JP2014502790A - 負荷、特にｌｅｄユニットを駆動するための駆動装置及び駆動方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、負荷１２、特に１又は複数のＬＥＤを含むＬＥＤユニット１２を駆動するための駆動装置４０（５０；６０）及び対応する駆動方法であって、外部電源１８から入力電圧Ｖ１０を受け、整流された供給電圧Ｖ１２を供給するためのパワー入力ユニット１４と、負荷１２に給電するために、負荷電流Ｉ_Ｌを供給するための制御可能抵抗器４８と、パワー入力ユニット１４に接続された、負荷１２に電圧Ｖ１８を供給するための周波数フィルタ４２と、を有し、周波数フィルタ４２は、負荷１２に略一定の電力を供給するために、負荷１２に部分的に並列に結合されるとともに、制御可能抵抗器４８に接続される、駆動装置４０（５０；６０）に関する。

Description

本発明は、負荷、特に１又は複数のＬＥＤを有するＬＥＤユニットを駆動するための駆動装置及び対応する駆動方法に関する。また、本発明は、光装置に関する。さらに、本発明は、ＬＥＤユニットの出力を変調するための変調器を有する駆動装置に関する。

オフラインアプリケーションのためのＬＥＤドライバの分野では、とりわけ、高効率、高出力密度、長寿命、高力率、又は、低コストを達成するソリューションが要求されている。従来技術から知られているＬＥＤユニットは、通常、ＤＣ電圧源に接続されるように設計されている。ＤＣ電圧源に接続可能に設計されている駆動回路を含むＬＥＤユニットは、例えば、特許第５１３６４６１号公報から知られている。特に、ＬＥＤ及び駆動回路は、メイン入力に接続可能に設計されるべきであり、現在及び将来の電源規則を満たしたままで、メインエネルギーをＬＥＤによって要求される形式に変換すべきである。メイン入力の供給電圧が±１０％までの変動を持つ電圧であったとしても、ＬＥＤの高効率を保証することが極めて重要である。

通常、ＬＥＤユニットを駆動するのに必要なＤＣ電圧を供給すべく、ＬＥＤをメイン入力に接続するために整流ブリッジが用いられる。整流された電圧は、通常、ＡＣ成分をまだ有しており、入力電圧の変動がある場合、効率は著しく低下する。

さらに、ＬＥＤの分野では、ランプの光出力を変調すること、及び、ユーザには見えない態様で光に情報を埋め込むことが知られている。この変調された光は、各ランプの下、又は、近傍に位置する受信器にデータを送ることができる。光信号の変調方法は、国際公開第２００９／０１０９０９号に詳細に記述されている。

光出力を変調するための駆動回路は、通常、複雑であり、大量の部品を含んでいる。

本発明の目的は、負荷、特にＬＥＤユニットをメイン入力に接続するのに適しており、改善された効率を持つ駆動装置及び対応する方法を提供することである。また、本発明の目的は、対応する光装置を提供することである。さらに、ＬＥＤユニットの光出力を変調するための改善された、シンプルな変調器を提供することも本発明の目的である。

本発明の一態様によれば、負荷、特に１又は複数のＬＥＤを含むＬＥＤユニットを駆動するための駆動装置であって、外部電源から入力電圧を受け、整流された供給電圧を供給するためのパワー入力ユニットと、前記負荷に給電するために、負荷電流を供給するための制御可能抵抗器と、前記パワー入力ユニットに接続された、前記負荷に電圧を供給するための周波数フィルタと、を有し、前記周波数フィルタは、前記負荷に略一定の電力を供給するために、前記負荷に部分的に並列に結合されるとともに、前記制御可能抵抗器に接続される、駆動装置が供給される。

本発明の他の態様によれば、対応する駆動方法が供給される。

本発明の他の態様によれば、ＬＥＤユニットを駆動する駆動電流を変調するためのＬＥＤユニットに直列に結合され、ＬＥＤユニットから発される光出力を変調するための変調器を有し、当該変調器は、少なくとも２つの異なる駆動電流レベルを供給するために互いに並列に結合される抵抗器と制御可能スイッチとを含む駆動装置が供給される。

本発明の他の態様によれば、１又は複数の光ユニット、特に１又は複数のＬＥＤを有するＬＥＤユニットを有する光アセンブリと、前記光アセンブリを駆動するための、本発明に従って供給されるような駆動装置と、を有する光装置が供給される。

本発明の好ましい実施形態が、従属項に記載されている。各請求項記載の駆動方法及び光装置は、各請求項記載の駆動装置及び従属項に記載の駆動装置と類似及び／又は同一の好ましい実施形態を持つことが理解されるべきである。

本発明は、ＤＣ成分（定電圧又は定電流）を負荷、特にＬＥＤユニットに供給することによって負荷に略一定の電力を印加し、整流された電圧のＡＣ成分は、周波数フィルタ及び制御可能抵抗器によりカットオフされる駆動回路を供給するというアイデアに基づいている。これは、整流された電圧から略一定の電圧を、周波数フィルタにより、引き出すことによって達成され、整流された電圧のＡＣ成分は、周波数フィルタにより制御される制御可能抵抗器に印加される。このため、上記ＡＣ成分は、負荷には印加されず、特に、ＬＥＤユニットには印加されない。この態様では、負荷、特にＬＥＤユニットに印加される電力は、減少した効率及び光出力における望ましくないＡＣ成分（フリッカー）につながる目立ったＡＣ成分を有さない。この駆動回路は、駆動損失を減少させるとともに、最新のソリューションに比して、システム効率を大きくする。さらに、当該駆動回路は、入力電圧が変わったとしても、ＬＥＤパワーを自動的に調整する。本発明によれば、周波数フィルタは、負荷に部分的に並列に結合され、即ち、周波数フィルタの少なくとも１つのコンポーネントが、負荷に並列に接続され、周波数フィルタコンポーネントにより供給される電圧は、負荷を通じて少なくとも部分的に降下し、可能であれば、負荷に直列接続された追加的な装置を部分的に通じて降下する。

本発明の第２の態様は、駆動電流を変調し、ＬＥＤユニットから発される光出力を変調するための変調器を有する駆動装置に関する。この変調器は、本発明の第１の態様に従った駆動装置と組み合わせて用いられてもよい。さらに、本発明の第１の態様に従った駆動装置と、本発明の第２の態様に従った変調器を有する駆動装置とが、異なる回路において、互いに独立して用いられてもよい。変調器を含む駆動装置は、ＬＥＤユニットから発される光出力が、ＬＥＤユニットを駆動する電流に対応しているというアイデアに基づいている。上記変調器は、抵抗器と、当該抵抗器に並列接続され、例えば、コントローラによって制御される制御可能スイッチと、を有する。当該構成は、制御可能スイッチを切り替えることによって、２つの駆動電流レベルを供給するために、安価且つシンプルなソリューションを提供する。上記スイッチが閉じられた場合、電流は高レベルとなる一方、スイッチが開放されて、電流が抵抗器を通る場合、電流は低レベルとなる。この駆動回路は、光出力をＭＨｚの範囲まで変調するシンプルな可能性を提供する。このため、ＬＥＤユニットの駆動電流を変調するための容易且つ単純な回路が提供され得る。

駆動装置の実施形態では、周波数フィルタは、制御可能抵抗器に結合されたキャパシタを有し、キャパシタを通じて降下する電圧が、制御電圧として、制御可能抵抗器を駆動するための制御可能抵抗器の制御入力に少なくとも部分的に印加される。つまり、当該電圧は、制御可能抵抗器の制御入力に少なくとも部分的に印加され、可能であれば、制御可能抵抗器の制御入力に直列接続された追加的な装置に部分的に印加される。この実施形態は、目立ったＡＣ成分を伴わず、且つ、技術的努力をほとんど要することなく、負荷に負荷電流を供給する。

他の実施形態によれば、周波数フィルタは、整流された供給電圧から、制御可能抵抗器及び負荷の制御側の直列接続に少なくとも部分的に印加される電圧、特に略一定の電圧を引き出すためのパワー入力ユニットに接続される。この実施形態は、技術的努力をほとんど要することなく、負荷に一定の電力を印加するための単純な可能性を提供する。

駆動装置の実施形態では、周波数フィルタは、キャパシタ及び抵抗器を有するローパスフィルタであり、当該抵抗器は、制御可能抵抗器に結合され、特に、制御可能抵抗器の入力接点及び制御接点に接続され、略一定の電圧が、上記キャパシタを通じて降下し、整流された供給電圧のＡＣ成分を含む第２の電圧が、上記抵抗器を通じて降下する。この実施形態は、周波数フィルタを供給し、負荷に略一定の電圧を供給し、整流された電圧のメインＡＣ成分をカットオフするための単純な可能性を提供する。

他の実施形態によれば、制御可能抵抗器の制御接点は、上記抵抗器と上記キャパシタとの間の節点に接続される。この構成は、周波数フィルタにより制御可能抵抗器を駆動し、整流された電圧のメインＡＣ成分をカットオフするための単純なソリューションを提供する。

他の実施形態では、特に、上記抵抗器を通じて降下する第２の電圧を制限するために、電圧制限装置が制御可能抵抗器に結合される。この電圧制限装置は、好ましくはツェナーダイオードで形成され、例えば、２０Ｖから３０Ｖのフォワード電圧を持ち、駆動装置がメイン電源に接続された場合に、周波数フィルタのキャパシタの急速な充電を供給する。さらに、上記ツェナーダイオードは、周波数フィルタのキャパシタが充電される間、負荷電流を供給するので、メイン電源に接続後、極めて迅速に負荷に電力が供給される。従って、負荷の規定出力、特に、ＬＥＤユニットの発光がより早く達成され得る。

好ましい実施形態では、制御可能抵抗器は、トランジスタを有する。この実施形態は、制御可能抵抗器が、負荷電流を供給でき、整流された電圧のＡＣ成分をカットオフできる単純なソリューションを提供する。上記トランジスタは、バイポーラトランジスタ又はＭＯＳＦＥＴで形成される。

本発明の他の好ましい実施形態では、制御可能抵抗器は、ダーリントン段を有する。この回路は、ダーリントン構成の一般的に高い電流ゲインのために、制御入力における低い電流消費を提供する。結果として、周波数フィルタの抵抗器の値は、むしろ大きくてもよく、周波数フィルタにおける損失を減少させる。

他の実施形態では、キャパシタが、負荷、特にＬＥＤユニットと、制御可能抵抗器の制御入力とに並列に結合される。この実施形態は、負荷に印加される正確且つ安定した定電圧を規定する可能性を提供し、これにより、システムの効率が大きくなる。

本発明の他の好ましい実施形態では、キャパシタを通じて降下する電圧を減少させるために、抵抗器が、キャパシタに並列接続される。この構成は、制御可能抵抗器を通じた電圧降下を増加させ、キャパシタを通じた電圧降下を減少させる。このため、制御可能抵抗器に印加される電圧のためのオフセットが供給され、供給電圧の小さい電圧降下が、負荷電流の降下につながらない。

他の好ましい実施形態では、負荷は、ＬＥＤユニットであり、変調器は、ＬＥＤユニットに直列接続され、駆動電流を変調し、発される光出力を変調するための周波数フィルタにより、略一定の電圧が、ＬＥＤユニット及び変調器に印加される。この実施形態は、光出力を変調し、ＬＥＤユニットにより信号を送信するための可能性を提供する。

変調器を有する駆動装置の好ましい実施形態では、制御可能スイッチは、制御ユニットによって制御されるトランジスタを有する。この実施形態は、負荷電流を変調するための単純なソリューションを提供し、制御可能スイッチの高速なスイッチング速度を供給する。

他の好ましい実施形態では、変調器は、コントローラによって制御され、第２の抵抗器に直列に結合される第２の制御可能スイッチを有し、第２の制御可能スイッチ及び第２の抵抗器は、３つの異なる駆動電流レベルを供給するために、第１の制御可能スイッチに並列に結合される。この実施形態は、ＬＥＤユニットの可視的なフリッカーを与えず、且つ、ＬＥＤユニットの効率に影響を与えないＤＣレベルの周りに対称的に存在する３つの異なる電流レベルを供給するための可能性を提供する。代替的な実施形態では、３つより多くの異なる電流レベルを供給するために、３つより多くの並列経路が負荷に接続される。このため、電流レベル間で高いスイッチング速度が実現され得る。

本発明の、これらの態様及び他の態様が、以下に記述される実施形態を参照して、明確且つ解明されるであろう。
図１は、負荷電流を変調するための電流源を含むＬＥＤユニットのための知られた駆動回路の概略的なブロック図を示している。 図２は、マンチェスタ符号の概略図を示している。 図３は、本発明の第１の実施形態に従ったＬＥＤを駆動するための駆動装置の概略的なブロック図を示している。 図４は、ＬＥＤユニットの負荷電流を変調し、光出力を変調するための駆動装置の概略的なブロック図を示している。 図５は、本発明に従った駆動装置の一実施形態の詳細なブロック図を示している。 図６は、図５に記載の装置の負荷電流、整流された供給電圧、及び、定電圧を示している。 図７は、本発明の他の実施形態の概略的なブロック図を示している。 図８は、図７に記載の実施形態により供給される負荷電流、整流された供給電圧、及び、定電圧を示している。

ＬＥＤユニットを駆動するための知られた駆動装置１０の実施形態が、図１に概略的に示されている。駆動装置１０は、メイン電源１８への接続のための端子１６に結合された入力ユニット１４を有する。入力ユニット１４は、LEDユニット１２に並列接続されている。ＬＥＤユニット１２は、ＬＥＤユニット１２の負荷電流Ｉ_Ｌを変調するためのプログラム可能な電流源２２を有する変調ユニット２０に直列接続されている。

この実施形態に従った光変調は、ＬＥＤユニットのために供給され、ＬＥＤの光出力は、電流源２２によって駆動される電流Ｉ_Ｌに素早く追従する。電流源２２は、この特定の場合において、以下に説明するような、負荷電流Ｉ_Ｌのマンチェスタパルスを供給する。ＬＥＤユニット１２は、直列接続された複数のＬＥＤを有する。これらのＬＥＤは、低電圧又は高電圧ＬＥＤ、あるいは、直列接続されたＬＥＤであってもよく、フォワード電圧降下は、メイン電源から供給される整流及び平滑化された入力電圧の最小値よりも小さい。入力ユニット１４は、キャパシタ、ダイオード、及び、抵抗器を含む複数のコンポーネントを有する。電力損失無しに、メイン電圧をＬＥＤ電圧に適合させるため、キャパシタＣ１が、入力ユニットに供給される。このキャパシタＣ１の変更は、入力ユニット１４の出力に並列に設けられたキャパシタＣ２の平均ＤＣ電圧を決定する。

変調器２０は、プログラム可能な電流源２２を有する。電流源２２は、ＬＥＤユニットの負荷電流Ｉ_Ｌを制御するための抵抗Ｒ４及びＲ６に接続されている。電流源２２に接続されたコントローラは、ダイオードＤ８と抵抗Ｒ７との直列接続を接地又は供給電圧に切り替え、ダイオードＤ９と抵抗Ｒ８との直列接続を接地又は供給電圧に切り替えるために設けられている。供給電圧Ｖ_ＣＣは、コントローラ及び抵抗Ｒ６に供給され、供給電圧Ｖ_ＣＣを供給する電圧源は、図１には示されていない。これらのダイオードと抵抗器との組み合わせの１つにおいて供給電圧へのスイッチングが行なわれる間、当該経路をいかなる電流も通過しないが、かかる組み合わせが接地に接続された場合、小さな追加的な電流が当該経路を通過する。このため、コントローラは、負荷電流Ｉ_ＬのＤＣレベルの周りに対称的な変調を与えるために、３つの異なるレベルの負荷電流Ｉ_Ｌを供給することができる。より多くの異なるレベルの負荷電流Ｉ_Ｌと各光放射が要求される場合、変調器２０において、より多くの経路が実装される必要がある。

図２は、クロック信号２６、送信されるデータのデータ信号２８、第１のマンチェスタ符号３０、及び、（ＩＥＥＥ８０２．３に従った）逆マンチェスタ符号３２を示している。マンチェスタ符号３０，３２は、例えば、電圧又は電流などの、各値のＤＣレベルの周りの信号の変化で形成される。データ信号２８は、マンチェスタ符号に変換され、ハイレベルデータ信号は、マンチェスタ符号３０におけるハイレベルからローレベルへの変化、又は、逆マンチェスタ符号３２におけるローレベルからハイレベルへの変化に対応する。このため、負荷電流Ｉ_Ｌの変調が、３つの異なるレベルで実現され、光信号は、一定の平均値を持ち、変調周波数が十分高い場合、光出力の非可視のフリッカーが作り出される。

本発明に従った駆動装置４０の第１の実施形態が、図３において、概略的に示されている。駆動装置４０は、メイン電源１８への接続のための端子１６を具備する入力ユニット１４を有する。入力ユニット１４は、好ましくは、メイン電源１８から供給されるＡＣ入力電圧Ｖ１０を、整流された電圧Ｖ１２に整流するための、知られたフルブリッジ又はハーフブリッジ整流器などの整流ブリッジを有する。入力ユニット１４は、周波数フィルタ４２に整流された電圧Ｖ１２を印加又は供給するために、周波数フィルタ４２に並列接続される。この実施形態によれば、周波数フィルタ４２は、キャパシタ４４及び抵抗器４６で形成される。周波数フィルタは、略一定の電圧Ｖ１４がキャパシタ４４を通じて降下し、且つ、フィルタ電圧Ｖ１６が抵抗器４６を通じて降下するように、設計される。このため、整流された電圧Ｖ１２は、略一定の電圧Ｖ１４とフィルタ電圧Ｖ１６とに分割される。フィルタ電圧Ｖ１６は、整流された電圧Ｖ１２の残存するＡＣ成分（リップル）を有する。駆動装置４０は、３つの電気接点４９を持つ制御可能抵抗器４８を更に有する。制御可能抵抗器４８の入力接点４９ａは、パワー入力ユニット１４に接続されている。制御可能抵抗器４８の出力接点４９ｂは、負荷１２に接続されている。制御接点４９ｃは、抵抗器４６とキャパシタ４４との間の節点４５に接続されている。制御可能抵抗器４８の制御側又は制御入力は、出力接点４９ｂと制御接点４９ｃとの間に形成されている。周波数フィルタ４２の抵抗器４６は、制御可能抵抗器４８の入力接点４９ａと制御接点４９ｃとに接続されている。せいぎょか４８は、ＬＥＤユニット１２に負荷電流Ｉ_Ｌを供給する。定電圧Ｖ１４は、ＬＥＤユニット１２と、キャパシタ４４に並列接続された制御可能抵抗器４８の制御側とに印加される。負荷電圧Ｖ１８は、ＬＥＤユニット１２を通じて降下し、制御電圧Ｖ２０は、制御可能抵抗器４８の制御側を通じて降下し、Ｖ１４＝Ｖ１８＋Ｖ２０である。制御可能抵抗器４８は、制御電圧Ｖ２０によって制御される駆動電流Ｉ_Ｄにより駆動される。

抵抗器４６の制御可能抵抗器４８への並列接続のために、整流された電圧Ｖ１２の残存ＡＣ成分がカットオフされる一方、ＬＥＤユニット１２に供給される負荷電流Ｉ_Ｌは、負荷電圧Ｖ１８と負荷１２の抵抗とに依存する略一定のＤＣ電流となる。キャパシタ４４を通じて降下する略一定の供給電圧Ｖ１４が、ＬＥＤユニット１２と制御可能抵抗器４８の制御側とに供給されるので、ＬＥＤユニット１２は、略一定の負荷電圧Ｖ１８と負荷電流Ｉ_Ｌとによって給電される。

駆動装置４０の好ましい実施形態では、ダイオード（図３では図示省略）が、Ｖ１８よりも少し大きい電圧Ｖ１４を制限するために、制御可能抵抗器４８の制御側に、フォワードバイアスされて並列接続される。あるいは、ツェナーダイオードなどのダイオードが、電圧Ｖ１４を制限するために、抵抗器４６に逆方向バイアスされて並列接続される。

制御可能抵抗器４８は、好ましくは、トランジスタによって形成され、入力接点４９ａは、コレクタ又はソース接点に対応し、出力接点４９ｂは、エミッタ又はドレイン接点に対応し、制御接点４９ｃは、ゲート又はベース接点に対応する。制御可能抵抗器４８がバイポーラトランジスタである場合、制御側に並列なダイオードは、ベース−エミッタ経路により形成される。制御可能抵抗器４８がＭＯＳＦＥＴである場合、ダイオード（図３では図示省略）は、好ましくは、ゲート−ドレイン経路に並列接続される。

他の代替的な実施形態の駆動装置５０が図４に示されており、同一の要素は、同一の符号によって示されており、相違点のみが詳細に説明される。

入力ユニット１４は、変調器５２に直列接続されたＬＥＤユニット１２に並列接続されている。変調器５２は、抵抗器５４と、好ましくはトランジスタで形成される制御可能スイッチ５６とを並列に有する。制御可能スイッチ５６は、好ましくは制御ユニットに接続される制御入力５８を介して制御される。変調電圧Ｖ２２は、変調器５２を通じて降下する。

負荷電流Ｉ_Ｌは、制御可能スイッチ５６をスイッチングすることにより変調される。スイッチが閉じられた場合、ＬＥＤユニット１２は、接地に直接接続され、整流された供給電圧Ｖ１２がＬＥＤユニット１２及び変調器５２に直接印加され、Ｖ１２＝Ｖ１８＋Ｖ２２となる。制御可能スイッチ５６が開かれると、負荷電流Ｉ_Ｌが、負荷電流５４がより低いレベルに減少されるように、抵抗器５４を通過する。このため、負荷電流５４は、制御可能スイッチ５６をスイッチングすることによって、２つの異なるレベルに切り替え可能である。ＬＥＤユニット１２の光出力は、負荷電流Ｉ_Ｌに対応するので、光出力は、制御入力５８を介してスイッチ５６を作動させることによって、変調され得る。

図３及び図４に示されるように、これらの２つの実施形態は、異なるアプリケーションにおいて、互いに独立して用いられてもよい。

図５は、本発明の他の実施形態に従った駆動装置６０を概略的に示しており、同一の要素は、同一の符号によって示されており、相違点のみが詳細に説明される。整流された供給電圧Ｖ１２が、周波数フィルタ４２に印加されている。周波数フィルタ４２は、抵抗器４６とキャパシタ４４とを有する。略一定の電圧Ｖ１４が、キャパシタ４４を通じて降下し、フィルタ電圧Ｖ１６が、抵抗器４６を通じて降下する。抵抗器４６は、ダーリントン段４８で形成される制御可能抵抗器４８の入力接点４９ａと制御接点４９ｃとに並列接続されている。ダーリントン段４８は、ダーリントン構成において互いに接続された、第１のトランジスタ６２と第２のトランジスタ６４とを有する。抵抗器４６を通じて降下するフィルタ電圧Ｖ１６が、ダーリントン段４８に印加され、この特定の場合において、第１のトランジスタ６２のコレクタ−ベース電圧を形成している。制御電圧Ｖ２０が、ダーリントン段４８の制御側又は制御入力に印加され、この特定の場合において、ダーリントン段４８のベース−エミッタ電圧を形成し、ダーリントン段４８を駆動する駆動電流Ｉ_Ｄを制御する。ダーリントン段４８は、負荷電流Ｉ_Ｌを供給する。ツェナーダイオード６６は、電圧Ｖ１６を制限するために、ダーリントン段４８のコレクタ−ベース経路に並列接続されている。さらに、ツェナーダイオード６６は、入力ユニット１４がメイン電源１８に初めて接続された場合に、キャパシタ４４を充電するために設けられている。この構成におけるツェナーダイオード６６の重要な利点は、負荷電流ＩＬが、メイン電源１８への接続後、キャパシタ４４が充電される間に素早く立ち上がることである。このため、ＬＥＤユニット１２は、駆動装置６０がメイン電源１８に接続された後、素早く給電される。さらに、電圧Ｖ１４からダーリントン段４８の制御接点４９ｃに駆動電流Ｉ_Ｄを運ぶため、且つ、システムがメイン電源１８に初めて接続された場合にフィルタキャパシタ４４の充電電流を制限するために、抵抗器６８が、ダーリントン段４８の制御接点４９ｃに接続されている。

このため、定電圧Ｖ１４は、最小の整流された供給電圧Ｖ１２の平滑化された表現となる。略一定の電圧Ｖ１４は、ダーリントン段４８の制御入力、ＬＥＤユニット１２、及び、変調器５２に印加され、整流された供給電圧Ｖ１２の残存ＡＣ成分は、ダーリントン段４８によりカットオフされる。略一定の電圧Ｖ１４は、制御入力、ＬＥＤユニット１２、及び、変調器５２に印加され、Ｖ１４＝Ｖ２０＋Ｖ１８＋Ｖ２２となる。このため、ＬＥＤユニット１２は、略一定の負荷電圧Ｖ１８と負荷電流Ｉ_Ｌとによって給電される。負荷電圧Ｖ１８及び負荷電流Ｉ_Ｌは、負荷１２に供給される略一定の電力を形成する。従って、システムの効率は、メイン電圧Ｖ１０の変動からほぼ独立している。

さらに、変調器５２が、ＬＥＤユニット１２に直接接続されている。変調電圧Ｖ２２は、変調器５２を通じて降下する。変調器は、互いに並列接続された抵抗器５４と制御可能スイッチ５６とを有する。変調器５２は、互いに直接接続された第２の抵抗器７０と第２の制御可能スイッチ７２とを更に有する。第２の抵抗器７０及び第２のスイッチ７２は、スイッチ５６及び抵抗器５４に並列接続されている。第２のスイッチ７２は、好ましくは、コントローラに接続された制御入力７４を介して制御される。

変調器５２は、スイッチ５６，７２を切り替えることによって、負荷電流Ｉ_Ｌを、３つの異なるレベルで供給することができる。第２のスイッチ７２が閉じられた場合、負荷電流Ｉ_Ｌは、抵抗器５４及び第２の抵抗器７０を通過し、中負荷の電流レベルを供給する。スイッチ５６，７２が開かれた場合、電流Ｉ_Ｌは、抵抗器５４を通過し、これにより、低レベルの負荷電流Ｉ_Ｌが供給される。スイッチ５６が閉じられた場合、負荷電流Ｉ_Ｌは、スイッチ５６を通過して接地され、これにより、高レベルの負荷電流Ｉ_Ｌが供給される。この場合、変調電圧Ｖ２２は、最も低いレベル、即ち、ほとんどゼロである。このため、変調器５２は、３つの異なるレベルの負荷電流Ｉ_Ｌを供給することができる。駆動装置６０の実施形態では、変調器５２は、より多くの異なる電流レベルを供給するために、３つより多くの並列な切り替え可能経路を有する。当該実施形態では、変調器５２は、実装された並列経路の数と同じ数の電流レベルを供給することができる。

このため、駆動装置６０は、ＬＥＤユニットのための高い効率、及び、ＬＥＤユニット１２の光出力の変調の可能性を供給する。

図６は、図５に記載の駆動装置６０によって供給される、負荷電流Ｉ_Ｌ、一定の供給電圧Ｖ１４、及び、整流された供給電圧Ｖ１２を示している。負荷電流Ｉ_Ｌは、ある程度一定であり、変調された部分７６を有する。さらに、負荷電流Ｉ_Ｌは、符号７８において、負のピーク又は落ち込みを示している。一定の供給電圧Ｖ１４は、常に一定の挙動を示している。ＡＣ成分を有する整流された供給電圧Ｖ１２が、図６においても示されている。特定の時間において、符号８０で示されるように、整流された供給電圧Ｖ１２は、定電圧Ｖ１４と同じ、又は、定電圧Ｖ１４よりも低下する。このとき、制御可能抵抗器４８を通じた電圧降下は、最小となる。負荷電圧Ｖ１８は、ＬＥＤユニット１２を通じて降下し、電流の落ち込みをもたらす。符号７８で示される負荷電流Ｉ_Ｌの負のピークを回避するため、フィルタ電圧Ｖ１６が一定の供給電圧Ｖ１４のレベルまで落ちないように、又は、この電圧Ｖ１４よりも低くならないように、フィルタ電圧Ｖ１６が増大される必要がある。

図７では、駆動装置６０の他の実施形態が示されており、同一の要素は、同一の符号によって示されており、相違点のみが詳細に説明される。この実施形態では、他の抵抗器８２が、キャパシタ４４に並列接続されている。この抵抗器８２は、キャパシタ４４を通じて降下する電圧Ｖ１４を減少させ、抵抗器４６を通じて降下するフィルタ電圧Ｖ１６を増大させる。このため、ダーリントン段４８に印加されるフィルタ電圧Ｖ１６が増大され、一定の供給電圧Ｖ１４以下まで落ち込まない。

図８は、抵抗器８２を含む図７の駆動装置６０に従った、負荷電流Ｉ_Ｌ、一定の供給電圧Ｖ１４、及び、整流された供給電圧Ｖ１２の時系列図を示している。負荷電流Ｉ_Ｌは、変調された部分７６を有する。一定の供給電圧Ｖ１４は、一定の信号であり、整流された供給電圧Ｖ１２は、図６において示された信号と同一であり、一定の供給電圧Ｖ１４に関してオフセットを持っている。このため、整流された供給電圧Ｖ１２が符号８４で示されるように、ある時間において減少した場合であっても、整流された供給電圧Ｖ１２は、一定の供給電圧Ｖ１４以下に落ち込まない。このため、負荷電流Ｉ_Ｌは、図６の符号７８で示されるような負のピーク又は落ち込みを何ら有することなく、常に一定である。

このため、駆動装置６０は、ＬＥＤユニット１２に印加される略一定の負荷電圧Ｖ１８と、ＬＥＤユニットを通過する一定の負荷電流Ｉ_Ｌとを供給する。従って、ＬＥＤユニット１２の効率は、メイン電圧１８が変化した場合であっても、増加される。さらに、駆動装置６０は、負荷電流Ｉ_Ｌの変調された部分７６により、図８に示されるように負荷電流Ｉ_Ｌを変調することによって、光出力を変調する可能性を提供する。

本発明が、図面及び上記記述において、詳細に図示及び説明されてきたが、かかる図示及び説明は、制限的でない例示であると考えられるべきであり、本発明は開示された実施形態に限定されない。開示の実施形態に対する他の変形が、図面、開示、及び、添付の請求項の研究から、本発明を実施する際に、当該技術分野の当業者によって、理解及び実現される。

請求項において、「有する」なる用語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外しない。単一の要素又は他のユニットが、請求項中に記載された幾つかの項目の機能を満たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属項において記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが好適に用いられないということを示すものではない。

請求項中の任意の参照符号は、請求項の範囲を限定するように解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 負荷、特に１又は複数のＬＥＤを含むＬＥＤユニットを駆動するための駆動装置であって、
   外部電源から入力電圧を受け、整流された供給電圧を供給するためのパワー入力ユニットと、
   前記負荷に給電するために、負荷電流を供給するための制御可能抵抗器と、
   前記パワー入力ユニットに接続された、前記負荷に電圧を供給するための周波数フィルタと、を有し、
   前記周波数フィルタは、前記負荷に略一定の電力を供給するために、前記負荷に部分的に並列に結合されるとともに、前記制御可能抵抗器に接続される、駆動装置。
2. 前記周波数フィルタは、キャパシタによって供給される電圧が、前記制御可能抵抗器の制御入力に、前記制御可能抵抗器を駆動するための制御電圧として少なくとも部分的に印加されるように、前記制御可能抵抗器に結合された前記キャパシタを有する、請求項１記載の駆動装置。
3. 前記周波数フィルタは、前記整流された供給電圧から電圧を引き出すために、前記パワー入力ユニットに接続され、前記電圧は、前記制御可能抵抗器の制御入力と前記負荷とによって形成される直列接続に少なくとも部分的に印加される、請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 前記周波数フィルタは、キャパシタと抵抗器とを有するローパスフィルタであって、前記抵抗器は、前記制御可能抵抗器に結合され、略一定の電圧が前記キャパシタを通じて降下し、前記整流された供給電圧のＡＣ成分を含む第２の電圧が前記抵抗器を通じて降下する、請求項１記載の駆動装置。
5. 前記制御可能抵抗器の制御接点が、前記抵抗器と前記キャパシタとの間の節点に接続される、請求項４記載の駆動装置。
6. 電圧制限装置が、前記抵抗器を通じて降下する前記第２の電圧を制限するために、前記制御可能抵抗器に結合される、請求項４又は５に記載の駆動装置。
7. 前記制御可能抵抗器は、トランジスタを有する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の駆動装置。
8. 前記制御可能抵抗器は、ダーリントン段を有する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の駆動装置。
9. 抵抗器が、前記キャパシタを通じて降下する前記電圧を減少させるために、前記キャパシタに並列接続される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の駆動装置。
10. 前記負荷は、ＬＥＤユニットであり、変調器が、前記ＬＥＤユニットに直列に結合され、前記負荷電流を変調し、発される光出力を変調するための前記周波数フィルタにより、略一定の電圧が、前記ＬＥＤユニット及び前記変調器に印加される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の駆動装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の駆動装置であって、ＬＥＤユニットを駆動する駆動電流を変調し、前記ＬＥＤユニットから発される光出力を変調するための前記ＬＥＤユニットに直列に結合される変調器を有し、前記変調器は、２つの異なる駆動電流レベルを供給するためのに、互いに並列に結合された抵抗器と制御可能スイッチとを含む、駆動装置。
12. 前記制御可能スイッチは、制御ユニットによって制御されるトランジスタを有する、請求項１０又は１１に記載の駆動装置。
13. 前記変調器は、前記制御ユニットによって制御され、第２の抵抗器に直列に結合される第２の制御可能スイッチを有し、前記第２の制御可能スイッチ及び前記第２の抵抗器は、少なくとも３つの異なる駆動電流レベルを供給するために、前記制御可能スイッチに並列に結合される、請求項１１又は１２に記載の駆動装置。
14. 負荷、特に１又は複数のＬＥＤを含むＬＥＤユニットを駆動する方法であって、
    外部電源から入力電圧を受けるステップと、
    前記入力電圧を整流された供給電圧に整流し、前記整流された供給電圧を周波数フィルタに供給するステップと、
    前記負荷に給電するための制御可能抵抗器により、前記負荷に負荷電流を供給するステップと、
    前記周波数フィルタにより、前記負荷に電圧を供給するステップと、
    前記負荷に部分的に並列に結合され、前記制御可能抵抗器に接続された前記周波数フィルタにより、前記負荷に略一定の電力を供給するステップと、を有する、方法。
15. １又は複数の光ユニット、特に１又は複数のＬＥＤを具備するＬＥＤユニットを有する光アセンブリと、
    前記光アセンブリを駆動するための、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の駆動装置と、を有する、光装置。

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