相位的阶梯波电流的方法以及向负载供给正弦波信号发生器发生的期望电流的方法，在本发明人申请的申请专利10-2010-0129538及10-2011-0000013及其他众所周知的公布技术实现，因此为了简化说明，在本说明书中省略具体技术内容。

[0064] 以上对本发明第一实施例具备高效电源的LED照明装置进行了详细说明，它回收利用负载电流作为控制器驱动电流使用。

[0065] 实施例2

[0066] 本发明第二实施例是利用具体数值说明的实施例。

[0067] 下面结合图2至图9对本发明第二实施例进行说明。

[0068] 本发明第二实施例为：将图3所示具有电压-电流特性的LED阵列10等分来制成一个小组发光块，并将最多串联11个子发光块的负载适用到图2电路中的具体例子。

[0069] 此时，应设置旁路开关，以防电路流过各个发光块。

[0070] 图2所示的电路表示了3个发光块的例子，如果表示从3个到4个这种增加一个发光块的一般情况，在最后一个发光块n输出端与电流源CS1之间插入要增加的发光块（n+1），而增加的旁路开关（n+1）插入到发光块（n+1）输入端与电流源CS较高的端子之间即可。此时，由于开关都并联连接，所以可称为“并联开关块”。这里发光块数量可以是2个以上，不特别限制其数量。

[0071] 控制器（未图示）应具有发生与交流电压相位相同的正弦波信号的功能，并控制电流源CS1向负载供给正弦波期望电流。

[0072] 图3的特性曲线950为用多个串联LED制成的首尔半导体公司AX3220的电压-电流特性曲线，从中可知电流开始流动的门槛电压约为132V，在220V电压下电流为20mA。

[0073] 下表1表示在图3的电压-电流特性曲线950中，电流从0mA以1mA为单位增加到30mA时的相应电压。

[0074] 表1

[0075]电流 电压 电流 电压 电流 电压 电流 电压
0.0 131.18 8.0 174.45 16.0 205.36 24.0 233.52
1.0 140.11 9.0 178.91 17.0 209.13 25.0 236.61
2.0 145.80 10.0 182.69 18.0 212.57 26.0 240.04
3.0 151.79 11.0 186.81 19.0 216.35 27.0 243.48
4.0 156.25 12.0 190.59 20.0 219.44 28.0 246.91
5.0 161.40 13.0 194.71 21.0 223.21 29.0 250.34
6.0 166.21 14.0 198.15 22.0 226.65 30.0 253.09
7.0 170.67 15.0 201.58 23.0 230.08

[0076] 用曲线表示表1就是图4所示的测量模式电流曲线A100。该曲线中，水平轴为电压（用瞬时电压除以1.414倍的数值表示，为了便于理解，如无特别说明以下均用除以1.414倍的数值表示电压），垂直轴为电流，单位分别为V和mA。

[0077] 以表1为基本形式，对下面要说明的LED发光块进行建模。首先，作为一个例子把测量模式发光块均分为10个子发光块（即第一发光块至第十发光块）后，对子发光块中的一个进行建模时，子发光块的等价串联电阻（Equivalent series resistance）是测量模式发光块的1/10。

[0078] 因此，对应于表1中各电流值的子发光块电压就等于测量模式1/10的值。按相同原理，2个子发光块串联时，对应于表1中各电流值的子发光块电压就等于测量模式发光块的2/10值。

[0079] 图5表示对由1-11个子发光块串联组成的负载进行建模。图5中，第一模式Mode l、第二模式M2及第三模式M3是分别为对1个发光块、2个串联发光块及3个串联发光块进行建模的情况，同样，第十模式M10为对10个串联发光块进行建模的情况。这里，第十模式M10是与测量模式发光块相同的曲线。而第十一模式M11是对11个串联发光块进行建模的情况。

[0080] 查看图5的几个特定值，首先对于与测量模式发光块有相同特性的第十模式M10，当流过30mA电流时，其电压为253.09V。由于第一模式M1等价串联电阻等于测量模式发光块的1/10，所以电流为30mA时，电压为25.31V；而由于第二模式M2等价串联电阻等于测量模式发光块的2/10，所以电流为30mA时，电压为50.62V。对于各个模式的其余电压值也按相同原理计算。

[0081] 图6利用图5的数值用曲线表示了第一模式M1至第十一模式M11的电压-电流特性。图中，水平轴表示电压，垂直轴表示电流，单位分别为V和mA。

[0082] 比较第一模式M1的特性曲线A1与第十一模式M11特性曲线A11可知，串联发光块个数越少，电流增加得越快。

[0083] 输入电压为150V时，第六模式M6至第十一模式M11都可以流过相对于150V电压的电流，所以根据选择什么模式，即选择几个发光块，流过的电流也不同。

[0084] 图7用相对于输入电压220V的相位角表示图5的电压。即表示相对于输入电压220V的电流-电压相位的表。图中，Ang1为第一模式M1的电压相位，Ang2为第二模式M2的电压相位，Ang3为第三模式M3的电压相位。以此类推，Ang11为第十一模式M11的电压相位。

[0085] 相位角Ang1至Ang11用如下式2及式3计算：

[0086] 瞬时电压V=sin（相位角）×220------------式2

[0087] 相位角=sin-1（瞬时电压V/220）------------式3

[0088] 图8用相对于输入电压220V的各个输入电压相位表示第一模式M1的模式电流A1至第十一模式M11的模式电流A11。即利用图7按输入电压220V的各个相位表示各模式的电流。图中，水平轴表示电压相位，垂直轴表示电流，单位分别为Degree和mA。而曲线20S表示期望电流，是用下式4计算后用曲线表示的。

[0089] 期望电流=sin（相位角）×20mA--------------式4

[0090] 观察图8有如下几个特点。

[0091] 1）第一模式M1的电流曲线A1斜率几乎等于垂直。即小于第一发光块10的门槛电压时，负载电流为0，即使按大于门槛电压时，期望电流20S流过负载进行建模，实际电流误差也很微小。

[0092] 2）整流电压上升时间第六模式M6的电流曲线A6约在10mA点上与期望电流20S相互交叉，而此时电流源CS1两端电压变最小，所以控制器应控制开关块，使6个子发光块作为负载工作。即模式电流与期望电流（即设计电流）的交叉点就是控制开关块来改变串联子发光块的数量的点。

[0093] 3）一般来说，在整流电压上升时间内，如在任意模式电流n与期望电流交叉点上，将串联的子发光块个数变为n个，则电流源CS1两端电压变成最小（电流源饱和电压），在下一个模式电流（n+1）与期望电流交叉点之前，电流源CS1的两端电压会增加。

[0094] 本发明第二实施例中，虽然将测量模式分成10个子发光块，但如果使用更少的子发光块时，电流源CS1两端电压当然会增加。

[0095] 利用图9用具体数值了解一下电流源CS1两端电压。

[0096] 图9中，Angle为整流电压相位，其值从0度到90度。

[0097] 图中，Vin为瞬时整流电压，表示了电压相位0度值为0，电压相位90度值为220V的例子，用式2进行了计算。

[0098] Isin表示期望电流，图中表示了电压相位0度值为0，电压相位90度值为20mA的例子，用式4进行了计算。

[0099] 而Vcs表示电流源CS1两端电压。这通过如下步骤求出。看一下整流电压相位为5度的情况，

[0100] 1）瞬时整流电压为19.2V，

[0101] 2）期望电流为1.74mA，

[0102] 3）图5中未表示期望电流1.74mA，如查看对应于比1.74mA高的电流2.0mA的各个模式电流，第一模式M1为14.58V，第二模式M2为29.16V。

[0103] 4）对于瞬时整流电压19.2V，可以驱动第一模式M1供给期望电流1.74mA（在M1为14.58V），所以将供给期望电流所需的电压以外的剩余电压加在电流源CS1的两端就可以了。因此，电流源CS1两端电压从19.2V减去14.58V，就成为4.62V。

[0104] 5）但是，对于第二模式M2在29.16V中供给期望电流1.74mA，所以不能通过在整流电压相位5度中提供的瞬时整流电压19.2V驱动第二模式M2。

[0105] 6）先求出各电压相位中驱动的最大数量发光模式后，再计算期望电流中瞬时整流电压与模式电压之差来求出电流源两端电压Vcs。查看电压相位为5度的情况，在图9中，以4.6表示通过步骤1）至6）计算的电流源两端电压Vcs。

[0106] 图9就是用上述方法求出的对应于整流电压相位0度到90度的电流源两端电压Vcs。从中可知，从电压相位0度到7度驱动第一模式M1，从电压相位8度到12度驱动第二模式M2。

[0107] 电压相位58度到79度驱动第九模式M9，但如注意观察电压相位69度可知，电流源两端电压Vcs为10.7V，而它的1.414倍就是15.1V，此时的期望电流为18.67mA。再看一下电压相位79度，电流源两端电压为18.5V，而它的1.414倍就是26.2V，此时的期望电流为19.63mA。

[0108] 从中可知，即电流源两端电压Vcs具有为供电电容器C1充电的足够电压，且如假定回收利用电压相位69度到79度之间的负载电流为供电电容器C1充电，那么控制器可以供给约2mA的电流（18mA×10度/90度）。

[0109] 上面假定原有技术中控制器所需的电流为1mA。但是，只要回收利用电压相位69度到79度之间供给的电流，就能向控制器供给约2mA的电流。如果采用原有技术利用启动（充电）电路5供给的话，电源侧电阻R1的耗电量为400mW（200Vrms×2mA），但按本实施例回收利用负载电流的话，就可以节约启动（充电）电路5的耗电量400mW。即借助本发明使低功率LED照明装置的电源效率达到较高程度。

[0110] 上面对本发明第二实施例——具备高效电源的LED照明装置进行了具体说明，其特点是回收负载电流作为控制器驱动电流使用。

[0111] 实施例3

[0112] 下面结合图10电路对本发明第三实施例进行说明。

[0113] 图10所示的电路结构基本上与图2电路相同，但负载电流回收利用充电电路8a结构有所不同，且对负载发光块电流进行旁路处理的开关排列形式不同。

[0114] 为了简化说明，以下对图2部分省略对具体技术的说明，只对不同之处进行说明。

[0115] 图10所示电路的第一个不同之处是负载电流回收利用充电电路8a结构与图2电路不同。即通过回收利用负载电流来提高电源效率的目的是相同的，但具体实施方法不同。

[0116] 图10的电路中，通过负载的电流可以流过的路径有2个，一个是通过充电电流源CS3为供电电容器C1充电的路径（充电电流），另一个是通过消耗电流源CS2流向接地Vss的路径（消耗电流）。

[0117] 这里，充电电流源CS3及消耗电流源CS2应像跷跷板（seesaw）一样联动工作。即通过控制器（未图示）实现充电电流变大时，消耗电流变小；充电电流变小时，消耗电流变大，使两种电流源的合计电流等于设计电流值。

[0118] 但控制器应控制充电电流源CS3和消耗电流源CS2，以便根据瞬时整流电压向负载供给阶梯波电流。同时，控制器应控制充电电流源CS3和消耗电流源CS2，以便根据整流电压相位向负载供给阶梯波电流。控制器还可以具有发生与交流电压相位相同的正弦波信号的功能，以控制充电电流源CS3和消耗电流源CS2，以便向负载供给对应于正弦波信号的电流（以下简称“期望电流”）。

[0119] 图10电路的第二特征是串联排列的开关块。更具体说明，就是将第二发光块11a与第二开关块S11a进行并联，将第三发光块12a与第三开关块S12a也进行并联，而将第二开关块S11a与第三开关块S12a都进行串联。

[0120] 这里，对发光块从3个增加到4个这种增加1个的情况进行说明的话，首先将要增加的发光块（n+1）与要增加的开关块（n+1）进行并联，在最后一个发光块n输出端与电流源CS1输入端之间插入上述并联连接的发光块（n+1）和开关块（n+1）即可。此时，由于这些开关都是串联连接的，所以可称为“串联开关块”。这里的发光块可以由2个以上组成，当然其数量不做特别限制。

[0121] 图10电路的工作方式与图2电路相比，只有开关状态不同，而开关动作的判断标准等其他部分都相同，所以为了简化说明，在本说明书中省略对具体技术的说明。

[0122] 上面对本发明第三实施例——具备高效电源的LED照明装置进行了具体说明，其特点是回收负载电流作为控制器驱动电流使用。

[0123] 上面对本发明的实施例进行了具体说明。当然，本发明中说明的整流电源、电流源、控制器及开关可以制作成一个半导体元件。

[0124] 工业应用可能性

[0125] 上面结合附图说明了本发明的实施例，但本发明并不限于上述实施例，在本发明所述的技术领域中，具备一般知识的人应该能理解以其他具体形式实施本发明。因此，应把上述实施例理解为覆盖了所有能够实现所述功能的实施方法，而不限制在某个实施例中。