JP2016518691A - 低電圧照明のための安定化回路 - Google Patents

Abstract

電子トランス安定化回路は、検出回路及び反応性負荷を含む。前記検出回路は、トランス出力又は前記トランス出力から得られるトランス信号を受け取ることができる。前記検出回路は、前記トランス出力を生成した前記トランスが電子トランスであるか否かを決定することができる。前記決定は、前記トランス出力内の高周波数成分の不在の存在に基づいて作られることができる。電子トランスが前記トランス出力を生成したとの決定に応答して、前記安定化回路は、前記反応性負荷を前記トランスの出力の両端に接続するようにスイッチを動作させることができる。前記反応性負荷は、インダクタを含むと共に、前記トランスから安定化電流を引き出すことができる。前記安定化電流は、前記トランスから引き出される前記全電流が、前記電子トランスの信頼性が高い動作を維持するのに必要な振動電流を超えることを保証することができる。

Description

この出願は、本明細書において引用として組み込まれる２０１３年５月１３日に出願された米国特許仮出願第６１／８２２，６７３号に関する優先権を主張するものである。

本開示は、一般に照明の分野に関し、より詳細には、低電圧供給信号及び低電圧電球又はランプを生成するためにトランスを使用している低電圧照明システムに関する。

低電圧照明システムは、低電圧供給信号による使用に適した照明システム及び構成要素を含んでいる。民生及び商業用の照明システムの状況において、「低電圧」とは１２Ｖのシステム及びランプを含む４０Ｖ以下の平均値を有する電圧を称し得る。低電圧システムは、一般に、従来の本線電圧（例えば、１２０Ｖ／６０Ｈｚ又は２３０Ｖ／５０Ｈｚ）を低電圧ランプに連結する。

前記低電圧システムは、典型的には、前記本線電圧に接続された調光器から又は前記本線電圧から前記低電圧供給信号を生成するトランスを含んでいる。低電圧照明システムにおいて使用されるトランスは、２つの主な種類のトランス、即ち磁気トランス及び電子トランスを含んでいる。両方の種類のトランスが比較的安定な供給信号を生成することができるが、この２種類のトランスの違いは、互換性の問題を生じ得る。例えば、従来の低電圧、発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプは、電子トランスを使用するシステムよりも磁気トランスを使用するシステムにおいて、より良好に作動することができる。

本願明細書において開示される内容は、これに限定されるものではないが、低電圧ＬＥＤランプを含む少なくとも幾つかの低電圧照明システム及び低電圧ランプの少なくとも幾つかのトランス依存している性能及び互換性の問題を対象として有益に低減させる又は取り除くことにある。

開示されている内容は、低電圧ランプとの使用に適した安定化装置、デバイス又は回路に向けられている実施例を包含している。前記安定化装置は、前記ランプへの低電圧供給を供給しているトランスの種類の指標（indication）に従って前記低電圧ランプを再構成又は変更することができる。少なくとも１つの実施例において、前記安定化装置は、選択可能な負荷及び検出回路を含むことができる。少なくとも１つの実施例において、前記選択可能な負荷は、前記トランスから電流を引き出すように可変な反応性負荷であり、前記検出回路は、前記トランス出力又は前記トランス出力を示す他のトランス信号をモニタすることができる。所定の条件を検出すると、前記検出回路は、前記反応性負荷を前記トランス出力に連結することができる。

幾つかの実施例において、前記装置は、非限定的な実施例として、整流器ドライバ及び出力負荷を含む１つ以上の付加的な構成要素を含むことができる。前記整流器はダイオードブリッジを含むことができ、前記トランス出力から整流された信号を生成する。前記ドライバは、前記出力負荷を駆動するための負荷信号を生成するように構成されることができる。前記出力負荷は、１つ以上の光生成要素を含む光生成負荷を有することができる。前記光生成要素又はランプは、これに限定されるものではないが、１つ以上の低電圧ＬＥＤランプを含み、低電圧ＬＥＤランプの各々は１つ以上のＬＥＤを含むことができる。

前記反応性負荷を前記トランス出力に結合するように前記検出回路を起動させる所定の条件は、前記トランスが電子トランスであるかどうかを示す条件であっても良い。これらの実施例において、前記反応性負荷は、前記検出回路が前記トランスが電子トランスである、又は幾つかの実施例において更に詳細には自己発振回路を含む電子トランス）であると決定した場合、前記トランスに結合されることができる。これらの実施例において、前記反応性負荷は、前記電子トランスの自己発振を維持するのに必要な最小のピーク電流を引き出すように構成されることができる。電子トランスによって生じる信号は、一般的に高周波数成分を含むので、前記検出回路は、信号の高周波数成分を区別することに適しているハイパスフィルタ又は他の何らかの回路を含むことができ、前記所定の条件は、前記トランス出力信号内の高周波成分の存在であることができ、例えば、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ又は他の指定された閾値周波数を超える周波数を有する成分の存在、又は前記１０ｋＨｚ乃至１００ｋＨｚの周波数帯域又は他の適切な周波数帯域内の周波数を有する成分の存在であり得る。

少なくとも１つの実施例において、前記検出回路のハイパスフィルタは、第１の入力における基準電圧、及び第２の入力における、トランス出力信号又は前記トランス出力信号を表す信号（例えば、整流器により整流された前記トランス出力信号）を受け取る比較器を含む。前記反応性負荷は、インダクタと、閉じられた場合に前記トランス出力の両端に前記インダクタを結合するスイッチとを含むことができる。少なくとも１つの実施例において、前記安定化回路は前記低電圧ランプ内に組み込まれ、前記インダクタ及び前記スイッチは前記低電圧ランプの端子の両端に直列に接続される。

前記スイッチは、前記検出回路により制御されることができ、半導体スイッチ、例えば、金属酸化物半導体（ＭＯＳ）トランジスタ、バイポーラ・トランジスタ又は光結合スイッチ（an opto-coupled switch）として実施化されることができる。これらの実施例において、前記検出回路により出力される検出信号は、前記スイッチの制御端子に供給される。光結合スイッチの実施例において、前記スイッチは、ＬＥＤ、及び前記ＬＥＤに近接して光学的に起動されるトライアックを含むことができ、前記検出回路の出力は前記ＬＥＤを駆動することができる。

整流器を含む実施例において、前記検出回路は、前記トランスと前記整流器との間に位置されることができ、即ち前記検出回路は修正されていないトランス出力信号をモニタする。他の実施例において、前記検出回路は、前記整流器と前記負荷回路との間に位置され、即ち前記検出回路は整流されたトランス出力信号をモニタする。

開示されている内容は、更に、逓減トランス（step down transformer）を含む低電圧生成構成要素と、トランス依存しない（trans-agnostic）低電圧ランプを含む低電圧負荷構成要素との間の互換性を提供する低電圧照明方法の方向に向けられている実施例を含む。少なくとも１つの実施例において、開示される低電圧照明方法は、電子トランスにより生成される出力を示す特性に関するトランスの出力のモニタを含む。当該方法は、前記トランス出力と並列に反応性負荷を結合することによって、前記特性の検出に応じるステップと、前記反応性負荷を前記トランス出力から切り離すことによって、前記特性の不在又は欠如の検出に応じるステップとを含む。

このように、前記反応性負荷は、前記トランスが電子トランスである場合に前記負荷出力内に放散されている前記トランス電流に加えて、前記トランスから電流を引き出すように利用可能である。前記反応性負荷は、前記出力負荷により消費される電流が、それ自身で、前記トランスの自己発振を維持するのに不十分である場合、前記トランスの自己発振回路の動作を支持するために前記トランスから十分な電流を引き出すことができる。

幾つかの実施例において、当該方法は、前記トランス出力が指定された閾値周波数を超える周波数を有する周波数成分を含むか否かを決定するステップを含み、前記指定された閾値周波数は１つの非限定的な実施例において約２０ｋＨｚである。当該方法は、更に、前記信号が電子トランス特性に関してモニタされる前後の何れにおいても、ブリッジ整流器によって、前記トランス出力信号を整流するステップを含むことができる。前記反応性負荷を結合するステップは、半導体スイッチ、例えば、トランジスタ、光結合スイッチ又は前記インダクタに結合される他のスイッチを含むことができる。

開示される内容は、更に、インダクタ、スイッチ及び検出回路を含む低電圧ランプ又は装置に向けられている実施例を含む。前記検出回路は、逓減トランスにより生成されるトランス出力信号を検出することもできる。前記検出回路は、前記トランスが電子トランスであるという決定に応答して、前記スイッチを、前記トランスの出力の両端に前記インダクタを接続するように制御することができる。前記検出回路は、更にブリッジ整流器を含むことができる。前記検出回路は、前記ブリッジ整流器に供給される前記トランス出力をモニタする又は前記ブリッジ整流器により生成される整流された信号をモニタすることができる。前記検出回路は、閾値周波数を超える周波数における前記トランス出力の周波数成分の検出に応答して前記スイッチを起動させることができる。前記閾値周波数は、電子トランスにより生成されそうな周波数であり、かつ、磁気トランスにより生成されそうにない周波数であっても良い。

前記スイッチは、バイポーラ又はＭＯＳトランジスタによって、光結合スイッチと組み合わされた発光ダイオードによって又は他の適切なスイッチ・メカニズムによって実施化されることができる。

本開示の技術的に有利な点は、本出願に含まれる添付図図面、明細書及び添付請求項から当業者にとって直ちに明らかになることができる。当該実施例の目的及び有利な点は、少なくとも、特に添付請求項において示されている要素、フィーチャ及びび組合せにより実現され達成されるであろう。

前述の明細書全体及び以下の詳細な記載の両方は、例であり説明的なものであり、本出願において開示されている前記請求項を制限するものではないと理解されたい。

本実施例及びこれらの有利な点の完全な理解は、添付図面に関連する以下の記載を参照することによって得ることが可能である。前記添付図面において、同様の符号は同様のフィーチャを示している。

低電圧照明システムの選択された要素を示している。 図１の回路に関する波形を示している。 図１の低電圧照明システムの実施例における使用に適している電子トランスの選択された要素を示している。 安定化回路を含む低電圧ランプを示している。 電子トランス検出回路を含む図４の低電圧ランプの要素を示している。 図５の低電圧ランプの更なる詳細を示している。 安定化回路を含む低電圧ランプの実施例を示している。 電子トランス検出回路の選択された詳細を示している。 電子トランス安定化回路を含む低電圧ランプを動作させる方法を示している。

本明細書で使用されているように、２つ以上の要素が互いに「結合される」と称しているのは、間接的に又は直接的にであるか（介在する要素の有無）に拘らず、前記２つ以上の要素が電子的に連通していることを意味する。

ここで図１を参照すると、電圧供給部（voltage supply）１０２、調光器１０４、トランス１０６及び低電圧ランプ１１０を含む低電圧照明システム１００を示している。電圧供給部１０２は、調光器１０４の入力端子１０１に供給電圧１１１を供給する。電圧供給部１０２は、本線電圧（例えば、１２０Ｖ／６０Ｈｚの線電圧又は２３０Ｖ／５０Ｈｚの線電圧）を供給する本線供給部（mains supply）を有することができる。

調光器１０４は、照明システム１００の他の要素へ調光器信号を供給する如何なるシステム、装置又は装置を有することができる。前記調光器信号は、照明システム１００に、低電圧ランプ１１０に供給される電力を調整させ、従って、当該調光レベルに応じてランプ１１０の明るさを増減させる調光レベルを表している。調光器１０４は、リーディングエッジ調光器、トレーリングエッジ調光器又は他の如何なる適切な調光器も含み得る。図１において示される調光器１０４は、調光器信号１１３をトランス１０６に供給する。

図１に示されている調光器１０４は、調光器信号１１３の平均電力を制御する調光器制御部１０５を含んでいる。調光器制御部１０５は、ユーザ位置決め可能なスライド、ダイヤル又は他の適切な制御メカニズムのものであっても良い。調光器制御部１０５の位置決めは、低電圧ランプ１１０の明るさを制御するために、調光器信号１１３の二乗平均平方根（ＲＭＳ）電圧を決定することができる。図１に示される照明システム１００は、調光器１０４を含んでいるが、照明システム１００の他の実施例は、調光器１０４を省略することもでき、この場合、供給電圧１１１は、直接的にトランス１０６へ供給される。

トランス１０６は、トランス１０６の巻線回路間の誘導結合によってエネルギーを輸送する如何なるシステム、デバイス又は装置を含むこともできる。従って、トランス１０６は、磁気トランス、電子トランス又は他の如何なる適切なトランスも含むことができる。図１に示される照明システム１００のトランス１０６は、調光器信号１１３を受け取り、低電圧ランプ１１０を動作させるのに適しているトランス出力信号１０７を生成する逓減トランスであっても良い。１２０Ｖ、６０Ｈｚの供給信号１１１によって使用するための実施例において、トランス１０６は、例えば、１２Ｖ以下の直流（ＤＣ）又はＲＭＳ電圧を持つトランス出力信号１０７を生成する１０−１（１０：１）逓減トランスであっても良い。同様に、２３０Ｖ、５０Ｈｚの供給信号１１１を使用している実施例に関して、トランス１０６は、１２Ｖ以下の直流又はＲＭＳ電圧を持つトランス出力信号１０７を生成する２０−１（２０：１）逓減トランスであっても良い。更に他の実施例において、トランス出力信号１０７の大きさは、１２Ｖより大きくても又は小さくても良い。

低電圧ランプ１１０は、電気エネルギー（例えば、トランス１０６によって供給される）を光エネルギー（photonic energy）に変換する何らかのシステム、デバイス又は装置を有することができる。幾つかの実施例において、低電圧ランプ１１０は、多面的な反射材形状因子（例えば、ＭＲ１６形状因子）を有することができる。これら及び他の実施例において、低電圧ランプ１１０は、ＬＥＤランプを有することができる。

電子トランス及び磁気トランスは、両方とも低電圧ランプ１１０に給電するのに適している低電圧信号を生成することができるが、この２つの種類のトランスの違いは、低電圧ランプ１１０の動作に影響を与え得る。一部の電子トランスは、トランス１０６から引き出される前記電流が閾値未満に低下する場合、不安定になり得る。例えば、電子トランスは、低電圧ランプ１１０によって引き出される電流が閾値電流（以下、振動電流と称する）未満に低下する場合、自己発振回路は不安定になり得て、前記電子トランスが自己発振を維持することを必要とする。

ここで図２を参照すると、例示的な電圧波形は、低電圧照明システム１００の動作の見地を示している。図１において示される電圧供給部１０２は、交流供給電圧ＶＳＵＰＰＬ１１１を生成する。供給電圧Ｖ_{ＳＵＰＰＬＹ}１１１は、１２０Ｖ／６０Ｈｚ信号、２３０Ｖ／５０Ｈｚ信号又は他の適切な振幅及び周波数の信号であっても良い。調光器信号Ｖ_ＤＩＭ１１３は、調光器１０４により生成された信号を表している。図２に示されている調光器信号Ｖ_ＤＩＭ１１３は、供給電圧Ｖ_{ＳＵＰＰＬＹ}１１１の各半サイクルの後ろの部分において前記信号を有効にゼロにすることによって、信号の平均電力を減少しているトレーリングエッジ調光器の例を示している。調光器信号Ｖ_ＤＩＭ１１３の振幅は、供給電圧Ｖ_{ＳＵＰＰＬＹ}１１１の振幅にほぼ等しくても良く、２つの信号の周期は同じであっても良い。トランス信号Ｖ_{ＸＦＯＲＭ}１０７は、電子トランスの場合のトランス１０６の出力を表している。トランス信号Ｖ_{ＸＦＯＲＭ}１０７は、エンベロープ電圧１０８、調光器信号Ｖ_ＤＩＭ１１３又は供給電圧Ｖ_{ＳＵＰＰＬＹ}１１１の周波数よりも大幅に高い周波数においてエンベロープ電圧１０８の正負のエッジ間で振動する。トランス信号Ｖ_{ＸＦＯＲＭ}１０７の振幅は、低電圧アプリケーションにおける使用に適しているトランス１０６の実施例における調光器信号Ｖ_ＤＩＭ１１３及び供給電圧Ｖ_{ＳＵＰＰＬＹ}１１１の振幅よりも大幅に低いものであっても良い。

トランス信号Ｖ_{ＸＦＯＲＭ}１０７の前記大幅に高い周波数成分の存在は、電子トランス出力信号の特性である。磁気トランスにより生成される信号は、逆に、高周波成分を有さないエンベロープ電圧１０８に似ている。以下の図に示される安定化回路の幾つかの実施例は、低電圧ランプ１１０の動作に負に影響を与えることなく電子トランスを有する照明システム１００において使用される場合、及び代わりに磁気トランスを含む照明システム１００において使用される場合、低電圧ランプ１１０（図１）の信頼性が高い動作を改善するための電子トランスにより生成される信号の高周波成分の存在を有益に活用する。しかしながら、当業者は、トランス出力信号の供給源を電子トランスとして識別するための様々な技術を認識することができ、他の実施例は、どのような種類のトランスが信号を生成し出力したのかを決定するための本願明細書において開示されるもの以外の技術を組み込むこともできる。 例えば、"Systems and Methods for Determining a Type of Transformer to Which a Load is Coupled"なる名称において２０１３年３月１３日に出願された米国特許出願番号第１３／７９９，３２８号、及び"Systems and Methods for Selecting a Compatibility Mode of Operation for a Lamp Assembly,"なる名称において２０１３年９月２５日に出願された米国特許出願番号第１４／０３７,００１号を参照されたく、何れの出願も本出願と共にＣｉｒｒｕｓ Ｌｏｇｉｃ社によって共通に所有されているものであり本願明細書において引用されているものとする。

ここで図３を参照すると、例示的な電子トランス１２６が示されている。図３に示されている電子トランス１２６は、トランジスタＱ１及びＱ２を含む整流段１２１及び自己発振回路１２３を含む自己発振トランスである。図３に示されている自己発振回路１２３は、電流Ｉ_２ａを出力トランスＴ１へ伝導する第１の巻線Ｔ_２ａ、電流Ｉ_２ｂをＱ１トランジスタへ伝導する第２の巻線Ｔ_２ｂ及びトランジスタＱ２の入力へ供給される電流を伝導する第３の巻線Ｔ_２ｃを含む３つの巻線の集合により構成されている誘導要素（図３においては明確に表されていない）を含む内部トランスを有する。示されているように電子トランス１２６は、更に、出力電流をＴ_２ａから受け取る一次巻線１２４とトランス出力信号１０７を供給する出力ポート１２９に接続されている第２の二次巻線１２６とを含む出力トランスＴ１を含んでいる。

幾つかの実施例において、前記負荷回路がトランス出力信号１０７を受け取り前記トランス振動電流を超える電流を引き出している限り、電子トランス１２６の自己発振は維持される。前記負荷回路が前記振動電流を超える電流を引き出していない場合、電子トランス１２６は、信頼できるようにトランス出力信号１０７を生成することに失敗し得る。前記負荷回路は、低電圧ランプ（例えば、図１に示された低電圧ランプ１１０）を含む場合、トランス出力信号１０７は不整合である（inconsistent）かもしれず、又は低電圧ランプ１１０はフリッカを生じ得る、調光し得る、照明に失敗し得る、又はさもなければ信頼なく動作し得る。

電子トランス１２６に関連する振動電流は、少なくとも或る低電圧照明アプリケーションにおける前記負荷回路によって引き出される前記電流を超え得る。低電圧ＬＥＤランプは、例えば、少なくとも或る商業的に頒布されている電子トランスの前記振動電流よりも低い平均電流を引き出し得る。例えば、１０ワット（１０Ｗ）の低電圧ＬＥＤランプ（５０Ｗのハロゲン電球にほぼ等しい光を生成する）は約０．８Ａ（１０Ｗ／１２Ｖ_ＲＭＳ＝０．８Ａ_ＲＭＳ）を引き出すことができる一方で、適切な電子トランスは２Ａ以上の振動電流を必要とし得る。

少なくとも１つの実施例において、後続する図に記載されている低電圧ランプ１１０は、磁気又は電子の何れかであるトランス１０６による動作に適している。低電圧ランプ１１０は、トランス１０６により生成されるトランス出力信号１０７が磁気トランス又は電子トランスの何れを示しているかを検出する又はさもなければ決定する安定化回路を含むことができる。安定化回路は、更にスイッチ及び反応性負荷を含むことができる。
低電圧ランプ１１０は、電子トランスにより生成されるトランス出力信号１０７を検出すると前記スイッチを活性化することができる。前記スイッチは、前記反応性負荷を前記トランス出力に結合することができる。前記反応性負荷は、トランス１０６から引き出される当該電流が前記電子トランスに関連している振動電流に等しい又はこれを超えることを保証するのに必要な最小の電流を引き出すことができる。少なくとも１つの実施例において、前記反応性負荷は、前記スイッチが活性化される場合、トランス１０６の出力ポートの両端に接続されるインダクタ又は誘導要素を含むことができる。このような態様において、低電圧ランプ１１０は、電子トランスが検出される場合に前記トランス出力に接続される選択可能な反応性負荷を含んでいる。逆に、低電圧ランプ１１０は、前記磁気トランスが検出される場合に前記反応性負荷を切り離すことができる。

ここで図４を参照すると、電子トランス安定化回路３０１を含む低電圧ランプ１１０の要素が示されている。図４に示されている低電圧ランプ１１０は、整流器３０４、ドライバ３０６、負荷３０８及び安定化回路３０１を含んでいる。整流器３０４及び安定化回路３０１は、低電圧ランプ１１０の入力端子３０２の両端に並列に接続される。低電圧ランプ１１０がトランス（例えば、図１において示されたトランス１０６）に接続される場合、入力端子３０２はトランス出力信号１０７を受け取り、トランス出力信号１０７は整流器３０４に及び安定化回路３０１に並列に供給される。

整流器３０４は、ドライバ３０６に供給される整流された信号３０５を生成する。ドライバ３０６は、出力負荷３０８を駆動する。図４に示される低電圧ランプ１１０において、整流器３０４はダイオードブリッジ整流器である又はダイオードブリッジ整流器を含み、ドライバ３０６はＬＥＤドライバを有し、出力負荷３０８は、１つ以上のＬＥＤ３１０のＬＥＤ負荷である又は１つ以上のＬＥＤ３１０のＬＥＤ負荷を含んでいる。

図４に示される安定化回路３０１は、トランス出力信号１０７を受け取る。少なくとも１つの実施例において、安定化回路３０１は、前記トランスが電子トランスであるかどうかをモニタする、検出する、又はさもなければ決定する。図４に示される安定化回路３０１は、整流器３０４による整流の前に、トランス出力信号１０７を直接的に受け取る。他の実施例において、安定化回路３０１は、トランス出力信号１０７から得られる信号に基づいて前記トランスが電子トランスであるか否かを決定することができる。例えば、安定化回路３０１の他の実施例は、整流器３０４により生成される整流された信号３０５を受け取ることができる。

安定化回路３０１は、更に、低電圧ランプ１１０の入力端子３０２の両端において、従ってトランス１０６の出力の両端に反応性負荷（図４において描かれていない）を結合することによって、トランス出力信号１０７が電子トランスにより生成されたとの決定に応答することができる。少なくとも１つの実施例において、前記反応性負荷は、トランス１０６が電子トランスであるとの決定に応答して、トランス１０６内の発振回路の信頼性が高い振動を維持するように、トランス１０６から電流（本明細書においては安定化電流Ｉ_Ｓと称される）を引き出す。

前記反応性負荷は、適用可能な電子トランスの振動電流に等しい又はこれを超える安定化電流Ｉ_Ｓを引き出すことができる。例えば、トランス１０６が２Ａの振動電流を必要とする電子トランスである場合、安定化回路３０１によって提供される前記反応性負荷は、低電圧ランプ１１０がトランス１０６に接続される場合にトランス１０６から２Ａの最小の安定化電流Ｉ_Ｓを引き出すように構成されることができる。他の実施例において、前記反応性負荷は、ランプ電流Ｉ_Ｌａｍｐ及び安定化電流Ｉ_Ｓの総和に等しいトランス出力電流（Ｉ_Ｌｏａｄ）が前記振動電流に等しい若しくは前記振動電流を超えるように、低電圧ランプ１１０の出力負荷３０８において分散されるランプ電流Ｉ_Ｌａｍｐを補充することを目的とする安定化電流Ｉ_Ｓを引き出すことができる。

以下の図は、安定化回路３０１及び低電圧ランプ１１０の様々な実施例を記載しているが、当業者は、トランス出力が電子トランス出力であるか否かを決定する様々な他の技術、及び電子トランス信号が検出された場合に、回路を前記低電圧ランプに切り換える又はさもなければ選択的に結合する様々な技術を認識することができる。本願明細書において記載されている実施例は例示的なものであり、当業者に認識可能な如何なる変形も等しく含まれる。

ここで図５を参照すると、図４の安定化回路３０１の実施例の付加的な詳細が、示されている。図５に示されている安定化回路３０１は、入力端子３０２に供給されるトランス出力信号１０７を受け取る電子トランス検出回路４０３を含んでいる。電子トランス検出回路４０３は、スイッチ４０５の制御端子４１３に接続する出力信号４１１を生成する。スイッチ４０５は、端子３０２の両端においてインダクタ４１５と直列に接続される。電子トランス検出回路４０３の出力信号４１１は、スイッチ４０５の制御端子４１３に接続される。

ＥＴ検出回路４０３が、トランス出力信号１０７を電子トランスにより生成される信号を表す高周波成分に関してモニタすることができる。少なくとも１つの実施例において、電子トランス検出回路４０３は、指定された閾値周波数（例えば、１０ｋＨｚ又は２０ｋＨｚ）を超える周波数を有する周波数成分を含んでいるトランス出力信号１０７、又は指定された周波数帯域（例えば、約１０ｋＨｚ又は２０ｋＨｚから約１００ｋＨｚ又は２００ｋＨｚまでの周波数帯域）の範囲内に周波数成分を含むトランス出力信号１０７を識別するハイパスフィルタを含むことができる。

高周波成分がトランス出力信号１０７内に存在する場合、電子トランス検出回路４０３は、この出力信号４１１をアサートし、トランス１０６の出力の両端にインダクタ４１５を接続するようにスイッチ４０５を閉じ、これによりトランス１０６の振動電流以上の低電圧ランプ１１０によって引き出されるトランス出力電流を維持するのに十分な安定化電流を引き出す反応性負荷を提供することができる。逆に、トランス出力信号１０７の高周波数成分を検出しないことに応答して、又はトランス１０６が電子トランスでないことの決定若しくは検出に応答して、電子トランス検出回路４０３の少なくとも１つの実施例は、出力信号４１１をディアサートする。出力信号４１１のディアサートは、スイッチ制御信号４１３をディアサートし、これによりスイッチ４０５を停止させ、電流がインダクタ４１５を流れるのを防止する高いインピーダンス又は開回路を作る。

前記反応性負荷は、前記トランス出力に接続される場合、トランス１０６によって前記電流出力を有益に増大させる安定化電流を引き出し、このことにより有益に、振動電流の欠如によるトランス１０６の揺らぎの可能性を低減する。更に、インダクタ（例えば、インダクタ４１５）に関連する前記安定化電流が反応性電流であるので、トランス１０６が前記振動電流より小さい負荷電流を出力することに失敗する可能性は、電力消費の比較的小さい増加と共に低減される。

ここで図６を参照すると、図５の安定化回路３０１の実施例の更なる詳細が示されている。図６に示されているように、スイッチ４０５は、トランジスタ４１７を含む固体スイッチとして実施化され、トランジスタ４１７はバイポーラ・トランジスタ又はＭＯＳトランジスタであっても良い。ＭＯＳＦＥＴトランジスタを使用する実施例の場合、制御端子４１３はＭＯＳ電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）のゲート端子であっても良く、インダクタ４１５は前記トランジスタのソース又はドレインに接続されている。バイポーラ・トランジスタをスイッチ４０５として使用している実施例の場合、制御端子４１３は前記バイポーラ・トランジスタのベース端子であっても良く、インダクタ４１５は前記トランジスタのエミッタ又はコレクタにされている。図６は、単一のトランジスタがスイッチ４０５として使用される実施例を示しており、当業者は、スイッチ機能を提供するための代替的なものが安定化回路３０１において使用されることができことを認識するであろう。

ここで図７を参照すると、光結合スイッチ７０４を駆動する出力信号４１１を生成する電子トランス検出回路４０３が示されている。図７に示されているように、電子トランス検出回路４０３は、前記トランスが電子トランスであるか否かを決定する入力として整流器３０４により生成される整流された出力信号３０５を使用する。整流された信号３０５内の高周波数成分の検出に応答して、電子トランス検出回路４０３は、出力信号４１１をＬＥＤ７０２を流れる駆動電流にアサートする。ＬＥＤ７０２により生成される光７１３の形態における光学エネルギーは、光学的に起動されるトライアック７０５を活性化し、トライアック７０５は、ＬＥＤ７０２に近接して位置されており、これにより光結合スイッチ７０４を閉じて端子３０２の両端におけるインダクタ４１５を接続する。

図７に示されている電子トランス検出回路４０３がトランス出力信号１０６の整流された形態において動作するにもかかわらず、当該回路は直接的にトランス出力信号１０７において動作することができる。更に、光結合スイッチの使用は例示的な実施例であり、本願明細書において記載されているトランジスタスイッチの実施例を含む他の実施例も当業者により認識されるであろう。

ここで図８を参照すると、安定化回路３０１の実施例は、例示的な電子トランス検出回路４０３に関する付加的な詳細により示される。図８に示されている電子トランス検出回路４０３は、第１の入力を、第２の入力として基準電圧Ｖｒｅｆを受け取る比較器５０４へ供給するハイパスフィルタ５０２として機能する受動的な要素を含んでいる。ハイパスフィルタ５０２のインピーダンスは、増大する信号周波数の範囲内で減少する。電子トランスを表す高周波信号の場合、比較器５０４の正の入力端子に接続されているノード５０５は接地されている又は接地の近くにあり、Ｖｒｅｆに接続されている比較器５０４の負の入力端子よりも正である。比較器５０４の正の端子の電圧がＶｒｅｆよりも正であるので、比較器５０４は自身の出力端子５０７をアサートし、出力端子５０７は電子トランス検出回路出力信号４１１及びスイッチ４０５の制御端子４１３に接続されている。

例えば、磁気トランスにより生成される低電圧供給信号を含む、高周波数成分を有さないトランス出力信号１０７の場合、ノード５０５における電圧は接地よりも低く降下し、およそ２つのダイオードの降下であり、Ｖｒｅｆより負である。自身の正の端子が自身の負の端子よりも負であると、比較器５０４は、出力信号５０７をディアサートし、これよりスイッチ４０５の制御端子４１３をディアサートし、スイッチ４０５に入力ポート３２０からインダクタ４１５を効果的に分離させる。Ｖｒｅｆ及びハイパスフィルタ５０２の受動的な構成要素の適切な選択によって、比較器５０４は、トランス１０６からのトランス出力信号１０７が閾値周波数を超える何らかの周波数成分を有する場合、自身の出力信号５０７をアサートしスイッチ４０５をオンにすることができる。

ハイパスフィルタの特定の実施化が図８において示されている一方、当業者は信号が高周波数成分を含むか否かを決定する他の回路及び技術を認識する。同様に、当業者は、トランスを電子トランスとして識別することが、周波数フィルタに頼らない技術を含み得ると認識するであろう。

ここで図９を参照すると、フロー図は、低電圧ランプへ供給される低電圧供給信号から光を生成する方法９００を示している。方法９００は、低電圧ランプ１１０の安定化回路３０１、電子トランス検出回路４０３、又はこれらの両方により実行される方法を表すものであり得る。方法は、トランスにより生成される出力信号をモニタするステップ（ブロック９０２）、及び前記出力信号が高周波数成分又は電子トランスの他の何らかのしるし（indicia）を有するか否かを決定するステップ（ブロック９０４）を有することができる。前記電子トランス検出回路が、前記トランス出力が電子トランスにより生成されていると決定した場合（ブロック９０５）、前記電子トランス検出回路はスイッチの制御端子をアサートする（ブロック９０６）。前記スイッチの制御端子のアサートは、前記スイッチを閉じさせる。前記スイッチを閉じると、インダクタ又は前記低電圧電球の入力端子の両端における他の適切な反応性負荷を、前記インダクタが前記電子トランスの出力の両端に接続されるように接続することができる。逆に、前記トランスが出力信号が高周波数成分を含まない場合、前記トランス出力信号が電子トランスよりもむしろ磁気トランスにより生成されたことを示唆しており、方法９００は、スイッチ制御端子をディアサートし(ブロック９０８)、これにより前記スイッチを開け前記トランスによって見られる前記負荷回路から前記インダクタを分離することができる。

本明細書は、当業者であれば理解するであろう上述の例示的な実施例に対する全ての変化、置換、変形、変更及び調節を包含するものである。同様に、ここで、適切に、添付の請求項は、当業者であれば理解するであろう上述の例示的な実施例に対する全ての変化、置換、変形、変更及び調節を包含するものである。更に、特定の機能を実施するように適応化されている、実施するように配されている、実施することができる、実施するように構成されている、実施するように動作可能である装置若しくはシステム又は装置若しくはシステムの構成要素に関する添付の請求項は、装置、システム又は構成要素がこのように適応化されている、配されている、可能にされている、構成されている又は動作可能である限り、当該特定の機能が活性化される、オンにされる又はアンロックされているか否かに拘らず、当該装置、システム又は構成要素を包含するものである。

本願明細書において詳述される全ての例及び条件を示す言い回しは、技術の促進へと当該発明者により貢献されている開示及び概念を読み手が理解するための教育学的な目的のためのものであり、このような詳述された例及び条件に対する制限を有さないものとして解釈されるものである。本開示の実施例が詳細に記載されたが、様々な変化、置換及び変更が本開示の精神及び範囲から逸脱することなく本願明細書に対してなされることができることを理解されたい。

Claims (22)

1. トランス出力から安定化電流を引き出す反応性負荷と、
   所定条件に関して前記トランス出力を示すトランス信号をモニタする及び前記所定の条件の検出に応答して前記反応性負荷を前記トランス出力に結合する検出回路と、
   を有する安定化装置。
2. 前記トランス出力から整流された信号を生成するブリッジ整流器を更に有する、請求項１に記載の安定化装置であって、
   前記トランス信号は、
   前記トランス出力、及び
   前記整流された信号
   から成るグループから選択される、安定化装置。
3. 前記整流された信号を受け取る及び直流負荷信号を生成するドライバと、
   前記ドライバから前記負荷信号を受け取る負荷回路と、
   を更に有する請求項２に記載の安定化装置。
4. 前記負荷回路が光生成負荷回路を有する、請求項２に記載の安定化装置。
5. 前記光生成負荷回路は、前記負荷信号を受け取る発光ダイオードを含んでいる、請求項４に記載の安定化回路。
6. 前記所定の条件は、電子トランスが前記トランス出力を供給したか否かを示している、請求項１に記載の安定化回路。
7. 前記所定の条件は、前記トランス出力が
   指定された閾値周波数を超える周波数を有する成分、及び
   指定された周波数帯域内の周波数を有する成分、
   から成るグループから選択される成分を含んでいるか否かを示すものである、請求項１に記載の安定化装置。
8. 前記反応性負荷は、
   インダクタ、及び
   インダクタ電流のための電流経路を提供する半導体スイッチ
   を含んでいる、請求項１に記載の安定化装置。
9. 前記スイッチは光結合トライアックを有する、請求項８に記載の安定化装置。
10. 電子トランスを示す特性に関してトランスをモニタするステップと、
    前記特性の検出に応答して、反応性負荷を前記トランスに結合するステップと、
    前記特性を検出しないことに応答して、前記反応性負荷を前記トランスから切り離すステップと、
    を有する回路安定化の方法。
11. 前記トランスをモニタするステップは、前記トランスにより生成されるトランス出力を示すトランス信号をモニタするステップを有する、請求項１０に記載の回路安定化の方法。
12. 前記特性は、所定の最小値を超える周波数を有する前記トランス信号の成分を有する、請求項１１に記載の回路安定化の方法。
13. 整流された信号を生成するブリッジ整流器によって、前記トランス出力を整流するステップを更に有する、請求項１２に記載の回路安定化の方法。
14. 前記トランス信号は、前記整流された信号を有する、請求項１３に記載の回路安定化の方法。
15. 前記トランス信号は前記トランス出力を有する、請求項１３に記載の回路安定化の方法。
16. 前記反応性負荷は、前記トランスから最小ピーク電流を引き出すインダクタを有する、請求項１０に記載の回路安定化の方法。
17. 前記インダクタは、発光ダイオードを含む発光負荷を含む低電圧ランプのインダクタを有し、
    前記モニタリングするステップは、前記低電圧ランプによってモニタリングするステップを含み、
    前記反応性負荷の結合は、前記トランスの出力と並列に前記インダクタを結合するステップを含む。
    請求項１６に記載の回路安定化の方法。
18. インダクタと、
    前記インダクタをトランスの出力に接続することによって検出信号に応答するスイッチと、
    前記トランスのトランス出力に関連する整流された信号を生成するブリッジ整流器と、
    トランス信号内の閾値周波数を超える周波数を有する周波数成分の検出に応答して前記検出信号を生成する検出回路と、
    を有する装置。
19. 前記トランス信号は前記トランス出力を有する、請求項１８に記載の装置。
20. 前記トランス信号は前記整流された信号を有する、請求項１８に記載の装置。
21. 発光負荷と、
    前記整流された信号を受け取る及び前記発光負荷を駆動するドライバと、
    を有する、請求項１８に記載の装置。
22. 前記発光負荷は発光ダイオードを有する、請求項２１に記載の装置。

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