JP2015521837A - 磁気変圧器／電子変圧器のための出力回路 - Google Patents

Abstract

変圧器２から出力信号を受信するための回路１は、フィルタ１１と、スイッチ１２とを有する。磁気変圧器／電子電圧器の場合、フィルタ１１は、例えばコンバータ４からの不要信号をフィルタリングする／フィルタリングしないために、アクティブ化／非アクティブ化される。フィルタ１１は、コンデンサを有してもよい。スイッチ１２は、ヒューズを有してもよい。磁気変圧器／電子変圧器の出力信号は、コンデンサに流れる電流を比較的小さく／大きくする比較的低い／高い周波数信号を有し、電流はヒューズを飛ばす／飛ばさない。コンデンサは、アクティブ化された場合、磁気変圧器の漏れインダクタンスと共に、電磁妨害フィルタを形成する。代替的に、回路１は、更に、変圧器の種類を検出するための、及び、検出結果に応じてスイッチ１２を制御するための検出器１３を有してもよい。それから、検出器１３は、出力信号の周波数信号を検出するように構成され、検出結果１４を閾値と比較するためのコンパレータ１５を有する。

Description

本発明は、変圧器から出力信号を受信するための回路に関する。本発明は、更にデバイスに関する。

このようなデバイスの例は、ランプ、並びに、変圧器及びコンバータなどのランプの部品である。

ＵＳ２００４／００９５７８５ Ａ１は、電力供給において、入力電磁妨害フィルタリングを提供するための方法及び装置を開示する。前記電磁妨害フィルタリングは、整流器とパワーコンバータとの間に位置するコンデンサと、前記整流器と前記パワーコンバータとの間、又は交流電源と前記整流器との間に位置するインダクタンスと、前記交流電源のキャパシタンスとを有するフィルタを介して実現される。

少なくとも２種類の異なる変圧器からの出力信号の受信を扱うことができる改良された回路を提供することが本発明の目的である。改良されたデバイスを提供することが本発明の更なる目的である。

第１の態様によれば、変圧器からの出力信号を受信するための回路であって、フィルタと、変圧器が磁気変圧器である場合、フィルタをアクティブ化モードにし、変圧器が電子変圧器である場合、フィルタを非アクティブ化モードにするスイッチとを有する回路が提供される。

少なくとも２種類の異なる変圧器、磁気変圧器及び電子変圧器を識別することができる。磁気（受動）変圧器は、例えば鉄心と銅でできた巻線とを有する。電子（能動）変圧器は、例えばフルブリッジコンバータ又はハーフブリッジコンバータに基づくスイッチドモード電力供給装置を有する。

例えば、ハロゲンライト又は蛍光灯を１つ以上の発光ダイオードに置き換える場合、既に存在する変圧器を置き換えることができない又は置き換えるべきでないことがある。この変圧器は、異なる２種類の変圧器の任意の一つであり得る。

上記に規定される回路は、フィルタと、スイッチとを有する。変圧器が磁気変圧器である場合、スイッチは、フィルタをアクティブ化モードにする。変圧器が電子変圧器である場合、スイッチは、フィルタを非アクティブ化モードにする。結果として、磁気変圧器は、アクティブ化モードのフィルタと組み合わされる。電子変圧器型の変圧器の場合、フィルタは、非アクティブ化モードである。

本発明は、電子変圧器が既に電磁妨害フィルタを有するが、磁気電圧器は、そのような電磁妨害フィルタを有さないという洞察に基づいている。本発明は、磁気変圧器が（追加の）フィルタリングされるべきであり、電子変圧器が前記（追加の）フィルタリングされるべきではないという基本的なアイディアに基づいている。

回路の実施形態は、アクティブ化モードでコンバータからの不要信号をフィルタリングするフィルタと、非アクティブ化モードで信号を全くフィルタリングしないフィルタとにより規定される。結果として、回路の出力部に結合される入力部を有するコンバータからのノイズなどの不要信号は、アクティブ化モードでフィルタと磁気変圧器との組み合わせによりフィルタされ、回路の出力部に結合される入力部を有するコンバータからのノイズなどの不要信号は、含まれるフィルタを用いずに電子変圧器それ自体によりフィルタされる。アクティブ化モードでは、フィルタは、比較的大きな影響を与え、磁気変圧器と連携して、コンバータからのノイズをかなり高い程度で除去し、非アクティブ化モードでは、フィルタは、比較的小さな影響を与え、電子変圧器をかなり低い程度で妨げる、又は全く妨げない。前記ノイズは、商用電源に入り込んだとき及び回路付近の機器に入り込んだときに問題を引き起こす。

回路の実施形態は、フィルタがコンデンサを有し、スイッチがヒューズを有し、ヒューズがコンデンサの一部を形成するか又はヒューズがコンデンサに直列に結合されることにより規定される。磁気変圧器型の変圧器の場合、その出力信号は、比較的低い周波数信号を有する。このような比較的低い周波数信号は、コンデンサに流れる電流を比較的小さくし、比較的小さな電流は、ヒューズを非導電モードにしない。電子変圧器型の変圧器の場合、その出力信号は、比較的高い周波数信号を有する。このような比較的高い周波数信号は、コンデンサに流れる電流を比較的大きくし、比較的大きな電流は、ヒューズを非導電モードにする。結果として、磁気変圧器型の変圧器の場合、コンデンサは、変圧器に接続され、磁気変圧器の漏れインダクタンスと共に、電磁妨害フィルタを形成する。電子変圧器型の変圧器の場合、コンデンサは、変圧器から切断される。

回路の実施形態は、回路が、変圧器が磁気変圧器であるか又は電子変圧器であるかを検出するための、及び、検出結果に応じてスイッチを制御するための検出器を更に有することで規定される。両種類の変圧器を視覚的又は分析的に、あるいは他のやり方で識別するための検出器であって、スイッチを制御するための当該検出器が設けられる。結果として、磁気変圧器型の変圧器の場合、フィルタは、変圧器に接続され、磁気変圧器の漏れインダクタンスと共に、電磁妨害フィルタを形成する。電子変圧器型の変圧器の場合、フィルタは、変圧器から切断される。

回路の実施形態は、変圧器の出力信号の周波数信号を検出するように構成される検出器であって、検出結果を閾値と比較するためのコンパレータを有する当該検出器により規定される。上記に説明したように、磁気変圧器型の変圧器の場合、その出力信号は、比較的低い周波数信号を有し、電子変圧器型の変圧器の場合、その出力信号は、比較的高い周波数信号等を有する。

回路の実施形態は、スイッチに直列に結合される又はスイッチの一部を形成するコンデンサを有するフィルタにより規定される。上記に説明したように、磁気変圧器型の変圧器の場合、コンデンサは、変圧器に接続され、磁気変圧器の漏れインダクタンスと共に、電磁妨害フィルタを形成する。電子変圧器型の変圧器の場合、コンデンサは、変圧器から切断される。

第２の態様によれば、上記に規定された回路を有し、更に整流器を有するデバイスが提供される。このため、回路は、変圧器から直接的に、又は整流器を介して間接的に出力信号を受信してもよい。このような整流器は、例えば１つのダイオード、２つのダイオード、又はブリッジの４つのダイオードを有する。各ダイオードは、通常のダイオード、ツェナーダイオード、トランジスタ（の一部）、又はダイオード機能を備える別の素子等であってもよい。

デバイスの実施形態は、アクティブ化モードでコンバータからの不要信号をフィルタリングするフィルタと、非アクティブ化モードで信号を全くフィルタリングしないフィルタとにより規定される。

デバイスの実施形態は、回路が整流器の入力部に結合され、フィルタがコンデンサを有し、スイッチがヒューズを有し、ヒューズがコンデンサの一部を形成するか又はヒューズがコンデンサに直列に結合されることにより規定される。

デバイスの実施形態は、変圧器が磁気変圧器であるか又は電子変圧器であるかを検出するための、及び、検出結果に応じてスイッチを制御するための検出器を更に有し、フィルタが整流回路の入力部又は出力部に結合され、検出器が整流器の端子に結合される回路により規定される。４つのダイオードを備えるブリッジ型の整流器の場合、端子は、ブリッジの入力部の一つ又は出力部の一つであってもよい。

デバイスの実施形態は、変圧器の出力信号の周波数信号を検出するように構成される検出器であって、検出結果を閾値と比較するためのコンパレータを有する当該検出器により規定される。

デバイスの実施形態は、スイッチに直列に結合される又はスイッチの一部を形成するコンデンサを有するフィルタにより規定される。

デバイスの実施形態は、変圧器の出力部が回路の入力部に結合される変圧器を更に有することで規定される。

デバイスの実施形態は、コンバータの入力部が回路の出力部に結合されるコンバータを更に有することで規定される。このようなコンバータは、例えばブーストコンバータ等の例えばＤＣ−ＤＣコンバータである。

デバイスの実施形態は、コンバータの出力部に結合される１つ以上の発光ダイオードを更に有することで規定される。

改良された回路を提供する課題が解決した。他の利点は、磁気変圧器型の変圧器の場合、電磁妨害が良好にフィルタリングされ、電子変圧器型の変圧器の場合、電子変圧器自体が既に電磁妨害を良好にフィルタリングすることができるのでフィルタが電子変圧器を妨げない点である。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかになり、当該実施形態を参照して解明されるだろう。

図１は、回路の第１の実施形態を示す。 図２は、回路の第２の実施形態を示す。 図３は、回路の第３の実施形態を示す。 図４は、検出器の実施形態を示す。 図５は、電子変圧器の波形を示す。 図６は、磁気変圧器の波形を示す。

図１には、回路１の第１の実施形態が示される。変圧器２の出力部は、ダイオードブリッジの４つのダイオード３１乃至３４を有する整流器３の入力部に結合される。整流器３の出力部は、コンバータ４の入力部に結合される。変圧器２の入力部（不図示）は、例えば、調光器（不図示）を介して、交流電圧源（不図示）に結合される。コンバータ４の出力部（不図示）は、例えば１つ以上の発光ダイオード（不図示）に結合される。

回路１は、フィルタ１１と、スイッチ１２との直列接続を有し、直列接続は、変圧器２の出力部に結合される。フィルタ１１は、例えばコンデンサであってもよく、スイッチ１２は、排他的ではないが、例えばヒューズであってもよい。

少なくとも２種類の異なる変圧器２、磁気変圧器及び電子変圧器を識別することができる。磁気変圧器は、例えば鉄心と銅でできた巻線とを有する。電子変圧器は、例えばフルブリッジコンバータ又はハーフブリッジコンバータに基づくスイッチドモード電力供給装置を有する。

磁気変圧器型の変圧器２の場合、その出力信号は、比較的低い周波数信号を有する。このような比較的低い周波数信号は、コンデンサに流れる電流を比較的小さくし、比較的小さな電流は、ヒューズを導電モードに保つ。電子変圧器型の変圧器２の場合、その出力信号は、比較的高い周波数信号を有する。このような比較的高い周波数信号は、コンデンサに流れる電流を比較的大きくし、比較的大きな電流は、ヒューズを非導電モードにする。結果として、磁気変圧器型の変圧器２の場合、コンデンサは、変圧器２に接続され、磁気変圧器の漏れインダクタンスと共に、電磁妨害フィルタを形成する。電子変圧器型の変圧器２の場合、コンデンサは、変圧器２からこれっきり完全に切断される。

より一般的には、磁気変圧器である変圧器２の場合、スイッチ１２は、フィルタ１１をアクティブ化モードにする。電子変圧器である変圧器２の場合、スイッチ１２は、フィルタ１１を非アクティブ化モードにする。結果として、磁気変圧器は、アクティブ化モードのフィルタ１１と組み合わされる。電子変圧器型の変圧器２の場合、フィルタ１１は、非アクティブ化モードである。

アクティブ化モードでは、コンバータ４からのノイズなどの不要信号は、磁気変圧器とアクティブ化モードのフィルタ１１との組み合わせによりフィルタリングされ（実質的に除去され）、非アクティブ化モードでは、コンバータ４からのノイズなどの不要信号は、含まれるフィルタ１１を用いずに電子変圧器それ自体によりフィルタリングされる（実質的に除去される）。

図２には、回路１の第２の実施形態が示される。繰り返しになるが、回路１は、フィルタ１１とスイッチ１２との直列接続を有し、ここでの直列接続は、整流器３の出力部に結合される。フィルタ１１は、例えばコンデンサであってもよく、スイッチ１２は、例えば制御可能なスイッチであってもよい。第２の実施形態は、変圧器２が磁気変圧器であるか又は電子変圧器であるかを検出するための、及び、検出器１３により実行された／もたらされた検出結果に応じてスイッチ１２を制御するための検出器１３を回路１が有するという点で、更に第１の実施形態と異なる。変圧器２の双方を視覚的又は分析的に、あるいは別のやり方で識別するための検出器１３が設けられる。結果として、磁気変圧器型の変圧器２の場合、フィルタ１１は、（ここでは整流器３を介して）変圧器２に接続され、磁気変圧器の漏れインダクタンスと共に、電磁妨害フィルタを形成する。電子変圧器型の変圧器２については、フィルタ１１は、変圧器２から切断される。

変圧器２の双方を識別することを可能にするために、検出器１３の入力部は、変圧器２の出力部に結合される。代替的に、検出器１３の入力部は、整流器３の出力部に、又は整流器３の一つの入力部及び一つの出力部等に結合されてもよい。代替的に、直列接続は、整流器３の入力部に結合されてもよい。

好ましくは、検出器１３は、変圧器２の出力信号の周波数信号を検出するように構成され、検出器１３は、検出器１３により実行された／もたらされた検出結果１４を閾値と比較するためのコンパレータ１５を有する。上記に説明したように、磁気変圧器型の変圧器２の場合、その出力信号は、比較的低い周波数信号（例えば５０ヘルツ又は６０ヘルツ）を有し、この場合、スイッチ１２は、導電モードになり、電子変圧器型の変圧器２の場合、その出力信号は、比較的高い周波数信号（例えば＞１０キロヘルツ）を有し、この場合、スイッチ１２は、非導電モード等になる。

第２の実施形態は、「これっきり（once and for all）」実施形態ではないが、新しい状況に「繰り返し（over and over again）」反応することができる。

両実施形態について、多くの代替案が可能である。例えばヒューズ型のスイッチ１２は、フィルタ１１の一部を形成してもよく、コンデンサ型のフィルタ１１は、スイッチ１２の一部を形成してもよい。並列接続などフィルタ１１とスイッチ１２との他の接続や、インダクタ又はコンデンサとインダクタとの組み合わせ、リアクタンス素子と抵抗との組み合わせなど他のフィルタ１１は、排除されるべきではない。フィルタ１１の種類及び必要な接続の種類は、どんな反応がアクティブ化／非アクティブ化されるか、及びどのようにこの反応がアクティブ化／非アクティブ化されるかに依存してもよい。

図３には、検出器１３の入力部が、ここでは整流器３の一つの入力部及び一つの出力部に結合されるという点のみが第２の実施形態とは異なる回路１の第３の実施形態が示される。

図４には、検出器１３の実施形態が、図３に示される回路１の第３の実施形態として示される。検出器１３は、整流器３の前記一つの入力部と、ツェナーダイオード４２（電圧デファイナ）の片側と、ダイオード４３（整流器）の片側とに結合されるコンデンサ４１（ハイパスフィルタ）を有する。ツェナーダイオード４２の別の側は、整流器３の前記一つの出力部（グランド）に結合され、ダイオード４３の別の側は、抵抗４４の片側と、コンデンサ４５（バッファ）の片側と、抵抗４６の片側とに結合される。抵抗４４の別の側と、コンデンサ４５の別の側とは、整流器３の前記一つの出力部（グランド）に結合され、抵抗４６の別の側は、トランジスタ４７の制御電極に結合される。トランジスタ４７の第１主電極は、整流器３の前記一つの出力部（グランド）に結合され、トランジスタ４７の第２主電極は、抵抗４８の片側に結合され、抵抗４８のもう一方の側が電源４９から電圧信号を受信する。トランジスタ４７の第２主電極は、更に、ここではスイッチ１２を形成するＭＯＳＦＥＴの制御電極に結合される。このＭＯＳＦＥＴの第１メイン側は、整流器３の前記一つの出力部（グランド）に結合され、このＭＯＳＦＥＴの第２メイン側は、フィルタ１１を介して、前記整流器３の別の出力部に結合される。他の種類のトランジスタ及び機械スイッチ等の他の種類のスイッチは、排除されるべきではない。

磁気変圧器型の変圧器２の場合、その出力信号は、比較的低い周波数信号を有し、この場合、素子４１乃至４６は、第１の検出結果を比較的低い電圧信号の形でトランジスタ４７の制御電極に提供し、この第１の検出結果に応じて、トランジスタ４７は導通しない。結果として、スイッチ１２は、抵抗４８及び電源４９を介して、比較的高い電圧信号をその制御電極で受信し、導電モードになる。電子変圧器型の変圧器２の場合、その出力信号は、比較的高い周波数信号を有し、この場合、素子４１乃至４６は、第２の検出結果を比較的高い電圧信号の形でトランジスタ４７の制御電極に提供し、この第２の検出結果に応じて、トランジスタ４７は導通する。結果として、スイッチ１２は、比較的低い電圧信号をその制御電極で受信し、非導電モードになる等である。

このため、素子４１乃至４６は、トランジスタ４７を介して実現され、素子４１乃至４６により提供される電圧信号を、制御電極と第１主電極との間で要求されるその閾値電圧と比較するコンパレータ１５に、検出結果１４を提供する。しかしながら、本発明は、検出器のこの実施形態に限定されず、検出器１３の多くの他の代替的な実施形態が可能である。例えば、直列コンデンサ４１は、ツェナーダイオード４２に並行に結合されるインダクタに置き換える及び／又は当該インダクタと組み合わせることができ、他のコンパレータは、他のトランジスタ構造及び／又はオペアンプ等を介して実現されてもよい。

図５には、電子変圧器が存在する場合の波形が示される。左側において、上の波形は、変圧器２からの出力電圧信号を示し、中の波形は、検出器１３に伝えられる入力電圧信号を示し、下の波形は、スイッチ１２に伝えられる入力電圧信号を示す。全ての左側の波形は、最初の２０ミリ秒について示されている。右側において、同じ波形が、ここでは、電子変圧器の起動を明確にするために、０．９５ミリ秒から１．０７ミリ秒までの時間間隔について示されている。電子変圧器の出力信号の比較的高い周波数信号が検出されるとすぐに、スイッチ１２は、非導電モードになり、フィルタ１１は、非アクティブ化される。

図６には、磁気変圧器が存在する場合の波形が示される。繰り返しになるが、上の波形は、変圧器２からの出力電圧信号を示し、中の波形は、検出器１３に伝えられる入力電圧信号を示し、下の波形は、スイッチ１２に伝えられる入力電圧信号を示す。全ての波形は、最初の２０ミリ秒について示されている。スイッチ１２は、常に導電モードであり、フィルタは、アクティブ化される。

要約すると、変圧器２から出力信号を受信するための回路１は、フィルタ１１と、スイッチ１２とを有する。磁気変圧器／電子電圧器について、フィルタ１１は、例えばコンバータ４からの不要信号をフィルタリングする／フィルタリングしないために、アクティブ化／非アクティブ化される。フィルタ１１は、コンデンサを有してもよい。スイッチ１２は、ヒューズを有してもよい。磁気変圧器／電子変圧器の出力信号は、コンデンサに流れる電流を比較的小さく／大きくする比較的低い／高い周波数信号を有し、電流はヒューズを飛ばす／飛ばさない。コンデンサは、アクティブ化された場合、磁気変圧器の漏れインダクタンスと共に、電磁妨害フィルタを形成する。代替的に、回路１は、更に、変圧器の種類を検出するための、及び、検出結果に反応してスイッチ１２を制御するための検出器１３を有してもよい。それから、可能であれば、検出器１３は、出力信号の周波数信号を検出するように構成され、検出結果１４を閾値と比較するためのコンパレータ１５を有する。

本発明は、図面及び前述の記載において詳細に図示及び説明されたが、このような図示及び説明は、解説的又は例示的であって限定するものではないと見なされるべきである。即ち、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。開示された実施形態に対する他のバリエーションは、当業者により、請求項に係る発明を実施する際に、図面、開示内容、及び添付の請求項の精査から理解され、達成され得る。請求項において「有する(comprising)」なる単語は、他の構成要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は、複数を排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に引用されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 変圧器からの出力信号を受信するための回路であって、フィルタと、前記変圧器が磁気変圧器である場合、前記フィルタをアクティブ化モードにし、前記変圧器が電子変圧器である場合、前記フィルタを非アクティブ化モードにするためのスイッチとを有する、回路。
2. 前記フィルタは、前記アクティブ化モードでコンバータからの不要信号をフィルタリングし、前記非アクティブ化モードで何れの信号もフィルタリングしない、請求項１に記載の回路。
3. 前記フィルタは、コンデンサを有し、前記スイッチは、ヒューズを有し、前記ヒューズは、前記コンデンサの一部を形成するか又は前記コンデンサに直列に結合される、請求項１に記載の回路。
4. 前記変圧器が磁気変圧器であるか又は電子変圧器であるかを検出するための、及び、検出結果に反応して前記スイッチを制御するための検出器を更に有する、請求項１に記載の回路。
5. 前記検出器は、前記変圧器の出力信号内の周波数信号を検出し、前記検出結果を閾値と比較するためのコンパレータを有する、請求項４に記載の回路。
6. 前記フィルタは、前記スイッチに直列に結合されるか又は前記スイッチの一部を形成するコンデンサを有する、請求項４に記載の回路。
7. 請求項１に記載の回路と、更に、整流器とを有する、デバイス。
8. 前記フィルタは、前記アクティブ化モードでコンバータからの不要信号をフィルタリングし、前記非アクティブ化モードで何れの信号もフィルタリングしない、請求項７に記載のデバイス。
9. 前記回路は、前記整流器の入力部に結合され、前記フィルタは、コンデンサを有し、前記スイッチは、ヒューズを有し、前記ヒューズは、前記コンデンサの一部を形成する又は前記コンデンサに直列に結合される、請求項７に記載のデバイス。
10. 前記回路は、前記変圧器が磁気変圧器であるか又は電子変圧器であるかを検出するための、及び、検出結果に反応して前記スイッチを制御するための検出器を更に有し、前記フィルタは、前記整流回路の入力部又は出力部に結合され、前記検出器は、前記整流器の端子に結合される、請求項７に記載のデバイス。
11. 前記検出器は、前記変圧器の出力信号内の周波数信号を検出し、前記検出結果を閾値と比較するためのコンパレータを有する、請求項１０に記載のデバイス。
12. 前記フィルタは、前記スイッチに直列に結合されるか又は前記スイッチの一部を形成するコンデンサを有する、請求項１０に記載のデバイス。
13. 請求項１に記載の回路と、更に、出力部が前記回路の入力部に結合される前記変圧器とを有する、デバイス。
14. 請求項１に記載の回路と、更に、入力部が前記回路の出力部に結合されるコンバータとを有する、デバイス。
15. 前記コンバータの出力部に結合される１つ以上の発光ダイオードを更に有する、請求項１４に記載のデバイス。

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