JP2014514752A - Ｌｅｄ光源 - Google Patents

Abstract

ＬＥＤ負荷LP1乃至LP4の直列回路が、低周波ＡＣ電圧を供給する主電源に結合される入力端子を持つ整流器の出力端子間に結合される。制御手段が、前記供給電圧の振幅が増加するときに、前記ＬＥＤ負荷を１つずつ導通状態にし、前記供給電圧の振幅が減少するときに、前記ＬＥＤ負荷を１つずつ非導通状態にする。第１のＬＥＤ負荷LP1、LP2は、実質的に他のＬＥＤ負荷の順電圧より高い順電圧を持つ。結果として、前記ＬＥＤ利用率は、比較的高く、従って、前記直列回路において用いられる前記ＬＥＤ負荷を比較的安価にすることを可能にする。

Description

本発明は、主電源(mains supply)などの低周波ＡＣ電圧を供給する供給源に直に接続可能であるＮ個のＬＥＤ負荷を有するＬＥＤ光源に関する。

このようなＬＥＤ光源は、US7,081,722から既知である。ＬＥＤ負荷は、個々のＬＥＤの直列回路、及び場合により並列回路を有するＬＥＤアレイである。既知のＬＥＤ光源は、低周波ＡＣ供給電圧を整流するための整流器を有する。Ｎ個のＬＥＤ負荷を有する直列回路は、整流器の出力端子に接続される。動作中、整流器の出力端子間には、周波数２ｆ、及び０ボルトと最大振幅との間で変動する振幅を持つ周期的なＤＣ電圧が存在する。周期的なＤＣ電圧の振幅が０ボルトであるとき、ＬＥＤ負荷のいずれも電流を搬送しない。周期的なＤＣ電圧の振幅が増加するとき、第１のＬＥＤ負荷が電流の搬送を開始する電圧に到達する。同様に、周期的なＤＣ電圧の振幅が十分高い値まで更に増加するとき、第２のＬＥＤ負荷が導通し始める。

その後、周期的なＤＣ電圧の振幅の更なる増加は、残りのＬＥＤ負荷に、電流の搬送を開始させる。

全てのＬＥＤ負荷が電流を搬送するとき、周期的なＤＣ電圧の振幅は、最大振幅に到達するまで更に増加する。その後、周期的なＤＣ電圧の振幅は、減少し始める。振幅が減少する間、ＬＥＤ負荷は、逆の順序で１つずつ電流伝導を停止する（まず、第Ｎ番目のＬＥＤ負荷が伝導を停止し、第１のＬＥＤ負荷が伝導を停止するのは最後である）。第１のＬＥＤ負荷が伝導を停止した後、周期的なＤＣ電流の振幅は、０まで更に減少し、次いで、上記のサイクルが繰り返される。

既知のＬＥＤ光源は、非常にコンパクトであり、比較的単純である。更に、既知のＬＥＤ光源は、欧州又は北米の主電源のような低周波ＡＣ供給電圧源から直に供給されることができる。ＬＥＤ利用率は以下のように規定される。
ＬＥＤ利用率（Ｎ＝４の場合）= (I_LED1_AVG/I_LED1_AVG*Vseg1+I_LED2_AVG/I_LED1_AVG*Vseg2+I_LED3_AVG/I_LED1_AVG*Vseg3 + I_LED4_AVG/I_LED1_AVG*Vseg4) / Vstring_total
ここで、I_LED#_AVGは、低周波ＡＣ供給電圧の１周期にわたって求められたＬＥＤ負荷を流れる平均電流であり、Vseg#は、ＬＥＤ負荷電圧であり、Vstring_totalは、４つのＬＥＤ負荷全ての全電圧である。

低いＬＥＤ利用率は、異なるＬＥＤ負荷は、周期的なＤＣ電圧の周期内の実質的に異なる継続時間の時間間隔の間、電流を伝導するという事実に起因する。第Ｎ番目のＬＥＤ負荷は、第１のＬＥＤ負荷と比べてずっと短い時間間隔の間しか電流を搬送しない。結果として、第１のＬＥＤ負荷は、第Ｎ番目のＬＥＤ負荷より高い平均電流を搬送する。ＬＥＤ負荷は、一般に、多数のマルチジャンクションＬＥＤチップを有する１つ以上のＬＥＤパッケージによって形成される。製造プロセスにおいて、第１のＬＥＤ負荷において用いられるだろうパッケージは、他のＬＥＤ負荷のいずれかにおいて用いられるだろうパッケージと区別されない。それ故、全てのパッケージが、最悪のケースの要件を満たす必要がある同じチップサイズ及びパッケージ電力容量を持つ。この場合には、前記要件は、（動作中、全てのＬＥＤ負荷の中で最も高い平均電流を搬送する）第１のＬＥＤ負荷におけるパッケージの使用に対応する。しかしながら、ＬＥＤ光源において用いられるＬＥＤパッケージのほとんどは、第１のＬＥＤ負荷において用いられない。

本発明の目的は、比較的高いＬＥＤ利用率を持つＬＥＤ光源及び対応する方法を提供することにある。

本発明の或る態様によれば、
− 周波数fを持つ低周波ＡＣ供給電圧を供給する供給電圧源との接続のための第１の入力端子及び第２の入力端子と、
− 前記低周波ＡＣ供給電圧を整流するために前記入力端子に結合される整流器と、
− Ｎ個のＬＥＤ負荷を含む直列回路であって、前記直列回路の第１の端部及び第２の端部が、各々、前記整流器の第１の出力端子及び第２の出力端子に結合されている直列回路と、
− 前記低周波ＡＣ供給電圧の瞬時振幅に依存して、前記振幅が増加するとき、後に、前記第１の端部に最も近い第１のＬＥＤ負荷から１つずつ前記ＬＥＤ負荷に電流を搬送させ、前記低周波ＡＣ供給電圧の瞬時振幅に依存して、前記振幅が減少するとき、後に、第Ｎ番目のＬＥＤ負荷から１つずつ前記ＬＥＤ負荷に電流の搬送を停止させるための制御手段とを有するＬＥＤ光源であって、前記第１のＬＥＤ負荷の順電圧が、他のＬＥＤ負荷のいずれの順電圧よりも少なくとも50%高いＬＥＤ光源が提供される。

従来技術においては、前記ＬＥＤ負荷の全ての順電圧が、通常は、ほぼ同じであるよう選ばれる。前記第１のＬＥＤ負荷の順電圧が、他のＬＥＤ負荷の順電圧より50%高いよう選ばれる場合には、前記第１のＬＥＤ負荷は、前記低周波ＡＣ供給電圧の比較的高い振幅でしか導通し始めず、前記第１のＬＥＤ負荷が導通する期間が減少することから、前記第１のＬＥＤ負荷を流れる平均電流は減少するだろう。前記ＬＥＤ負荷の全ての総合順電圧が同じままである場合には、前記第１のＬＥＤ負荷を流れる平均電流のこの減少は、一般に、前記ＬＥＤの利用率の増加をもたらす（上記の式参照）。

換言すれば、前記第１のＬＥＤ負荷は、より低い平均電流を搬送することから、前記ＬＥＤ光源において用いられるＬＥＤがさらされ得る最悪のケースは、あまり厳しくなくなり、故に、前記ＬＥＤパッケージのチップサイズ及び電力容量は減らされることができ、従って、前記ＬＥＤパッケージはより安価になる。同じ光出力を得るためには、前記ＬＥＤ負荷を流れる電流は、第１のＬＥＤ負荷の順電圧がより低く、ＬＥＤ負荷の順電圧の合計がほぼ同じである従来技術のＬＥＤ光源の場合より幾らか高い必要があることに注意されたい。しかしながら、電流のこの増加は、前記ＬＥＤ光源が実質的により安価であるという事実によって補償される。

好ましくは、前記第１のＬＥＤ負荷の順電圧は、他のＬＥＤ負荷のいずれの順電圧よりも少なくとも100%高い。この後者の場合には、前記第１のＬＥＤ負荷を流れる平均電流は更に小さくなり、故に、前記ＬＥＤ利用率はより一層高くなる。更に、前記第１のＬＥＤ負荷の順電圧は非常に高くなるので、前記ＬＥＤ光源に含まれるＬＥＤ負荷の総数は、第１のＬＥＤ負荷の順電圧が他のＬＥＤ負荷の各々の順電圧とほぼ等しい従来技術のＬＥＤ光源に対して、１つ削減されることができる。ＬＥＤ負荷の数のこの削減は、例えば、前記ＬＥＤ光源に必要とされる切り替え可能な電流源の数が減らされ、故に、より高いＬＥＤ利用率に加えて、より少ない構成要素しか必要とされないことからのコスト節減もあることを意味する。

前記制御手段の幾つかの実施例があり得る。

第１の例においては、前記制御手段は、
− スイッチを含み、各々、第２乃至第Ｎ番目のＬＥＤ負荷を分流するＮ−１個の制御ストリングと、
− 前記制御ストリングに含まれる前記スイッチを制御するために前記Ｎ−１個の制御ストリングに結合される制御回路と、
− 前記第Ｎ番目のＬＥＤ負荷と前記整流器の前記第２の出力端子との間に結合される電流源とを有する。この第１の実施例は、実施するのが比較的簡単である。

第２の例においては、前記制御手段は、切り替え可能な電流源を含み、ＬＥＤ負荷の陰極を前記整流器の前記第２の出力端子に接続する制御ストリングをＮ個有する。最初のｎ個のＬＥＤ負荷が電流を伝導している期間中、第ｎ番目の電流源だけが、オンに切り替えられ、電流を伝導する。前記切り替え可能な電流源の各々は、まず第１に、前記ＬＥＤ負荷を流れる電流が高くなりすぎるのを防止する。更に、前記切り替え可能な電流源の各々の電流レベルは、異なる値に調節されることができる。例えば、異なるＬＥＤ負荷は異なる色のＬＥＤを有する場合には、全ての電流伝導ＬＥＤ負荷によって一緒に生成される光の色は、新しいＬＥＤ負荷が伝導し始めるたびに、変わる。人間の目によって知覚される光の平均色に対する、これらの異なる色の各々の寄与度は、前記切り替え可能な電流源の前記電流レベルを調節することによって、調節されることができる。前記切り替え可能な電流源の前記電流レベルの調節は、前記光源のちらつき及びストロボ効果を減らすためにも用いられることができ、又は力率を増加させ、入力電流高調波歪みを減らすために用いられることができる。

本発明による光源の好ましい実施例においては、前記ＬＥＤ光源は、３個から６個のＬＥＤ負荷を有する。一般に、ＬＥＤ負荷の数が増える場合、前記ＬＥＤ負荷の電力と、前記ＬＥＤ光源の入力電力との間の比率は増加する。しかしながら、前記制御手段に含まれる回路の量も増加し、故に、ＬＥＤ負荷の実際の数は、効率とコストとの間のトレードオフである。好ましい実施例は、優れた効率と、制御回路の複雑さの低減とを提供する。

好ましい実施例においては、第２乃至第Ｎ番目のＬＥＤ負荷の順電圧が、同じであるよう選ばれる。この点においては、前記ＬＥＤ負荷を構成する前記ＬＥＤパッケージが製造される際に生じる順電圧の幅のために、これらの順電圧の間には、実際には、小さな差が生じ得ることに注意されたい。実際には、これらの差は、多くの場合、+5%又は-5%を超えない。

多くの実際的な応用例においては、ＬＥＤ負荷の数は、３個と５個との間の範囲内で選ばれる。第１の例は、前記ＬＥＤ光源が、第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷であって、前記第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷の順電圧の間の比が、２：１：１である第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷を有する本発明によるＬＥＤ光源である。第２の例は、前記ＬＥＤ光源が、第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷であって、前記第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷の順電圧の間の比が、５：２：１である第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷を有する本発明によるＬＥＤ光源である。第３の例は、前記ＬＥＤ光源が、第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷、第３のＬＥＤ負荷及び第４のＬＥＤ負荷であって、前記第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷、第３のＬＥＤ負荷及び第４のＬＥＤ負荷の順電圧の間の比が、３：１：１：１である第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷、第３のＬＥＤ負荷及び第４のＬＥＤ負荷を有するＬＥＤ光源である。この場合もまた、前記ＬＥＤ負荷を構成する前記ＬＥＤパッケージが製造される際に生じる順電圧の幅のために、実際には、これらの比からのわずかなずれが生じ得る

好ましくは、前記ＬＥＤ負荷は、１つ以上のマルチジャンクションＬＥＤチップを有する１つ以上のＬＥＤパッケージによって形成される。前記パッケージの使用は、本発明によるＬＥＤ光源の製造を比較的容易にする。前記ＬＥＤパッケージは、好ましくは、24V±5%、36V±5%、48V±5%、及び72V±5%によって形成されるグループ内の範囲のうちの１つの範囲内の順電圧を持つ。前記範囲は、前記低周波ＡＣ供給電圧が、欧州電源電圧又は北米電源電圧である場合に、前記ＬＥＤ負荷が、多くのこれらのパッケージによって容易に形成されることができるように、選ばれる。

前記第１のＬＥＤ負荷の順電圧が、前記低周波ＡＣ供給電圧の最大振幅の26%と60%との間であり、好ましくは、前記低周波ＡＣ供給電圧の最大振幅の33%と48%との間であり、より好ましくは、前記低周波ＡＣ供給電圧の最大振幅の40%と48%との間である光源の場合に、良い結果が得られた。

本発明による光源の別の好ましい実施例においては、前記ＬＥＤ光源は、
− 容量性素子及びスイッチSの直列回路と、
− 前記低周波ＡＣ供給電圧の瞬時振幅に依存して前記スイッチSを導通状態及び非導通状態にするために前記スイッチSに結合される第２の制御回路とを更に有する。

前記スイッチSは、前記周期的なＤＣ電圧の瞬時振幅が比較的高い期間中、前記容量性素子が充電されるように、制御される。前記周期的なＤＣ電圧の瞬時振幅が比較的低いとき、前記容量性素子の両端の電圧が、前記ＬＥＤ負荷のための供給電圧として用いられる。この方法においては、前記ＬＥＤ負荷に供給される電流の総量が増える。

本発明の別の態様によれば、Ｎ個のＬＥＤ負荷の直列回路を供給する方法であり、
− 低周波ＡＣ供給電圧を供給するステップと、
− 前記低周波ＡＣ供給電圧を整流するステップと、
− Ｎ個のＬＥＤ負荷を有する前記直列回路に、整流された前記ＡＣ供給電圧を供給するステップと、
− 前記低周波ＡＣ供給電圧の瞬時振幅に依存して、前記振幅が増加するとき、後に、前記直列回路の第１の端部に最も近い第１のＬＥＤ負荷から１つずつ前記ＬＥＤ負荷に電流を搬送させるステップと、
− 前記低周波ＡＣ供給電圧の瞬時振幅に依存して、前記振幅が減少するとき、後に、第Ｎ番目のＬＥＤ負荷から１つずつ前記ＬＥＤ負荷に電流の搬送を停止させるステップとを有する方法であって、前記第１のＬＥＤ負荷の順電圧が、他のＬＥＤ負荷のいずれの順電圧よりも少なくとも50%高い方法が提供される。

図面を参照して、本発明によるＬＥＤ光源の実施例を更に説明する。

本発明によるＬＥＤ光源の実施例の概略図を示す。 本発明によるＬＥＤ光源の実施例の概略図を示す。 本発明によるＬＥＤ光源の実施例の概略図を示す。 本発明によるＬＥＤ光源の実施例の概略図を示す。 本発明によるＬＥＤ光源の実施例の概略図を示す。 本発明によるＬＥＤ光源の様々な実施例におけるＬＥＤ負荷が、どのように、異なる順電圧を持つＬＥＤパッケージで構成されることができるのかを例示する表を示す。

図１ａにおいて、MAINSは、低周波ＡＣ供給電圧を供給する電源電圧源である。電源電圧源は、整流器の入力端子に接続される。整流器の出力端子は、容量性素子C1及びスイッチSの直列回路によって接続され、且つＬＥＤパッケージLP1とＬＥＤパッケージLP2とによって形成される第１のＬＥＤ負荷、ＬＥＤパッケージLP3によって形成される第２のＬＥＤ負荷、ＬＥＤパッケージLP4によって形成される第３のＬＥＤ負荷、及び切り替え可能な電流源CS3によって形成される制御ストリングの直列回路によって接続される。第２の制御ストリングは、切り替え可能な電流源CS2によって形成され、第２のＬＥＤ負荷の陰極を整流器の第２の出力端子に接続する。第３の制御ストリングは、切り替え可能な電流源CS1によって形成され、第１のＬＥＤ負荷の陰極を整流器の第２の出力端子に接続する。ＬＥＤパッケージLP1乃至LP4は同じである。スイッチS及び切り替え可能な電流源は、制御回路（図示せず）に結合される。動作中、整流器の出力端子間には、整流された電源電圧が存在する。整流された電源電圧の振幅が増加する場合には、後に、第１乃至第３のＬＥＤ負荷は、整流された電源電圧の振幅に従って、第１のＬＥＤ負荷から、１つずつ電流の搬送を開始する。整流された電源電流の振幅が減少する場合には、後に、ＬＥＤ負荷は、整流された電源電流の振幅に従って、第３のＬＥＤ負荷から、１つずつ電流の搬送を停止する。どの時点においても、電流源CS1乃至CS3のうちの１つしか電流を搬送しない。ＬＥＤパッケージは同じであることから、第１のＬＥＤ負荷の順電圧は、第２及び第３のＬＥＤ負荷の順電圧の２倍高い。第１のＬＥＤ負荷の順電圧は比較的高いことから、第１のＬＥＤ負荷は、整流された電源電圧の振幅が比較的高い場合にしか導通し始めない。それ故、第１のＬＥＤ負荷を流れる平均電流は比較的小さく、故に、ＬＥＤ利用率は比較的高い。結果として、ＬＥＤパッケージは、第１のＬＥＤ負荷を流れる平均電流がより高い場合と比べて、より厳しくない要件しか満たす必要がなく、それ故、より安価にし得る。

ＬＥＤパッケージLP1の陰極がまた、切り替え可能な電流源によって整流器の第２の出力端子に接続される場合には、ＬＥＤ光源は、同じ順電圧を持つ４つのＬＥＤ負荷が存在する結果となることに注意されたい。この状況においては、LP1によって形成される第１のＬＥＤ負荷は、整流された電源電圧の非常に低い振幅において、導通し始め、後に、導通を停止するだろう。結果として、第１のＬＥＤ負荷を流れる平均電流は、比較的高いだろう。

図１ｂ及び図２乃至４においては、図１に示されている実施例における回路の部品及び構成要素と同様の回路の部品及び構成要素には、同じ参照符号が付けられている。

図１ａと図１ｂとの間の違いは、各々電流源CS1及び電流源CS2を含む２つの制御ストリングが省かれていることである。その代わりに、第２のＬＥＤ負荷は、スイッチS1を有する制御ストリングによって分流され、第３のＬＥＤ負荷は、スイッチS2を有する制御ストリングによって分流される。スイッチS並びにスイッチS1及びS2は、制御回路（図示せず）に結合される。従って、図１ａ及び図１ｂは、制御手段の点でしか異ならない。動作中、周期的なＤＣ電圧の振幅が増加するとき、まず、最初のＬＥＤ負荷だけが電流を搬送するように、スイッチS1及びS2が導通する。周期的なＤＣ電圧の振幅が更に増加するとき、後に、最初の２つのＬＥＤ負荷及び３つのＬＥＤ負荷全てが、各々、電流を搬送するように、スイッチS1及びS2は非導通状態になる。周期的なＤＣ電圧の振幅が減少し始めるとき、第３のＬＥＤ負荷が電流の搬送を停止し、後に、第２のＬＥＤ負荷が電流の搬送を停止するように、まず、まず、スイッチS2が再び導通状態になり、後に、スイッチS1が再び導通状態になる。周期的なＤＣ電圧の振幅が更に減少すると、第１のＬＥＤ負荷も電流の搬送を停止する。図１ｂに示されているＬＥＤ光源の場合にも、第１のＬＥＤ負荷は、比較的高い順電圧を持ち、故に、第１のＬＥＤ負荷を流れる平均電流は、比較的低く、ＬＥＤパッケージは、第１のＬＥＤ負荷を流れる平均電流がより高い場合と比べて、より厳しくない要件しか満たす必要がなく、それ故、より安価にし得る。

図２において、LP1乃至LP8はＬＥＤパッケージである。それらは、互いに同じであるが、図１に示されている実施例において用いられているＬＥＤパッケージと異なる順電圧を持つ。図１に示されている実施例と、図２に示されている実施例との間の違いは、後者においては、第１のＬＥＤ負荷が、２つではなく、５つのＬＥＤパッケージを含んでおり、第２のＬＥＤ負荷が、１つではなく、２つのＬＥＤパッケージを含んでいることである。図２に示されている実施例の動作は、図１に示されている実施例の動作と同様である。第１のＬＥＤ負荷の順電圧が比較的高い（他のどのＬＥＤ負荷の順電圧より100%以上高い）ことから、ＬＥＤ利用率は比較的高い。

図３及び４には、欧州主電源との接続のためのＬＥＤ光源、及び北米主電源との接続のためのＬＥＤ光源が、各々、示されている。図３及び４に示されている実施例の各々において、第１のＬＥＤ負荷は４つのＬＥＤパッケージを含んでおり、第２のＬＥＤ負荷は２つのＬＥＤパッケージを含んでおり、第３のＬＥＤ負荷は２つのＬＥＤパッケージを含んでいる。しかしながら、図３に示されている実施例におけるＬＥＤ負荷においては、ＬＥＤパッケージは、直列に取り付けられているのに対して、図４に示されている実施例におけるＬＥＤ負荷においては、ＬＥＤパッケージは、２つの並列のＬＥＤパッケージの組にして取り付けられている。結果として、図３の実施例における各ＬＥＤ負荷の順電圧は、図４の実施例における対応するＬＥＤ負荷の順電圧の２倍高い。従って、ＬＥＤ負荷は、各々、欧州電源及び北米電源の振幅と適合される。図３及び４に開示されている実施例の動作は、図１に示されている実施例の動作と同様である。

図３に示されている実施例及び図４に示されている実施例においては、第１のＬＥＤ負荷の順電圧は、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷の順電圧の２倍高い。また、実施例１と同じ理由で、このことは、ＬＥＤ利用率を比較的高くし、ＬＥＤパッケージのコストを比較的低くする。

図１乃至図４に示されている実施例の各々において、スイッチSは、整流された電源電圧が比較的高い瞬時振幅を持つときに、容量性素子C1が充電されるように、動作される。整流された電源の瞬時振幅が比較的低いとき、容量性素子は、ＬＥＤ負荷に供給するための供給電圧源として機能する。

図５に示されている表は、本発明によるＬＥＤ光源におけるＬＥＤ負荷が、標準的な構成要素としての或る特定の順電圧を持つＬＥＤパッケージからどのようにして形成され得るかを例示している。

各々が異なる順電圧を持つＬＥＤパッケージに関する６つの例が示されている。表の左上隅の最初の３列は、各々220V電源用及び110V電源用のＬＥＤ光源の異なるＬＥＤ負荷が、３５ボルトの順電圧を持つＬＥＤパッケージを利用してどのようにして構成されるかを示している。第２列の第１及び第２行には、220V電源電圧の２２０ボルトの実効値及び３１１ボルトの最大振幅が挙げられている。同様に、110V電源のために、１１０ボルトの実効値及び１５５ボルトの最大振幅が、第３列の、各々第１及び第２行において挙げられている。第１列の第３行は、１つのＬＥＤパッケージの順電圧について言及している。第４行は、直列の２つのＬＥＤパッケージの順電圧について言及しており、第５列は、直列の３つのＬＥＤパッケージの順電圧について言及している。第２列の第３行は、１つのＬＥＤパッケージの順電圧を、欧州主電源の振幅のパーセント値として表現している。第２列の第４行は、直列の２つのＬＥＤパッケージの順電圧を、220V主電源の振幅(311V)のパーセント値として表現している。同様に、第３列の第３行は、１つのＬＥＤパッケージの順電圧を、110V主電源の振幅(155V)のパーセント値として表現している。第３列の第４行は、直列の２つのＬＥＤパッケージの順電圧を、110V主電源の振幅のパーセント値として表現している。

220V主電源用のＬＥＤ光源には、８個のＬＥＤパッケージが用いられることが、見てわかる。異なるＬＥＤ負荷にわたるこれらのＬＥＤパッケージの分布は、水平線によって示されている。第１のＬＥＤ負荷は、直列の４つのＬＥＤパッケージを含んでおり、第２及び第３のＬＥＤ負荷は、各々、直列の２つのＬＥＤパッケージから成ることが、見てわかる。最初のＬＥＤ負荷の順電圧は、主電源の振幅の45%であり、最初の２つのＬＥＤ負荷の順電圧は、主電源の振幅の67.5%であり、最初の３つのＬＥＤ負荷の順電圧は、主電源の振幅の90%である。

同様に、110V主電源用のＬＥＤ光源においては、３５ボルトの順電圧を持つＬＥＤパッケージが４つ用いられる。この場合においても、異なるＬＥＤ負荷にわたるこれらのＬＥＤパッケージの分布は、水平線によって示されている。

第１のＬＥＤ負荷は、直列の２つのＬＥＤパッケージを含んでおり、第２及び第３のＬＥＤ負荷は、各々、１つのＬＥＤパッケージから成る。この場合においても、最初のＬＥＤ負荷の順電圧は、主電源の振幅の45%であり、最初の２つのＬＥＤ負荷の順電圧は、主電源の振幅の67.5%であり、最初の３つのＬＥＤ負荷の順電圧は、主電源の振幅の90%である。

表の上半分の次の３列は、同様にして、各々、220V主電源用及び110V主電源用の異なるＬＥＤ負荷が、どのようにして、３６ボルトの順電圧を持つＬＥＤパッケージから構成されることができるかを示している。この場合においても、３つのＬＥＤ負荷が存在する。表の上半分の最後の３列は、各々220V及び110V電源用の本発明によるＬＥＤ光源におけるＬＥＤ負荷を形成するための３７ボルトの順電圧を持つＬＥＤパッケージの使用を例示している。この場合においても、３つのＬＥＤ負荷が存在する。

表の下半分に示されている次の３つの例においては、各々、２７ボルト、２８ボルト及び２９ボルトの順電圧を持つＬＥＤパッケージの使用が示されている。これらの最後の３つの例においては、ＬＥＤ負荷の数は４つであり、第１のＬＥＤ負荷の中のＬＥＤパッケージの数は４つであり、他の３つのＬＥＤ負荷の各々の中のＬＥＤパッケージの数は２つである。

Claims (14)

1. 周波数fを持つ低周波ＡＣ供給電圧を供給する供給電圧源との接続のための第１の入力端子及び第２の入力端子と、
   前記低周波ＡＣ供給電圧を整流するために前記入力端子に結合される整流器と、
   Ｎ個のＬＥＤ負荷を含む直列回路であって、前記直列回路の第１の端部及び第２の端部が、各々、前記整流器の第１の出力端子及び第２の出力端子に結合されている直列回路と、
   前記低周波ＡＣ供給電圧の瞬時振幅に依存して、前記振幅が増加するとき、後に、前記第１の端部に最も近い第１のＬＥＤ負荷から１つずつ前記ＬＥＤ負荷に電流を搬送させ、前記低周波ＡＣ供給電圧の瞬時振幅に依存して、前記振幅が減少するとき、後に、第Ｎ番目のＬＥＤ負荷から１つずつ前記ＬＥＤ負荷に電流の搬送を停止させるための制御手段とを有するＬＥＤ光源であって、
   前記第１のＬＥＤ負荷の順電圧が、他のＬＥＤ負荷のいずれの順電圧よりも少なくとも50%高いＬＥＤ光源。
2. 前記第１のＬＥＤ負荷の順電圧が、他のＬＥＤ負荷のいずれの順電圧よりも少なくとも100%高い請求項１に記載のＬＥＤ光源。
3. 前記制御手段が、
   スイッチを含み、各々、第２乃至第Ｎ番目のＬＥＤ負荷を分流するＮ−１個の制御ストリングと、
   前記制御ストリングに含まれる前記スイッチを制御するために前記Ｎ−１個の制御ストリングに結合される制御回路と、
   前記第Ｎ番目のＬＥＤ負荷と前記整流器の前記第２の出力端子との間に結合される電流源とを有する請求項１又は２に記載のＬＥＤ光源。
4. 前記制御手段が、切り替え可能な電流源を含み、ＬＥＤ負荷の陰極を前記整流器の前記第２の出力端子に接続する制御ストリングをＮ個有する請求項１又は２に記載のＬＥＤ光源。
5. 前記ＬＥＤ光源が、３個から６個のＬＥＤ負荷を有する請求項１に記載のＬＥＤ光源。
6. 第２乃至第Ｎ番目のＬＥＤ負荷の順電圧が同じであるよう選ばれる請求項１又は２に記載のＬＥＤ光源。
7. 第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷であって、前記第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷の順電圧の間の比が、２：１：１である第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷を有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＬＥＤ光源。
8. 第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷であって、前記第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷の順電圧の間の比が、５：２：１である第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷及び第３のＬＥＤ負荷を有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＬＥＤ光源。
9. 第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷、第３のＬＥＤ負荷及び第４のＬＥＤ負荷であって、前記第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷、第３のＬＥＤ負荷及び第４のＬＥＤ負荷の順電圧の間の比が、３：１：１：１である第１のＬＥＤ負荷、第２のＬＥＤ負荷、第３のＬＥＤ負荷及び第４のＬＥＤ負荷を有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＬＥＤ光源。
10. 前記ＬＥＤ負荷が、１つ以上のマルチジャンクションＬＥＤチップを有する１つ以上のＬＥＤパッケージによって形成される請求項１に記載のＬＥＤ光源。
11. 前記ＬＥＤパッケージが、24V±5%、36V±5%、48V±5%、及び72V±5%によって形成されるグループ内の範囲のうちの１つの範囲内の順電圧を持つ請求項１０に記載のＬＥＤ光源。
12. 前記第１のＬＥＤ負荷の順電圧が、前記低周波ＡＣ供給電圧の最大振幅の26%と60%との間であり、好ましくは、前記低周波ＡＣ供給電圧の最大振幅の33%と48%との間であり、より好ましくは、前記低周波ＡＣ供給電圧の最大振幅の40%と48%との間である請求項１０に記載のＬＥＤ光源。
13. 前記ＬＥＤ光源が、
    容量性素子及びスイッチSの直列回路と、
    前記低周波ＡＣ供給電圧の瞬時振幅に依存して前記スイッチSを導通状態及び非導通状態にするために前記スイッチSに結合される第２の制御回路とを更に有する請求項１に記載のＬＥＤ光源。
14. Ｎ個のＬＥＤ負荷の直列回路を供給する方法であり、
    低周波ＡＣ供給電圧を供給するステップと、
    前記低周波ＡＣ供給電圧を整流するステップと、
    Ｎ個のＬＥＤ負荷を有する前記直列回路に、整流された前記ＡＣ供給電圧を供給するステップと、
    前記低周波ＡＣ供給電圧の瞬時振幅に依存して、前記振幅が増加するとき、後に、前記直列回路の第１の端部に最も近い第１のＬＥＤ負荷から１つずつ前記ＬＥＤ負荷に電流を搬送させるステップと、
    前記低周波ＡＣ供給電圧の瞬時振幅に依存して、前記振幅が減少するとき、後に、第Ｎ番目のＬＥＤ負荷から１つずつ前記ＬＥＤ負荷に電流の搬送を停止させるステップとを有する方法であって、
    前記第１のＬＥＤ負荷の順電圧が、他のＬＥＤ負荷のいずれの順電圧よりも少なくとも50%高い方法。

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