JP2013140931A - Led光源を駆動するための回路および方法 - Google Patents

Led光源を駆動するための回路および方法 Download PDF

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Abstract

【課題】特別に設計されたスイッチが必要となり、従って費用が上昇する。
【解決手段】発光ダイオード(LED)光源の電力を制御するための駆動回路は、変成器、スイッチコントローラ、およびディミングコントローラを含む。変成器は、AC/DC変換器から入力電力を供給されるように動作することができる1次巻線と、LED光源に出力電力を供給するように動作することができる2次巻線とを有する。スイッチコントローラは、光カップラと1次巻線との間に接続され、LED光源を通して流れる電流のターゲットレベルを示す帰還信号を光カップラから受信し、この帰還信号に従って1次巻線への入力電力を制御するように動作することができる。
【選択図】図3

Description

本発明はLED光源を駆動するための回路および方法に関する。
[関連出願]
本出願は、中国特許出願第201110447599.X号、「駆動回路、ディミングコントローラ、およびLED光源の電力制御のための方法」(中華人民共和国国家知的財産権局に2011年12月28日出願)に対する優先権を主張する。また、本出願は、同時係属中米国特許出願第12/783,260号、「光源を駆動するための回路および方法」(2010年5月19日出願)の一部継続出願であり、また前記出願そのものが、米国特許出願第12/316,480号、「光源を駆動するための、ディミングコントローラを有する駆動回路」(2008年12月12日出願)(現在米国特許第8,044,608号、2011年10月25発行)の一部継続出願であり、これら全ての出願は、参照により、本明細書に組み込まれる。
近年、発光ダイオード(LED)等の光源は、材料処理および製造処理における技術的進歩を通して改善されてきた。LEDは、比較的に高い効率、長寿命、鮮明な色という特色を有し、また、自動車、コンピュータ、通信、軍需、および消費者用物資等を含む様々な工業用途に使用することができる。1つの例は、LEDランプであり、これは、LEDを使用して電気フィラメント等の従来の光源を置換するものである。
図1は、従来のLED駆動回路100を示す。LED駆動回路100は、光源としてLEDストリング106を利用している。LEDストリング106は、直列に接続されたLEDのグループを含む。電力変換器102は、LEDストリング106に電力を供給するために、入力電圧Vinを所望の出力DC電圧Voutに変換する。電力変換器102に接続されたスイッチ104は、これを使用して、LEDランプの点灯(ターンオン)または消灯(ターンオフ)を行う。電力変換器102は、電流センシング抵抗Rsenからの帰還信号を受信して、LEDストリング106が所望の光出力を生成するように、出力電圧Voutを調整する。この解決策の欠点の1つは、動作している間は、LEDストリング106の光出力は、所定のレベルに設定されていて、ユーザがそれを調整することはできないという点である。
図2は、別の従来のLED駆動回路200を示す。電力変換器102は、入力電圧Vinを所望の出力DC電圧Voutに変換して、LEDストリング106に電力を供給する。スイッチ104は、電力変換器102に接続され、これを使用して、LEDランプの点灯または消灯を行う。LEDストリング106は、線形LED電流レギュレータ208に接続されている。線形LED電流レギュレータ208の中にある演算増幅器210は、基準信号REFを電流センシング抵抗Rsenからの電流監視信号と比較して、制御信号を生成し、トランジスタQ1の抵抗値を線形モードで調整する。従って、LEDストリング106を通して流れるLED電流は、制御信号に従って調整することができる。
しかしながら、ユーザがLEDストリング106の光出力を制御することができるためには、特別に設計されたスイッチ(例えば、調整ボタンを有するスイッチ、または遠隔の制御信号を受信することができるスイッチ)が必要となり、従って費用が上昇する。
1つの実施形態においては、発光ダイオード(LED)光源の電力を制御するための駆動回路は、変成器、スイッチコントローラ、およびディミング(dimming)コントローラを含む。この変成器は、1次巻線と2次巻線を有し、1次巻線はAC/DC変換器から入力電力を供給されるように動作可能であり、また、2次巻線は、LED光源に出力電力を供給するように動作することができる。スイッチコントローラは、光カップラと1次巻線との間に接続され、光カップラからの帰還信号を受信するように動作することができる。この帰還信号は、LED光源を通して流れる電流のターゲットレベルを示している。スイッチコントローラはまた、帰還信号に従って、1次巻線に対する入力電力を制御するように動作することができる。ディミングコントローラは2次巻線に接続され、AC電源とAC/DC変換器との間に接続された電力スイッチの動作を示すスイッチ監視信号を受信し、そして、スイッチ監視信号に従って帰還信号を調整することにより、変成器の出力電力を調節するように動作することができる。
特許請求の範囲の主題の実施形態が持つ特徴および利点は、以下の詳細な記述が進むにつれて、また、図面を参照することにより、明らかになるであろう。ここでは同様の番号は同様の部分を表している。
従来のLED駆動回路を示す図である。 別の従来のLED駆動回路を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った光源駆動回路のブロック図である。 本発明の1つの実施形態に従った光源駆動回路を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った、図4に示すディミングコントローラの構成を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従ったアナログディミングモードにおける信号波形を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従ったバーストディミングモードにおける信号波形を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った、図5に示すディミングコントローラを含む光源駆動回路の動作を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った、光源の電力を調整するための方法のフローチャートである。 本発明の1つの実施形態に従った光源駆動回路を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った、図10に示すディミングコントローラの構成を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った、図11に示すディミングコントローラを含む光源駆動回路に関わる信号の信号波形を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った、図11に示すディミングコントローラを含む光源駆動回路に関わる信号の信号波形を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った光源駆動回路を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った、図14に示すディミングコントローラの構成を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った、図15に示すディミングコントローラを含む光源駆動回路に関わる信号波形を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った、光源の電力を調整するための方法のフローチャートである。 本発明の1つの実施形態に従ったLED光源駆動回路のブロックズである。 本発明の1つの実施形態に従った、図18に示す電力スイッチの一例を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従ったLED光源駆動回路を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った、図20に示すディミングコントローラの構成を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従ったアナログディミングモードにおける信号波形を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従ったLED光源駆動回路を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った、図23に示すディミングコントローラの構成を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従ったバーストディミングモードにおける信号波形を示す図である。 本発明の1つの実施形態に従った、LED光源の電力を調整するための方法のフローチャートである。
以下では、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明は、これらの実施形態に関連して記述するであろうが、これらの実施形態は、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図するものではないと理解されるであろう。そうではなくて、本発明は、代替、変形、および均等物を包含すると意図され、これらは、添付の特許請求の範囲によって画定される本発明の精神および範囲の中に含めることができる。
さらに、以下で示す本発明の詳細な説明では、本発明の十分な理解を与えるために、多くの具体的な詳細を記載している。しかしながら、通常の当業者には、本発明は、これらの具体的な詳細を使用せずとも実行することができると認識されるであろう。また、本発明の視点を不必要に曖昧なものにしないために、公知の方法、手順、要素、および回路については、詳細な記述は行っていない。
図3は、本発明の1つの実施形態に従った光源駆動回路300のブロック図の一例を示す。1つの実施形態においては、光源駆動回路300は、AC/DC変換器306、電力スイッチ304、電力変換器310、ディミングコントローラ308、および電流センサ314を含む。AC/DC変換器306は、電源からのAC入力電圧VinをDC電圧Voutに変換する。電力スイッチ304は、電源とAC/DC変換器306との間に接続され、電源を光源駆動回路300に選択的に接続する。電力変換器310は、AC/DC変換器306接続され、調節された電力をLEDストリング312に供給する。ディミングコントローラ308は、電力変換器310に接続され、電力スイッチ304の動作を示すスイッチ監視信号を受信し、また電力変換器310からの調節された電力を、スイッチ監視信号に従って調整する。電流センサ314は、LEDストリング312を通して流れるLED電流のセンシングを行う。1つの実施形態においては、電力スイッチ304は、壁に取り付けたオン/オフスイッチであってよい。ハンドルを切り替えることによって、電力スイッチ304のコンダクタンス状態がオンまたはオフに制御される(例えば、ユーザによって)。本発明の1つの実施形態における電力スイッチ304の1つの例は、図19に示されている。
動作する場合には、AC/DC変換器306は、入力AC電圧Vinを出力DC電圧Voutに変換する。電力変換器310は、DC電圧Voutを受けて、調節した電力をLEDストリング312に供給する。電流センサ314は、LEDストリング312を通して流れるLED電流のレベルを示す電流監視信号を生成する。ディミングコントローラ308は、電力スイッチ304の動作を監視し、電流センサ314からの電流監視信号を受信する。そして、電力スイッチ304の動作に応答してLEDストリング312の電力を調整するよう、電力変換器310を制御する。1つの実施形態においては、ディミングコントローラ308は、アナログディミングモードで動作し、LED電流のピーク値を示す基準信号を調整することにより、LEDストリング312の電力を調整する。別の実施形態においては、ディミングコントローラ308は、バーストディミングモードで動作し、パルス幅変調(PWM)信号のデューティーサイクルを調整することにより、LEDストリング312の電力を調整する。LEDストリング312の電力を調整することにより、その調整に従って、LEDストリング312の光出力が調整される。
図4は、本発明の1つの実施形態に従った光源駆動回路400の一例を示す。図4は、図3と組み合わせて描かれている。図3と同じ符号が付けられた要素は、同様の機能を有する。
光源駆動回路400は、電力変換器310を含む。この電力変換器310は、電源およびLEDストリング312に接続されて、電源からの電力を受けて、調節した電力をLEDストリング312に供給する。図4の例では、電力変換器310は、インダクタL1、ダイオードD4、および制御スイッチQ16を含むバック(buck)コンバータであってよい。図4に示す実施形態においては、制御スイッチQ16は、ディミングコントローラ308の外部に実装されている。別の実施形態においては、制御スイッチQ16は、ディミングコントローラ308の中に統合することができる。
ディミングコントローラ308は、電力スイッチ304の動作を示すスイッチ監視信号を受信し、そのスイッチ監視信号に従って、LEDストリング312に直列に接続された制御スイッチQ16を制御することにより、電力変換器310からの調節された電力を調整するように動作することができる。光源駆動回路400は、AC/DC変換器306と電流センサ314とを更に含むことができる。AC/DC変換器306は、AC入力電圧VinをDC出力電圧Voutに変換し、電流センサ314は、LEDストリング312を通して流れるLED電流のセンシングを行う。図4の例では、AC/DC変換器306は、ダイオードD1、D2、D7、D8、D10、およびC9を含むブリッジ整流器であってよい。電流センサ314は、電流センシング抵抗R5を含むことができる。
1つの実施形態においては、ディミングコントローラ308は、端子HV_GATE、SEL、CLK、RT、VDD、CTRL、MON、およびGNDを有する。端子HV_GATEは、抵抗R3を通してスイッチQ27に接続され、LEDストリング312に接続されたスイッチQ27のコンダクタンス状態(例えば、ON/OFF状態)を制御する。キャパシタC11は、端子HV_GATEと大地との間に接続されて、スイッチQ27のゲート電圧を供給する。
ユーザは、抵抗R4を通して端子SELを大地に接続する(図4に示したように)ことにより、または端子SELを直接に大地に接続することにより、ディミングモード(例えば、アナログディミングモード、またはバーストディミングモード)を選択することができる。
端子CLKは、抵抗R3を通してAC/DC変換器306に接続され、また抵抗R6を通して大地に接続される。端子CLKは、電力スイッチ304の動作を示すスイッチ監視信号を受信することができる。1つの実施形態においては、スイッチ監視信号は、抵抗R3と抵抗R6との間の共通ノードのところで生成することができる。キャパシタC12は抵抗R6に並列に接続され、不要な雑音をフィルタリングする。端子RTは、抵抗R7を通して大地に接続され、ディミングコントローラ308によって生成されるパルス信号の周波数を決定する。
端子VDDは、ダイオードD9を通してスイッチQ27に接続され、ディミングコントローラ308に電力を供給する。1つの実施形態においては、エネルギーストレッジユニット(例えば、キャパシタC10)が、端子VDDと大地との間に接続されて、電力スイッチ304がオフに切り替えられたときに、ディミングコントローラ308に電力を供給することができる。代替的実施形態においては、エネルギーストレッジユニットは、ディミングコントローラ308の中に統合することができる。端子GNDは大地に接続される。
端子CTRLは、制御スイッチQ16に接続されている。制御スイッチQ16は、LEDストリング312およびスイッチQ27に直列に接続され、電流センシング抵抗R5を通して大地に接続されている。ディミングコントローラ308は、制御信号を使用して、端子CTRLを介して制御スイッチQ16のコンダクタンス状態(例えば、ON状態およびOFF状態)を制御することにより、電力変換器310からの調節された電力を調整するように動作することができる。端子MONは、電流センシング抵抗R5に接続され、LEDストリング312を通して流れるLED電流を示す電流監視信号を受信する。スイッチQ27がオンに切り替えられたときには、ディミングコントローラ308は、制御スイッチQ16を制御することにより、LEDストリング312を通して大地に流れるLED電流を調整することができる。
動作する場合には、電力スイッチ304がオンに切り替えられたときには、AC/DC変換器306は、入力AC電圧VinをDC電圧Voutに変換する。端子HV_GATEにおける所定の電圧が抵抗R3を通してスイッチQ27に供給され、従ってスイッチQ27はオンに切り替えられる。
ディミングコントローラ308が制御スイッチQ16をオンに切り替えた場合には、DC電圧VoutがLEDストリング312に供給されて、インダクタL1は充電される。LED電流は、インダクタL1、LEDストリング312、スイッチQ27、制御スイッチQ16、および電流センシング抵抗R5を通して大地に流れる。ディミングコントローラ308が制御スイッチQ16をオフに切り替えた場合には、LED電流は、インダクタL1、LEDストリング312、およびダイオードD4を通して流れる。インダクタL1は、放電してLEDストリング312に電力を供給する。このように、ディミングコントローラ308は、制御スイッチQ16を制御することにより、電力変換器310からの調節された電力を調整することができる。
電力スイッチ304がオフに切り替えられたときには、キャパシタC10は放電してディミングコントローラ308に電力を供給する。抵抗R6の両端にかかる電圧は下降してゼロになる。従って、電力スイッチ304の消灯動作を示すスイッチ監視信号は、端子CLKを通してディミングコントローラ308が検出することができる。同様に、電力スイッチ304がオンに切り替えられたときには、抵抗R6の両端にかかる電圧は、所定の電圧に上昇する。従って、電力スイッチ304の点灯動作を示すスイッチ監視信号は、端子CLKを通してディミングコントローラ308が検出することができる。消灯動作が検出された場合には、ディミングコントローラ308は、端子HV_GATEにおける電圧をゼロに引き下げることにより、スイッチQ27をオフに切り替える。これにより、インダクタL1が完全に放電し終わった後に、LEDストリング312をオフに切り替えることができる。消灯動作に応答して、ディミングコントローラ308は、LEDストリング312のターゲット光出力を示す基準信号を調整することができる。従って、電力スイッチ304が次にオンに切り替えられたときには、LEDストリング312は、調整されたターゲット光出力に従って、光出力を生成することができる。言い換えれば、LEDストリング312の光出力は、電力スイッチ304の消灯動作に応答して、ディミングコントローラ308が調整することができる。
図5は、本発明の1つの実施形態に従った、図4に示すディミングコントローラ308の1つの構成例を示す。図5は、図4と組み合わせて描かれている。図4と同じ符号が付けられた要素は、同様の機能を有する。
ディミングコントローラ308は、起動監視ユニット506、ディマ502、およびパルス信号発生器504を含む。起動監視ユニット506は、ツェナー(Zener)ダイオードZD1を通して大地に接続されている。起動監視ユニット506は、外部電力スイッチ304の動作を示すスイッチ監視信号を、端子CLKを通して受信することができ、また、外部電力スイッチ304の動作が端子CLKのところで検出されたときに、カウンタ526を駆動するための駆動信号を生成することができる。起動監視ユニット506は、スイッチQ27のコンダクタンス状態を制御するように、更に動作することができる。ディマ502は、基準信号REFを生成して、LEDストリング312の電力をアナログディミングモードで調整するように、または、制御信号538を生成して、パルス幅変調信号PWM1のデューティーサイクルを調整し、LEDストリング312の電力を調整するように動作することができる。パルス信号発生器504は、制御スイッチQ16をオンに切り替えることができるパルス信号を生成するように動作することができる。ディミングコントローラ308は、スタートアップアンドアンダーボルテッジロックアウト(start up and under voltage lockout)(UVL)回路508を更に含むことができ、このスタートアップアンドアンダーボルテッジロックアウト回路508は、端子VDDに接続されて、異なる電力条件に従って、ディミングコントローラ308の1つ以上の要素を選択的にオンに切り替えることができる。
1つの実施形態においては、スタートアップアンドアンダーボルテッジロックアウト回路508は、端子VDDにおける電圧が第1の所定の電圧よりもより高くなったときに、ディミングコントローラ308の全ての要素をオンに切り替えるように動作することができる。電力スイッチ304がオフに切り替えられているときには、スタートアップアンドアンダーボルテッジロックアウト回路508は、端子VDDにおける電圧が第2の所定の電圧よりも低くなったときに、起動監視ユニット506とディマ502とを除いて、ディミングコントローラ308の他の要素をオフに切り替えるように動作することができる。これは、エネルギーを節約するために行われる。スタートアップアンドアンダーボルテッジロックアウト回路508は、端子VDDにおける電圧が第3の所定の電圧よりも低くなったときには、ディミングコントローラ308の全ての要素をオフに切り替えるように動作することができる。1つの実施形態においては、第1の所定の電圧は、第2の所定の電圧よりも高く、第2の所定の電圧は、第3の所定の電圧よりも高い。ディミングコントローラ308は、キャパシタC10によって端子VDDを通して電力供給を受けることができるので、起動監視ユニット506およびディマ502は、電力スイッチ304がオフに切り替えられた後でも、ある時間間隔の間は動作することができる。
ディミングコントローラ308の中では、端子SELは、電流源532に接続されている。ユーザは、端子SELを設定することにより、ディミングモードを選択することができる。これは、例えば、端子SELを直接に大地に接続するか、または抵抗を介して端子SELを大地に接続することにより行う。1つの実施形態においては、ディミングモードは、端子SELにおける電圧を測定することにより決定することができる。端子SELが直接に大地に接続されている場合には、端子SELにおける電圧は、近似的にゼロに等しい。このような条件では、制御回路は、スイッチ540をオンに切り替え、スイッチ541および542をオフに切り替えることができる。従って、ディミングコントローラ308は、アナログディミングモードで動作することができ、基準信号REFを調整することにより、LEDストリング312(図4に示してある)の電力を調整することができる。1つの実施形態においては、端子SELが抵抗R4を介して大地に接続されている場合には(図4に示してあるように)、端子SELにおける電圧は、ゼロよりも高い値である。従ってこの場合には、制御回路は、スイッチ540をオフに切り替え、スイッチ541およびスイッチ542をオンに切り替える。従って、ディミングコントローラ308は、バーストディミングモードで動作することができ、パルス幅変調信号PWM1のデューティーサイクルを調整することにより、LEDストリング312(図4に示してある)の電力を調整することができる。言い換えれば、スイッチ540、スイッチ541、およびスイッチ542のON/OFF状態を制御することにより、異なるディミングモードを選択することができる。スイッチ540、スイッチ541、およびスイッチ542のON/OFF状態は、端子SELにおける電圧によって決定することができる。
パルス信号発生器504は、端子RTと抵抗R7とを通して大地に接続され、パルス信号536を生成する。このパルス信号536は、制御スイッチQ16をオンに切り替えることができる。パルス信号発生器504は、異なる構成を有することができ、図5の例に示した構成に限定されるものではない。
パルス信号発生器504の中では、演算増幅器510の非反転入力には、所定の電圧V1が印加される。従って、演算増幅器510の反転入力の電圧を、強制的にV1にすることができる。電流IRTは、端子RTおよび抵抗R7を通して大地に流れる。MOSFET514およびMOSFET515を通して流れる電流I1は、実質的にIRTに等しい。MOSFET514およびMOSFET512は、電流ミラーを構成するので、MOSFET512を通して流れる電流I2もまた、実質的にIRTに等しい。比較器516の出力と比較器518の出力とは、それぞれ、SRフリップフロップ520のS入力とR入力とに接続される。比較器516の反転入力には、所定の電圧V2が印加される。比較器518の非反転入力には、所定の電圧V3が印加される。1つの実施形態においては、V2はV3より大きな値であり、V3はゼロより大きな値である。キャパシタC4は、MOSFET512と大地との間に接続されており、片方の端子は、比較器516の非反転入力と比較器518の反転入力との間の共通ノードに接続されている。SRフリップフロップ520のQ出力は、スイッチQ15とSRフリップフロップ522のS入力とに接続されている。スイッチQ15は、キャパシタC4と並列に接続されている。スイッチQ15のコンダクタンス状態(例えば、ON/OFF状態)は、SRフリップフロップ520のQ出力によって決定することができる。
初期状態では、キャパシタC4の両端にかかる電圧は、近似的にゼロに等しく、この値はV3よりも低い値である。従って、SRフリップフロップ520のR入力は、比較器518の出力からディジタル値1を受信する。SRフリップフロップ520のQ出力は、ディジタル値0にセットされ、これはスイッチQ15をオフに切り替える。スイッチQ15がオフに切り替えられると、キャパシタC4はI2によって充電されるので、キャパシタC4の両端にかかる電圧は上昇する。C4の両端にかかる電圧がV2より高くなると、SRフリップフロップ520のS入力は、比較器516の出力からディジタル値1を受信する。SRフリップフロップ520のQ出力はディジタル値1にセットされ、これはスイッチQ15をオンにする。スイッチQ15がオンに切り替えられると、キャパシタC4はスイッチQ15を通して放電するので、キャパシタC4の両端にかかる電圧は減少する。キャパシタC4の両端にかかる電圧がV3より低くなると、比較器518は、ディジタル値1を出力し、SRフリップフロップ520のQ出力は、ディジタル値0にセットされて、これはスイッチQ15をオフにする。その後、キャパシタC4は再びI2によって充電される。このように、上記で記述した処理を通して、パルス信号発生器504は、SRフリップフロップ520のQ出力において一連のパルスを含むパルス信号536を生成することができる。パルス信号536は、SRフリップフロップ522のS入力に送られる。
起動監視ユニット506は、端子CLKを通して電力スイッチ304の動作を監視するように動作することができ、また、端子CLKにおいて電力スイッチ304の動作が検出されたときに、カウンタ526を駆動するための駆動信号を生成するように動作することができる。1つの実施形態においては、電力スイッチ304がオンに切り替えられたときに、端子CLKにおける電圧は、抵抗R6(図4に示してある)の両端にかかる電圧に等しいレベルまで上昇する。電力スイッチ304がオフに切り替えられると、端子CLKにおける電圧はゼロに低下する。従って、電力スイッチ304の動作を示すスイッチ監視信号は、端子CLKのところで検出することができる。1つの実施形態においては、起動監視ユニット506は、端子CLKにおいて消灯動作が検出されたときに駆動信号を生成する。
起動監視ユニット506は、端子HV_GATEを通してスイッチQ27のコンダクタンス状態を制御するように、更に動作することができる。電力スイッチ304がオンに切り替えられたときには、ツェナーダイオードZD1の降伏電圧が抵抗R3を通してスイッチQ27に印加される。従って、スイッチQ27をオンに切り替えることができる。起動監視ユニット506は、端子HV_GATEにおける電圧をゼロに引き下げることにより、スイッチQ27をオフに切り替えることができる。1つの実施形態においては、起動監視ユニット506は、電力スイッチ304の消灯動作が端子CLKにおいて検出されたときには、スイッチQ27をオフに切り替え、また、電力スイッチ304の点灯動作が端子CLKにおいて検出されたときには、スイッチQ27をオンに切り替える。
1つの実施形態においては、ディマ502は、起動監視ユニット506に接続されて電力スイッチ304の動作を計数するためのカウンタ526と、カウンタ526に接続されたディジタルアナログ変換器(D/A変換器)528とを含む。ディマ502は、D/A変換器528に接続されたパルス幅変調(PWM)信号発生器530を更に含むことができる。カウンタ526は、起動監視ユニット506が生成する駆動信号によって駆動される。更に具体的には、1つの実施形態においては、電力スイッチ304がオフに切り替えられたときに、起動監視ユニット506は、端子CLKのところで電圧のネガティブエッジを検出し、駆動信号を生成する。カウンタ526のカウンタ値は、駆動信号に応答して増加させる(例えば、1だけ)ことができる。D/A変換器528は、カウンタ526からカウンタ値を読み取り、そのカウンタ値に基づいてディミング信号(例えば、制御信号538、または基準信号REF)を生成する。ディミング信号は、これを使用して、電力変換器310のターゲット電力レベルを調整することができる。これにより、電力変換器310は、LEDストリング312の光出力を調整することができる。
バーストディミングモードにおいては、スイッチ540はオフであり、スイッチ541とスイッチ542とはオンである。比較器534の反転入力は、基準信号REF1を受信する。この基準信号REF1は、所定の、実質的には一定電圧を有するDC信号であってよい。図5の例では、REF1の電圧は、LED電流のピーク値を決定し、このピーク値は、LEDストリング312の最大光出力を決定する。ディミング信号は、制御信号538であってよく、この制御信号538は、パルス幅変調信号発生器530に印加されて、パルス幅変調信号PWM1のデューティーサイクルを調整することができる。PWM1のデューティーサイクルを調整することにより、LEDストリング312の光出力は、REF1によって決定される最大光出力を超えないように調整することができる。例えば、PWM1のデューティーサイクルが100%である場合には、LEDストリング312は最大光出力を有することができる。PWM1のデューティーサイクルが100%よりも低い場合には、LEDストリング312は、最大光出力よりもより低い値の光出力を有することができる。
アナログディミングモードにおいては、スイッチ540はオンであり、スイッチ541とスイッチ542とはオフである。そしてディミング信号は、調整可能な電圧を有するアナログ基準信号REFであってよい。D/A変換器528は、カウンタ526のカウンタ値に従って、基準信号REFの電圧を調整することができる。図5の例では、REFの電圧は、LED電流のピーク値を決定し、このピーク値は、LED電流の平均値を決定する。このように、LEDストリング312の光出力は、基準信号REFを調整することにより調整することができる。
1つの実施形態においては、D/A変換器528は、カウンタ値の増加に応答して、REFの電圧を減少させることができる。例えば、もし、カウンタ値が0であれば、D/A変換器528は、電圧V4を有するように基準信号REFを調整する。起動監視ユニット506が端子CLKのところで電力スイッチ304の消灯動作を検出したときに、もし、カウンタ値が1に増加したとすれば、D/A変換器528は、電圧V5を有するように基準信号REFを調整する。この場合、V5はV4よりも小さい値である。更に別の実施形態においては、D/A変換器528は、カウンタ値の増加に応答して、REFの電圧を増加させることができる。
1つの実施形態においては、カウンタ526のカウンタ値がその最大値に達した後には、カウンタ値は、ゼロにリセットされる。例えば、カウンタ526が2ビットカウンタである場合には、カウンタ値は、0から1、2、3と増加し、そして、4回の消灯動作が検出された後にはゼロに戻るであろう。従って、LEDストリング312の光出力は、第1のレベルから第2のレベルへ、そして第3のレベルへ、更に第4のレベルへ、そして次には第1のレベルに戻るというように調整することができる。
比較器534の反転入力は、基準信号REFと基準信号REF1とを選択的に受信することができる。例えば、比較器534の反転入力は、アナログディミングモードにおいては、スイッチ540を通して基準信号REFを受信し、また、バーストディミングモードにおいては、スイッチ541を通して基準信号REF1を受信する。比較器534の非反転入力は、端子MONを通して抵抗R5に接続され、電流センシング抵抗R5から電流監視信号SENを受信する。電流監視信号SENの電圧は、スイッチQ27および制御スイッチQ16がオンに切り替えられているときには、LEDストリング312を通して流れるLED電流を示すことができる。
比較器534の出力は、SRフリップフロップ522のR入力に接続されている。SRフリップフロップ522のQ出力は、ANDゲート524に接続されている。パルス幅変調信号発生器530によって生成されたパルス幅変調信信号PWM1は、ANDゲート524に供給される。ANDゲート524は、制御信号を出力し、端子CTRLを通して制御スイッチQ16を制御する。
アナログディミングモードが選択された場合には、スイッチ540はオンに切り替えられて、スイッチ541とスイッチ542とはオフに切り替えられる。制御スイッチQ16はSRフリップフロップ522によって制御される。動作する場合には、電力スイッチ304がオンに切り替えられたときに、ツェナーダイオードZD1の降伏電圧がスイッチQ27をオンに切り替える。SRフリップフロップ522は、パルス発生器504によって生成されたパルス信号536に応答して、Q出力のところでディジタル値1を生成して、制御スイッチQ16をオンに切り替える。LED電流は、インダクタL1、LEDストリング312、スイッチQ27、制御スイッチQ16、および電流センシング抵抗R5を通して大地に流れる。インダクタはLED電流の急激な変化に対して抵抗するので、LED電流は、次第に増加する。その結果、電流センシング抵抗R5の両端にかかる電圧、すなわち、電流監視信号SENの電圧は増加することができる。SENの電圧が基準信号REFの電圧よりも高くなると、比較器534は、SRフリップフロップ522のR入力のところでディジタル値1を生成する。その結果、SRフリップフロップ522はディジタル値0を生成し、制御スイッチQ16をオフに切り替える。制御スイッチQ16がオフになった後には、インダクタL1は、放電してLEDストリング312に電力を供給する。インダクタL1、LEDストリング312、およびダイオードD4を通して流れるLED電流は、次第に減少する。SRフリップフロップ522が、S入力で再びパルスを受信すると、制御スイッチQ16はオンに切り替えられる。そしてその後、LED電流は再び、電流センシング抵抗R5を通して大地に流れる。電流監視信号SENの電圧が基準信号REFの電圧よりも高くなると、制御スイッチQ16は、SRフリップフロップ522によってオフに切り替えられる。上記で記述したように、基準信号REFは、LED電流のピーク値を決定する。そしてそのピーク値は、LEDストリング312の光出力を決定することができる。基準信号REFを調整することにより、LEDストリング312の光出力が調整される。
アナログディミングモードにおいては、起動監視ユニット506は、端子CLKのところで電力スイッチ304の消灯動作を検出したときに、カウンタ526のカウンタ値を1だけ増加させることができる。起動監視ユニット506は、電力スイッチ304の消灯動作に応答して、スイッチQ27をオフに切り替えることができる。D/A変換器528は、カウンタ値の変化に応答して、基準信号REFの電圧を、第1のレベルから第2のレベルに調整することができる。従って、電力スイッチ304がオンに切り替えられたときには、調整された基準信号REFに従って、LEDストリング312の光出力を調整することができる。
バーストディミングモードが選択された場合には、スイッチ540はオフに切り替えられ、スイッチ541とスイッチ542とはオンに切り替えられる。比較器534の反転入力は、所定の電圧を有する基準信号REF1を受信する。制御スイッチQ16は、ANDゲート524を通して、SRフリップフロップ522とパルス幅変調信号PWM1との両方によって制御される。図5の例では、基準信号REF1はLED電流のピーク値を決定し、そしてこのピーク値は、LEDストリング312の最大光出力を決定する。パルス幅変調信号PWM1のデューティーサイクルは、制御スイッチQ16のオン/オフ時間を決定することができる。パルス幅変調信号PWM1が論理値1であるときには、制御スイッチQ16のコンダクタンス状態は、SRフリップフロップ522のQ出力によって決定される。パルス幅変調信号PWM1が論理値0であるときには、制御スイッチQ16はオフに切り替えられる。パルス幅変調信号PWM1のデューティーサイクルを調整することにより、LEDストリング312の電力を、それに従って調整することができる。このように、基準信号REF1とパルス幅変調信号PWM1とを組み合わせることにより、LEDストリング312の光出力を決定することができる。
バーストディミングモードにおいては、起動監視ユニット506は、端子CLKのところで電力スイッチ304の消灯動作を検出することができる。起動監視ユニット506は、スイッチQ27をオフに切り替えて、駆動信号を生成する。カウンタ526のカウンタ値は、駆動信号に応答して増加させる(例えば、1だけ)ことができる。D/A変換器528は、制御信号538を生成し、パルス幅変調信号PWM1のデューティーサイクルを第1のレベルから第2のレベルへ調整することができる。従って、電力スイッチ304が再びオンに切り替えられるときには、LEDストリング312の光出力は、基準信号REF1とパルス幅変調信号PWM1とによって決定されるターゲット光出力に従うように調整することができる。
図6は、LEDストリング312を通して流れるLED電流602、パルス信号536、SRフリップフロップ522の出力を示すV522、ANDゲート524の出力を示すV524、および制御スイッチQ16のON/OFF状態の信号波形の例を示したものである。これらはアナログディミングモードにおける場合である。図6は、図4および図5と組み合わせて描かれている。
動作する場合には、パルス信号発生器504は、パルス信号536を生成する。SRフリップフロップ522は、パルス信号536の各パルスに応答して、Q出力のところでディジタル値1を生成する。制御スイッチQ16は、SRフリップフロップ522のQ出力がディジタル値1になるとオンに切り替えられる。制御スイッチQ16がオンに切り替えられると、インダクタL1はランプアップ(ramp up)し、LED電流602は増加する。LED電流602がピーク値Imaxに到達すると、比較器534は、SRフリップフロップ522のR入力のところにディジタル値1を生成し、これにより、SRフリップフロップ522はQ出力のところでディジタル値0を生成する。LED電流602がピーク値Imaxに到達したということは、電流監視信号SENの電圧が、基準信号REFの電圧に実質的に等しくなったことを意味する。SRフリップフロップ522のQ出力がディジタル値0になると、制御スイッチQ16はオフに切り替えられる。制御スイッチQ16がオフに切り替えられると、インダクタL1は放電してLEDストリング312に電力を供給し、その後にLED電流602は減少する。このアナログディミングモードでは、基準信号REFを調整することにより、この調整に従って平均LED電流を調整することができる。従って、LEDストリング312の光出力を調整することができる。
図7は、LEDストリング312を通して流れるLED電流602、パルス信号536、SRフリップフロップ522の出力を示すV522、ANDゲート524の出力を示すV524、制御スイッチQ16のON/OFF状態、およびPWM信号PWM1の信号波形の例を示したものである。これらはバーストディミングモードにおける場合である。図7は、図4および図5と組み合わせて描かれている。
PWM1がディジタル値1であるときには、LED電流602と、パルス信号536と、V522と、V524と、スイッチQ16のON/OFF状態との間の関係は、図6の中に示された関係と同様である。PWM1がディジタル値0になると、ANDゲート524の出力はディジタル値0になる。従って、制御スイッチQ16はオフに切り替えられて、LED電流602は減少する。PWM1が十分に長い間ディジタル値0に保持されている場合には、LED電流602はゼロに落ち込む可能性がある。このバーストディミングモードでは、PWM1のデューティーサイクルを調整することにより、この調整に従って平均LED電流を調整することができる。従って、LEDストリング312の光出力を調整することができる。
図8は、光源駆動回路の動作の一例を示したものである。この光源駆動回路は、本発明の1つの実施形態に従ったものであり、図5に示すディミングコントローラを含む。図8は、図5と組み合わせて描かれている。
図8に示した例では、起動監視ユニット506が電力スイッチ304の消灯動作を検出する度毎に、カウンタ526のカウンタ値は1だけ増加される。カウンタ526は2ビットカウンタであってよく、この場合には最大カウンタ値は3になる。
アナログディミングモードにおいては、D/A変換器528は、カウンタ526からカウンタ値を読み取り、カウンタ値の増加に応答して、基準信号REFの電圧を減少させる。REFの電圧は、LED電流のピーク値Imaxを決定することができ、そしてこのピーク値Imaxは、LED電流の平均値を決定することができる。バーストディミングモードにおいては、D/A変換器528は、カウンタ526からカウンタ値を読み取り、カウンタ値の増加に応答して、パルス幅変調信号PWM1のデューティーサイクルを減少させる(例えば、毎回25%減少させる)。カウンタ526は、その最大カウンタ値(例えば、3)に到達した後にリセットされる。
図9は、本発明の1つの実施形態に従った、光源の電力を調整するための方法を示すフローチャート900である。図9は、図4および図5と組み合わせて記述されている。
ブロック902において、電力変換器(例えば、電力変換器310)からの調節された電力を光源(例えば、LEDストリング312)に供給する。ブロック904において、スイッチ監視信号を受信することができる(例えば、ディミングコントローラ308によって)。スイッチ監視信号は、電力スイッチ(例えば、電源と電力変換器との間に接続された電力スイッチ304)の動作を示すことができる。ブロック906において、スイッチ監視信号に従ってディミング信号を生成する。ブロック908において、光源に直列に接続されたスイッチ(例えば、制御スイッチQ16)を、ディミング信号に従って制御することにより、電力変換器からの調節された電力を調整する。アナログディミングモードにおける1つの実施形態では、ディミング信号を帰還電流監視信号と比較することにより、電力変換器からの調節された電力を調整することができる。この帰還電流監視信号は、光源の光源電流を示している。バーストディミングモードにおける別の実施形態では、ディミング信号によってパルス幅変調信号のデューティーサイクルを制御することにより、電力変換器からの調節された電力を調整することができる。
従って、本発明による実施形態は、光源駆動回路を提供するものであり、この光源駆動回路は、電力スイッチ(例えば、壁に取り付けたオン/オフスイッチ)の動作を示すスイッチ監視信号に従って光源の電力を調整することができる。光源の電力は、電力変換器によって供給され、光源に直列に接続されたスイッチを制御することにより、ディミングコントローラによって調整することができる。上記で記述したように、ユーザは、安価なオン/オフ電力スイッチの操作(例えば、消灯操作)を通して、光源の光出力を調整することができるという点が有利である。従って、ディミングを行うための追加的な装置(外部ディマ、または調整ボタンを持つ特別に設計したスイッチ等)を必要とせず、またコストを低減することができる。
図10は、本発明の1つの実施形態に従った光源駆動回路1000を示す。図4と同じ符号が付けられた要素は、同様の機能を有する。電源と光源駆動回路1000との間に接続された電力スイッチ304をオンに切り替えると、光源駆動回路1000は、光源の明るさを次第に増加させて行く。
1つの実施形態においては、光源駆動回路1000は、電力変換器310とディミングコントローラ1008とを含む。電力変換器310は、電源とLEDストリング312とに接続される。電力変換器310は、電源から電力を供給されて、調節した電力をLEDストリング312に供給する。図10の例では、電力変換器310は、インダクタL1、ダイオードD4、および制御スイッチQ16を含むバックコンバータである。図10では、制御スイッチQ16は、ディミングコントローラ1008の外部に実装されている。あるいは、制御スイッチQ16はディミングコントローラ1008の中に統合することもできる。ディミングコントローラ1008は、LEDストリング312に直列に接続された制御スイッチQ16を制御することにより、電力変換器310からの調節された電力を調整するように動作することができる。1つの実施形態においては、ディミングコントローラ1008は、ランプ信号(ramp signal)に基づいてLEDストリング312を通して流れる電流を調整するように更に動作することができ、電源と光源駆動回路1000との間に接続された電力スイッチ304がオンに切り替えられたときに、LEDストリング312を通して流れる平均電流が所定のレベルまで徐々に増加するように動作することができる。
光源駆動回路1000は、AC/DC変換器と電流センサ314とを更に含むことができる。AC/DC変換器306は、AC入力電圧VinをDC出力電圧Voutに変換する。また、電流センサ314は、LEDストリング312を通して流れる電流のセンシングを行う。図4の例では、AC/DC変換器306は、ダイオードD1、D2、D7、D8、D10、およびキャパシタC9を含むブリッジ整流器である。電流センサ314は、電流センシング抵抗R5を含むことができる。
図10の例では、ディミングコントローラ1008は、端子HV_GATE、SST、LCT、RT、VDD、CTRL、MON、およびGNDを有する。端子HV_GATEは、抵抗R3を通してスイッチQ27に接続され、スイッチQ27のコンダクタンス状態(例えば、ON/OFF状態)を制御する。キャパシタC11は、端子HV_GATEと大地との間に接続され、スイッチQ27のゲート電圧を供給する。端子SSTは、キャパシタC20を通して大地に接続され、ランプ信号を受信する。端子LCTは、キャパシタC12を通して大地に接続されている。端子RTは、抵抗R7を通して大地に接続され、ディミングコントローラ1008によって生成されるパルス信号の周波数を決定する。端子VDDは、ダイオードD9を通してスイッチQ27に接続され、ディミングコントローラ1008に電力を供給する。1つの実施形態においては、端子VDDと大地との間に接続されたエネルギーストレッジユニット(例えば、キャパシタC10)は、電力スイッチ304がオフに切り替えられたときに、ディミングコントローラ1008に電力を供給することができる。代替的実施形態においては、エネルギーストレッジユニットは、ディミングコントローラ1008の中に統合することができる。端子GNDは大地に接続される。
端子CTRLは制御スイッチQ16に接続され、制御スイッチQ16は、LEDストリング312、スイッチQ27、および電流センシング抵抗R5に直列に接続されている。ディミングコントローラ1008は、端子CTRLを介して制御信号を使用して、制御スイッチQ16のコンダクタンス状態(例えば、ON状態およびOFF状態)を制御することにより、電力変換器310からの調節された電力を調整するように動作することができる。端子MONは、電流センシング抵抗R5に接続され、LEDストリング312を通して流れる電流を示す電流監視信号を受信する。スイッチQ27がオンに切り替えられたときに、ディミングコントローラ1008は、制御スイッチQ16を制御することにより、LEDストリング312を通して流れる電流を調整することができる。
動作するときには、電力スイッチ304がオンに切り替えられると、AC/DC変換器306は、入力AC電圧VinをDC電圧Voutに変換する。端子HV_GATEにおける所定の電圧が抵抗R3を通してスイッチQ27に供給され、それによりスイッチQ27はオンに切り替えられる。ディミングコントローラ1008が、制御スイッチQ16をオンに切り替えると、DC電圧VoutがLEDストリング312に電力を供給し、インダクタL1を充電する。電流は、インダクタL1、LEDストリング312、スイッチQ27、制御スイッチQ16、および電流センシング抵抗R5を通して大地に流れる。ディミングコントローラ1008が制御スイッチQ16をオフに切り替えたときには、電流は、インダクタL1、LEDストリング312、およびダイオードD4を通して流れる。インダクタL1は、放電してLEDストリング312に電力を供給する。このように、ディミングコントローラ1008は、制御スイッチQ16を制御することにより、電力変換器310からの電力を調整することができる。
図11は、本発明の1つの実施形態に従った、図10に示したディミングコントローラ1008の構成を示す。図5と同じ符号が付けられた要素は、同様の機能を有する。
図11の例では、ディミングコントローラ1008は、パルス信号発生器504、パルス幅変調信号発生器1108、および、スタートアップアンドアンダーボルテッジロックアウト(UVL)回路508を含む。スタートアップアンドアンダーボルテッジロックアウト回路508は、異なる電力条件に従って、ディミングコントローラ1008の1つ以上の要素を選択的にオンに切り替えることができる。パルス信号発生器504は、パルス信号を生成し、制御スイッチQ16をオンに切り替えるように動作することができる。パルス幅変調信号発生器1108は、パルス幅変調信号PWM2を生成するように動作することができる。1つの実施形態においては、パルス幅変調信号発生器1108は、鋸歯状波信号発生器1102、電源1104、および比較器1106を含む。鋸歯状波信号発生器1102は鋸歯状波信号SAWを生成し、電源1104はランプ信号RAMP1を生成し、また比較器1106は、鋸歯状波信号SAWをランプ信号RAMP1と比較することにより、パルス幅変調信号PWM2を生成する。
動作するときには、パルス信号発生器504は、パルス信号536を生成する。このパルス信号536は、SRフリップフロップの520のQ出力のところで一連のパルスを含む。パルス信号536は、SRフリップフロップ522のS入力に送られる。比較器534の反転入力は、基準信号REF2を受信する。この基準信号REF2は、所定の実質的には一定電圧を有するDC信号であってよい。図11の例では、REF2の電圧は、LED電流のピーク値を決定し、このピーク値は、LEDストリング312の最大光出力を決定する。比較器534の出力は、SRフリップフロップ522のR入力に接続される。SRフリップフロップ522のQ出力は、ANDゲート524に接続される。パルス幅変調信号PWM2は、パルス幅変調信号発生器1108によって生成され、ANDゲート524に供給される。ANDゲート524は、制御信号を出力し、端子CTRLを通して制御スイッチQ16を制御する。1つの実施形態においては、パルス幅変調信号PWM2が論理値1である場合には、制御スイッチQ16のコンダクタンス状態は、SRフリップフロップ522のQ出力によって決定される。また、パルス幅変調信号PWM2が論理値0である場合には、制御スイッチQ16は、オフに切り替えられる。パルス幅変調信号PWM2のデューティーサイクルを調整することにより、その調整に従って、LEDストリング312の電力を調整することができる。このように、基準信号REF2とパルス幅変調信号PWM2とを組み合わせることにより、LEDストリング312の明るさを決定することができる。
図12〜13は、光源駆動回路に関わる信号の信号波形を示す。この光源駆動回路は、本発明の1つの実施形態に従った、図11に示すディミングコントローラ1008を含んでいる。図12は、鋸歯状波信号SAW、ランプ信号RAMP1、およびパルス幅変調信号PWM2の波形を示す。図13は、LEDストリング312を通して流れる電流602、パルス信号536、SRフリップフロップ522の出力V522、ANDゲート524の出力V524、制御スイッチQ16のON/OFF状態、およびパルス幅変調信号PWM2の波形を示す。図12および図13は、図10および図11と組み合わせて描いてある。
電力スイッチ304がオンに切り替えられると、ディミングコントローラ1008には、端子VDDを通して電力が供給される。端子VDDにおける電圧が、所定の電圧よりも高くなった場合には、電源1104は、スタートアップアンドアンダーボルテッジロックアウト回路508によってイネーブルされて、端子SSTを通してキャパシタC20を充電する。その結果、キャパシタC20の両端にかかる電圧、すなわちランプ信号RAMP1は、次第に増加する。これは図12に示されている。鋸歯状波信号発生器1102は鋸歯状波信号SAWを生成する。比較器1106は、ランプ信号RAMP1を鋸歯状波信号SAWと比較して、パルス幅変調信号PWM2を生成する。従って、電力スイッチ304がオンに切り替えられた場合には、パルス幅変調信号PWM2のデューティーサイクルは、ランプ信号RAMP1の電圧の増加に従って増加する。これは図12に示されている。
動作する場合には、パルス信号発生器504は、パルス信号536を生成する。SRフリップフロップ522は、パルス信号536の各パルスに応答して、Q出力にディジタル値1を生成する。PWM2がディジタル値1であるときには、SRフリップフロップ522のQ出力がディジタル値1である場合には、制御スイッチQ16は、オンに切り替えられる。制御スイッチQ16がオンに切り替えられると、インダクタL1を通して流れる電流は、ランプアップし、LED電流602は増加する。LED電流602がピーク値Imaxに到達すると、これは、電流監視信号SENの電圧が基準信号REF2の電圧に到達したことを示し、比較器534は、SRフリップフロップ522のR入力のところでディジタル値1を生成する。これに従って、SRフリップフロップ522は、Q出力にディジタル値0を生成する。SRフリップフロップ522のQ出力がディジタル値0になると、制御スイッチQ16はオフに切り替えられる。制御スイッチQ16がオフに切り替えられると、インダクタL1は放電して、LEDストリング312に電力を供給し、その後LED電流602は減少する。PWM2がディジタル値0である場合には、ANDゲート524の出力はディジタル値0になる。従って、制御スイッチQ16はオフに切り替えられ、LED電流602は減少する。PWM2が十分に長い間ディジタル値0に保持されている場合には、LED電流602は減少してゼロになる可能性がある。このように、PWM2が第1の状態(例えば、ディジタル値1)であるときには、ディミングコントローラ1008は、パルス信号536に応答して制御スイッチQ16をオンに切り替え、LED電流602がピーク値Imax到達したときには、制御スイッチQ16をオフに切り替える。PWM2が第2の状態(例えば、ディジタル値0)であるときには、ディミングコントローラ1008は、制御スイッチQ16をオフ状態に保持する。上記で記述したように、PWM2のデューティーサイクルは、LEDストリング312を通して流れる電流の平均値を決定することができる。図12の例で示したように、電力スイッチ304がオンに切り替えられると、PWM2のデューティーサイクルは、ランプ信号RAMP1の電圧の増加に従って次第に増加して、デューティーサイクルは100%に到達する。その結果、LEDストリング312を通して流れる電流の平均値は次第に増加し、LEDストリング312の明るさは、次第に増加する。
図14は、本発明の1つの実施形態に従った光源駆動回路1400を示す。図10と同じ符号が付けられた要素は、同様の機能を有する。光源駆動回路1400は、電源と光源駆動回路1400との間に接続された電力スイッチ304がオンに切り替えられたときには、光源(例えば、LEDストリング312)の明るさを次第に増加させる。
1つの実施形態においては、光源駆動回路1400は、電力変換器310およびディミングコントローラ1408を含む。電力変換器310は、電源およびLEDストリング312に接続され、電源から電力を供給され、LEDストリング312に調節された電力を供給する。図14の例では、電力変換器310は、インダクタL1、ダイオードD4、および制御スイッチQ16を含むバックコンバータである。図14に示した実施形態では、制御スイッチQ16は、ディミングコントローラ1408の外部に実装されている。あるいは、制御スイッチQ16は、ディミングコントローラ1408の中に統合することもできる。ディミングコントローラ1408は、LEDストリング312に直列に接続された制御スイッチQ16を制御することにより、電力変換器310からの調節された電力を調整するように動作することができる。1つの実施形態においては、ディミングコントローラ1408は、LEDストリング312を通して流れる電流を、ランプ信号に基づいて調整するように更に動作することができる。これにより、電源および光源駆動回路1400の間に接続された電力スイッチ304がオンに切り替えられたときには、LEDストリング312を通して流れる電流の平均値は、所定のレベルまで次第に増加する。
光源駆動回路1400は、AC/DC変換器306および電流センサ314を更に含むことができる。AC/DC変換器306はAC入力電圧VinをDC出力電圧Voutに変換し、電流センサ314は、LEDストリング312を通して流れるLED電流のセンシングを行う。図4の例では、AC/DC変換器306は、ダイオードD1、D2、D7、D8、D10、およびキャパシタC9を含むブリッジ整流器である。電流センサ314は、電流センシング抵抗R5を含むことができる。
1つの実施形態においては、ディミングコントローラ1408は、端子HV_GATE、VREF、ADJ、RT、VDD、CTRL、MON、およびGNDを有する。端子HV_GATEは、抵抗R3を通してスイッチQ27に接続され、LEDストリング312に接続されたスイッチQ27のコンダクタンス状態(例えば、ON/OFF状態)を制御する。キャパシタC11は、端子HV_GATEと大地との間に接続され、スイッチQ27のゲート電圧を供給する。端子VREFは、抵抗R20およびエネルギーストレッジ要素(例えば、キャパシタC14)を通して大地に接続される。端子VREFは、DC電圧を供給してキャパシタC14を充電し、ランプ信号RAMP2を生成する。端子ADJは、キャパシタC14に接続され、ランプ信号RAMP2を受信する。端子RTは、抵抗R7を通して大地に接続され、ディミングコントローラ1408により生成されるパルス信号の周波数を決定する。端子VDDは、ダイオードD9を通してスイッチQ27に接続され、ディミングコントローラ1408に電力を供給する。1つの実施形態においては、エネルギーストレッジユニット(例えば、キャパシタC10)が、端子VDDと大地との間に接続され、電力スイッチ304がオフに切り替えられたときに、ディミングコントローラ1408に電力を供給することができる。代替的実施形態においては、エネルギーストレッジユニットは、ディミングコントローラ1408の中に統合することもできる。端子GNDは大地に接続される。ディミングコントローラ1408は、制御スイッチQ16を制御することにより、電力変換器310からの調節された電力を調整することができる。
図15は、本発明の1つの実施形態に従った、図14に示すディミングコントローラ1408の構成を示したものである。図11と同じ符号が付けられた要素は、同様の機能を有する。図15は、図14と組み合わせて描かれている。
図15の例では、ディミングコントローラ1408は、パルス信号発生器504、スタートアップアンドアンダーボルテッジロックアウト(UVL)回路508、および比較器1534を含む。スタートアップアンドアンダーボルテッジロックアウト回路508は、異なる電力条件に従って、ディミングコントローラ1408の1つ以上の要素を選択的にオンに切り替えることができる。図15の例では、スタートアップアンドアンダーボルテッジロックアウト回路508は、基準電圧発生器1505を更に含み、端子VREFにDC電圧を供給する。パルス信号発生器504は、パルス信号を生成し、制御スイッチQ16をオンに切り替えるように動作することができる。比較器1534は、端子ADJのところで受信したランプ信号RAMP2を、電流センシング抵抗R5からの電流監視信号SENと比較する。ランプ信号RAMP2は、比較器1534の反転入力に供給される。電流監視信号SENは、比較器1534の非反転入力に供給される。電流監視信号SENの電圧は、スイッチQ27および制御スイッチQ16がオンに切り替えられたときの、LEDストリング312を通して流れる電流を示す。図15の例では、ランプ信号RAMP2の電圧は、LED電流のピーク値Imaxを決定する。ツェナーダイオードZD2は、端子ADJと大地との間に接続され、ランプ信号RAMP2の電圧をクランプする。
図16は、図15に示したディミングコントローラ1408を含む光源駆動回路に関わる信号波形を示す。図16は、LEDストリング312を通して流れる電流602、パルス信号536、SRフリップフロップ522の出力V522、および制御スイッチQ16のON/OFF状態の信号波形を示す。図16は図14および図15と組み合わせて描かれている。
動作するときには、パルス信号発生器504は、パルス信号536を生成する。1つの実施形態においては、SRフリップフロップ522は、パルス信号536の各パルスに応答して、Q出力のところでディジタル値1を生成する。SRフリップフロップ522のQ出力がディジタル値1であるときには、制御スイッチQ16はオンに切り替えられる。制御スイッチQ16がオンに切り替えられると、インダクタL1を通して流れる電流は、ランプアップし、LED電流602は増加する。LED電流602がピーク値Imaxに到達すると、それは、電流監視信号SENの電圧がランプ信号RAMP2の電圧に実質的に等しくなったことを示し、比較器1534は、SRフリップフロップ522のR入力のところにディジタル値1を生成する。それにより、SRフリップフロップ522は、Q出力にディジタル値0を生成する。SRフリップフロップ522のQ出力がディジタル値0であるときには、制御スイッチQ16はオフに切り替えられる。制御スイッチQ16がオフに切り替えられると、インダクタL1は、放電をしてLEDストリング312に電力を供給し、その後にLED電流602は減少する。ランプ信号RAMP2の電圧を調整することにより、その調整に従ってLEDストリング312を通して流れる電流の平均値を調整することができる。従ってLEDストリング312の光出力が調整される。
電力スイッチ304がオンに切り替えられると、ディミングコントローラ1408には端子VDDを通して電力が供給される。端子VDDにおける電圧が所定の電圧よりも高い場合には、ディミングコントローラ1408は、端子VREFにDC電圧を供給する。キャパシタC14はこのDC電圧によって充電されて、キャパシタC14の両端にかかる電圧、すなわち、ランプ信号RAMP2は増加する。従って、電力スイッチ304がオンに切り替えられた場合には、LED電流のピーク値Imaxは、所定の最大レベルに達するまで次第に増加する。その結果、LEDストリング312を通して流れる電流の平均値は次第に増加する。
図17は、本発明の1つの実施形態に従った、光源の電力を調整するための方法を示すフローチャートである。図17は、図10および図14と組み合わせて記述されている。ブロック1702では、光源(例えば、LEDストリング312)は、電力変換器(例えば、電力変換器310)から調節された電力を供給される。ブロック1704では、電源と電力変換器310との間に接続された電力スイッチ(例えば、電力スイッチ304)がオンに切り替えられた場合には、ランプ信号の電圧は増加する。
ブロック1706では、ランプ信号の増加に従って、光源を通して流れる電流の平均値は、所定のレベルに到達するまで増加する。1つの実施形態においては、ランプ信号を鋸歯状波信号と比較することにより、第1の状態および第2の状態を有するパルス幅変調信号が生成される。パルス幅変調信号のデューティーサイクルは、ランプ信号の電圧によって決定される。光源に直列に接続された制御スイッチ(例えば、制御スイッチQ16)は、パルス幅変調信号に基づいて制御され、光源を通して流れる電流の平均値を調整する。さらに、パルス信号が生成される。パルス幅変調信号が第1の状態にあるときには、制御スイッチは、パルス信号に応答してオンに切り替えられる。また、光源を通して流れる電流を示す電流監視信号が、光源を通して流れる電流のピーク値を決定する基準信号にまで増加した場合には、オフに切り替えられる。パルス幅変調信号が第2の状態にある時には、制御スイッチはオフに切り替えられる。
別の実施形態においては、ランプ信号は、光源を通して流れる電流のピーク値を決定することができる。ランプ信号と光源を通して流れる電流を示す電流監視信号とを比較して、制御信号を生成する。制御スイッチは、この制御信号によって制御される。さらに、パルス信号が生成される。制御スイッチは、パルス信号に応答してオンに切り替えられ、また、電流監視信号がランプ信号にまで増加したときには、オフに切り替えられる。
従って、本発明における実施形態は、電源と光源駆動回路との間に接続された電力スイッチがオンに切り替えられたときに、光源の明るさを次第に増加させることができる光源駆動回路を提供する。従って、光源の急激な明るさの変化を回避することができ、より快適なユーザ環境を提供することができる。
図18は、本発明の別の実施形態に従った光源駆動回路1800のブロック図を示す。光源駆動回路1800は、変成器1808を含んで分離されているDC/DC変換器を利用している。変成器1808は、1次巻線および2次巻線を含み、1次巻線に電気的に接続された1次側回路と2次巻線に電気的に接続された2次側回路との間の分離を達成し、高周波の電磁雑音を抑圧している。1つの実施形態においては、電力スイッチ1804は、AC電源1802と光源駆動回路1800との間に接続されていて、電源1802を光源駆動回路1800に選択的に接続するように動作することができる。本発明の1つの実施形態に従った電力スイッチ1804の一例を図19に示す。1つの実施形態においては、電力スイッチ1804は、壁に取り付けられたオン/オフスイッチである。ハンドル1980を切り替える(例えば、ユーザによって)ことにより、電力スイッチ1804のコンダクタンス状態をオンまたはオフに制御する。
図18に戻ると、光源駆動回路1800は、AC/DC変換器1806、スイッチコントローラ1810、電流センサ1814、ディミングコントローラ1816、および光カップラ1818を更に含む。AC/DC変換器1806は、AC電源1802からの入力AC電圧VINをDC電圧VDCに変換する。分離されたDC/DC変換器1807は、AC/DC変換器1806と光源(例えば、LEDストリング1812)との間に接続されている。そして、このDC/DC変換器1807は、AC電源1802から電力の供給を受けて、調節した出力電力VOUTをLEDストリング1812に供給するように動作することができる。スイッチコントローラ1810は、光カップラ1818と変成器1808の1次巻線との間に接続されて、LEDストリング1812を通して流れる電流ILEDのターゲットレベルを示す帰還信号CFBを光カップラ1818から受信し、この帰還信号CFBに従って1次巻線への入力電力を制御するように動作することができる。更に具体的には、スイッチコントローラ1810は、帰還信号CFBに従って駆動信号DRVを生成する。駆動信号DRVは、1次巻線への入力電力を制御し、これにより、分離されたDC/DC変換器1807の出力電力VOUTを調節する。電流センサ1814は、LEDストリング1812を通して流れる電流ILEDのレベルを示す電流監視信号SENを生成する。ディミングコントローラ1816は、光カップラ1818と変成器1808の2次巻線との間に接続され、電力スイッチ1804の動作(例えば、消灯動作)を示すスイッチ監視信号TSを受信し、このスイッチ監視信号TSに従って帰還信号CFBを調整することにより、分離されたDC/DC変換器1807からの出力電力VOUTを調節するように動作することができる。
1つの実施形態においては、ディミングコントローラ1816は、アナログディミングモードで動作して、LEDストリング1812を通して流れる電流ILEDのターゲット平均値を示す基準信号の電圧を調整することにより、LEDストリング1812の電力を調整する。別の実施形態においては、ディミングコントローラ1816は、バーストディミングモードで動作して、パルス幅変調(PWM)信号のデューティーサイクルを調整することにより、LEDストリング1812の電力を調整する。LEDストリング1812の電力を調整することにより、この調整に従って、LEDストリング1812の光出力が調整される。
図20は、本発明の1つの実施形態に従った光源駆動回路2000を示す。図20は図18と組み合わせて描かれている。図18と同じ符号が付けられた要素は、同様の機能を有する。
図20の例では、AC/DC変換器1806は、整流器(例えば、ダイオードD1、D2、D7、D8を含むブリッジ整流器)を含み、またキャパシタC1を含む。電流センサ1814は電流センシング抵抗R5であってよい。
分離されたDC/DC変換器1807は、AC/DC変換器1806から電力の供給を受けて、調節した電力VOUTを光源(例えば、LEDストリング1812)に供給する。図20の例では、分離されたDC/DC変換器1807は、変成器1808、制御スイッチQ1、ダイオードD4、およびキャパシタC6を含む。変成器1808は、1次巻線2004、2次巻線2006、および磁気コア2024を含む。1次巻線2004は、AC/DC変換器1806から入力電力を受け、2次巻線2006は、出力電力をLEDストリング1812に供給する。変成器1808は、補助巻線2008を更に含み、スイッチコントローラ1810に電力を供給する。図20の例では、図示の目的で、3つの巻線が示されている。しかしながら、変成器1808は、異なる数の巻線を含むことができる。図20に示した実施形態においては、1次巻線2004に接続された制御スイッチQ1は、スイッチコントローラ1810の外に配置されている。あるいは、制御スイッチQ1はスイッチコントローラ1810の中に組み入れることもできる。
スイッチコントローラ1810は、変成器1808の1次巻線2004および補助巻線2008に電気的に接続されている。スイッチコントローラ1810はフライバック(flyback)PWMコントローラであってよく、これは、パルス幅変調(PWM)信号を生成し、1次巻線2004に直列に接続された制御スイッチQ1を選択的にオンに切り替え、PWM信号のデューティーサイクルを調整することにより、変成器1808の出力電力を調整するように動作することができる。限定的でない例として、スイッチコントローラ1810の端子は、FB、GATE、CS、RT、VDD、およびGNDを含む。端子FBは、LEDストリング1812を通して流れる電流ILEDのターゲットレベルを示す帰還信号CFBを光カップラ1818から受信する。例として、光カップラ1818は、LED2016およびフォトトランジスタ2012を含む。端子FBは、フォトトランジスタ2012から帰還信号CFBを受信する。
端子CSは、1次巻線2004を通して流れる電流を示すセンシング信号LPSENを受信する。スイッチコントローラ1810は、帰還信号CFBおよびセンシング信号LPSENを受信して、端子GATEのところで駆動信号DRVを生成し、制御スイッチQ1を制御する。これにより、分離されたDC/DC変換器1807の出力電力VOUTを調節する。1つの実施形態においては、駆動信号DRVはPWM信号である。端子RTは、これを使用して、駆動信号DRVの周波数を決定する。
端子GATEは、帰還信号CFBに従って、駆動信号DRVを生成して制御スイッチQ1のコンダクタンス状態(例えば、ON/OFF状態)を制御する。更に具体的に言えば、1つの実施形態においては、センシング信号LPSENの電圧が帰還信号CFBの電圧よりも高いときには、これは、LEDストリング1812を通して流れる電流ILEDのターゲットレベルが、1次巻線2004を通して流れる電流よりも低いことを示しているので、スイッチコントローラ1810は、駆動信号DRVのデューティーサイクルを減少させる。また、その逆の場合はその逆のことを行う。1つの実施形態においては、駆動信号DRVが第1の状態(例えば、ハイレベル論理値)である場合には、制御スイッチQ1はオンに切り替えられ、電流は1次巻線2004を通して流れ、磁気コア2024はエネルギーを蓄える。駆動信号DRVが第2の状態(例えば、ローレベル論理値)である場合には、制御スイッチQ1はオフに切り替えられ、2次巻線2006に接続されたダイオードD4は順方向にバイアスされて、その結果、磁気コア2024の中に蓄えられていたエネルギーは、2次巻線2006を通してキャパシタC6およびLEDストリング1812に放出される。従って、LEDストリング1812の電力およびLEDストリング1812の光出力が調整される。
端子VDDは、AC/DC変換器1806および補助巻線2008に接続されている。1つの実施形態においては、端子VDDと大地との間に接続されたエネルギーストレッジユニット(例えば、キャパシタC5)は、電力スイッチ1804がオフに切り替えられたときに、スイッチコントローラ1810に電力を供給することができる。端子GNDは大地に接続されている。
ディミングコントローラ1816は、変成器1808の2次巻線2006に電気的に接続され、AC電源1802とAC/DC変換器1806との間に接続された電力スイッチ(例えば、電力スイッチ1804)の動作を示すスイッチ監視信号TSを受信して、このスイッチ監視信号TSに従って帰還信号CFBを調整することにより、分離されたDC/DC変換器1807の出力電力VOUTを調節するように動作することができる。1つの実施形態においては、ディミングコントローラ1816の端子は、CLK/OVP、FB、COMP、RT、VDD、およびGNDを含むことができる。
端子CLK/OVPは、2次巻線2006に接続されて、スイッチ監視信号TSを受信するように動作することができる。このスイッチ監視信号TSは、AC電源1802とAC/DC変換器1806との間に接続された電力スイッチ1804の動作を示している。1つの実施形態においては、電力スイッチ1804がオンに切り替えられた後には、スイッチ監視信号TSは、正負のパルス波形を有する。更に具体的には、変成器1808の2次巻線2006の電圧が変成器1808の立ち上がり閾値まで増加した場合には、スイッチ監視信号TSは、負電圧レベルから正電圧レベルに変化する。変成器1808の2次巻線2006の電圧が変成器1808の立ち下がり閾値まで減少した場合には、スイッチ監視信号TSは、正電圧レベルから負電圧レベルに変化する。1つの実施形態においては、電力スイッチ1804がオフに切り替えられた後には、スイッチ監視信号TSはゼロになる。ディミングコントローラ1816は、スイッチ監視信号TSの電圧を監視することにより、電力スイッチ1804の動作を監視して、電力スイッチ1804がオンに切り替えられたときと電力スイッチ1804がオフに切り替えられたときとを検出する。1つの実施形態においては、ディミングコントローラ1816は、過電圧保護(OVP)回路を更に含み、LEDストリング1812が過電圧状態になるのを防止することができる。
端子FBは、電流センシング抵抗R5に接続され、LEDストリング1812を通して流れる電流ILEDを示す電流監視信号SENを受信する。端子COMPは、電力スイッチ1804の動作およびスイッチ監視信号TSに基づいて、補償信号を生成し、変成器1808の1次巻線2004に直列に接続された制御スイッチQ1を制御して、LEDストリング1812への電力を調整するように動作することができる。更に具体的には、端子COMPにおける補償信号は、これを使用して、スイッチコントローラ1810が受信する帰還信号CFBを調整することができる。
端子RTは、所定の時間間隔を設定するために使用する。1つの実施形態においては、所定の時間間隔が終了する毎に、ディミングコントローラ1816の中のカウンタはリセットされる。端子VDDは、ディミングコントローラ1816に電力を供給するために使用する。1つの実施形態においては、端子VDDと大地との間に接続されたエネルギーストレッジユニット(例えば、キャパシタC6)は、電力スイッチ1804がオフに切り替えられたときに、ディミングコントローラ1816に電力を供給することができる。端子GNDは大地に接続される。
電力スイッチ1804が、消灯動作から再びオンに切り替えられた後には、2次側回路の中にあるディミングコントローラ1816が、1次側回路の中にある電力スイッチ1804の消灯動作に応答した帰還ループ制御を使用して、LEDストリング1812の光出力をターゲットレベルまで調整できることが有利である。
図21は、本発明の1つの実施形態に従った、図20に示したディミングコントローラ1816の構成例を示したものである。図21は図20と組み合わせて描かれている。図20と同じ符号が付けられた要素は、同様の機能を有する。
ディミングコントローラ1816は、起動監視ユニット2131およびディマ2133を含む。起動監視ユニット2131は、端子CLK/OVPからスイッチ監視信号TSを受信し、端子CLK/OVPで検出した外部電力スイッチ1804の動作に応答して、駆動信号2120を生成するように動作することができる。1つの実施形態においては、起動監視ユニット2131は、クランプブロック(clamp block)2117およびディマジャッジ(dimmer judge)2113を含む。クランプブロック2117は、スイッチ監視信号TSの電圧をクランプするように動作することができる。ディマジャッジ2113は、スイッチ監視信号TSに従って駆動信号2120を生成するように動作することができる。1つの実施形態においては、起動監視ユニット2131は、端子CLK/OVPで消灯動作が検出されたときに、駆動信号2120を生成する。起動監視ユニット2131は、過電圧保護(OVP)回路2115を更に含み、LEDストリング1812が過電圧状態になるのを防ぐことができる。
ディマ2133は起動監視ユニット2131に接続され、ディミング信号(例えば、基準信号REF1)を生成し、駆動信号2120に基づいて、補償信号および帰還信号CFBを調整するように動作することができる。1つの実施形態においては、ディマ2133はカウンタ2111を含み、カウンタ2111は、駆動信号2120によって駆動され、電力スイッチ1804の動作を計数するように動作することができる。ディマ2133はまた、ディジタルアナログ変換器(D/A変換器)2107を含むことができ、ディジタルアナログ変換器(D/A変換器)2107は、カウンタ2111に接続されて、カウンタ2111のカウンタ値に基づいてディミング信号を生成するように動作することができる。更に具体的には、電力スイッチ1804がオフに切り替えられた後には、スイッチ監視信号TSはゼロになる。1つの実施形態においては、端子CLK/OVPでゼロ電圧が検出されたことに応答して、起動監視ユニット2131は、駆動信号2120を生成する。カウンタ2111のカウンタ値は、駆動信号2120に応答して変化する(例えば、1だけ増加する)。D/A変換器2107は、カウンタ2111からカウンタ値を読み取って、そのカウンタ値に基づいて、ディミング信号(例えば、基準信号REF1)を生成する。ディミング信号を使用して、分離されたDC/DC変換器1807の出力電力を調整する。これにより、LEDストリング1812の光出力が調整される。
上記で記述したように、ディミング信号は、調整可能な電圧を有するアナログ基準信号REF1であってよい。D/A変換器2107は、カウンタ2111のカウンタ値に従って、基準信号REF1の電圧を調整することができる。図21の例では、基準信号REF1の電圧は、LEDストリング1812を通して流れる電流ILEDの平均値を決定する。このように、基準信号REF1を調整することにより、LEDストリング1812の光出力が調整される。
1つの実施形態においては、D/A変換器2107は、カウンタ値の増加に応答してREF1の電圧を減少させることができる。例えば、カウンタ値が0である場合には、D/A変換器2107は、基準信号REF1が電圧V6であるように基準信号REF1を調整する。起動監視ユニット2131が端子CLK/OVPのところで、電力スイッチ1804の消灯動作を検出したときにカウンタ値が1に増加した場合には、D/A変換器2107は、基準信号REF1が電圧V7であるように基準信号REF1を調整する。V7はV6より低い値である。あるいは、D/A変換器2107は、カウンタ値の増加に応答して、基準信号REF1の電圧を増加させることもできる。
1つの実施形態においては、カウンタ値は、カウンタ2111がその最大カウンタ値に達した後には、所定の値(例えば、ゼロ)にリセットされる。例えば、カウンタ2111が2ビットカウンタである場合には、カウンタ値は、0から1、2、3と増加して、そして、スイッチ1804の4回の消灯動作の後に、ゼロに戻るであろう。従って、LEDストリング1812の光出力(明るさ)は、第1のレベルから第2のレベル、第3のレベル、そして第4のレベルへ、さらに第1のレベルへ戻るというように調整することができる。ディマ2133は、カウンタ2111に接続されたタイマ2109を更に含むことができる。起動監視ユニット2131が、端子CLK/OVPを介して電力スイッチ1804の消灯動作を検出した場合には、タイマ2109は動作を開始する。電力スイッチ1804が所定の時間間隔(例えば、3秒)にわたってオフに保持された場合には、カウンタ値は、所定の値(例えば、ゼロ)にリセットされる。所定の時間間隔は、ディミングコントローラ1816の端子RTにおける電圧によって決定される。1つの共通の壁スイッチによって制御される複数のLED光源駆動回路がある場合に、タイマ2109を使用して、それぞれのLED光源を同期して制御することができれば、有利なことである。
ディミングコントローラ1816はアナログディミングモードで動作する。この場合は、演算増幅器2105が、ディミング信号(基準信号REF1)を、LEDストリング1812を通して流れる電流ILEDを示す電流監視信号SENと比較し、補償信号を生成して、帰還信号CFBを調整する。SENの電圧が基準信号REF1の電圧よりも高い場合には、これは、LEDストリング1812を通して流れる電流ILEDが、基準信号REF1によって決定されるターゲットレベルよりも高いことを示しているので、演算増幅器2105は、補償信号を調整して、端子COMPにおける電圧を減少させる。従って、光カップラ1818を通して流れる電流は増加し、スイッチコントローラ1810の端子FBにおける帰還信号CFBの電圧は減少する。その結果、スイッチコントローラ1810は、帰還信号CFBに従って、駆動信号DRVのデューティーサイクルを減少させる。これにより、分離されたDC/DC変換器1807の出力電力は、それに従って減少する。同様に、基準信号REF1の電圧がSENの電圧よりも高い場合には、これは、LEDストリング1812を通して流れるLED電流ILEDが、基準信号REF1によって決定されるターゲットレベルよりも低いことを示しているので、演算増幅器2105は、補償信号を調整して、端子COMPにおける電圧を増加させる。従って、スイッチコントローラ1810の端子FBにおける帰還信号CFBの電圧は増加する。その結果、スイッチコントローラ1810は、帰還信号CFBに従って、駆動信号DRVのデューティーサイクルを増加させる。これにより、分離されたDC/DC変換器1807の出力電力は、それに従って増加する
ディミングコントローラ1816は、ORゲート2103を更に含むことができる。ORゲート2103は、OVP回路2115が生成する過電圧信号を受信する。また、カウンタ2111が生成する、LEDストリング1812のシャットオフ(遮断)を示すシャットオフ信号を受信する。更に具体的には、OVP回路2115は、スイッチ監視信号TSの電圧が所定の安全電圧よりも高くなったときに、過電圧信号を生成する。1つの実施形態においては、ディミングコントローラ1816が、スイッチ監視信号TSに基づいて、電力スイッチ1804が所定の時間間隔(例えば、3秒)の間オフに保持されているということを検出したときには、カウンタ2111は、シャットオフ信号を生成する。更に、カウンタ2111のカウンタ値は、所定の値(例えば、ゼロ)にリセットされる。シャットオフ信号はまた、ディマジャッジ2113または他のユニットが生成することもできる。またこれらは、図21の例に示した構成に限定されるものではない。ORゲート2103は、過電圧信号またはシャットオフ信号に従って、制御信号を出力し、スイッチ2121をオンに切り替える。更に具体的には、ディミングコントローラ1816は、LEDストリング1812の過電圧状態を示す過電圧信号(例えば、論理値1)、またはLEDストリング1812がシャットオフされることを示すシャットオフ信号(例えば、論理値1)に応答して、端子COMPにおける電圧ゼロに引き下げる(スイッチ2121をオンに切り替えることにより)。その結果、光カップラ1818を通して流れる電流は、最大値まで増加し、帰還信号CFBの電圧は最小値まで減少する。従って、スイッチコントローラ1810は、駆動信号DRVの生成を停止する。LEDストリング1812が再出発して照明を再開するときには、1つの実施形態においては、過電圧信号およびシャットオフ信号はどちらも論理値0である。スイッチ2121はオフに切り替えられて、演算増幅器2105は、基準信号REF1および電流監視信号SENに従って、端子COMPにおける電圧を調整する。
ディミングコントローラ1816は、アンダーボルテッジロックアウト(UVLO)回路2101を更に含むことができる。アンダーボルテッジロックアウト(UVLO)回路2101は、端子VDDに接続されて、異なる電力条件に従って、ディミングコントローラ1816の1つ以上の要素を選択的にオンに切り替える。1つの実施形態においては、UVLO回路2101は、端子VDDにおける電圧が第1の所定の電圧よりも高いときには、ディミングコントローラ1816の全ての要素をオンに切り替えるように動作することができる。電力スイッチ1804がオフに切り替えられているときには、UVLO回路2101は、端子VDDにおける電圧が第2の所定の電圧よりも低い場合には、起動監視ユニット2131およびディマ2133以外のディミングコントローラ1816の他の要素をオフに切り替えて、エネルギーの節約を行うように動作することができる。UVLO回路2101は、端子VDDにおける電圧が第3の所定の電圧よりも低いときには、ディミングコントローラ1816の全ての要素をオフに切り替えるように動作することができる。1つの実施形態においては、第1の所定の電圧は第2の所定の電圧よりも高く、第2の所定の電圧は第3の所定の電圧よりも高い。ディミングコントローラ1816は、端子VDDを通してキャパシタC6から電力の供給を受けることができるので、起動監視ユニット2131およびディマ2133は、電力スイッチ1804がオフに切り替えられた後でも、ある時間間隔の間は動作することができる。
図22は、本発明の1つの実施形態に従った、電力スイッチ1804のON/OFF状態、スイッチコントローラ1810の端子VDDにおける電圧、駆動信号DRV、スイッチ監視信号TS、出力電圧VOUT、および基準信号REF1の信号波形の例を示す。これらはアナログディミングモードにおける場合である。図22は、図20および図21と組み合わせて描かれている。
動作する場合には、時刻t0において、電力スイッチ1804はオンに切り替えられる。時刻t1において、スイッチコントローラ1810の端子VDDにおける電圧は、イネーブル閾値VSTH1(例えば、13V)まで増加し、スイッチコントローラ1810は、駆動信号DRVを生成する。電力スイッチ1804がオフに切り替えられると、スイッチコントローラ1810の端子VDDにおける電圧は減少し始める。時刻t2において、端子VDDにおける電圧は、ディセーブル閾値VSTH2(例えば、9V)まで減少し、スイッチコントローラ1810は、駆動信号DRVの生成を停止する。図22には図示していないが、駆動信号DRVのデューティーサイクルは、スイッチコントローラ1810の帰還信号CFBに従って調整することができる。
さらに、時刻t1、t3、t5、およびt7において、スイッチコントローラ1810の端子VDDにおける電圧は、イネーブル閾値VSTH1まで増加し、スイッチ監視信号TSは、ゼロから正負のパルス波形に変化する。時刻t2、t4、およびt6において、スイッチコントローラ1810の端子VDDにおける電圧はディセーブル閾値VSTH2まで減少し、スイッチ監視信号TSは、正負のパルス波形からゼロに変化する。スイッチ監視信号TSを監視することにより、ディミングコントローラ1816は、電力スイッチ1804の消灯動作を検出し、基準信号REF1を調整することができる。
図22の例では、基準信号REF1は3つの電圧を有する。これらは、150mV、100mV、および30mVである。時刻t1において、スイッチ監視信号TSは、電力スイッチ1804がオンに切り替えられたことを検出する。基準信号REF1は、第1のレベル(例えば、150mV)を有する。時刻t2において、スイッチ監視信号TSは、電力スイッチ1804がオフに切り替えられたことを検出し、基準信号REF1は、第1のレベルから第2のレベル(例えば、100mV)に調整される。図22の例では、t2とt3との間の時間間隔は所定の時間間隔よりも長く(例えば、(t3−t2)>3秒)、これは、電力スイッチ1804は、所定の時間間隔よりも長い間オフに保持されていた後にオンに切り替えられたことを示している。従って、基準信号REF1は、t3〜t4の間は、所定のレベル(例えば、150mV)にリセットされる。時刻t4において、スイッチ監視信号TSは、電力スイッチ1804がオフに切り替えられたことを検出し、基準信号REF1は、第1のレベルから第2のレベルに調整される。t4とt5との間の時間間隔は、所定の時間間隔よりも短く(例えば、(t5−t4)<3秒)、これは、電力スイッチ1804は所定の時間間隔よりも短い時間の間オフに切り替えられていることを示している。従って、t5〜t6の間は、基準信号REF1は第2のレベルを保持する。時刻t6において、スイッチ監視信号TSは、電力スイッチ1804がオフに切り替えられたことを検出し、基準信号REF1は、第2のレベルから第3のレベル(例えば、30mV)に調整される。このように、LEDストリング1812の光出力は、基準信号REF1に従って調整される。
図23は、本発明の1つの実施形態に従った光源駆動回路2300の例を示す。図23は図20と組み合わせて描かれている。図20と同じ符号が付けられた要素は、同様の機能を有する。図23における光源駆動回路2300は、ディミングコントローラ2316の構成を除いて、図20における光源駆動回路2000と同様である。図23の例では、ディミングコントローラ2316の端子は、CLK/OVP、FB、COMP、PWM、VDD、およびGNDを含む。端子CLK/OVPは、電力スイッチ1804の動作を示すスイッチ監視信号TSを受信する。
端子FBは、LEDストリング1812を通して流れる電流ILEDを示す電流監視信号SENを受信する。端子COMPは、電流監視信号SENおよびスイッチ監視信号TSに従って、補償信号を生成する。帰還信号CFBは、LEDストリング1812を通して流れる電流ILEDのターゲットレベルを示し、補償信号に従って光カップラ1818を介して調整される。従って、駆動信号DRVのデューティーサイクル、分離されたDC/DC変換器1807の出力電力、およびLEDストリング1812の光出力は、これにより調整される。
端子PWMは、制御スイッチQ2に接続される。制御スイッチQ2は、LEDストリング1812に直列に接続され、電流センシング抵抗R5を通して大地に接続される。端子PWMを介してPWM信号DRV2を使用して、制御スイッチQ2のコンダクタンス状態(例えば、ONおよびOFF状態)を制御することにより、また、PWM信号DRV2のデューティーサイクルを調整することにより、ディミングコントローラ2316は、帰還信号CFBおよびLEDストリング1812を通して流れる電流ILEDを調整することができる。例えば、PWM信号DRV2が100%のデューティーサイクルを有する場合には、LEDストリング1812は最大光出力を有することができる。PWM信号DRV2のデューティーサイクルが100%より低い場合には、LEDストリング1812は最大光出力よりも低い光出力を有することができる。限定的でない例として、PWM信号DRV2のデューティーサイクルの調整可能な値は、100%、75%、50%、および25%としてよく、この場合には、LEDストリング1812は、それぞれ、100%の明るさレベル、75%の明るさレベル、50%の明るさレベル、および25%の明るさレベルを有することができる。
端子VDDは、ディミングコントローラ2316に電力を供給するために使用される。1つの実施形態においては、端子VDDと大地との間に接続されたエネルギーユニット(例えば、キャパシタC6)は、電力スイッチ1804がオフに切り替えられたときに、ディミングコントローラ2316に電力を供給することができる。端子GNDは大地に接続される。
電力スイッチ1804が、消灯動作から再びオンに切り替えられた後には、2次側回路の中にあるディミングコントローラ2316が、1次側回路の中にある電力スイッチ1804の消灯動作に応答した帰還ループ制御を使用して、LEDストリング1812の光出力をターゲットレベルまで調整できることが有利である。
図24は、本発明の1つの実施形態に従った、図23に示したディミングコントローラ2316の1つの構成例を示す。図24は、図23と組み合わせて描かれている。図21および図23と同じ符号が付けられた要素は、同様の機能を有する。
図24におけるディミングコントローラ2316の構成は、ディマ2433および演算増幅器2405の構成以外は、図21におけるディミングコントローラ1816の構成と同様である。図24に示した例では、ディマ2433は、起動監視ユニット2131に接続されて電力スイッチ1804の動作を計数するためのカウンタ2411と、カウンタ2411に接続されたディジタルアナログ変換器(D/A変換器)2407とを含む。カウンタ2411は、起動監視ユニット2131が生成する駆動信号2420によって駆動される。更に具体的には、1つの実施形態においては、電力スイッチ1804がオフに切り替えられた後には、スイッチ監視信号TSはゼロになる。端子CLK/OVPにおいてゼロ電圧を検出すると、起動監視ユニット2131は、駆動信号2420を生成する。カウンタ2411のカウンタ値は、駆動信号2420に応答して変化する(例えば、1だけ増加する)。D/A変換器2407は、カウンタ2411からカウンタ値を読み取り、カウンタ値に基づいてディミング信号2408を生成する。ディマ2433は、カウンタ2411に接続されたタイマ2409を更に含むことができる。タイマ2409は図21におけるタイマ2109と同様のタイマである。
ディマ2433は、D/A変換器2407に接続されたPWM発生器2409を更に含む。ディミングコントローラ2316は、バーストディミングモードで動作し、このバーストディミングモードでは、PWM信号DRV2は、ディミング信号2408に基づいて生成される。PWM信号DRV2のデューティーサイクル(例えば、100%、75%、50%、または25%)は、ディミング信号2408によって決定される。PWM信号DRV2は、補償信号および帰還信号CFBを調整し、LEDストリング1812に直列に接続された制御スイッチQ2を制御する。更に具体的には、演算増幅器2405は、電流監視信号SENおよび基準信号REF2を受信し、端子COMPにおける補償信号を生成する。図24の例では、基準信号REF2は、実質的に一定電圧を有するDC信号である。PWM信号DRV2が第1の状態(例えば、論理値1)である場合には、制御スイッチQ2はオンに、またスイッチ2423はオフ切り替えられる。従って、演算増幅器2405は、電流監視信号SENおよび基準信号REF2に従って補償信号を生成する。LEDストリング1812を通して流れる電流ILEDのターゲットレベルを示す帰還信号CFBは、補償信号に従って光カップラ1818を介して調整される。PWM信号DRV2が第2の状態(例えば、論理値0)である場合には、制御スイッチQ2はオフに、またスイッチ2423はオンに切り替えられる。従って、補償信号はゼロに引き下げられる。帰還信号CFBの電圧は低下して最小値になり、またスイッチコントローラ1810は、駆動信号DRVの生成を停止する。従って、ディミング信号2408を使用して帰還信号CFBを調整することができ、これにより、LEDストリング1812の光出力を調整することができる。
ディミングコントローラ2316は、ORゲート2403を更に含むことができる。ORゲート2403は、OVP回路2115によって生成された過電圧信号を受信し、また、カウンタ2411によって生成されて、LEDストリング1812のシャットオフを示すシャットオフ信号を受信するように動作することができる。更に具体的には、OVP回路2115は、スイッチ監視信号TSの電圧が所定の安全電圧よりも高くなったときに、過電圧信号を生成する。ディミングコントローラ2316が、電力スイッチ1804が所定の時間間隔(例えば、3秒)の間オフに保持されていることを、スイッチ監視信号TSに基づいて検出すると、カウンタ2411はシャットオフ信号を生成する。更に、カウンタ2411のカウンタ値は所定の値(例えば、ゼロ)にリセットされる。ORゲート2403およびスイッチ2421は、図21におけるORゲート2103およびスイッチ2121と同様の様式で動作する。
電力スイッチ1804が、消灯動作から再びオンに切り替えられた後には、2次側回路の中にあるディミングコントローラ2316が、1次側回路の中にある電力スイッチ1804の消灯動作に応答した帰還ループ制御を使用して、LEDストリング1812の光出力をターゲットレベルまで調整できることが有利である。
図25は、本発明の1つの実施形態に従った、電力スイッチ1804のON/OFF状態、スイッチコントローラ1810の端子VDDにおける電圧、駆動信号DRV、スイッチ監視信号TS、出力電圧VOUT、およびPWM信号DRV2デューティーサイクルの信号波形の例を示す。これらはバーストディミングモードにおける場合である。図25は、図23および図24と組み合わせて描かれている。
電力スイッチ1804のON/OFF状態、スイッチコントローラ1810の端子VDDにおける電圧、駆動信号DRV、スイッチ監視信号TS、および出力電圧VOUTの間の関係は、図22で図示されている関係と同様である。図22で示されているアナログディミングモードでは、基準信号REF1を調整することにより、これに従って出力電圧VOUTを調整することができる。これにより、LEDストリング1812の光出力を調整することができる。図25に示したバーストディミングモードでは、時刻t0において、電力スイッチ1804はオンに切り替えられる。t1において、スイッチ監視信号TSは、スイッチ1804はオン状態にあり、またPWM信号DRV2は第1のデューティーサイクル(例えば、100%)を有することを検出する。t2において、スイッチ監視信号TSは、スイッチ1804はオフ状態であることを検出する。図25の例では、t2とt3との間の時間間隔は、所定の時間間隔よりも長く(例えば、(t3−t2)>3秒)、これは、電力スイッチ1804が、所定の時間間隔にわたってオフに保持されていた後にオンに切り替えられたことを示している。従って、PWM信号DRV2のデューティーサイクルは、t3〜t4の間は、所定のレベル(例えば、100%)にリセットされる。t4において、スイッチ監視信号TSは、スイッチ1804はオフ状態であることを検出する。t4とt5との間の時間間隔は、所定の時間間隔よりも短く(例えば、(t5−t4)<3秒)、これは、電力スイッチ1804が、所定の時間間隔よりも短い間オフに切り替えられていたことを示している。従って、PWM信号DRV2のデューティーサイクルは、t5〜t6の間は、第2のレベル(例えば、50%)に調整される。同様に、t7において、PWM信号DRV2のデューティーサイクルは、第3のレベル(例えば、25%)に調整される。PWM信号DRV2のデューティーサイクルを調整することにより、この調整に従って出力電圧VOUTを調整することができ、これにより、LEDストリング1812の光出力を調整することができる。
図26は、本発明の1つの実施形態に従った、光源(例えば、LED光源)の電力を調整するための方法のフローチャート2600を示す。図26は、図20、図21、図23、および図24と組み合わせて記述されている。
ブロック2602において、光源(例えば、LEDストリング1812)には、DC/DC変換器(例えば、分離されたDC/DC変換器1807)からの調節された電力が供給される。ブロック2604において、光源を通して流れる電流のターゲットレベルを示す帰還信号CFBを受信する(例えば、スイッチコントローラ1810によって)。ブロック2606において、スイッチ監視信号TSを受信する(例えば、2次側にあるディミングコントローラ1816によって)。スイッチ監視信号TSは、1次側にある電力スイッチ(例えば、電力スイッチ1804)の動作を示している。ブロック2608において、スイッチ監視信号TSに従って、ディミング信号を生成する。ブロック2610において、ディミング信号に従って駆動信号DRVを調整し、これにより、DC/DC変換器の中の変成器の1次巻線に直列に接続されたスイッチ(例えば、制御スイッチQ1)を制御して、DC/DC変換器からの電力を調節する。1つの実施形態は、アナログディミングモードで動作し、この場合には、ディミング信号を、光源を通して流れる電流を示す電流監視信号SENと比較することにより、DC/DC変換器からの電力を調節する。別の実施形態は、バーストディミングモードで動作し、ディミング信号に従ってパルス幅変調信号のデューティーサイクルを制御することにより、DC/DC変換器からの電力を調節する。
以上のように、本発明における実施形態は、光源(例えば、LED光源)の電力を制御する駆動回路を提供する。この駆動回路は、電力スイッチ(例えば、壁に取り付けたオン/オフスイッチ)の動作を示すスイッチ監視信号に従って動作する。光源の電力は、分離されたDC/DC変換器によって供給され、ディミングコントローラによって調整することができる。この調整は、DC/DC変換器の中の変成器の1次巻線に直列に接続されたスイッチを制御することにより行う。ユーザは安価なオン/オフ電力スイッチの操作(例えば、消灯操作)を通して光源の光出力を調整できるという点が有利である。従って、ディミングを行うための追加的な装置(調整ボタンを持つ特別に設計したスイッチ等)を必要とせず、またコストを低減することができる。
これまでの記述および図面は、本発明の実施形態を提供したものであるが、それらに対する種々の追加、変形、および置き換えが可能であり、これらは、添付の特許請求の範囲が画定する本発明の原理の精神および範囲から逸脱するものではないと理解されるであろう。当業者は、本発明は、本発明を実行する上で使用する、形状、構成、配置、比率、材料、要素、および素子等に対する多くの変更をもって実行することが可能であり、これらは、具体的な環境条件と動作要求条件とに対して特に適合しており、これらは、本発明の原理から逸脱するものではないと理解するであろう。従って、本明細書で開示した実施形態は、全ての点に関して、例示的なものであって限定的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲とその法的均等物とが示すものであって、これまでの記載に限定されるものではない。
100 従来のLED駆動回路
102 電力変換器
104 スイッチ
106 LEDストリング
200 従来のLED駆動回路
208 線形LED電流レギュレータ
210 演算増幅器
300 光源駆動回路
304 電力スイッチ
306 AC/DC変換器
308 ディミングコントローラ
310 電力変換器
312 LEDストリング
314 電流センサ
400 光源駆動回路
502 ディマ
504 パルス信号発生器
506 起動監視ユニット
508 スタートアップアンドアンダーボルテッジロックアウト(UVL)回路
510 演算増幅器
512、514、515 MOSFET
516、518 比較器
520、522 SRフリップフロップ
524 ANDゲート
526 カウンタ
528 ディジタルアナログ変換器
530 パルス幅変調(PWM)信号発生器
532 電流源
534 比較器
536 パルス信号
538 制御信号
540、541、542 スイッチ
602 LED電流
900 フローチャート
902 電力変換器からの調節された電力を光源に供給する
904 電力スイッチの動作を示すスイッチ監視信号を受信する
906 スイッチ監視信号に従ってディミング信号を生成する
908 光源に直列に接続されたスイッチをディミング信号に従って制御することにより、電力変換器からの調節された電力を調整する
1000 光源駆動回路
1008 ディミングコントローラ
1102 鋸歯状波信号発生器
1104 電源
1106 比較器
1108 パルス幅変調(PWM)信号発生器
1400 光源駆動回路
1408 ディミングコントローラ
1505 基準電圧発生器
1534 比較器
1700 フローチャート
1702 電力変換器からの調節された電力を光源に供給する
1704 電力スイッチがオンに切り替えられたときにはランプ信号の電圧を増加させる
1706 ランプ信号の増加に従って、光源を通して流れる電流の平均値を、その平均値が所定のレベルに達するまで増加させる
1800 光源駆動回路
1802 AC電源
1804 電力スイッチ
1806 AC/DC変換器
1807 分離されたDC/DC変換器
1808 変成器
1810 スイッチコントローラ
1812 LEDストリング
1814 電流センサ
1816 ディミングコントローラ
1818 光カップラ
1980 ハンドル
2000 光源駆動回路
2004 1次巻線
2006 2次巻線
2008 補助巻線
2012 フォトトランジスタ
2016 LED
2024 磁気コア
2101 アンダーボルテッジロックアウト回路
2103 ORゲート
2105 演算増幅器
2107 ディジタルアナログ変換器
2109 タイマ
2111 カウンタ
2113 ディマジャッジ
2115 過電圧保護回路
2117 クランプブロック
2120 駆動信号
2121 スイッチ
2131 起動監視ユニット
2133 ディマ
2300 光源駆動回路
2316 ディミングコントローラ
2403 ORゲート
2405 演算増幅器
2407 ディジタルアナログ変換器
2408 ディミング信号
2409 タイマ
2409 PWM発生器
2411 カウンタ
2420 駆動信号
2421、2423 スイッチ
2433 ディマ
2600 フローチャート
2602 変換器からの調節された電力を光源に供給する
2604 光源を通して流れる電流を示す帰還信号を受信する
2606 電力スイッチの動作を示すスイッチ監視信号を受信する
2608 スイッチ監視信号に従ってディミング信号を生成する
2610 帰還信号を調整する

Claims (20)

  1. 発光ダイオード(LED)光源の電力を制御するための駆動回路であって、
    前記駆動回路は、
    AC/DC変換器から入力電力を供給される1次巻線と前記LED光源に出力電力を供給する2次巻線と有する変成器と、
    光カップラと前記1次巻線との間に接続され、前記LED光源を通して流れる電流のターゲットレベルを示す帰還信号を、前記光カップラから受信して、前記帰還信号に従って前記1次巻線への入力電力を制御するスイッチコントローラと、
    前記2次巻線に接続され、AC電源と前記AC/DC変換器との間に接続された電力スイッチの動作を示すスイッチ監視信号を受信して、前記スイッチ監視信号に従って前記帰還信号を調整することにより、前記変成器の前記出力電力を調節するディミングコントローラと
    を備えることを特徴とする駆動回路。
  2. 前記LED光源は、LEDストリングを備えることを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
  3. 前記電力スイッチの前記動作は、消灯動作を備えることを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
  4. 前記変成器は、前記スイッチコントローラに電力を供給する補助巻線を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
  5. 前記スイッチコントローラは、パルス幅変調(PWM)信号を生成して、前記1次巻線に直列に接続された制御スイッチを選択的にオンに切り替え、前記PWM信号のデューティーサイクルを調整することにより、前記変成器の前記出力電力を調整することを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
  6. 前記ディミングコントローラは、前記スイッチ監視信号の電圧を監視することにより、前記電力スイッチの前記動作を監視することを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
  7. 前記ディミングコントローラは、
    前記スイッチ監視信号を受信し、前記電力スイッチの前記動作に応答して駆動信号を生成する起動監視ユニットと、
    前記起動監視ユニットに接続され、ディミング信号を生成して、前記駆動信号に基づいて前記帰還信号を調整するディマと
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
  8. 前記ディマは、
    前記駆動信号によって駆動されるカウンタと
    前記カウンタに接続され、前記カウンタのカウンタ値に基づいて前記ディミング信号を生成するディジタルアナログ変換器と
    を備えることを特徴とする請求項7に記載の駆動回路。
  9. 前記ディミングコントローラは、前記電力スイッチが所定の時間間隔の間オフに保持されているときには、前記カウンタをリセットすることを特徴とする請求項8に記載の駆動回路。
  10. 前記ディミングコントローラはバーストディミングモードで動作し、前記ディミング信号に基づいてパルス幅変調(PWM)信号が生成され、前記PWM信号のデューティーサイクルは前記ディミング信号によって決定され、前記PWM信号は、前記帰還信号を調整し、前記LED光源に直列に接続された第2のスイッチを制御することを特徴とする請求項7に記載の駆動回路。
  11. 前記ディミングコントローラはアナログディミングモードで動作し、演算増幅器は、前記ディミング信号を、前記LED光源を通して流れる前記電流を示す電流監視信号と比較し、補償信号を生成して前記帰還信号を調整することを特徴とする請求項7に記載の駆動回路。
  12. 変成器の2次巻線に電気的に接続され、AC/DC変換器から発光ダイオード(LED)光源への電力を制御するディミングコントローラであって、
    前記ディミングコントローラは、
    AC電源と前記AC/DC変換器との間に接続された電力スイッチの動作を示すスイッチ監視信号を受信するスイッチ監視端子と、
    前記LED光源を通して流れる電流を示す電流監視信号を受信する電流監視端子と、
    補償信号を生成して、前記変成器の1次巻線に直列に接続された制御スイッチを制御し、前記電力スイッチの前記動作と前記電流監視信号とに基づいて前記LED光源への電力を調整する補償端子と
    を備えることを特徴とするディミングコントローラ。
  13. 前記電力スイッチの前記動作は、消灯動作を備えることを特徴とする請求項12に記載のディミングコントローラ。
  14. 前記スイッチ監視端子は、前記スイッチ監視信号の電圧を監視することにより、前記電力スイッチの前記動作を監視することを特徴とする請求項12に記載のディミングコントローラ。
  15. 前記ディミングコントローラは、前記LED光源の過電圧状態を示す過電圧信号に応答して、前記補償端子における電圧をゼロに引き下げることを特徴とする請求項12に記載のディミングコントローラ。
  16. 前記スイッチ監視信号を前記スイッチ監視端子から受信し、前記電力スイッチの前記動作に応答して駆動信号を生成する起動監視ユニットと、
    前記起動監視ユニットに接続され、ディミング信号を生成して、前記駆動信号に基づいて前記補償信号を調整するディマと
    を更に備えることを特徴とする請求項12に記載のディミングコントローラ。
  17. 前記駆動信号によって駆動されるカウンタと、
    前記カウンタに接続され、前記カウンタのカウンタ値に基づいて前記ディミング信号を生成するディジタルアナログ変換器と
    を更に備えることを特徴とする請求項16に記載のディミングコントローラ。
  18. 前記ディミングコントローラは、前記電力スイッチが所定の時間間隔の間オフに保持されているときには、前記カウンタをリセットすることを特徴とする請求項17に記載のディミングコントローラ。
  19. 前記ディミングコントローラはバーストディミングモードで動作し、前記ディミング信号に基づいてパルス幅変調(PWM)信号が生成され、前記PWM信号のデューティーサイクルは前記ディミング信号によって決定され、前記PWM信号は、前記補償信号を調整し、前記LED光源に直列に接続された第2のスイッチを制御することを特徴とする請求項16に記載のディミングコントローラ。
  20. 前記ディミングコントローラはアナログディミングモードで動作し、演算増幅器は、前記ディミング信号を前記電流監視信号と比較して、前記補償信号を生成することを特徴とする請求項16に記載のディミングコントローラ。
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