JP2011518418A - 電力コントロール - Google Patents
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Abstract
低電力電灯のような製品のために低電力を供給する電源を提供する
【解決手段】
低電圧AC信号を調節するために、調光コントロール信号の負荷サイクル又は新しいサイクルを開始する変圧器に応じ、インダクタを介して周期的にON状態及びOFF状態に切り替えるように設計されたAC電圧源を受領する電力ブースタを利用して、放電ランプ又はLEDランプのような電圧源を駆動する装置が開示されている。非限定的ではあるが、(a)出力ブーストされた電圧、(b)グローブ電流及び(c)インダクタ入力電流の1つを比較する、主として1つのコンパレータからの検出された入力に応じてブースタコントロール回路は、所定のターゲットブースト電圧への電流供給を調節する。
【選択図】 図2
Description
1.低負荷での電流はディマーを最低仕様以下で作動させ、調光範囲を劣化させ、グローブ内で可視(点滅)となるエッジのトリガ操作における電位変動を引き起こす;
2.先端エッジと後端エッジの不安定性は磁性変圧器に壊滅的な誘導電圧によるパイク現象を引き起こし、変圧器と照明器具に損傷を及ぼしかねない;
3.これら装置の切換モードの出力を減衰させ、安定性を維持するため、多くの電子変圧器はその出力に低インピーダンス負荷(20W〜50W)を必要とする;
4.設計された仕様(典型的には20W〜50W)の範囲内に入らせるように出力電流負荷を“感知”するため、低インピーダンス負荷の提供は多くの電子変圧器にとっては非常に重要である。
低電圧AC信号を調整するために、インダクタを介して調光コントロール信号の負荷サイクルまたは新しいサイクルを開始する変圧器に対応して周期的にON操作とOFF操作を実施するように設計されているAC電圧源を受領する電力ブースタ;
所定のターゲットブースト電圧であるなら放電するようにターゲット電圧ブーストを提供するブースタコントロール回路。
さらに、ブースタコントロール回路は、電圧ブーストをモニターするためにコンパレータを含んでおり、もし電圧が設定されたターゲットブースト電圧未満に降下すれば、接地状態になったときに電力ブースタのインダクタを介して電流を供給し、ターゲット電流が達成されたら解放し、ターゲット電圧ブーストを増加させ、設定されたターゲットブースト電圧であればターゲット電圧ブーストを解放する。
電圧ブーストをモニターするコンパレータを含み、所定のターゲットブースト電圧未満に降下したら、接地状態とされたときに、電圧ブースタのインダクタを介して電流を供給し、ターゲット電流が達成されると解放し、ターゲット電圧ブーストを増加させ、所定のターゲットブースト電圧であればターゲット電圧ブーストを解放し、
さらに入力電圧をモニターするコンパレータを含み、所定のターゲット電圧を超えるとブースタステージから切り離し、ターゲット電圧がターゲット値を下回ると再接続する。
a)出力がブーストされた電圧;
b)グローブ電流;
c)インダクタ入力電流;
d)変圧器一次電流;
e)照明器具出力;
f)温度;
g)モータ速度。
1.ハロゲンダウンライトの交換には物理的にコンパクトな製品を必要としており、反射要素は、所定のスペースにフィットすることができる照明器具を効果的に最大化させて利用を便利にしている;
2.反射要素は、限定はしないが、CFL、CCFL、LED、等々を含む様々な照明技術のための重要な光学的効率改善を提供する。
1.このトポロジーは、1つのコンパレータのみを使用し、電流制限され、電圧制御されたブースタである;
2.AC入力電流が低すぎるとき、典型的には2オーム未満であるRsを介してインダクタを接地状態に固定するのでブースタは非常に低いインピーダンスとして表れるであろう。あるいは、ディマーと電子変圧器の両方の通常作動に十分なインピーダンスとして表れる。電力が回復すると、変圧器が新しいサイクルを開始するか、調光のトリガ操作によって、インダクタのチャージサイクルが再開し、必要な電力のみを導入させる。
A + B +C =O
言うまでも無く入力数に理論的制限は存在しない。
1.入力調節;
2.ブースタ部;
3.バック部;
4.コントローラ部;
5.インバータ部;
6.電圧レギュレータ。
1.電子変圧器によっては電力コントロール最小負荷により望まれるものより弱光のままである;
2.不充分な負荷による現存ディマー形態の不安定な調光;
3.電圧と入力電流はコントロールされるが、ランプ電流は直接には調整されず、長いウォーミングアップ時間が必要になる。
1.幹線電力の変動の過敏性により光出力が変動した;
2.サージとスパイクが回路の熱焼損を引き起こした;
3.調光時にディマーが変動した;
4.ディマーは半輝度を超えては調光しなかった;
5.電子変圧器によっては不充分な負荷によりON状態にならなかった;
6.異なる変圧器が異なる平均光出力(出力RMS電圧は変動)を発生させた;
7.変動電圧レールは、自然共鳴周波数がドリフトし、不安定で非効率な光出力となることを意味した;
8.低rms電圧は、一次変圧器での大電流を意味し、高い抵抗損失となった。
1.ディマーは典型的には運行に10Wの最低負荷を必要とし、その負荷は大きな位相シフト(容量性あるいは誘導性)を持ってはならない;
2.電子変圧器は出力調整に最低負荷を必要とする;
3.磁性変圧器は、ディマーを利用するように設計されると危険なほど高い電圧スパイクを出力するかも知れない(特に選択ディマーが不正確タイプ(降下エッジvs上昇エッジ)である場合)。
1.CCFLガラス管はインピーダンス総量に比例して増加する種々な長さで入手できるが、最良の光出力と有効利用できる寿命のための定格の運用電流は6mAである;
2.インピーダンスは少々容量性であり、温度と共に変動する。グローブが暖かいほどインピーダンスは低くなり、同じ入力電圧では電流が増加する。その結果、一定電圧が供給されるなら、温度が約40度から50度に上昇すると数分間にわたって光は明るくなる;
3.ウォームアップ時間は周囲温度、入力電力、ガラスの古さ等の因子によって変動する。
1.蛍光ランプ等のような非リニア負荷の隔離を通して変圧器での物理的振動を低減させる;
2.近隣の金属との容量結合を均衡させ、危険な電圧を減少させる;
3.均衡結合は周囲金属を通じて普通に発生する漏電を大きく減少させる;
4.電圧は複数素子により共有されるので、低電圧定格コンデンサが電圧インバータのために利用できる;
5.利用条件を満たすために隔離コンデンサは直列の1以上のものでよい。この条件の1例は電圧定格化である。
Claims (28)
- 電力コントロールシステムであって、任意の数のフィードバックセンサーによってコントロールされる形態にて広範な電圧源をブースト処理及び/又は降圧処理するための回路を含んでおり、
ブースト処理及び/又は降圧処理のために一点での比較のみを利用しており、
極めて低い作動中に前記電圧源に十分に低いインピーダンスを提供し、ハロゲン12Vインバータおよび調光回路のような高感度な供給源によって適切で十分な運用を実施させることを特徴とする電力コントロールシステム。 - 一点での比較は、基準閾値の電圧であれば、検知された最も高い電流が入力電流をONまたはOFFにトリガ処理するように、インダクタ電流を含んだ複数のセンサーのブースト電圧またはグローブ電流との論理比較であることを特徴とする請求項1記載の電力コントロールシステム。
- 電流を制限して電圧制御されたブースタを含んだ電力コントロールシステムであって、出力のターゲットブースタ電圧を入力電流と比較するための1つのコンパレータのみを利用しており、
AC入力電流が低過ぎると、前記ブースタは非常に低いインピーダンスとして表れ、インダクタを接地状態に固定し、ディマーと電子変圧器の両方の通常運行を実行させるのに十分な電圧をターゲット電圧ブースタに提供し、
電力が回復すると、変圧器が新しいサイクルを開始するか、ディマーがトリガ処理するかによってインダクタのチャージサイクルが復帰し、必要な電力のみを引き出させることを特徴とする電力コントロールシステム。 - 放電ランプまたはLEDランプのような電圧源を駆動するための装置であって、
低電圧AC信号を調節するために、調光コントロール信号の負荷サイクルまたは新しいサイクルを開始する変圧器に対応してインダクタを介して周期的にON操作およびOFF操作するように設計されているAC電圧源を受領する電力ブースタと、
所定のターゲットブースト電圧であれば、放電するためのターゲット電圧ブーストを提供するためのブースタコントロール回路と、
を含んでおり、前記ブースタコントロール回路は、検出された入力電流、ブースト電圧又はグローブ電流に従って、所定のターゲットブースト電圧に電流供給を適合させることを特徴とする装置。 - ブースタコントロール回路は、変圧器から供給源または負荷インピーダンスを隔離している、該変圧器の入力または出力に2つの同一タイプの受動素子が関与する安定したインピーダンス変圧器システムを含んでおり、前記受動素子はレジスタ、コンデンサまたはインダクタであり、それぞれの受動素子は所与の変圧器の巻部と直列であり、対称的に両側に配置されており、同一タイプの値である負荷は対称的または均衡した負荷になっており、値は予め調整されて所望の安定した負荷を提供することを特徴とする請求項4記載の装置。
- 放電ランプは蛍光照明器具であり、受動素子はコンデンサであることを特徴とする請求項5記載の装置。
- ブースタコントロール回路は、
電圧ブーストをモニターするコンパレータであって、接地状態にされたとき、電力ブースタのインダクタを介して電流を提供する所定のターゲットブースト電圧未満に降下したら、ターゲット電流が達成されたときに解放してターゲット電圧ブーストを増加させ、所定のターゲットブースト電圧であればターゲット電圧ブーストを解放するコンパレータと、
入力電圧をモニターするコンパレータであって、所定のターゲット電圧を超えたら昇圧段階から切断され、ターゲット電圧が該所定のターゲット電圧未満に降下したら再接続するコンパレータと、
を含んでいることを特徴とする請求項4記載の装置。 - ブースタコントロール回路は、(a)ブーストされた出力電圧、(b)グローブ電流、および(c)インダクタ入力電流、等々の少なくとも1つを比較することでターゲット電流を調節する複数入力コンパレータを含んでおり、該複数入力コンパレータは前記入力の複数を比較することでターゲット電流を調節し、
前記コンパレータは、前記入力の1以上が設定条件を超えるかそれに到達したときにトリガ処理され、少なくとも1つの励起予備条件に到達すると前記コンパレータは状態を変更させることを特徴とする請求項4記載の装置。 - ブースタ回路は、所定のターゲット電圧ブーストを同期的および継続的に調節し、ターゲット電圧ブーストを該所定のターゲット電圧ブーストと比較する可変周波数キャリアで運用可能であることを特徴とする請求項4記載の装置。
- 調光コントロール信号の負荷サイクルは、インダクタの負荷サイクルとランプ電流との間の関係に従って変動することを特徴とする請求項4記載の装置。
- 電流制御ブースタは、ターゲット電圧未満のときに電圧ブースタを瞬間的にチャージさせ、負荷へターゲット電圧を放電する時に、コンパレータのリセットを遅延させるためのダイオードを含んでいることを特徴とする請求項4記載の装置。
- 以下の要素を非限定的に比較するために主として1つのコンパレータをさらに含んでいることを特徴とする請求項4記載の装置:
a)出力ブーストされた電圧;
b)グローブ電流;
c)インダクタ入力電流;
d)一次変圧器電流;
e)光束;
f)温度;
g)モータ速度。 - 放電ランプを流れるランプ電流は調光コントロール信号の負荷サイクルによって直接的に変動することを特徴とする請求項4記載の装置。
- 電力レギュレータはトランジスタタイプのスイッチを含んでいることを特徴とする請求項4記載の装置。
- 電力レギュレータは降圧レギュレータを含んでいることを特徴とする請求項4記載の装置。
- 放電ランプと、該放電ランプを駆動するための装置との組み合わせ構造であり、電力コントロールシステムをさらに含んでおり、
該電力コントロールシステムは、任意の数のフィードバックセンサーによってコントロールされる形態にて広範な電圧源をブースト処理するための回路を含んでおり、一点での比較のみを利用しており、極めて低い作動中に前記電圧源に十分に低いインピーダンスを提供し、ハロゲン12Vインバータおよび調光回路のような敏感な供給源によって適切で十分な運用を実施させることを特徴とする組み合わせ構造。 - 請求項1から15のいずれかに記載の放電ランプを駆動する装置を利用することを特徴とする放電ランプと該放電ランプを駆動する装置との組み合わせ構造。
- 開放シュラウドを備えたハウジングを有した一体型光源であって、該ハウジングは、請求項1から15のいずれかに記載の放電ランプを駆動する装置を利用した放電ランプと放電ランプを駆動する装置とを含む大きさで、該放電ランプは前記ハウジングに同軸状態で取り付けられているヘリカルグローブ体であることを特徴とする光源。
- ハウジングは、凸形状で外側に広がり、実質的に円錐台形状の外側反射要素を備えた凹形状内側反射要素をさらに含んでおり、らせん状または環状のグローブ体は、使用時に前記内側反射要素および前記外側反射要素と相対関係に位置し、前記らせん状のグローブ体から外側へ光を放出させることを特徴とする請求項18記載の光源。
- 中央錐形反射は、光を、通常にはらせん、環または表面(LED環)内において、捕獲させて外側に放出させ、所与の反射設計の効率を向上させることを特徴とする請求項18記載の光源。
- ヘリックスコイル間の間隔が狭いほど、所与の設計において該コイル内に捕獲される光を抽出する中央錐形反射の効果が向上し、所与の間隔に対して照明量を効果的に最大化させることを特徴とする請求項18記載の光源。
- 反射性の中央錐形反射は、非限定的にCFL、CCFL、LED、等々を含んだ様々な照明技術のために、光学的な効率を大きく改善することを特徴とする請求項18記載の光源。
- 内側反射要素および外側反射要素はハウジングのシュラウドと一体化できることを特徴とする請求項19記載の光源。
- ハウジングは、電気ソケットに容易に挿入できるように該ハウジングの本体よりも小さな延出後部を含んでおり、延出コンタクトを介して電源に電気的に接続されることを特徴とする請求項18記載の光源。
- 本明細書で説明され、添付図面において図示されている電力コントロールシステム。
- 本明細書で説明され、添付図面において図示されている放電ランプまたはLEDランプのような電圧源を駆動する装置。
- 本明細書で説明され、添付図面において図示されている放電ランプと、放電ランプを駆動する装置の組み合わせ構造。
- 本明細書で説明され、添付図面において図示されている一体型光源。
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