JP2015520483A - Ｌｅｄ照明システム - Google Patents

Abstract

本発明は、電力供給回路及び少なくとも１つのＬＥＤモジュールを含むＬＥＤ照明システムに関する。電力供給回路は、供給電圧源に接続する為の入力端子Ｋ１、Ｋ２、出力端子Ｋ３、Ｋ４、並びに供給電圧源によって供給された供給電圧からＬＥＤ電流を生成する為の入力端子及び出力端子間に結合されたドライバ回路Ｉ、ＩＩを含み、ドライバ回路は、電流制御信号を受信する為及び電流制御信号に依存してＬＥＤ電流を生成する為の入力端子Ｋ７を備えたドライバ制御回路ＩＩを含む。少なくとも１つのＬＥＤモジュールは、電力供給回路の出力端子に結合する為の入力端子Ｋ５、Ｋ６、入力端子間に結合されるＬＥＤ負荷ＬＳ、及びＬＥＤ電流の所望の大きさを表す第１の時間経過中に第１の振幅を有する第１の部分を含む方形波形状信号として電流制御信号を生成する為のモジュール制御回路を含み、前記モジュール制御回路は、ドライバ制御回路の入力端子への電流制御信号の交流結合を含む。

Description

本発明は、電力供給回路及び１つ又は複数のＬＥＤモジュールを含むＬＥＤ照明システムに関する。特に、本発明は、電力供給回路がＬＥＤモジュールに含まれる回路網によって生成される信号に依存してＬＥＤモジュール内のＬＥＤに供給される電力を調整し、一方前記信号は、ＬＥＤモジュールに含まれるＬＥＤの公称電力に依存するＬＥＤ照明システムに関する。

ＬＥＤに基づく照明システムの使用の規模は拡大している。

ＬＥＤは、高効率及び長寿命を有する。多くの照明システムでは、ＬＥＤは、他の光源よりも高い光学効率も提供する。その結果、ＬＥＤは、蛍光灯、高輝度放電ランプ及び白熱灯等のよく知られた光源の興味深い代替品を提供する。

ＬＥＤに基づく照明システムは、１つ又は複数のＬＥＤモジュールに含まれるＬＥＤに電力を供給する電力供給回路を含む事が多く、１つ又は複数のＬＥＤモジュールは、少なくとも動作中に、電力供給回路の出力端子に電気的に接続される。一般的に、電力供給回路によって供給される全電流は、電力供給回路に接続されたＬＥＤモジュールの数に依存し、特に、ＬＥＤモジュールの各々によって必要とされ及びＬＥＤモジュールの各々に適した所望の電流並びに場合によってはＬＥＤモジュールの温度にも依存する。現在市販されている及び図１に示される、Philipsによって製造されるFortimoと呼ばれるＬＥＤ照明システムに含まれる各ＬＥＤモジュールＬＭは、ＬＥＤモジュールに含まれるＬＥＤに適した所望の電流を表す抵抗を有する第１のレジスタＲｓｅｔを含む。各ＬＥＤモジュールＬＭは、温度依存性抵抗を有する第２のレジスタＮＴＣも含む。これらのＬＥＤモジュールＬＭの１つが電力供給回路ＰＳＣに接続されると、電力供給回路ＰＳＣに含まれる回路ＭＣは、電流を第１のレジスタＲｓｅｔに流れさせ、別の電流を第２のレジスタＮＴＣに流れさせる。各レジスタの電圧が測定され、各レジスタの抵抗値は、各レジスタの測定された電圧から回路ＭＣによって決定される。これらのデータから、回路部ＭＣは、ＬＥＤ電流の値を導き出す。電力供給回路ＰＳＣに含まれるドライバ回路ＤＣは、後に、ＬＥＤモジュールに供給される電流を導き出された値に調整する。

この先行技術のシステム及び方法の重大なデメリットは、ＬＥＤモジュール内のレジスタを電力供給回路に含まれる回路網に接続する為に３つの電線が必要とされる点である。これは、これらの既存のＬＥＤ照明システムを幾分複雑にする。更に、ＬＥＤ照明システムが２つ以上のＬＥＤモジュールを含む場合、この先行技術は、２つ以上のＬＥＤモジュールがユーザの好みに応じて直列又は並列に配置される事を許可しない。

本発明は、製造がより簡単である及び設置もより簡単である、並びに、単一の電力供給回路に対してＬＥＤモジュールの直列及び並列配置両方を可能にするより単純なＬＥＤ照明システムを提供する事を目的とする。

本発明の第１の態様によれば、電力供給回路及び少なくとも１つのＬＥＤモジュールを含むＬＥＤ照明システムが提供される。電力供給回路は、電力供給源に接続する為の入力端子、出力端子、並びにＬＥＤ電流を生成する為の入力端子及び出力端子間に結合されたドライバ回路を含み、ドライバ回路は、電流制御信号を受信する為及び電流制御信号に依存してＬＥＤ電流を生成する為の入力端子を備えたドライバ制御回路を含む。少なくとも１つのＬＥＤモジュールは、電力供給回路の出力端子に結合する為の入力端子、入力端子間に結合されるＬＥＤ負荷、及び第１の時間経過中に第１の振幅を有する第１の部分を含む信号として電流制御信号を生成する為のモジュール制御回路を含み、第１の時間経過の継続時間はＬＥＤ電流の所望の大きさを表し、前記モジュール制御回路は、ドライバ制御回路の入力端子への電流制御信号の交流結合を含む。交流結合は、例えば、結合端子によって実施する事ができる。

電流制御信号は、好ましくは、方形波形状である。電流制御信号を伝達する為のＬＥＤモジュール及び電力供給回路間の伝達に電線が１つのみ必要とされる。その結果、本発明によるＬＥＤ照明システムは、比較的単純並びに製造及び設置が簡単である。更に、ＬＥＤ照明システムが２つ以上のＬＥＤモジュールを含む場合、交流結合による電流制御信号の伝達は、電力供給回路の出力端子間のＬＥＤモジュールの並列及び直列配置双方に対応し、従って、ＬＥＤ照明システムの可能性及び自由度が向上される。

第２の態様によれば、電力供給回路に含まれるドライバ回路を用いて、ＬＥＤ負荷を含む少なくとも１つのＬＥＤモジュールを動作させる方法であって、
第１の時間経過中に第１の振幅を有する第１の部分を含む信号として電流制御信号を生成するステップであって、第１の時間経過の継続時間は、ＬＥＤ電流の所望の大きさを表すステップと、
交流結合によってドライバ制御回路の入力端子に電流制御信号を伝達するステップと、
電流制御信号に基づいてドライバ制御回路を用いてＬＥＤ電流を生成する及びＬＥＤ電流をＬＥＤ負荷に供給するステップと、
を含む方法が提供される。

この方法は、本発明によるＬＥＤ照明システムと同じ利点を提供する。

本発明によるＬＥＤ照明システムの第１の好適な実施形態では、電流制御信号は、温度依存性である。温度依存性である電流制御信号は、ＬＥＤモジュールの温度又はより具体的にはＬＥＤの温度の決定を可能にする、及びドライバ回路によって生成される電流を調整し、それによってＬＥＤの温度を制御する事を可能にする。

本発明によるＬＥＤ照明システムの更に好適な実施形態では、電流制御信号の温度依存性は、電流制御信号が第２の時間経過中に第２の振幅を有する第２の部分を含むように実現され、第２の時間経過の継続時間は、ＬＥＤモジュール内のＬＥＤの温度を表す。この特定の温度依存性は、比較的簡単な温度決定を可能にする。

また更なる好適な実施形態では、電流制御信号は、周期的信号であり、各周期は、電流制御信号の第１の部分又は電流制御信号の第１の部分及び第２の部分を含む。このまた更なる好適な実施形態が少なくとも２つのＬＥＤモジュールを含む場合、好ましくは、ＬＥＤモジュールによって生成された周期的電流制御信号を重畳する事によって合成信号を生成する為及び合成信号をドライバ制御回路の入力端子に供給する為の回路網が備えられる。

合成信号を生成する為の回路網は、単純に、ＬＥＤモジュールの結合端子間の導電接続でもよい事に留意されたい。

この様な合成信号がドライバ制御回路に伝達される場合、ドライバ制御回路は、各ＬＥＤモジュールによって生成された周期的制御信号を合成信号から導き出す為の回路網を備えられると有利である。

全ての周期的信号が合成信号から導き出される場合、各ＬＥＤモジュールの温度が知られる。従って、最高温度を有するＬＥＤモジュールの温度の値も知られる。この最高温度が高過ぎる場合、最高温度が許容可能となるまで、全ＬＥＤ電流を低下させる事ができる。

各ＬＥＤモジュールの全ての所望の電流の大きさも知られる。例えば、所望の電流の大きさの１つが他の電流の大きさと大幅に異なる場合、ＬＥＤモジュールの１つが交換される必要があると結論付ける事ができる。

次に、ＬＥＤモジュールの１つが交換される必要があることを示す信号が、例えば、ＬＥＤ照明システムがその一部であるビル制御システムに供給されてもよい。

本発明による別の好適な実施形態では、モジュール制御回路は、ＬＥＤ電流の所望の大きさを表す抵抗を持つ第１のレジスタを含み、モジュール制御回路は、第１のレジスタに結合された電流制御信号の第１の部分を生成する為のタイマー回路を含み、及び第１の時間経過の継続時間は、第１のレジスタの抵抗の関数である。好ましくは、モジュール制御回路は、温度依存性抵抗を持つ第２のレジスタを含み、第２のレジスタは、タイマー回路に結合され、タイマー回路は、電流制御信号の第２の部分を生成するのに適しており、及び第２の時間経過の継続時間は、第２のレジスタの抵抗の関数である。所望のＬＥＤ電流の大きさ及び温度に関する情報をコード化する為のレジスタの使用は、安価及び効率的である。

本発明によるＬＥＤ照明システムの更に別の好適な実施形態では、ドライバ回路は、電流制御信号の第１の部分を生成する為に電力供給回路に接続されたＬＥＤモジュールの内の１つ又は複数のモジュール制御回路をトリガする為の回路網並びに交流結合された電流制御信号を重畳させる事によって合成信号を生成する為及び合成信号をドライバ制御回路の入力端子に供給する為の回路網が備えられ、ドライバ制御回路は、ＬＥＤモジュールのＬＥＤ電流の所望の大きさを合成信号から導き出す為の回路網が備えられる。

ＬＥＤ照明システムが２つ以上のＬＥＤモジュールを含む場合、これらのＬＥＤモジュールは、電流制御信号の第１の部分が同期されるように同時にトリガされる。このトリガリングの結果は、全ての第１の部分の合成信号が生成される及びドライバ制御回路の入力端子によって受信される事である。全ての第１の部分が同期されるので、それらは同時に始まり、従って、全ての第１の時間経過の継続時間を合成信号から簡単に導き出す事ができる。

好ましくは、電流制御信号が第１及び第２の部分を含む場合、モジュール制御回路は、第１の部分の直後に電流制御信号の第２の部分を生成する為の回路網が備えられ、及びドライバ制御回路は、合成信号からＬＥＤモジュール内のＬＥＤの温度を決定する為の回路網を含む。この場合、ＬＥＤの温度に関する情報もまた、ドライバ制御回路の入力端子において受信される合成信号中に存在する。

ＬＥＤモジュールの温度に関する情報をより良く決定可能にする為には、ＬＥＤ照明システムが、可能な限り最長の電流制御信号の第１の部分よりも長い及び電流制御信号の第１の部分と同時に始まる遅延時間後に電流制御信号の第２の部分を生成する為にＬＥＤモジュールのモジュール制御回路を作動させる為の回路網を含み、ドライバ制御回路は、合成信号における第２の時間経過からＬＥＤモジュール内のＬＥＤの温度を導き出す為の回路網を含む事が更に一層好ましい。

電流制御信号の第２の部分を生成する為にモジュール制御回路を作動させる為の回路網は、遅延時間後に第２のトリガパルスを生成するドライバ制御回路に含まれる回路網でもよい。代替的に、電流制御信号の第２の部分を生成する為にモジュール制御回路を作動させる為の回路網は、ＬＥＤモジュールのモジュール制御回路に含まれてもよい。

モジュール制御回路は、電流制御信号の第２の部分を生成する為に同時に作動されるので、これらの第２の部分も同期される及び遅延時間により電流制御信号の第１の部分とは完全に分離される。第２の部分が同期されるので、ＬＥＤモジュールの温度は、より簡単及びより正確に決定する事ができる。

ＬＥＤモジュールが並列に配置される場合、ドライバ制御回路は、好ましくは、第１の電流制御信号の第１の時間経過の継続時間にコード化される所望の電流の合計に依存して、ＬＥＤモジュールに供給される全ＬＥＤ電流を決定する為の回路網を含む。

同様に、ＬＥＤモジュールが直列に配置される場合、ドライバ制御回路は、好ましくは、第１の電流制御信号の第１の時間経過の継続時間によって表されるＬＥＤ電流の最小の所望の大きさに依存して、ＬＥＤモジュールに供給される全ＬＥＤ電流を決定する為の回路網を含む。

好ましくは、ドライバ制御回路は、電流制御信号の第２の部分の内の１つ又は複数が少なくとも１つのＬＥＤモジュールの温度が高過ぎる事を示す場合に全ＬＥＤ電流を低下させる為の回路網を含む。

本発明によるＬＥＤ照明システムの更に別の好適な実施形態では、モジュール制御回路は、結合端子と直列に温度依存性インピーダンスを含み、及びドライバ制御回路は、ドライバ制御回路の入力端子において合成信号として受信される電流制御信号の振幅に依存してＬＥＤ電流を調整する為の回路網を含む。この実施形態では、温度情報は、電流制御信号の第１の部分の振幅にコード化される。

合成信号が電流制御信号を生成する為にモジュール制御回路をトリガする事によって得られる場合、ＬＥＤモジュールの電流制御信号の第１の部分が同期される。合成信号は、ドライバ制御回路の入力端子に伝達され、温度依存性インピーダンスがＮＴＣ型の温度依存性レジスタである場合、最高温度を有するＬＥＤモジュールの電流制御信号の第１の部分の振幅は、他の第１の部分のものよりも高くなり、同じ事が、合成信号におけるこの第１の部分の寄与の振幅にも当てはまる。この最高振幅が、その電流制御信号を生成しているＬＥＤモジュール内のＬＥＤの温度が高過ぎる事を示す場合、これは、ＬＥＤ電流の低下を達成する為に使用する事ができる。

本発明の実施形態が、図面を利用して更に説明される。

先行技術のＬＥＤ照明システムの実施形態を示す。 本発明によるＬＥＤ光源の実施形態を示す。 本発明によるＬＥＤ光源の実施形態を示す。 本発明によるＬＥＤ光源の実施形態を示す。 本発明によるＬＥＤ光源の実施形態を示す。 時間の関数として図２に示されたＬＥＤ光源によって生成される電流制御信号を示す。 図３に示される様なＬＥＤ照明システムに含まれるＬＥＤモジュールによって生成される電流制御信号の合成信号を示す。 図４に示されるＬＥＤ照明システムに含まれるＬＥＤモジュールによって生成される電流制御信号の合成信号を示す。 図５に示されるＬＥＤ照明システムに含まれるＬＥＤモジュールによって生成される電流制御信号の合成信号を示す。

図２では、Ｋ１及びＫ２は、供給電圧源に接続する為の電力供給回路の入力端子である。入力端子Ｋ１及びＫ２は、回路部Ｉの入力端子に接続される。回路部Ｉの第１及び第２の出力端子は、電力供給回路の第１の出力端子Ｋ３及び第２の出力端子Ｋ４にそれぞれ接続される。回路部ＩＩは、ドライバ制御回路である。回路部ＩＩの出力端子Ｋ８は、回路部Ｉの入力端子に接続される。回路部Ｉ及び回路部ＩＩは共に、供給電圧源によって供給された供給電圧からＬＥＤ電流を生成するドライバ回路を形成する。回路部ＩＩは、電流制御信号を受信する及び電流制御信号に依存してＬＥＤ電流を生成する入力端子Ｋ７を備えている。

端子Ｋ５及びＫ６は、電力供給回路の第１及び第２の出力端子Ｋ３、Ｋ４にそれぞれ接続する為のＬＥＤモジュールの第１及び第２の入力端子である。入力端子Ｋ５及びＫ６は、ＬＥＤ負荷ＬＳによって接続される。入力端子Ｋ５及びＫ６は、電圧供給回路Ｖｃｃの入力端子にも接続される。

回路部ＩＩＩは、第１、第２及び第３のレジスタＲ１、Ｒ２及びＲ３、コンデンサＣ１、並びに結合端子Ｋ９と共に、電流制御信号を生成するモジュール制御回路を形成する。電圧供給回路Ｖｃｃの出力端子は、回路部ＩＩＩの入力端子に結合される。第１のレジスタＲ１は、回路部ＩＩＩの入力端子に接続される及びＬＥＤ電流の所望の大きさを表す抵抗を有する。第２のレジスタＲ２は、回路部ＩＩＩの更なる入力端子に接続される及び温度依存性抵抗を有する。回路部ＩＩＩは、周期的な実質的に方形波形状の信号を生成する回路部であり、各周期は、第１の時間経過（第１の時間経過の継続時間又は長さは、第１のレジスタＲ１の抵抗の関数である）中に第１の振幅を有する第１の部分及び第２の時間経過（第２の時間経過の継続時間は、温度依存性の第２のレジスタＲ２の抵抗の関数である）中に第２の振幅を有する第２の部分を含む。従って、第１の時間経過の継続時間は、ＬＥＤ電流の所望の大きさを表し、第２の時間経過の継続時間は、ＬＥＤモジュール内のＬＥＤの温度を表す。回路部ＩＩＩの出力端子は、コンデンサＣ１及び第３のレジスタＲ３の直列配置の第１の端部に接続される。直列配置の第２の端部は、電流制御信号をドライバ制御回路ＩＩの入力端子Ｋ７へと交流結合する為の結合端子Ｋ９である。

回路部ＩＩＩは、例えば、１つ又は幾つかのユニバーサルタイマーＩＣ（例えばNE555）又はその低電力マルチチャネルバージョンを利用して実施されてもよい事に留意されたい。

電流制御信号の形状が図６に示される。周期的方形波形状信号の第１の振幅は、正電圧であり、第２の振幅は、負電圧である。図６では、第１及び第２の振幅の絶対値は、実質的に同一に選択される。しかしながら、これは必須ではない事に留意されたい。Δｔ１及びΔｔ２は、それぞれ、第１及び第２の時間経過の継続時間である。

図２に示されるＬＥＤ光源の動作は以下の通りである。動作中、ＬＥＤモジュールの入力端子は、電力供給回路の出力端子に結合され、ＬＥＤモジュールの結合端子Ｋ９は、電力供給回路のドライバ制御回路の入力端子Ｋ７に結合される。入力端子Ｋ１及びＫ２が電圧供給源に接続される場合は、ドライバ回路は、ＬＥＤ負荷ＬＳを流れるＬＥＤ電流を生成する。モジュール制御回路は、周期的方形波形状信号として電流制御信号を生成し、各周期は、ＬＥＤ電流の所望の大きさを表す第１の時間経過中に第１の振幅を有する第１の部分及びＬＥＤモジュール内のＬＥＤの温度を表す第２の時間経過中に第２の振幅を有する第２の部分を含む。ＬＥＤ光源がＬＥＤモジュールを１つだけ含む場合、このＬＥＤ光モジュールによって生成された電流制御信号は、ドライバ制御回路の入力端子Ｋ７へと伝達される。ドライバ制御回路は、第１の時間経過及び第２の時間経過を測定し、測定結果に基づいて、所望のＬＥＤ電流及びＬＥＤの温度を決定する。この目的の為に、ドライバ制御回路は、例えば、マイクロプロセッサ並びに第１及び第２の時間経過の継続時間の値が所望のＬＥＤ電流及び温度の値にそれぞれ関連付けられた表を含んでもよい。温度があまり高くない、即ち、特定の最大値を超えない場合、電力供給回路は、後に、所望の電流に等しい直流電流を供給できる。そうでなければ、即ち、温度が高過ぎ特定の最大値を超える場合は、ＬＥＤに供給される直流電流は、例えば、ＬＥＤの温度が所望の最大値以下となり、従って最早高過ぎない状態になるまで低下され得る。

ＬＥＤ光源が２つ以上のＬＥＤモジュールを含む場合、異なるＬＥＤモジュールによって生成された電流制御信号は、ドライバ制御回路ＩＩの入力端子Ｋ７に交流結合され、重畳されて合成信号を形成する。合成信号は、ドライバ制御回路ＩＩの入力端子Ｋ７に供給される。

電流制御信号の交流結合は、通常、デューティサイクル依存性振幅偏移を生じさせる事に留意されたい。更に、複数のＬＥＤモジュールの各々が同時に電流制御信号を生成してこの電流制御信号をドライバ制御回路の入力端子に結合させているので、各電流制御信号の振幅は、通常、ＬＥＤモジュールのモジュール制御回路の出力インピーダンスにより減少される。これらのインピーダンスの大きさ及びＬＥＤモジュールの数に応じて、この減少は、非常に大きくなり得る、例えば、１０個のＬＥＤモジュールが電力供給回路に接続された場合には約１０倍となり得る。その結果、ドライバ制御回路の入力端子に存在する合成信号は、これら全ての大きく減衰された信号の重畳である。

ドライバ制御回路は、合成信号から各ＬＥＤモジュールによって生成された周期的電流制御信号を導き出す回路網を備えている。後に、所望のＬＥＤ電流は、各電流制御信号の第１の部分の第１の時間経過から導き出す事ができる。ＬＥＤモジュールが並列に配置される場合、ＬＥＤドライバ回路は、例えば、ＬＥＤモジュールの各電流制御信号の第１の部分から導き出された所望の電流の合計に等しい電流を生成する事ができる。ＬＥＤモジュールが直列に配置される場合、ドライバ回路によって生成されるＬＥＤ電流は、第１の時間経過によって表される所望の電流の最低値に等しくされ得る。両方の場合において、ドライバによって生成される全ＬＥＤ電流は、電流制御信号の第２の部分の第２の時間経過の内の１つ又は複数がＬＥＤ負荷の１つの温度が高過ぎる事を示す場合に低下され得る。

図３では、本発明によるＬＥＤ照明システムの別の実施形態が示される。図２に示された第１の実施形態の構成要素及び回路部に類似したものは、同じ参照符号で表示される。図３に示されたＬＥＤモジュールでは、回路部ＩＩＩＡ及びＩＩＩＢは、レジスタＲ１、Ｒ２及びＲ３、コンデンサＣ１及びＣ２、論理和ゲートＯＲ、バッファＡＭＰ並びに結合端子Ｋ９と共に、モジュール制御回路を形成する。第１のレジスタＲ１は、回路部ＩＩＩＡの第１及び第２の入力端子に接続される。第２のレジスタＲ２は、回路部ＩＩＩＢの第１及び第２の入力端子に接続される。回路部ＩＩＩＡ及び回路部ＩＩＩＢ双方の可能な実施は、例えばNE555等のユニバーサルタイマーＩＣに基づく事に留意されたい。供給電圧源Ｖｃｃの出力端子は、回路部ＩＩＩＡの第３の入力端子及び回路部ＩＩＩＢの第３の入力端子に接続される。回路部ＩＩＩＡの第１の出力端子は、論理和ゲートＯＲの第１の入力端子、回路部ＩＩＩＢの第４の入力端子及びバッファＡＭＰの入力端子に接続される。

バッファＡＭＰの出力端子は、コンデンサＣ１及び第３のレジスタＲ３の直列配置の第１の端部に接続される。直列配置の第２の端部は、電流制御信号をドライバ制御回路ＩＩの入力端子Ｋ７に交流結合させる及びトリガパルスをドライバ制御回路ＩＩから受信する為の結合端子Ｋ９に接続される。コンデンサＣ２は、結合端子Ｋ９を回路部ＩＩＩＡの第４の入力端子に接続する。回路部ＩＩＩＢの第１の出力端子は、論理和ゲートＯＲの第２の入力端子に接続される。

図３に示されるＬＥＤ光源の動作は、以下の通りである。動作中には、ＬＥＤモジュールの入力端子は、電力供給回路の出力端子に結合され、ＬＥＤモジュールの結合端子Ｋ９は、電力供給回路の入力端子Ｋ７に結合される。入力端子Ｋ１及びＫ２が電力供給源に接続される場合、ドライバ回路は、ＬＥＤ負荷ＬＳを流れるＬＥＤ電流を生成する。ドライバ制御回路は、端子Ｋ７及びＫ９を介して回路部ＩＩＩＡの第４の入力端子に伝達されるトリガパルスＴＰを生成する。従って、端子Ｋ７及びＫ９は共に、入力又は出力端子としてだけではなく、複合入力／出力端子として機能する。トリガパルスは、回路部ＩＩＩＡがその第１の出力端子において電流制御信号の第１の部分を生成する事をトリガする。電流制御信号の第１の部分の終わりにおいて、回路部ＩＩＩＢは、その第４の入力端子を介して電流制御信号の第２の部分を生成する事をトリガされる。論理和ゲートＯＲの出力は、電流制御信号の第１又は第２の部分が生成される時にのみハイである。その結果、バッファＡＭＰは、第１及び第２の時間経過の間のみイネーブルされ、バッファＡＭＰの出力に存在する信号は、第１の時間経過中にハイであり、第２の時間経過中にローである。

論理和ゲートＯＲ及びバッファの組み合わせは、モジュール制御回路の出力端子に三準位信号を提示するイネーブリング回路を形成する。この三準位信号は、２つのアクティブ状態を包含する。第１のアクティブ状態（電流制御信号の第１の部分に対応する）中は、出力がハイであり、第２のアクティブ状態（電流制御信号の第２の部分に対応する）中は、出力がローである。パッシブ状態中は、電流制御信号の第１の部分も第２の部分も生成されず、モジュール制御回路の出力は、高インピーダンスに設定される。これは、２つ以上のＬＥＤモジュールが電力供給回路に接続された場合にも、モジュール制御回路に含まれるイネーブリング回路のアクティブ状態中にドライバ制御回路の入力端子に存在する電圧に明確に確認可能な変化をもたらす。イネーブリング回路のこの実施形態の使用は、三準位信号を生成する比較的単純及び効果的な実施形態をもたらす。但し、他の回路網も使用する事ができる事に留意されたい。更に、電流制御信号が図２の実施形態及び図５に示される実施形態の様に２つの状態のみを有する場合には、イネーブリング回路は省かれてもよい事に留意されたい。上述した様に、図２のＬＥＤ照明システム内のＬＥＤモジュールによって生成される電流制御信号は、如何なる時でも電流制御信号の第１又は第２の部分が生成されるように、周期的及び連続的である。図５の実施形態では、電流制御信号は、如何なる時でも、電流制御信号の第１の部分が生成される又は信号が生成されないように、第１の部分のみを含む。

従って、ドライバ制御回路によって生成されたトリガパルスの結果として単一のＬＥＤモジュールによって生成された電流制御信号は、電流制御信号の１つの第１の部分及び１つの第２の部分を含む。１つのＬＥＤモジュールのみが電力供給回路に結合される場合、この電流制御信号は、コンデンサＣ１、レジスタＲ３及び端子Ｋ９を介してドライバ制御回路ＩＩの入力端子Ｋ７に伝達され、所望のＬＥＤ電流及びＬＥＤの温度は、それから導き出される。実際のＬＥＤ電流は、その後、それに応じて調整される。

ＬＥＤ照明システムが２つ以上のＬＥＤモジュールを含む場合、ＬＥＤモジュールによって生成された電流制御信号は、交流結合によってドライバ制御回路の端子Ｋ７に伝達される及び重畳されて端子Ｋ７に存在する合成信号を形成する。電流制御信号の生成が同一のトリガパルスによってトリガされるので、各電流制御信号の第１の部分が同時に始まるように、ＬＥＤモジュールによって生成される電流制御信号は全て同期される。その結果生じた合成信号が図７に示される。この合成信号の第１の部分では、最小の時間周期又は経過Δｔ１_ＭＩＮは、最小の所望のＬＥＤ電流に対応し、最大の時間周期又は経過Δｔ１_ＭＡＸは、最大の所望の電流に対応する。全ての所望のＬＥＤ電流は、和信号の第１の部分に含まれる時間経過から導き出す事ができる。ＬＥＤモジュールが全て同一の所望の電流用に設計されている場合でさえ、モジュール制御回路に含まれるレジスタＲ１の実際の抵抗における多様性は、異なるＬＥＤモジュールによって生成される電流制御信号の第１の時間経過の継続時間に小さな差を生じさせる。これは、図７の中央に見る事ができ、そこでは、Δｔ１_ＭＩＮが合成信号における最短の第１の時間経過であり、Δｔ１_ＭＡＸが最長の第１の時間経過である時に、Δｔ１_ＭＩＮ及びΔｔ１_ＭＡＸ間に複数の段階が存在する。

更に、合成信号の第１及び第２の部分間の各段階は、各電流制御信号の第２の部分が第１の部分の直後に生成されるので、第１及び第２の振幅の合計に等しい事が観察される。また、１つのＬＥＤモジュールの所望の電流が、その他全てのＬＥＤモジュールのものよりもかなり小さい事が分かる。これは、エラー又は不具合によって引き起こされる場合があり、ドライバ制御回路は、例えば、この不具合をユーザに報告する為の通信手段又はＬＥＤ照明システムがその一部であるビル制御システムを備えていてもよい。

電流制御信号の第１の部分の正確な継続時間は、同一ではないので、電流制御信号の第２の部分の継続時間を正確に決定する事は不可能である。つまり、ＬＥＤモジュールの温度は、異なる第２の時間経過が何時終了するかは明白であるが、ある特定の第２の時間経過が何時始まったかは明白ではないので、正確に値を求める事はできない。この不確実性は、開始時間の影響が無視できるようになる程第２の時間経過を十分に長くする事によって対処する事ができる。より長い第２の時間経過は、ＬＥＤモジュールの決定温度に対して、より小さな正確な開始時間の影響をもたらす。

所望のＬＥＤ電流及びＬＥＤの温度に関する合成信号に含まれるデータは、ＬＥＤモジュールが並列又は直列の何れに配置されるかに依存してＬＥＤを通る電流を制御する為に、図２に示される実施形態の場合と同様に使用される。

トリガパルスは、例えば温度を監視できるように、周期的に繰り返されてもよい事に留意されたい。また、ＬＥＤ照明システムは、モジュールによって生成される信号がモジュールのトリガリングを生じさせる事ができないように設計されなければならない事に留意されたい。これは、信号の振幅が常にトリガパルスに必要とされる振幅よりも小さい事を確実にする事によって行う事ができる。

図４に示される実施形態では、回路部ＩＩＩＢは、電流制御信号の第１の部分によって電流制御信号の第２の部分を生成する事をトリガされず、ドライバ制御回路によって生成される外部トリガ信号によってトリガされる。従って、図４及び図３に示される実施形態間の回路網の違いは、以下の通りである。図４では、回路部ＩＩＩＡの第１の出力端子は、回路部ＩＩＩＢの第４の入力端子に接続されない。代わりに、ＬＥＤモジュールは、回路部ＩＶを含む。回路部ＩＶは、ドライバ制御回路ＩＩによって生成されたトリガ信号を回路部ＩＩＩＡに分配する事によって電流制御信号の第１の部分を生成する及び回路部ＩＩＩＢに分配する事によって電流制御信号の第２の部分を生成する回路部である。回路部ＩＶは、ドライバ回路によって生成されたトリガパルスによって作動される。回路部ＩＶの入力端子は、端子Ｋ９に接続され、第１の出力端子は、回路部ＩＩＩＡの第４の入力端子に接続される。回路部ＩＶの第２の出力端子は、回路部ＩＩＩＢの第４の入力端子に結合される。

図４に示される実施形態の動作は、以下の通りである。

入力端子Ｋ１及びＫ２が電力供給源に接続される場合、ドライバ回路は、ＬＥＤ負荷ＬＳを流れるＬＥＤ電流を生成する。ドライバ制御回路は、回路部ＩＶの入力端子に伝達されるトリガパルスを生成する。回路部ＩＶは、その第１の出力端子において、回路部ＩＩＩＡが電流制御信号の第１の部分を生成する事をトリガするトリガパルスを生成する。遅延時間の後、ドライバ制御回路は、再び、回路部ＩＶに伝達されるトリガパルスを生成する。回路部ＩＶは、その第２の出力端子においてトリガパルスを生成し、回路部ＩＩＩＢが電流制御信号の第２の部分を生成する事をトリガする。遅延時間は、可能な限り最長の第１の時間経過よりも長いように選択される。電流制御信号の第１及び第２の部分は、ドライバ制御回路ＩＩの入力端子Ｋ７に伝達され、所望のＬＥＤ電流及びＬＥＤの温度は、それから導き出される。実際のＬＥＤ電流は、その後、それに応じて調整される。

ＬＥＤ照明システムが２つ以上のＬＥＤモジュールを含む場合、ＬＥＤモジュールによって生成された電流制御信号は重畳され、その結果生じた合成信号は、ドライバ制御回路の端子Ｋ７に伝達される。電流制御信号の両方の部分の生成が１つのトリガパルスによってトリガされるので、全ての電流制御信号の第１の部分が同時に始まり、全ての電流制御信号の第２の部分も同時に始まるように、ＬＥＤモジュールによって生成される電流制御信号の両方の部分が同期される。その結果生じた合成信号は、図８に示される。

この実施形態においても、異なるＬＥＤモジュールの所望のＬＥＤ電流の値は、電流制御信号の合成信号に含まれる時間経過の異なる継続時間又は大きさから導き出す事ができる。電流制御信号の第２の部分も同時に始まるので、異なるＬＥＤモジュールにおけるＬＥＤの温度の値は、電流制御信号の合成信号に含まれる時間経過の異なる継続時間から導き出す事ができる。

ドライバ制御回路による第２のトリガパルスの生成の代わりに、例えば、各ＬＥＤモジュールにおいて、遅延時間後に電流制御モジュールを作動させて電流制御信号の第２の部分を生成するタイマーを包含する事も可能である事に留意されたい。

図５に示される実施形態は、回路部ＩＩＩＢが存在しない点で、図３に示されるものとは異なる。更に、通常のレジスタＲ３は、温度依存性レジスタＲ２に置き換えられている。特に、Ｒ２は、温度依存性ＮＴＣ型レジスタである。イネーブリング回路を形成する論理和ゲート「ＯＲ」及びバッファＡＭＰも省かれる。

図５に示される実施形態の動作は、以下の通りである。

入力端子Ｋ１及びＫ２が電力供給源に接続される場合、ドライバ回路は、ＬＥＤ負荷ＬＳを流れるＬＥＤ電流を生成する。ドライバ制御回路は、結合端子Ｋ９に伝達されるトリガパルスを生成し、回路部ＩＩＩＡが電流制御信号の第１の部分を生成する事をトリガする。この電流制御信号は、ドライバ制御回路の入力端子Ｋ７に伝達される。レジスタＲ２がＮＴＣ型であるので、ＬＥＤモジュールの温度が高くなると、レジスタＲ２の抵抗は低くなる。特に、ＬＥＤの温度を反映する様なＬＥＤモジュールの部分にレジスタＲ２を配置する事が望ましい。ＬＥＤの温度がより高い場合、レジスタＲ２の抵抗はより低く、電流制御信号の第１の部分の振幅がより高くなる。この振幅は、測定する事ができ、対応する温度は、それからドライバ制御回路によって導き出す事ができる。その為に、ドライバ制御回路は、マイクロプロセッサ並びに振幅値及びＬＥＤモジュールの数を温度値に関連付けた表（上記に説明した様に、合成信号中の電流制御信号の振幅は、電力供給回路に接続されたＬＥＤモジュールの数に依存する）を含むメモリが備えられてもよい。温度が高過ぎる、例えば、規定の最大温度値よりも高い場合、ドライバ制御回路は、ＬＥＤ電流を低下させ得る。

ＬＥＤ照明システムが２つ以上のＬＥＤモジュールを含む場合、ＬＥＤモジュールによって生成された電流制御信号は、合計され、合成信号は、ドライバ制御回路の端子Ｋ７に伝達される。電流制御信号（この実施形態では第１の部分のみを含む）の生成が１つのトリガパルスによってトリガされるので、ＬＥＤモジュールによって生成される電流制御信号は、全ての電流制御信号が同時に始まるように同期される。３つのＬＥＤモジュールの例に関する、その結果生じる合成信号が図９に示される。合成信号に含まれる電流制御信号の振幅を測定する事によって、ドライバ制御回路は、接続されたＬＥＤモジュールの数が分かっている場合、異なるＬＥＤモジュールの各々におけるＬＥＤの温度を決定する事ができる。図９から、最小の時間経過の大きさ及び従って最小の所望のＬＥＤ電流を持つＬＥＤモジュールは、最大の振幅及び従って最大の温度も有する事が分かる。

図面及び上記の説明において、本発明を詳細に図示及び説明したが、この様な図示及び説明は、図解又は例示目的と見なされるものであり、限定的であると見なされるものではなく、本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する変更形態は、図面、開示内容、及び添付の特許請求の範囲の研究から、本願発明を実施する当業者によって理解及び達成され得る。特許請求の範囲において、「含む（comprising）」という単語は、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。シングルプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に記載された幾つかの項目の機能を満たし得る。特定の手段が互いに異なる従属クレームに記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用できない事を示すものではない。

Claims (15)

1. 電力供給源に接続する為の入力端子と、出力端子と、ＬＥＤ電流を生成する為の前記出力端子と前記入力端子との間に結合されたドライバ回路とを含み、電流制御信号を受信する為及び前記電流制御信号に依存して前記ＬＥＤ電流を生成する為の入力端子を備えたドライバ制御回路を含む前記電力供給回路と、
   前記電力供給回路の前記出力端子に結合する為の入力端子と、前記入力端子間に結合されるＬＥＤ負荷と、第１の時間経過の継続時間中に第１の振幅を有する第１の部分を含む信号である前記電流制御信号を生成する為のモジュール制御回路とを含む少なくとも１つのＬＥＤモジュールであって、前記第１の時間経過の継続時間は、前記ＬＥＤ電流の所望の大きさを表し、前記モジュール制御回路は、前記ドライバ制御回路の前記入力端子への前記電流制御信号の交流結合を含む、前記少なくとも１つのＬＥＤモジュールと、
   を有する、
   ＬＥＤ照明システム。
2. 前記電流制御信号は、温度依存性である、請求項１に記載のＬＥＤ照明システム。
3. 前記電流制御信号の温度依存性は、前記電流制御信号が第２の時間経過の継続時間中に第２の振幅を有する第２の部分を含み、前記第２の時間経過の継続時間は、前記ＬＥＤモジュール内のＬＥＤの温度を表す、請求項２に記載のＬＥＤ照明システム。
4. 前記電流制御信号は、周期的信号であり、各周期は、前記電流制御信号の前記第１の部分、又は前記電流制御信号の前記第１の部分及び第２の部分を含む、請求項１、２又は３に記載のＬＥＤ照明システム。
5. 前記モジュール制御回路は、前記ＬＥＤ電流の所望の大きさを表す抵抗を持つ第１のレジスタを含み、前記モジュール制御回路は、前記第１のレジスタに結合された前記電流制御信号の前記第１の部分を生成する為のタイマー回路を含み、前記第１の時間経過の継続時間は、前記第１のレジスタの抵抗の関数である、請求項１、２又は３に記載のＬＥＤ照明システム。
6. 前記モジュール制御回路は、温度依存性抵抗を持つ第２のレジスタを含み、前記第２のレジスタは、前記タイマー回路に結合され、前記タイマー回路は、前記電流制御信号の前記第２の部分を生成するのに適しており、前記第２の時間経過の継続時間は、前記第２のレジスタの抵抗の関数である、請求項５に記載のＬＥＤ照明システム。
7. 少なくとも２つのＬＥＤモジュールを含み、前記ＬＥＤモジュールによって生成された交流結合された周期的電流制御信号を重畳する事によって合成信号を生成する為、及び前記合成信号を前記ドライバ制御回路の前記入力端子に供給する為の回路網を備え、前記ドライバ制御回路は、前記少なくとも２つのＬＥＤモジュールの各ＬＥＤモジュールによって生成された前記周期的制御信号を前記合成信号から導き出す為の回路網を備える、
   請求項４に記載のＬＥＤ照明システム。
8. 前記ドライバ制御回路は、前記電流制御信号の前記第１の部分を生成する為に前記電力供給回路に接続された前記ＬＥＤモジュールの内の１つ又は複数のモジュール制御回路をトリガする為の回路網、並びに交流結合された前記電流制御信号を重畳させる事によって合成信号を生成する為、及び前記合成信号を前記ドライバ制御回路の前記入力端子に供給する為の回路網を備え、前記ドライバ制御回路は、前記ＬＥＤモジュールの前記ＬＥＤ電流の所望の大きさを前記合成信号から導き出す為の回路網を備える、
   請求項１、２又は３に記載のＬＥＤ照明システム。
9. 前記モジュール制御回路は、前記第１の部分の直後に前記電流制御信号の第２の部分を生成する為の回路網を備え、前記ドライバ制御回路は、前記合成信号から前記ＬＥＤモジュール内のＬＥＤの温度を決定する為の回路網を含む、請求項８に記載のＬＥＤ照明システム。
10. 可能な限り最長の前記電流制御信号の前記第１の部分よりも長い遅延時間であって、前記電流制御信号の前記第１の部分と同時に始まる前記遅延時間後に、前記電流制御信号の前記第２の部分を生成する為に、前記ＬＥＤモジュールの前記モジュール制御回路を作動させる為の回路網を含み、前記ドライバ制御回路は、前記合成信号における第２の時間経過から前記ＬＥＤモジュール内のＬＥＤの温度を導き出す為の回路網を含む、請求項８に記載のＬＥＤ照明システム。
11. 前記ＬＥＤモジュールが並列に配置される場合、前記ドライバ制御回路は、第１の電流制御信号の第１の時間経過の継続時間によって表される前記ＬＥＤ電流の所望の大きさの合計に依存して、前記ＬＥＤモジュールに供給される全ＬＥＤ電流を決定する為の回路網を含む、請求項７、８、９又は１０に記載のＬＥＤ照明システム。
12. 前記ＬＥＤモジュールが直列に配置される場合、前記ドライバ制御回路は、第１の電流制御信号の第１の時間経過の継続時間によって表される前記ＬＥＤ電流の最小の所望の大きさに依存して、前記ＬＥＤモジュールに供給される全ＬＥＤ電流を決定する為の回路網を含む、請求項７、８、９又は１０に記載のＬＥＤ照明システム。
13. 前記ドライバ制御回路は、前記電流制御信号の第２の部分の内の１つ又は複数が少なくとも１つのＬＥＤモジュールの温度が高過ぎる事を示す場合に前記全ＬＥＤ電流を低下させる為の回路網を含む、請求項１１又は１２に記載のＬＥＤ照明システム。
14. 前記モジュール制御回路は、前記結合端子と直列に温度依存性インピーダンスを含み、前記ドライバ制御回路は、前記ドライバ制御回路の前記入力端子において受信される前記電流制御信号の振幅に依存して、前記ＬＥＤ電流を調整する為の回路網を含む、請求項２に記載のＬＥＤ照明システム。
15. 電力供給回路に含まれるドライバ回路を用いて、ＬＥＤ負荷を含む少なくとも１つのＬＥＤモジュールを動作させる方法であって、
    各ＬＥＤモジュールについて、第１の時間経過の継続時間中に第１の振幅を有する第１の部分を含む信号である電流制御信号を生成するステップであって、前記第１の時間経過の継続時間は、各ＬＥＤモジュールのＬＥＤ電流の所望の大きさを表すステップと、
    交流結合によってドライバ制御回路の入力端子に前記電流制御信号を伝達するステップと、
    前記電流制御信号に基づいて前記ドライバ制御回路を用いてＬＥＤ電流を生成し、前記ＬＥＤ電流を前記ＬＥＤ負荷に供給するステップと、
    を含む、方法。

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