JP2016530853A - 電源アダプタ - Google Patents
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Abstract
Description
ラッチ電流と保持電流は異なる調光器モデルの間で異なっている。典型的なラッチ電流と保持電流の範囲は約5から50mAである。これらの操作要件は、白熱電球の高い電力消費のため、白熱電球が使用される時は課題を生じない。しかし、ずっと少ない出力電力を有するLED電球は、追加の回路無しでは全体の回路サイクルに亘りこの電流の量を保持することが出来ない。
よって第1の動作モードは高い電流引き出しを提供し、それゆえ第2の動作モードに対して高い電力引き出しを提供するように構成され得る。よって第1の動作モードはトライアック調光器のラッチ電流を引き出すのに使用され得、共振回路の駆動信号のデッドバンドがトライアック調光器の(通常低い)保持電流を引き出すため誘導及び/又は変化され得る。しかし、安定した低電力の電灯のため、第2のモードが使用されても良い。
LC共振回路は駆動されて上記に論じたLCL直並列共振回路のものと同じ特性を提供し得るが、LEDが例えば少なくとも+/−50%、又は好ましくは+/−25%の交流電源のrms電圧に相当する電圧を有する場合に限ることが分かった。
本発明による電源アダプタの実施形態は入力整流器段階(図示せず)、スイッチコントローラ(RAIS‐DH)及びハーフブリッジ駆動回路(HSD、LSD)(図1に示す)、並びにLCL直並列共振回路(L1、C1及びL2)及び出力整流器段階(図2に示す)を備える。ハイサイドスイッチであるQ1はNPN BJTトランジスタであり、ローサイドスイッチであるQ2はPNP BJTトランジスタである。Q1及びQ2は、Q1とQ2の両方のための浮動接地を形成する共通ポイントに接続されるエミッタ/ソースと共に配置される。この共通ポイントはまたハーフブリッジ駆動回路の出力を提供し、ハーフブリッジ駆動回路の出力は本実施形態において固体光源(英国特許第2449616B8号及び国際公開第2010/040167A1号に詳細に記載された形式のもの)を駆動するのに適したLCL直並列共振回路に供給される。
図6はマイクロプロセッサを含む発明の更なる実施形態を示し、その実施形態では、マイクロプロセッサのポートのESDダイオードがマイクロプロセッサへの電力供給の提供に使用される。
Q2 ・・・ローサイドスイッチ
Q3 ・・・レベルシフタ
Q4 ・・・サイリスタ
IC1、U1 ・・・集積回路
Claims (46)
- 交流電源に接続するための入力と、
負荷を駆動するのに適した出力を提供する前記入力に結合された共振回路と、
駆動信号を前記共振回路に提供する少なくとも1つのハーフブリッジ駆動回路と、
前記ハーフブリッジ駆動回路のためのスイッチコントローラと、を備え、
前記ハーフブリッジ駆動回路はハイサイドスイッチとローサイドスイッチを有し、
前記スイッチコントローラは、
(i)前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチに異なる継続期間のオン時間を提供するモード、
(ii)前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチに重複するオン時間を提供するモード、及び
(iii)前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチに同期のオン時間を提供するモード、
のうち少なくとも一つのモードを有する、電源アダプタ。 - 前記スイッチコントローラは前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチに異なる継続時間のオン時間、即ち非対称のオン時間を提供し、
前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチの非対称の程度は前記入力から引き出される電流を少なくとも部分的に決定する、請求項1に記載の電源アダプタ。 - 前記入力で引き出される電流は前記出力で提供される電流とほぼ等しい、請求項2に記載の電源アダプタ。
- 前記スイッチコントローラは各入力サイクルの間に前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチの非対称の程度を変化させ、前記入力から引き出される電流の波形を決定するようになされる、請求項1又は2に記載の電源アダプタ。
- 前記スイッチコントローラは前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチに重複するオン時間を提供し、各入力サイクルにおいて重複期間の負荷状態を生成し、各入力サイクルにおいて重複期間の前記出力に搬送される電流に対して前記入力で引き出される電流を増加させる、請求項1から4の何れか一項に記載の電源アダプタ。
- 前記電源アダプタは固体光源を駆動するようになされ、重複期間において、減光スイッチのラッチ電流が各入力サイクルにおいて引き出され、低い保持電流が各入力サイクルにおいて引き出されるようになされ、
前記共振回路はほぼ同じ周波数で駆動される、請求項5に記載の電源アダプタ。 - 前記電源アダプタは前記出力において電力が提供されないモードを有し、
前記電源アダプタは、前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチに同時のオン時間を提供する前記スイッチコントローラにより前記入力に負荷状態を提供する、請求項1から6の何れか一項に記載の電源アダプタ。 - 前記電源アダプタは負荷状態が前記スイッチの重複する又は同期のオン時間により生成されるモードを有し、
前記コントローラは、前記電源の電圧を監視し、負荷状態のインピーダンスが前記電源の電圧にとって許容可能であるかを決定するようになされる、請求項1から7の何れか一項に記載の電源アダプタ。 - 前記電源アダプタは2つ以上のモードを切り替えるようになされ、
2つ以上の前記モードのそれぞれは前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチのためのオン時間の異なる構成を提供する、請求項1から8の何れか一項に記載の電源アダプタ。 - 前記共振回路は、前記共振回路の共振周波数もしくは各モードにおける前記共振周波数の分数調波、又は近似で駆動される、請求項9に記載の電源アダプタ。
- 前記電源アダプタは入力電圧を監視するようになされ、前記入力電圧に基づいて前記出力で提供される電流と前記入力に亘る抵抗の比率を変更する、請求項1から10の何れか一項に記載の電源アダプタ。
- 前記出力で提供される電流と前記入力に亘る抵抗の前記比率は前記入力電圧に基づいて比例的に変化され、電流及び/又は入力抵抗の急激な変化はモードを切り替える時に生成されない、請求項11に記載の電源アダプタ。
- 前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチはバイポーラ接合トランジスタ(BJTs)である、請求項1から12の何れか一項に記載の電源アダプタ。
- 前記共振回路はLCL直並列共振回路である、請求項1から13の何れか一項に記載の電源アダプタ。
- 前記電源アダプタは入力電圧を変化させるほぼ定電流の入力を保持するようになされる、請求項1から14の何れか一項に記載の電源アダプタ。
- 前記電源アダプタは、前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチに異なる継続時間のオン時間、即ち非対称のオン時間を提供し、各入力サイクルの間、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチの非対称の程度を変更し、前記入力から引き出される電流にほぼ正弦波形を提供するスイッチコントローラにより、主電源からほぼ正弦電流波形を引き出すようになされる、請求項1から14の何れか一項に記載の電源アダプタ。
- 前記ハーフブリッジ駆動回路の前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチは前記ハーフブリッジの中央で接続されたそれぞれのエミッタ又はソース端末と共に配置される、請求項1から16の何れか一項に記載の電源アダプタ。
- 前記ハイサイドスイッチはNPNバイポーラ接合トランジスタ(BJT)であり、ローサイドスイッチはPNPバイポーラ接合トランジスタ(BJT)である、請求項17に記載の電源アダプタ。
- 前記スイッチコントローラは集積回路の形式を取り、
前記スイッチコントローラの接地接続は前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチの前記エミッタ又はソース端末に接続され、前記スイッチコントローラの前記接地接続は浮動接地の形式の前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチに共通の参照を有する、請求項1から18の何れか一項に記載の電源アダプタ。 - 前記電源アダプタは従来の減光スイッチを含む主電源からの固体光源を駆動するようになされる、請求項1から19の何れか一項に記載の電源アダプタ。
- 前記電源アダプタはモータを駆動するようになされる、請求項1から20の何れか一項に記載の電源アダプタ。
- ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチを備えるハーフブリッジ駆動回路であって、
前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチのそれぞれはエミッタ又はソース端末を有し、
前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチは前記ハーフブリッジの中央で接続されたそれぞれのエミッタ又はソース端末と共に配置される、ハーフブリッジ駆動回路。 - 前記ハーフブリッジ駆動回路は前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチの両方を共にスイッチオンできるようにし、負荷が生成されるようになされる、請求項22に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチは少なくとも発振器を含む駆動回路により駆動され、
前記駆動回路は前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチの両方をスイッチオンし、
(a)前記ハーフブリッジ駆動回路の起動時、
(b)所定の期間に電力が存在しない時、
(c)電力が存在しない時
の何れか1つ、又は上記の重複の組合せにおいて負荷を生成するように構成される、請求項23に記載のハーフブリッジ駆動回路。 - LCL直並列共振回路を駆動する、請求項22から24の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記ハーフブリッジ駆動回路は発振器を使用して駆動され、前記発振器にフィードバックを送信しない、請求項25に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチは少なくとも発振器を含む駆動回路により駆動され、
前記駆動回路は一連のパルスを前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチの両方がスイッチオフされる期間と置換することにより減少した電力モードを提供するように構成される、請求項22から26の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。 - ハーフパワーモードが一連のパルスを前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチの両方がスイッチオフされる期間と置換することにより提供され、前記期間は前記置換された一連のパルスの期間とほぼ同じである、請求項27に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチは少なくとも発振器を含む駆動回路により駆動され、
前記駆動回路は、電力が180°の主電力のうちの90°の交流入力サイクルの第1の部分のみのために引き出されるモードを提供するよう構成される、請求項22から28の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。 - 電力は交流入力サイクルのおよそ第1の半分のために引き出される、請求項29に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記ハーフブリッジ駆動回路は低電圧プロセス集積回路を含み、
前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチは前記低電圧プロセス集積回路の外部にある、請求項22から30の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。 - 前記ハーフブリッジ駆動回路はマイクロプロセッサを含み、
前記マイクロプロセッサの前記ポートの前記ESDダイオードは前記マイクロプロセッサへの電力供給の提供における電荷ポンプダイオードとして使用される、請求項22から31の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。 - 前記ハイサイドスイッチはnチャンネルの電界効果トランジスタ(FET)、NPNバイポーラ接合トランジスタ(BJT)又は同様に機能するトランジスタである、請求項22から32の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記ローサイドスイッチはpチャンネルの電界効果トランジスタ(FET)、PNPバイポーラ接合トランジスタ(BJT)又は同様に機能するトランジスタである、請求項22から33の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチは前記エミッタ又はソース端末の電圧に関連して決定される前記ベース又はゲート端末での切り替え電圧を有して構成され、前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチの前記エミッタ又はソース端末の接続は浮動接地の形式の前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチの前記切り替え電圧に共通の参照を提供する、請求項22から34の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記ローサイドスイッチは浮動接地の形式の共通の参照に関連して決定されるベース又はゲート端末での負の切り替え電圧を有する、請求項22から35の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチは少なくとも発振器を含む駆動回路により駆動される、請求項22から36の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記駆動回路の前記接地接続は前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチの前記エミッタ又はソース端末に接続され、前記駆動回路の前記接地接続は、浮動接地の形式の前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチに共通の参照を有する、請求項22から37の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチのそれぞれに亘って接続されるコンデンサは、一たん振動すると駆動回路に電力を提供する、請求項37又は38に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記駆動回路は前記ハーフブリッジ駆動回路の前記デッドバンドを変化させるようになされ、よって前記ハーフブリッジ駆動回路が同じ電流を引き出すが、効率の低い出力を提供することを可能にする、請求項37から39の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 負荷状態が、前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチの両方を同時にスイッチオンすることにより生成される、請求項40に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 前記駆動回路が、国際公開第2011/083336A2号明細書及び国際公開第2012/010900A2号明細書に記載される多数の動作モードを有する整流器回路のような出力段階も制御するように構成される、請求項22から41の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路。
- 請求項22から42の何れか一項に記載のハーフブリッジ駆動回路を備える電源アダプタ。
- 前記ハーフブリッジ駆動回路は、1つ以上のLED等の固体光源のような負荷に電力を提供するための共振回路を駆動する、請求項43に記載の電源アダプタ。
- 前記電源アダプタは出力整流器も含む、請求項44に記載の電源アダプタ。
- 前記電源アダプタは主電源に接続するための入力と、負荷を駆動するのに適した出力を提供する前記入力に結合されたLCL直並列共振回路とを備え、
前記ハーフブリッジ駆動回路は前記LCL直並列共振回路を駆動する、請求項43から45の何れか一項に記載の電源アダプタ。
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