JP2013506952A

JP2013506952A - Ｌｅｄドライバの調光

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Publication number: JP2013506952A
Application number: JP2012531525A
Authority: JP
Inventors: スネルテン，イェルーン; デルフェーン，ヘールトウィレムファン
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2013-02-28
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: BR112012006826A2; EP2484180A1; KR20120081610A; RU2540418C2; US8836225B2; US20120181940A1; WO2011039678A1; CN102550128A; CN102550128B; EP2484180B1; CA2775657A1; RU2012117794A; JP5636057B2; KR101733394B1

Abstract

調光可能なＬＥＤドライバ回路は、出力回路へ結合される共振ＤＣ−ＤＣコンバータを有する。コンバータは、共振回路へ結合されるハーフブリッジ型又はフルブリッジ型のスイッチング回路を有する。共振回路の出力は、整流されて出力回路へ供給される。出力回路は、ＬＥＤユニットのオン及びオフを切り替えるための少なくとも１つのＬＥＤ直列又は短絡スイッチを有してよい。制御回路は、可変なスイッチング周波数でスイッチング回路のスイッチを制御する。制御回路は、さらに、スイッチング回路を制御して、コンバータを振幅変調し且つスイッチング周波数よりも低い第１のパルス幅変調周波数でコンバータをパルス幅変調するよう構成される。制御回路は、さらに、スイッチング周波数よりも低い第２のパルス幅変調周波数でＬＥＤスイッチのスイッチングを制御するよう構成されてよい。

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライバの分野に関し、より具体的には、極めて低い調光レベルを達成するＬＥＤドライバの調光に関する。

ＬＥＤは、様々な照明用途のためにますます使用されている。そのような用途の多くは、ＬＥＤドライバに、１又は複数のＬＥＤによって生成される光の量を変更するよう調光可能であることを求める。さらに、特定の色温度を有する光を得るために混合される異なる色の光を生成するＬＥＤの組み合わせにおいて、一色又は複数色のＬＥＤのためのＬＥＤドライバも調光可能である必要がある。

調光可能なＬＥＤドライバのために使用される既存のコンバータは、主に、ハードスイッチングコンバータである。ハードスイッチングコンバータの使用は、それらが高い効率を有さず、且つ、それらが比較的高いレベルの電磁気干渉（ＥＭＩ）を発生させるという欠点を有する。

ハードスイッチングコンバータの比較的低い効率は、一般的に使用される高いコンバータ周波数で電力損失の増大を引き起こす。結果として、幾つかのコンバータ電力部品の冷却が大きな問題となる。これは、コンバータの求められる小型化を制限する。

比較的高いレベルのＥＭＩの発生は、比較的大きな面積が本線電源フィルタリングのために用意される必要があることを意味し、これは、コンバータの小型化をさらに制限する。

ＬＥＤドライバは、一般的に、パルス幅変調（ＰＷＭ）を用いて調光される。これは、例えば、共振コンバータを用いる米国特許第６５１０９９５号明細書（特許文献１）において開示されている。ＰＷＭどうさにおける非常に小さいデューティサイクルに関し、ＰＷＭ制御されるコンバータは、デューティサイクルの求められる安定性を提供することができない。デューティサイクルの不安定性は、好ましくないフリッカを生じさせうる。

米国特許第６５１０９９５号明細書

ＬＥＤユニットの安定した深調光を提供するＬＥＤドライバ回路を提供することが望ましい。

上記の懸念のうち１又はそれ以上により良く対処するよう、本発明の第１の態様において、調光可能なＬＥＤドライバ回路が提供され、調光可能なＬＥＤドライバ回路は：
少なくとも第１のコンバータスイッチ及び第２のコンバータスイッチを有するスイッチング回路を有し、共振回路と該共振回路へ結合される整流器回路とへ結合される共振ＤＣ−ＤＣコンバータ；
ＬＥＤユニットへ結合されるよう配置されるＬＥＤ出力端子を有し、前記整流器回路へ結合される出力回路；及び
可変なスイッチング周波数で前記第１のコンバータスイッチ及び前記第２のコンバータスイッチをスイッチングするよう構成される制御回路
を有し、
前記制御回路は、さらに、前記スイッチング回路を制御して、前記コンバータを振幅変調し且つ前記スイッチング周波数よりも低い第１のパルス幅変調周波数で前記コンバータをパルス幅変調するよう構成される。

本発明の第２の態様において、調光可能なＬＥＤドライバ回路を制御する方法が提供され、方法は：
少なくとも第１のコンバータスイッチ及び第２のコンバータスイッチを有するスイッチング回路を有し、共振回路と該共振回路へ結合される整流器回路とへ結合される共振ＤＣ−ＤＣコンバータを設けるステップ；
ＬＥＤユニットへ結合されるよう配置されるＬＥＤ出力端子を有し、前記整流器回路へ結合される出力回路を設けるステップ；
可変なスイッチング周波数で前記第１のコンバータスイッチ及び前記第２のコンバータスイッチをスイッチングするステップ；及び
前記コンバータを振幅変調し且つ前記スイッチング周波数よりも低い第１のパルス幅変調周波数で前記コンバータをパルス幅変調するよう、前記スイッチング回路を制御するステップ
を有する。

本発明の上記の及び他の態様は、以下の詳細な説明を参照することによってより良く理解され且つ添付の図面に関連して検討される場合に、より容易に認識されるであろう。なお、図中、同じ参照符号は同じ部分を表す。

ＬＥＤユニットに結合される本発明に従うＬＥＤドライバ回路の実施形態の回路図を表す。ＬＥＤユニットに結合される本発明に従うＬＥＤドライバ回路の他の実施形態の回路図を表す。ＬＥＤユニットに結合される本発明に従うＬＥＤドライバ回路の更なる他の実施形態の回路図を表す。ＬＥＤユニットに結合される本発明に従うＬＥＤドライバ回路の更なる他の実施形態の回路図を表す。図１乃至４のいずれかのＬＥＤドライバ回路の共振コンバータの電圧ゲイン図を表す。図４のＬＥＤドライバ回路の共振コンバータの電圧ゲイン図を表す。図４のＬＥＤドライバ回路の代替の実施形態の共振コンバータの電圧ゲイン図を表す。

図１、２、３及び４は、共振ＤＣ−ＤＣコンバータを有するＬＥＤドライバ回路を表す。共振ＤＣ−ＤＣコンバータは、共振回路とその共振回路へ結合される整流器回路とへ結合されるスイッチング回路を有する。

図１、２、３及び４において表されるように、ＬＥＤドライバ回路のスイッチング回路は、スイッチング回路、図示される実施形態では、ＤＣ入力電圧Ｖ_Ｂを受けるよう構成される入力電圧端子２０、２１の間に直列に結合されるコンバータスイッチ１０、１１を有するハーフブリッジスイッチング回路、を有する。スイッチ１０、１１の夫々は、如何なる適切な種類の電子スイッチであってもよく、例えば、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）スイッチであってよい。ＤＣ入力電圧は、整流器回路によるＡＣ本線電圧の整流によって生成されてよく、それは、力率補正（ＰＦＣ）回路により補われてよい。当該技術において、整流器回路及びＰＦＣ回路は、様々な実施形態においてよく知られており、結果として、そのような回路は、ここでは詳細に説明されない。

ＬＥＤドライバ回路の共振回路は、共振キャパシタＣ_Ｒ３０、及びスイッチ１０、１１の共通ノードと入力電圧端子２１との間に直列に接続されている変圧器３２の一次巻線３４を有する。変圧器は、二次巻線３６を有する。インダクタ３８は、変圧器３２の一次巻線と直列に共振回路に含まれてよく、あるいは、表される変圧器３２は、実際に使用される変圧器３２の漏れインダクタンスＬ_Ｌに相当するインダクタ３８を有する完璧な変圧器と考えられてよい。変圧器３２の二次巻線３６は、ＬＥＤドライバ回路の整流器回路４０の入力へ結合されている。

図１において、整流器回路４０の出力は出力回路へ結合されている。出力回路は出力キャパシタＣ５０を有し、出力キャパシタ５０は、単色の光を発生させる少なくとも１つのＬＥＤ素子又は異なる色の光を発生させる複数のＬＥＤ素子を有するＬＥＤユニット５２と、検知抵抗Ｒ_Ｓと、ＬＥＤ直列スイッチ５６との直列配置へ並列に結合されている。ＬＥＤ直列スイッチ５６の代わりに、コンバータ回路は、整流器回路４０の出力へ並列に結合される短絡スイッチ５８を有してよい。

図２において、整流器回路４０の出力は出力回路へ結合されている。出力回路はキャパシタＣ５０を有し、キャパシタ５０は、単色の光を発生させる少なくとも１つのＬＥＤ素子又は異なる色の光を発生させる複数のＬＥＤ素子を有するＬＥＤユニット５２と、検知抵抗Ｒ_Ｓ５４との直列配置へ並列に結合されている。ＬＥＤ直列スイッチ５７は、出力キャパシタ５０と、ＬＥＤユニット５２及び検知抵抗５４の直列配置との並列配置と直列に結合されている。

図３において、整流器回路４０の出力は出力回路へ結合されている。出力回路は出力キャパシタＣ５０を有し、出力キャパシタ５０は、少なくとも１つのＬＥＤ素子を有するＬＥＤユニット５２と、少なくとも１つのＬＥＤ素子を有するＬＥＤユニット５３と、１又はそれ以上の可能な更なるＬＥＤユニットと、検知抵抗Ｒ_Ｓ５４との直列配置へ並列に結合されている。夫々のＬＥＤユニット５２、５３、・・・は、同じ又は異なる色、例えば、赤、緑、青又は白の光を発生させる。ＬＥＤユニット５２、５３、・・・は夫々、ＬＥＤ短絡スイッチ５２ａ、５３ａ、・・・を有する。ＬＥＤユニットの直列配置における更なるＬＥＤユニットは、ＬＥＤ短絡スイッチを設けられなくてよい。

図４において、整流器回路４０の出力は出力回路へ結合されている。出力回路は出力キャパシタＣ５０を有し、出力キャパシタ５０は、単色の光を発生させる少なくとも１つのＬＥＤ素子又は同じ又は異なる色の光を発生させる複数のＬＥＤ素子を有するＬＥＤユニット５２と、検知抵抗Ｒ_Ｓ５４との直列配置へ並列に結合されている。

図１、２、３及び４において、ＬＥＤユニットは、ＬＥＤドライバ回路の部分を形成しない。ＬＥＤユニットは、ＬＥＤドライバ回路のＬＥＤ出力端子の間に結合される。ＬＥＤドライバ回路とＬＥＤユニットとの結合は、照明ユニットを形成する。

ＬＥＤドライバ回路は、コンバータスイッチ１０、１１、（存在するならば）ＬＥＤ直列スイッチ５６又は５７、及び（存在するならば）ＬＥＤ短絡スイッチ５８のスイッチングを制御し且つ検知抵抗５４における電圧及び／又は抵抗を検知するための制御回路１００をさらに有する。制御回路１００と種々のスイッチとの間の、図１、２、３及び４における破線は、例えば、スイッチをスイッチングするためのゲートドライバ回路を表してよく、このとき、制御回路１００は、タイミングを合わせられ且つ同期したゲート駆動パルスを発生させる回路を有する。検知抵抗５４と制御回路１００との間の破線は、例えば、電圧又は電流信号がゲート駆動パルスの発生のフィードバック制御において使用されるための信号線を表してよい。

以下で、スイッチが開くとき、それは、非導通又は非導通状態とも呼ばれることがある。他方で、スイッチが閉じられるとき、それは、導通又は導通状態とも呼ばれることがある。本発明に従うＬＥＤドライバ回路の様々な調光可能性について記載する。

第１に、本発明は、コンバータスイッチ１０、１１のスイッチング周波数を変えることによってＬＥＤドライバ回路の所望の出力電圧、出力電流又は出力電力を得るよう振幅変調（ＡＭ）を提供する。コンバータの共振動作により、周波数の変化は、出力パラメータ、すなわち、出力電圧、出力電流又は出力電力の変化をもたらす。応用において、出力電圧の変化は、ＬＥＤの順方向電圧の変化を補償するために使用されてよい。ＬＥＤ順方向電圧の変化を補償するために必要とされる周波数の変化は、比較的小さい。同様の周波数の変化は、コンバータの公差を補償するために使用されてよい。

共振コンバータを低電流レベルへと調光することは、誘導素子の巻線の出力キャパシタンス及び出力整流器等のコンバータの不完全性のために、必ずしも常に可能であるわけではない。しかし、必要とされるＬＥＤドライバ回路の調光の部分は、信頼できるＡＭ高調レベルへの共振コンバータの周波数の変化によって達成され得る。

第２に、本発明は、ＬＥＤドライバ回路の所望の平均出力電圧、出力電流又は出力電力を得るよう、共振コンバータのパルス幅変調（ＰＷＭ）を提供する。パする幅変調周波数は、コンバータスイッチのスイッチング周波数よりも低い。一例として、コンバータスイッチのスイッチング周波数は、１０ｋＨｚ又は１００ｋＨｚを上回ってよく、一方、パルス幅変調周波数は、３ｋＨｚ又は１ｋＨｚを下回ってよい。

共振ＤＣ−ＤＣコンバータのパルス幅変調は、パルス幅変調周波数で所定のデューティサイクルによりコンバータのオン及びオフを切り替えることによって、得られる。これは、デューティサイクルの一部の間、コンバータスイッチ１０、１１が両方とも非導通であり、且つ、デューティサイクルの他の部分の間、コンバータスイッチ１０、１１がそれらの所定のスイッチング周波数（ＡＭを得るために可変であってよい。）でスイッチングされることを意味する。

共振ＤＣ−ＤＣコンバータのパルス幅変調は、代替的に、又は補足的に、異なるスイッチング周波数でコンバータスイッチを動作させることによって、得られる。これは、デューティサイクルの一部の間、コンバータスイッチ１０、１１が、第１の所定のスイッチング周波数（この周波数で、共振回路は高出力電圧を供給する。）でスイッチングされ、デューティサイクルの他の部分の間、コンバータスイッチ１０、１１が、第２の所定のスイッチング周波数（この周波数で、共振回路は低出力電圧を供給する。）でスイッチングされることを意味する。

第３に、いずれも先に記載された共振コンバータのＡＭ及びＰＷＭの組み合わせにおいて、ＬＥＤドライバ回路の第１の調光は、ＡＭモードにおいて及びＰＷＭモードにおいて得られ、一方、更なる調光は、ＡＭモード及びＰＷＭモードを組み合わせることによって得られる。ＡＭモード及びＰＷＭモードの組み合わせにおいて、ＰＷＭモードは極めて短いデューティサイクルを提供する必要はなく、一方、依然として深調光が得られる。極めて短いデューティサイクルは（ほんの僅かの制御レンジしか使用されないために）適切に制御するのが難しいので、ＡＭモード及びＰＷＭモードの組み合わせは、ＰＷＭデューティサイクルの適切な制御を深調光に与える。

第４に、調光は、以下で説明されるように可能である。ＬＥＤ直列スイッチ５６を示す図１を参照して、ＬＥＤ短絡スイッチ５８が存在しないとする。また、ＬＥＤ直列スイッチ５７を示す図２を参照する。所定のデューティサイクルによりＬＥＤ直列スイッチ５６、５７のオン及びオフを切り替えることは、ＬＥＤユニット５２の調光及びＰＷＭをもたらす。このパルス幅変調周波数は、コンバータのパルス幅変調周波数と同じであっても、又は異なってもよいが、コンバータスイッチのスイッチング周波数よりも低い。ＬＥＤ直列スイッチ５６及び５７が非導通であるとき、ＬＥＤドライバ回路は、負荷（ＬＥＤユニット５２）がないため、高いクオリティファクタＱを有する。従って、ＬＥＤドライバ回路は、出力キャパシタ５０の両端に相応して高い出力電圧を有して高電圧ゲインを有する。他方で、ＬＥＤ直列スイッチ５６及び５７が導通するとき、ＬＥＤドライバ回路は、より低いＱ、より低い電圧ゲイン、及び出力キャパシタ５０の両端のより低い出力電圧を有する。ＬＥＤ直列スイッチ５６及び５７を開閉するとの出力電圧のこのような変化は、一定の出力電圧が一定の出力電流のために必要とされるので、望ましくない。

一定の出力電圧は、ＬＥＤ直列スイッチ５６及び５７が非導通であるとき、所定量によりコンバータ周波数を高めることによって達成させ得る。これは、図５を参照して説明され得る。

図５は、図１及び２のＬＬＣ共振コンバータの電圧ゲイン図の例を示す。横軸は、１０ｋＨｚから２００ｋＨｚまでの範囲の周波数ｆ＝ω／２・πを示す。縦軸は、電圧ゲインＧを示す。図５における実線は、所定の負荷（例えば、公称電流）での電圧ゲイン曲線を表し、一方、図５における破線は、無負荷での電圧ゲイン曲線を表す。図５において明らかなように、１１０ｋＨｚの周波数ｆ１で、公称電流での電圧ゲインＧは２．６であり、一方、無負荷状態のコンバータに関する電圧ゲインは３．４である。これは、ＬＥＤ直列スイッチ５６、５７を再び閉じるときに、出力キャパシタ５０がこのような高い電圧ゲインで変化する場合、ＬＥＤユニット５２を通る好ましからざる高電流を引き起こす。従って、ＬＥＤ直列スイッチ５６、５７が非導通であるとき、コンバータスイッチのスイッチング周波数は、公称電流のときと同じ２．６に電圧ゲインを保つようΔｆによって周波数ｆ２へと高められることが必要である。

周波数の変化は、例えば、検知抵抗５４の両端で検知される電圧が、共振コンバータのスイッチング周波数を制御する制御回路１００のためのパラメータであるとき、この電圧に所定電圧を加えることによって生じる。その結果、出力キャパシタ５０の両端の電圧はＰＷＭ動作の間一定のままであり、それにより、ＰＷＭの間、ＬＥＤ電流は、ＬＥＤ直列スイッチ５６、５７をスイッチングする間瞬時に存在し、正確な急勾配のＰＷＭ電流パルスをもたらす。これは、カラーＬＥＤドライバ回路に極めて適した非常に小さい存続期間のＬＥＤ電流パルスを可能にする。これは、ＬＥＤユニット５２を通るピーク電流を制限し又は除去する。

図１を参照して、ＬＥＤ直列スイッチ５６が非導通である間、出力キャパシタ５０は放電されず、これはＰＷＭパルス挙動をさらに改善する。図２のＬＥＤドライバ回路において、ＬＥＤ直列スイッチ５７が非導通である間、出力キャパシタ５０は放電されるが、周波数シフトは整流器の出力電圧を一定に保つ。

出力キャパシタの両端の電圧を一定に保つために必要とされる周波数の増大値は、制御ユニット１００のメモリに固定値として格納され得る。代替的に、コンバータの電圧ゲイン曲線（伝達特性）は、必要とされる周波数シフトを決定するようテーブルとして制御ユニット１００のメモリに格納され得る。代替的に、制御回路１００は、コンバータの無負荷状態において出力電圧を測定することによってルックアップテーブルをロードされ得る。これは較正と考えられ得る。

図１を参照して、ＬＥＤ短絡スイッチ５８が存在し、一方、ＬＥＤ直列スイッチ５６は恒久的に導通している（言い換えると、ＬＥＤ直列スイッチ５６はスルー接続と置換される）とすると、インダクタ３８の値は、短絡スイッチ５８が導通している時間中の無効電流が比較的低くなるようなものでなければならない。この場合に、コンバータスイッチ１０、１１における導通損失は低い。図１において明らかなように、出力キャパシタ５０は、ＬＥＤ短絡スイッチ５８が導通しているときに、放電する。このため、ＬＥＤ直列スイッチ５６の使用は、ＬＥＤ短絡スイッチ５８よりも適している。

図３の出力回路において、図示される夫々のＬＥＤユニット５２、５３は、ＬＥＤ短絡スイッチ５２ａ、５３ａによって短絡され得る。従って、第１の時間スロットにおいて、ＬＥＤユニット５２は、ＬＥＤ短絡スイッチ５２ａを開き且つＬＥＤ短絡スイッチ５３ａを閉じることによって、給電される。第２の時間スロットにおいて、ＬＥＤユニット５３は、ＬＥＤ短絡スイッチ５２ａを閉じ且つＬＥＤ短絡スイッチ５３ａを開くことによって、給電される。第３の時間スロットにおいて、ＬＥＤユニット５２及び５３は、ＬＥＤ短絡スイッチ５２ａ及び５３ａの両方を開くことによって、給電される。第４の時間スロットにおいて、ＬＥＤユニット５２、５３のうちどちらも、ＬＥＤ短絡スイッチ５２ａ、５３ａの両方を閉じることによって、給電されない。制御回路１００は、一連のＬＥＤユニット５２、５３にかかる電圧を変更することができ、それにより、所要の電流が異なる時間スロットにおいてＬＥＤユニットを通って流れる。先に説明されたのと同じ、ＰＷＭの間の周波数シフト技術は、正確な低いデューティサイクル電流パルスを有するよう、ここで適用可能である。

先に記載されたようなＤＣ−ＤＣ共振コンバータの調光の様々な方法（ＡＭ及びＰＷＭ調光）が適用されることで、ＬＥＤ直列スイッチ又はＬＥＤ短絡スイッチのスイッチングによるＰＷＭ調光は、比較的低いＬＥＤ電流レベルで開始することができる。次いで、所要の調光レベルを達成するよう、ＬＥＤ直列スイッチ又はＬＥＤ短絡スイッチのスイッチングによるＰＷＭ調光のデューティサイクルは、依然として深調光を達成するよう非常に小さくなる必要はない。比較的大きい時間ステップが適用されてよく、これは安定した深調光をもたらし、不安定性及び対応するＬＥＤフリッカを回避する。

ＬＥＤドライバ回路の出力パラメータの振幅を変更する間、余分の共振次数が、図４を参照して表されるように、出力パラメータレンジを広げるよう共振コンバータにおいて引き起こされうる。

図４は、キャパシタ６２とキャパシタ直列スイッチ６０との直列配置を示す。直列配置は、変圧器３２の一次巻線３４へ並列に結合されている。代替的に、直列配置は、共振キャパシタ３０へ並列に結合され得る。

キャパシタ直列スイッチ６０を開閉することによって、共振回路及びそのゲイン曲線は変更される。一例として、図６は、ゲインＧ対周波数ｆの異なる曲線（１つは実線、もう１つは破線）を示す、一方は、キャパシタ直列スイッチ６０が導通しているときに当てはまり、もう一方は、キャパシタ直列スイッチ６０が非導通であるときに当てはまる。従って、キャパシタ直列スイッチ６０の開閉は、共振コンバータを振幅変調するために及び／又は共振コンバータをパルス幅変調するために、使用されてよい。所要の周波数レンジは、このようにして制限されてよく、より最適且つ効率的な設計をもたらす。

キャパシタ６２とキャパシタ直列スイッチ６０との直列配置が変圧器３４の二次巻線３６へ並列に結合される場合に、ゲイン曲線は、図７において表されるように、キャパシタ直列スイッチ６０を閉じるとき、より急峻になる。従って、キャパシタ直列スイッチ６０の開閉は、そのような回路構成において、共振コンバータを振幅変調するために及び／又は共振コンバータをパルス幅変調するために、使用されてよい。

先に説明されたように、調光可能なＬＥＤドライバ回路は、出力回路へ結合される共振ＤＣ−ＤＣコンバータを有する。コンバータは、共振回路へ結合されるハーフブリッジ型又はフルブリッジ型のスイッチング回路を有する。共振回路の出力は整流されて出力回路へ供給される。出力回路は、ＬＥＤユニットのオン及びオフを切り替えるための少なくとも１つのＬＥＤ直列又は短絡スイッチを有する。制御回路は、可変なスイッチング周波数でスイッチング回路のスイッチを制御する。また、制御回路は、スイッチング回路を制御して、コンバータを振幅変調し且つスイッチング周波数よりも低い第１のパルス幅変調周波数でコンバータをパルス幅変調するよう構成される。制御回路は、さらに、スイッチング周波数よりも低い第２のパルス幅変調周波数でＬＥＤスイッチのスイッチングを制御するよう構成される。

要求に応じて、本発明の詳細な実施形態がここで開示されている。しかし、当然ながら、開示されている実施形態は、様々な形態で具現され得る本発明の例にすぎない。従って、ここで開示されている具体的な構造上及び機能上の詳細は、限定としてではなく、単に、特許請求の範囲の根拠として及び事実上全ての適切に詳述される構造において本発明を様々に用いるよう当業者に教示するための代表的な基礎として解釈されるべきである。さらに、ここで使用される用語及び表現は、本発明を制限するのではなくむしろ、本発明の理解可能な記載を提供することを目的とする。

ここで使用される語「１つの（a又はan）」は、１又は１よりも多いとして定義される。ここで使用される語「複数（plurality）」は、２又は２よりも多いとして定義される。ここで使用される語「他の（another）」は、少なくとも第２の又はそれ以上として定義される。ここで使用される語「含む（including）」及び／又は「持つ（having）」は、「有する（comprising）」として定義される（すなわち、他の要素又はステップを除外しないオープン言語（open language））。特許請求の範囲における如何なる参照符号も、特許請求の範囲の適用範囲、すなわち本発明、を制限するものとして解釈されるべきではない。

特定の手段が相互に異なる従属請求項において挙げられているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示唆しているわけではない。ここで使用される語「結合される／されている（coupled）」は、必ずしも直接的ではなく且つ必ずしも機械的ではないが、「接続される／されている（connected）」と定義される。

単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲において挙げられている制御回路の機能を満たしてよい。代替的に、制御回路は、その機能を満たすよう１よりも多いプロセッサを有してよい。

本発明は、絶縁形又は非絶縁形の共振コンバータに適用可能であることが知られる。また、本発明は、同期整流を備えるコンバータに適用可能であることも知られる。さらに、本発明は、ハーフブリッジ型、フルブリッジ型及び単一コンバータスイッチ型の共振コンバータに適用可能であることが知られる。また、コンバータは、制御のためのパラメータとして電圧、電流、電力又は光センサ入力において制御され得ることも知られる。

Claims

少なくとも第１のコンバータスイッチ及び第２のコンバータスイッチを有するスイッチング回路を有し、共振回路と該共振回路へ結合される整流器回路とへ結合される共振ＤＣ−ＤＣコンバータ；
ＬＥＤユニットへ結合されるよう配置されるＬＥＤ出力端子を有し、前記整流器回路へ結合される出力回路；及び
可変なスイッチング周波数で前記第１のコンバータスイッチ及び前記第２のコンバータスイッチをスイッチングするよう構成される制御回路
を有し、
前記制御回路は、さらに、前記スイッチング回路を制御して、前記コンバータを振幅変調し且つ前記スイッチング周波数よりも低い第１のパルス幅変調周波数で前記コンバータをパルス幅変調するよう構成される、
調光可能なＬＥＤドライバ回路。
前記制御回路は、前記スイッチング回路のスイッチング周波数を変更して、前記コンバータを振幅変調するよう構成される、
請求項１に記載の調光可能なＬＥＤドライバ回路。
前記制御回路は、前記コンバータのオン及びオフを切り替えて、前記スイッチング周波数よりも低い前記第１のパルス幅変調周波数で前記コンバータをパルス幅変調するよう構成される、
請求項１に記載の調光可能なＬＥＤドライバ回路。
前記制御回路は、前記スイッチング回路のスイッチング周波数を第１の周波数と第２の周波数との間で変更して、前記スイッチング周波数よりも低い前記第１のパルス幅変調周波数で前記コンバータをパルス幅変調するよう構成される、
請求項１に記載の調光可能なＬＥＤドライバ回路。
前記コンバータは、キャパシタとキャパシタ直列スイッチとの直列配置を有し、
前記制御回路は、前記キャパシタ直列スイッチをスイッチングして、前記コンバータを振幅変調し且つ前記スイッチング周波数よりも低い前記第１のパルス幅変調周波数で前記コンバータをパルス幅変調するよう構成される、
請求項１に記載の調光可能なＬＥＤドライバ回路。
前記出力回路は、前記ＬＥＤ出力端子とＬＥＤ直列スイッチとの直列配置を有し、該直列配置はキャパシタへ並列結合され、
前記制御回路は、前記スイッチング周波数よりも低い第２のパルス幅変調周波数で前記ＬＥＤ直列スイッチをスイッチングするよう構成される、
請求項１に記載の調光可能なＬＥＤドライバ回路。
前記出力回路は、前記ＬＥＤ出力端子とキャパシタとの並列配置を有し、該並列配置はＬＥＤ直列スイッチへ直列結合され、
前記制御回路は、前記スイッチング周波数よりも低い第２のパルス幅変調周波数で前記ＬＥＤ直列スイッチをスイッチングするよう構成される、
請求項１に記載の調光可能なＬＥＤドライバ回路。
前記コンバータのスイッチング周波数は、前記ＬＥＤ直列スイッチの開閉と同期して第１のスイッチング周波数と第２のスイッチング周波数との間で変更される、
請求項６又は７に記載の調光可能なＬＥＤドライバ回路。
前記出力回路は、前記ＬＥＤ出力端子と、キャパシタと、ＬＥＤ短絡スイッチとの並列配置を有し、
前記制御回路は、前記スイッチング周波数よりも低い第２のパルス幅変調周波数で前記ＬＥＤ短絡スイッチをスイッチングするよう構成される、
請求項１に記載の調光可能なＬＥＤドライバ回路。
調光可能なＬＥＤドライバ回路を制御する方法であって：
少なくとも第１のコンバータスイッチ及び第２のコンバータスイッチを有するスイッチング回路を有し、共振回路と該共振回路へ結合される整流器回路とへ結合される共振ＤＣ−ＤＣコンバータを設けるステップ；
ＬＥＤユニットへ結合されるよう配置されるＬＥＤ出力端子を有し、前記整流器回路へ結合される出力回路を設けるステップ；
可変なスイッチング周波数で前記第１のコンバータスイッチ及び前記第２のコンバータスイッチをスイッチングするステップ；及び
前記コンバータを振幅変調し且つ前記スイッチング周波数よりも低い第１のパルス幅変調周波数で前記コンバータをパルス幅変調するよう、前記スイッチング回路を制御するステップ
を有する、方法。