JP2016536741A - Ｌｅｄ照明システム - Google Patents

Abstract

ＬＥＤランプ機構は、磁気安定器または電子安定器を有する照明器具の中の蛍光灯を置換するように適合されている。ＬＥＤランプ機構は、複数の回路構成の間で切換え可能な複数のＬＥＤと、照明器具によってＬＥＤランプ機構に供給される電力の周波数を感知して出力を生成するための第１の手段と、周波数を感知するための第１の手段の出力に基づいて複数のＬＥＤの回路構成を切り換えるための第２の手段とを備える。【選択図】図８

Description

本発明は、一般にＬＥＤランプおよびＬＥＤ照明に関し、より詳細には、蛍光灯とともに使用するための安定器を有する照明器具の蛍光灯を置換するのに適切なＬＥＤランプに関する。

現在、蛍光照明は長年存在している。この形態の照明は、白熱電球に対する高効率の代替形態として始まったが、効率および電力消費の点から、また以下で詳述するように他の側面においても、最近はＬＥＤ照明によってある程度まで凌駕されている。

蛍光灯は、一般に、２本のピンがあるエンドキャップを両端に取り付けられて不活性ガスと少量の水銀とで満たされた管を備える。エンドキャップは、蛍光灯の点弧を支援するために、管の内部のガスを予熱して水銀を気化するためのグローワイヤを含む。一旦蛍光灯が点弧されると、伝導される電流によって生じる熱が蛍光灯を動作条件に保つ。これらの起動条件を容易にするため、また、作動中の蛍光灯を通る電流を制限して消費電力を制限するために、幹線電源と蛍光灯との間に電気的安定器が接続されている。

最初に導入されたとき、使用可能な唯一の安定器は、インダクタの周波数依存インピーダンスの結果としてＡＣ電流を制限することによって消費電力を制限する簡単な磁気インダクタであった。結果は、力率が比較的低く無効電力が比較的大きいという、望ましくないものである。

最近になって電子安定器が導入された。そのような電子安定器は、通常、最初にＡＣ幹線電源をＤＣ電力に変換し、次に、蛍光灯を駆動するためにＤＣ電力を高周波数のＡＣ電力に変換する。より最近の電子安定器は、蛍光灯を通る電流を能動的に制御し、安定器自体によって吸収されるＡＣ電力を能動的に制御する。これは、システムが１に近い値の力率を有することを可能にする。電子安定器と蛍光灯とによって吸収される組み合わされた電力が磁気安定器を有するシステムのものよりもわずかに少ないものであるにすぎないとしても、無効電力が大幅に低減される。安定器自体の効率も改善される。

ＬＥＤ照明は、それ自体が蛍光照明よりもほんのわずか効率的であるにすぎないが、多くの他の利点を有する。たとえば、ＬＥＤ照明は水銀が不要であり、より指向的であり、消費電力の制御または調節のために必要な労力がより少なく、蛍光照明に対して寿命が大幅に向上される。

したがって、大抵の場合、既存の蛍光照明システムをＬＥＤ照明システムで置換するのが望ましい。しかしながら、そのような置換のためのコストは比較的高い。代わりのＬＥＤランプは、安定器のために、蛍光灯用に設計された照明器具の中に挿入され得ず、そのため蛍光灯用の既存の照明器具を置換する必要がある。結果として、多くのユーザが、ＬＥＤランプの明らかな利点を考えても、故障した蛍光灯を単に別の蛍光灯に置換する。複数の蛍光管の照明器具の中の１つの蛍光管のみが故障したときには、蛍光灯をＬＥＤランプで置換する動機はさらに低減される。照明器具を置換すると、まだ機能する正常な蛍光管を捨てることになる。

したがって、蛍光灯用に設計された既存の照明器具に取り付けられたとき作動され得るＬＥＤランプが必要である。

現在市販されているＬＥＤランプには、既存の照明器具に配置され得る、蛍光管に似せて成形されたものがある。しかしながら、これらのＬＥＤランプは、安定器を取り除かれて安定器の介在なしで幹線電源に直接接続されるように再配線するための照明器具を必要とする。安定器の除去および照明器具の再配線に必要な労働が、ＬＥＤ照明への切換えに含まれる節約の全部ではないが大部分を打ち消すか、またはより高いコストを示すことさえある。

したがって、照明器具の改修を必要としない交換ランプが好ましい。以前は、照明器具がより旧式の磁気インダクタベースの安定器を備えているのか、またはより最新式の電子ベースの安定器を備えているのか、大抵の場合前もって知られていなくても、新規のＬＥＤランプが既存の蛍光性照明器具のソケットに挿入されて磁気安定器または電子安定器の影響を受けることを可能にする電子装置の点から、ＬＥＤランプの設計が変更されなければならないことになっていた。

可能な構成の例が磁気インダクタ安定器５に関して図１に示され、電子安定器６に関して図２に示されており、幹線電源７に接続されている。ＬＥＤランプ１は、ＬＥＤ ２と、ＬＥＤ駆動回路３と、ＬＥＤ駆動回路が適切に機能することを保証するための安全デバイス４とを備える。そのような安全デバイス４は、回路が蛍光灯を点灯させるために実際に設定される前に、前の蛍光灯の両側が安定器５、６と幹線電源７との組合せに対して接続されることを保証する。

この手法は、ＬＥＤ ２用に再び幹線電源を取得するための電力の（少なくとも近似的に）２段階の変換を伴う。第１の変換は安定器５または６によって遂行され、第２の変換はＬＥＤランプ１の内部のＬＥＤ駆動回路３によって遂行される。ＬＥＤに対する電力の調整に関して、既存の照明器具にＬＥＤランプ１を挿入するとき、安定器の正確なタイプ（磁気インダクタベースの安定器または電子安定器）が通常は知られていないので、ＬＥＤランプ１の中のＬＥＤ駆動回路３による変換のステップまたはステージは、安定器５または６の伝達特性に対して少なくともほぼ逆であるべきであり、電子安定器用のＬＥＤ駆動回路３の２つの動作モードを必要とする。

安定器のタイプに準拠するのに、ＬＥＤランプの数個のタイプではなく、必要なタイプの代替ＬＥＤランプを購入する前に安定器のタイプを決定する必要があるという問題も回避することになる、単一のタイプを製造し得ることが大いに望まれている。図１および図２の好ましくは均一のＬＥＤ駆動回路３は、照明器具の中に実際に配置されている安定器のタイプを検知して、異なるタイプの安定器に対して異なって動作しなければならないことになり、安定器のタイプに依拠するこの選択を用意するために、少なくとも製造の点から、もたらされる構成の複雑さと、コストと、低能率とが増す。

本発明は上記の問題に対処する。

本発明の第１の態様では、磁気安定器または電子安定器を有する照明器具の中の蛍光灯を置換するように適合されたＬＥＤランプ機構は、複数の回路構成の間で切換え可能な複数のＬＥＤと、照明器具の安定器によってＬＥＤランプ機構に供給される電力の周波数を感知して出力を生成するための第１の手段または回路と、周波数を感知するための第１の手段の出力に基づいて複数のＬＥＤの回路構成を切り換えるための第２の手段または回路とを備える。ＬＥＤランプ機構に供給される電力の周波数を感知するための第１の手段は、たとえばＲＣ回路網もしくは能動フィルタといったフィルタ、または異なる周波数を区別するための他の回路を備え得る。複数のＬＥＤの回路構成を切り換えるための第２の手段は、トランジスタまたは複数のトランジスタ（たとえばダーリントントランジスタとして構成されたもの）などの単一スイッチ、メカニカルスイッチ、または等価物を備えてよく、複数のスイッチを備え得る。

複数のＬＥＤは、ＬＥＤランプ機構に対して電力が供給されない状態では第１の回路構成に構成されてよく、ここにおいて、周波数を感知するための第１の手段および回路構成を切り換えるための第２の手段は、感知された周波数が特定の所定周波数範囲内にある場合、複数のＬＥＤを第２の回路構成に切り換えるように適合されている。第１の回路構成は、たとえば磁気安定器を有する照明器具とともに使用するのに適切な直列構成といったデフォルト構成でよい。ＬＥＤランプ機構が、たとえば磁気安定器を有する照明器具に配置される場合、次いで、ＬＥＤランプ機構はデフォルト構成のままであるように適合されてよい。ＬＥＤランプ機構が、たとえば電子安定器といった異なるタイプの安定器を有する照明器具に配置される場合、次いで、ＬＥＤランプ機構は第２の回路構成に切り換わるように適合されてよい。

所定周波数範囲は、磁気安定器または電子安定器のうちの１つから出力される周波数範囲に対応してよい。このようにして、周波数を感知するための第１の手段は、ＬＥＤランプ機構が、磁気安定器または電子安定器を取り付けられた照明器具に配置されているかどうか検知することができる。

周波数を感知するための第１の手段および回路構成を切り換えるための第２の手段は、感知された周波数が第１の所定周波数範囲内にある場合には、複数のＬＥＤを第１の回路構成に切り換え、感知された周波数が第１の所定周波数範囲から異なる第２の所定周波数範囲内にある場合には、複数のＬＥＤを第２の回路構成に切り換えるように適合されてよい。第１の所定周波数範囲は磁気安定器から出力される周波数範囲に対応してよく、第２の所定周波数範囲は電子安定器から出力される周波数範囲に対応する。

複数のＬＥＤがＬＥＤからなる複数のグループへと構成され得る。グループは、それぞれが１つまたは複数のＬＥＤを有し得る。グループは、すべてが、好ましくは同一のタイプのＬＥＤの同数を含むが、グループは異なってもよい。第１の回路構成は、たとえばＬＥＤからなる複数のグループの直列接続に対応してよく、第２の回路構成はＬＥＤからなる複数のグループの少なくとも一部分の並列接続に対応してよい。

第２の回路構成は第１の回路構成から異なる。第１の回路構成は、たとえばＬＥＤランプ機構の電源ラインにわたって直列に接続されたＬＥＤからなる複数のグループのすべてに対応してよく、第２の回路構成は、互いに並列に接続されたＬＥＤからなる複数のグループのすべてに対応してよい。あるいは、第１の回路構成および第２の回路構成は、直列に接続されたＬＥＤからなる複数のグループの数対、並列に接続されたＬＥＤからなる複数のグループの数が異なってよい。第１の回路構成および第２の回路構成は、それに加えて、またはその代わりに、ＬＥＤランプ機構の電源ラインにわたって接続されるＬＥＤからなる複数のグループの数対、バイパスされるかまたは切り離されるＬＥＤからなる複数のグループの数が異なってよい。たとえば、ＬＥＤは３つのグループに構成されてよく、回路構成を切り換えるための第２の手段は、３つのグループのすべてが直列に接続される回路構成と、３つのグループのすべてが並列に接続される回路構成との間で、３つのグループを切り換えるように構成された２つのスイッチを備え得る。

ＬＥＤランプ機構に供給される電力の周波数を感知するための第１の手段または回路は、磁気安定器または電子安定器から出力される周波数範囲の間を識別するように適合されたフィルタを備え得る。

複数のＬＥＤ、周波数を感知するための第１の手段、および複数のＬＥＤの回路構成を切り換えるための第２の手段は、照明器具の中の蛍光灯を置換するのに適切な構成において単一ハウジングに構成されてよい。ハウジングは管状の形状でよく、従来型の蛍光管の形に対して全体的に準拠する。あるいは、複数のＬＥＤが第１のハウジングの中に構成されてよく、周波数を感知するための第１の手段と複数のＬＥＤの回路構成を切り換えるための第２の手段とが第２のハウジングの中に構成されており、ここにおいて、第１のハウジングが第２のハウジングに接続するように適合されており、接続された第１のハウジングと第２のハウジングは照明器具の中の蛍光灯を置換するのに適切な構成である。第１のハウジングと第２のハウジングは、両方が一緒に従来型の蛍光管の形に対して全体的に準拠するように、互いに適合するように設計され得る。

ＬＥＤランプ機構は、好ましくは、磁気安定器または電子安定器のうちの一方とともに使用される第１の回路構成の複数のＬＥＤの電力出力であって、磁気安定器または電子安定器の他方とともに使用される第２の回路構成の複数のＬＥＤの電力出力に対して実質的に等価な電力出力を生成するように適合される。ＬＥＤランプ機構は、好ましくは、第１の構成と第２の構成の両方において、すなわち照明器具に取り付けられた安定器のタイプに関係なく、ＬＥＤから出力されるほぼ同一の光を供給するように設計される。

照明器具において、好ましくは、磁気安定器とともに使用される、第１の回路構成または第２の回路構成のうちの１つに構成された複数のＬＥＤによって生成される光束レベルは、前記磁気安定器とともに使用される蛍光管によって生成される光束レベルに対して実質的に等価である。したがって、ＬＥＤランプ機構は、好ましくは、磁気安定器を取り付けられた照明器具の中に配置されたとき、従来型の蛍光管から出力される光とほぼ同一である、ＬＥＤから出力される光を供給するように設計される。ＬＥＤランプ機構は、電子安定器を取り付けられた照明器具の中に配置されたとき、従来型の蛍光管から出力される光とほぼ同一である、ＬＥＤから出力される光を供給するようにも設計され得る。

本発明の第２の態様では、ＬＥＤランプ機構は、任意選択で、複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るかどうか示す状態を感知して出力を生成するための第３の手段または回路と、第３の手段の出力に基づいて複数のＬＥＤの回路構成を切り換えるための第４の手段または回路とをさらに含み得る。

回路構成を切り換えるための第４の手段は、デューティサイクルにおいて、第１の回路構成と別の回路構成の間、または第２の回路構成と別の回路構成の間を切り換えるように適合されてよい。回路構成を切り換えるための第４の手段は、たとえば電源電圧の各サイクル中といった特定のデューティサイクルを用いて、異なる回路構成の間を切り換えるように設計されてよい。たとえば、デューティサイクルは、電源電圧のサイクルの第１の部分に関する第１の回路構成への切換えと、電源電圧のサイクルの残りの部分に関する別の異なる回路構成への切換えとを備え得る。この例では、他方の回路構成は、第２の回路構成であり得、または第１の回路構成と第２の回路構成のどちらとも異なる第３の回線構成であり得る。磁気安定器のインダクタンスは、ＬＥＤを通る電流がゼロまたはほぼゼロの時間期間を短縮するように働くので、第３の手段および第４の手段は、回路構成を切り換えるために、照明器具の中に取り付けられた磁気安定器のインダクタンスを利用するように設計されてよい。その結果、回路から個別のインダクタンスが省略され得、または、磁気安定器のインダクタンスを利用しない場合に必要とされるはずのインダクタンスよりも小さいインダクタンスが使用され得る。

デューティサイクルは、第１の回路構成と第２の回路構成とにおける複数のＬＥＤの電力出力の間の差を低減するように選択されてよい。たとえば、第２の回路構成のときに出力される光は、特定のデューティサイクルで、第２の回路構成と、第１の回路構成の光出力により近い光出力を実現するように選択された別の（第３の）回路構成との間を切り換えることによって調節され得る。このようにして、ＬＥＤランプ機構は、たとえば磁気安定器または電子安定器といった照明器具の中に取り付けられている安定器のタイプに関係なく、類似の光量の同一のものを出力することができる。

回路構成を切り換えるための第４の手段は、また、または加えて、周波数を感知するための第１の手段の出力に少なくとも部分的に基づいて決定されるデューティサイクルで回路構成の間を切り換えるように適合されてもよい。このようにして、特定のデューティサイクルにおける回路構成間の切換えは、それに加えて、またはその代わりに、たとえば照明器具に取り付けられている磁気安定器または電子安定器といった安定器のタイプに依拠して調節されてよい。たとえば、たとえば磁気安定器といった１つのタイプの安定器とともに用いられるデューティサイクルは、ＬＥＤランプ機構がたとえば電子安定器といった別のタイプの安定器とともに使用されるときのデューティサイクルとは異なるものでよい。安定器のタイプは、たとえば、本発明の第１の態様のＬＥＤランプ機構に供給される電力の周波数を感知するための第１の手段の出力によって決定されてよい。

複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るときの状態を感知するための第４の手段は、複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通って流れる電流を測定するように適合されてよく、複数のＬＥＤの少なくとも一部分に対して印加される電圧を測定するように適合されてよく、および／または複数のＬＥＤの少なくとも一部分に対して印加される電圧の位相を測定するように適合されてもよい。したがって、第４の手段は、ＬＥＤを通る低レベルの電流の状態を検知するために異なる測定値を用いてよい。

回路構成を切り換えるための第４の手段は、本発明の第１の態様の第２の手段と同様に構成されてよく、第２の手段および第４の手段は、１つまたは複数の同一の回路要素で少なくとも部分的に実施され得る。このようにして、第２の手段および第４の手段は、必要とされる構成要素の数を減らすために、同一の回路要素のいくつかまたはすべてを使用することができる。たとえば、第２の手段を構成する１つまたは複数のトランジスタスイッチと同一のものが、第４の手段も構成してよい。

複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るときの状態を感知するための第３の手段は、複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が実質的にゼロであるときの時間期間の少なくとも一部分の間に複数のＬＥＤの回路構成を切り換えるための第４の手段を活性化するように構成されてよい。このようにして、回路構成は、ＬＥＤを通る電流がゼロまたはほぼゼロであるとき、すなわち電源電圧のゼロクロスポイントのあたりの電力供給サイクルの一部分の間に変更されてよい。

本発明の第２の態様のＬＥＤランプ機構は、本発明の第１の態様の第１の手段と第２の手段とを省略する機構にも適用され得ることも可能であることに留意されたい。

本発明の第３の態様では、ＬＥＤランプ機構は、任意選択で、複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第１の閾値を上回ることまたは第２の閾値を下回ることを示す状態を感知するための第５の手段または回路と、ＬＥＤランプ機構に供給される電気エネルギーの少なくとも一部分を貯蔵するためのエネルギー貯蔵手段または回路とをさらに含んでよく、エネルギー貯蔵手段は、第５の手段の出力が、複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第１の閾値を上回ることを示すとき、付加的なエネルギーを貯蔵して、第５の手段の出力が、複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第２の閾値を下回ることを示すとき、あらかじめ貯蔵されたエネルギーを放出するように適合されている。このようにして、電力供給サイクルのピークの間に（たとえばＬＥＤを通る電流が第１の閾値を上回るとき）、エネルギー貯蔵手段にエネルギーが貯蔵され得、エネルギー貯蔵手段にあらかじめ貯蔵されたエネルギーが、電力サイクルの谷の間に（たとえばＬＥＤを通る電流が第２の閾値を下回るとき）ＬＥＤを通って流れるように放出されてよい。

ＬＥＤランプ機構は、複数のＬＥＤの少なくとも一部分に対して、エネルギー貯蔵手段に貯蔵されたエネルギーの一部分のみを供給するように構成されてもよい。貯蔵されたエネルギーの一部分のみを放出することは、エネルギー貯蔵手段のより効率的な動作に通じる。

複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第１の閾値を上回ることまたは第２の閾値を下回ることを示す状態を感知するための第５の手段は、本発明の第１の態様の第３の手段と同様に構成されてよく、第３の手段およびこの第５の手段は、１つまたは複数の同一の回路要素で少なくとも部分的に実施され得る。このようにして、第３の手段およびこの第５の手段は、必要とされる構成要素の数を減らすために、同一の回路要素のいくつかまたはすべてを使用することができる。

本発明の第４の態様では、ＬＥＤランプ機構は、任意選択で、照明器具によってＬＥＤランプ機構に供給される電力の周波数を感知して出力を生成するための第６の手段または回路と、ＬＥＤランプ機構の２つの入力電力接続ラインにわたって接続されている可変インピーダンスとをさらに含んでよく、可変インピーダンスは、周波数を感知するための第５の手段の出力によって変化するインピーダンスをもたらす。前述のように、ＬＥＤランプ機構に供給される電力の周波数を感知することによって磁気安定器または電子安定器の間を識別してよく、そのため、可変インピーダンスは、照明器具に取り付けられた安定器のタイプに依拠して変化されてよい。

周波数を感知するための第６の手段および可変インピーダンスは、感知された周波数が特定の所定周波数範囲内にある場合、可変インピーダンスのインピーダンスを増加させるように適合されてよい。所定周波数範囲は、磁気安定器または電子安定器のうちの１つから出力される周波数範囲に対応してよい。

周波数を感知するための第６の手段は、本発明の第１の態様の第１の手段と同様に構成されてよく、周波数を感知するための第１の手段および周波数を感知するための第６の手段は、１つまたは複数の同一の回路要素で少なくとも部分的に実施され得る。このようにして、第１の手段および第６の手段は、必要とされる構成要素の数を減らすために、同一の回路要素のいくつかまたはすべてを使用することができる。

可変インピーダンスは、インピーダンスと、ＬＥＤランプ機構の２つの入力電力接続ラインにわたってこのインピーダンスを接続するかまたは切り離すためのスイッチとを備え得る。可変インピーダンスは、あるいは、第１のインピーダンスと、第２のインピーダンスと、ＬＥＤランプ機構の２つの入力電力接続ラインにわたって第１のインピーダンスまたは第２のインピーダンスのうちの１つを接続するためのスイッチとを備え得る。

ＬＥＤランプ機構は、照明器具に接続するように適合されてハウジングの一端に配置された２つの導通するピンを備えてよく、これらのピンはＬＥＤランプ機構の２つの入力電力接続ラインに接続されており、ここにおいて、導通するピンの間に可変インピーダンスが接続されている。

可変インピーダンスは、周波数を感知するための第６の手段の出力が、磁気安定器とともに動作していることを示すとき、インピーダンスが増加するように適合されてよい。可変インピーダンスは、磁気安定器がＬＥＤランプ機構に電力を供給するために使用されるとき照明器具の中にあるスタータ要素が活性化されないほど十分なインピーダンスまで、インピーダンスが増加するよう適合されてよい。

本発明の第５の態様は、１つまたは複数の蛍光灯を使用するように適合された照明器具を備え、照明器具は、蛍光灯を起動するのに適切な１つまたは複数の磁気安定器または電子安定器を備え、ここにおいて、照明器具には、本明細書で説明されたように、１つまたは複数の蛍光灯の代わりに１つまたは複数のＬＥＤランプ機構が取り付けられている。

本発明の第６の態様は、磁気安定器または電子安定器のいずれかを有する照明器具の中の蛍光灯を置換するように適合された機構においてＬＥＤを作動させる方法を提供するものであり、この機構は、複数の回路構成の間で切換え可能な複数のＬＥＤを備える。この方法は、照明器具によってＬＥＤランプ機構に供給される電力の周波数を感知して、感知された周波数が所定周波数範囲内にあれば第１の回路構成から第２の回路構成へと切り換えることを備える。所定周波数範囲は、磁気安定器または電子安定器のうちの１つから出力される周波数範囲に対応してよい。

この方法は、感知された周波数が第１の所定周波数範囲内にあれば複数のＬＥＤを第１の回路構成に切り換えることと、感知された周波数が第１の所定周波数範囲とは異なる第２の所定周波数範囲内にあれば複数のＬＥＤを第２の回路構成に切り換えることとを備えてよい。第１の所定周波数範囲は磁気安定器から出力される周波数範囲に対応してよく、第２の所定周波数範囲は電子安定器から出力される周波数範囲に対応してよい。本発明の第１の態様から第４の態様に関して本明細書で説明された同一の特徴および考察は、本明細書で説明される方法にも当てはまる。

複数のＬＥＤがＬＥＤからなる複数のグループへと構成され得る。第１の回路構成はＬＥＤからなる複数のグループの直列接続に対応してよく、第２の回路構成はＬＥＤからなる複数のグループの少なくとも一部分の並列接続に対応してよい。

この方法は、磁気安定器または電子安定器のうちの一方とともに動作している第１の回路構成の複数のＬＥＤの電力出力が、磁気安定器または電子安定器の他方とともに動作している第２の回路構成の複数のＬＥＤの電力出力に対して実質的に等価になるように、第１の回路構成と第２の回路構成とを構成することをさらに備えてよい。

この方法は、磁気安定器とともに使用される、第１の回路構成または第２の回路構成のうちの１つに構成された複数のＬＥＤによって生成される光束レベルが、前記磁気安定器とともに使用される蛍光管によって生成される光束レベルに対して実質的に等価になるように、第１の回路構成と第２の回路構成とを構成することをさらに備えてよい。

この方法は、複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回ることを示す状態を感知して出力を生成し、この出力に基づいて複数のＬＥＤの回路構成を切り換えることをさらに備えてよい。

回路構成を切り換えるステップは、デューティサイクルにおいて、第１の回路構成と別の回路構成の間、または第２の回路構成と別の回路構成の間を切り換えることを備えてよい。デューティサイクルは、第１の回路構成と第２の回路構成とにおける複数のＬＥＤの電力出力の間の差を低減するように選択されてよい。回路構成を切り換えることは、それに加えて、またはその代わりに、周波数を感知するための第１の手段の出力に少なくとも部分的に基づいて決定されるデューティサイクルで回路構成の間を切り換えることを備えてよい。

この方法は、複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が実質的にゼロである時間期間の少なくとも一部分の間に複数のＬＥＤの回路構成を切り換えることも備えてよい。

この方法は、複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第１の閾値を上回ることまたは第２の閾値を下回ることを示す状態を感知し、複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第１の閾値を上回るときには、ＬＥＤランプ機構に供給される電気エネルギーの少なくとも一部分をエネルギー貯蔵手段に貯蔵して、複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第２の閾値を下回るときには、あらかじめ貯蔵されたエネルギーを放出することをさらに備えてよい。あらかじめ貯蔵されたエネルギーを放出することは、複数のＬＥＤの少なくとも一部分に対して、エネルギー貯蔵手段に貯蔵されたエネルギーの一部分のみを供給することを備えてよい。

この方法は、照明器具によってＬＥＤランプ機構に供給される電力の周波数を感知し、ＬＥＤランプ機構の２つの入力電力接続ラインにわたって接続される可変インピーダンスを用意して、感知された周波数に基づいて可変インピーダンスを変化させることをさらに備えてよい。

この方法は、感知された周波数が特定の所定周波数範囲内にあれば可変インピーダンスのインピーダンスを増加させることをさらに備えてよい。所定周波数範囲は、磁気安定器または電子安定器のうちの１つから出力される周波数範囲に対応してよい。この方法は、可変インピーダンスのインピーダンスを、磁気安定器がＬＥＤランプ機構に電力を供給するために使用されているときには照明器具の中にあるスタータ要素が活性化されないほど十分なインピーダンスまで増加させることさらに備えてよい。

以下は、添付図面を参照する、本発明の特定の考察、態様、および実施形態の説明であり、同一であるかまたは類似の要素、構成要素および態様は同一の参照番号を用いて示されており、それらは例としてのみ提供されるものであって、本発明の下の実施形態を多少なりとも制限するように解釈されるべきではない。

磁気インダクタベースの安定器を有する照明器具の中の機構の構成を示す図。 電子安定器を有する照明器具の中の機構の構成を示す図。 電子安定器に関して、電力特性を、横軸の電圧対縦軸の電力で示す図。 磁気インダクタベースの安定器に関して、モデル化された電力特性を、横軸の電圧対縦軸の電力で示す図。 ＬＥＤランプ機構の一実施形態を示す概略図。 ＬＥＤランプ機構の別の実施形態を示す概略図。 ライン調整回路をさらに含んでいる図６の実施形態を示す概略図。 ＬＥＤランプ機構のさらなる実施形態を示す概略図。 ＬＥＤランプ機構用のエネルギー貯蔵回路を示す概略図。 ＬＥＤランプ機構用の可変インピーダンス回路を示す概略図。 ＬＥＤグループのいくつかの異なる構成に関する、モデル化された磁気安定器（グラフＡ）およびモデル化された電子安定器（グラフＢ、Ｃ、Ｄ、およびＥ）と、回路構成の同期スイッチングを用いるモデル化された磁気安定器（グラフＦ）とに関する、電力特性の組み合わされた表現を示す図。 従来型の蛍光灯を取り付けられた照明器具の中の磁気安定器に対する入力電圧と磁気安定器からの出力電流とのオシロスコープによる測定を示す図。 ライン調整手段のないＬＥＤランプ機構の一実施形態における入力電圧と、入力電流と、負荷に対する整流電流と、スイッチ電流とのオシロスコープ測定を示す図。 ライン調整回路を有するＬＥＤランプ機構の一実施形態における入力電圧と、入力電流と、負荷に対する整流電流と、スイッチ電流とのオシロスコープ測定を示す図。

技術的な特性および事象に関して本発明の実施形態の特徴に対する説明が提供され、本発明の例示的実施形態がそれに続く。

磁気安定器と電子安定器の両方が、蛍光管に供給される電流を始動し、制御して制限するように、また、蛍光管によって消費される電力を調節するように設計されている。ＬＥＤの電子特性のために、本発明の実施形態は、どちらのタイプの安定器も、未加工のＬＥＤ駆動回路として機能するように適合され得、このＬＥＤ駆動回路では、特定数のＬＥＤを有する１つまたは複数のストリングまたはグループの全体の順電圧が、実際に消費される電力を決定する、という驚くべき洞察に基づくものである。ＬＥＤのアノードにおける電圧がＬＥＤのカソードにおける電圧よりもプラスであれば、ＬＥＤの順電圧はＬＥＤにわたる電圧降下である。既知の特性を有するＬＥＤの特定数を直列に接続することによって近似され得る特定の順電圧では、これらのＬＥＤは、同一の安定器において、等価の蛍光管と等しい電力量またはほぼ等しい電力量を消費することになる。

ＬＥＤは、ＬＥＤのストリングを形成する回路に構成され得て、ストリングにおけるＬＥＤの数を変化させるため、および／またはストリングにおける直列もしくは並列に接続されたＬＥＤの数を変化させるために、ストリングに対して追加され得、あるいはストリングから除去され得る。したがって、ＬＥＤストリングの順電圧の合計が調節され得、それによって電力出力が上昇するかまたは低下する。

磁気安定器と電子安定器は、異なる入力電力レベルに対して異なる挙動を示し得る。図３は、一般的な電子安定器の特性曲線を示し、出力電圧が上昇するのにつれて、電子安定器によって供給される電力がほぼ直線状に増加し、電子安定器の電流源としての適用可能性を示している。電子安定器は、一般に、電力が一旦特定のレベルに達すると、安定器によって生成される電流を自動的にシフトダウンする過出力保護を含んでいることに留意されたい。

図４は、一般的な磁気安定器（過出力保護を含んでいない）の特性グラフを示す。図４に示されるように、安定器によって供給される電力は、ポイント１０における最大値まで出力電圧とともに上昇し、次いで、電圧がさらに増加するのにつれて低下する。ＬＥＤのストリングを給電するために磁気安定器が使用されているとき、最大値のポイント１０における状況に対してＬＥＤストリングの順電圧の合計が増加すると、動作点が最大値のポイント１０の右へシフトして電力が低下することになる。

図４に見られるように、最大値のポイント１０未満で動作するとき、特性グラフは２つの異なる電圧において同一の電力出力を示す。たとえば、約５０Ｖおよび２１０Ｖの動作電圧において４０ワットの電力出力が達成され、図４の破線１１および１２で示されている。これらの２つの電圧において、照明器具は、２つの異なる電流レベルおよび２つの異なる力率において実質的に同一の出力電力を伴って動作することになる。しかしながら、より高い電圧の動作点では、無効電力が著しく低減され、したがって、コイルおよび接続配線の抵抗損失ならびに安定器コアの磁化損失および飽和損失も低減され、その結果、照明器具は、前述の出力電力において入力電力がより小さくなり、その結果、より効率的に動作する。

ＬＥＤは、一般に蛍光管よりも（わずかに）より効率的に光を生成し、また、ＬＥＤ照明が指向的であるので、所望の方向に光の方向を変えることによる損失がより小さく、その結果、ＬＥＤ照明のために必要とされる電力は、一般に、同一の光レベルにおける蛍光照明よりもかなり低い。しかしながら、低電圧ポイントにおいて動作するとき効率が著しく損なわれ得、このことが、ＬＥＤ照明を使用することによって意図される省電力を完全に打ち消す可能性がある。

一方、本発明の一態様によって提案された機構の効率は、図４の破線１２によって識別される高電圧ポイントにおいて、著しくより高いものである。結果として、少なくとも磁気安定器を有する照明器具向けには、より高い電圧の構成（図４の最大値のポイント１０に関連した電圧レベルよりも高い電圧レベルにおける動作点を有する）が好まれる。一方、電子安定器は、一般に、最大限の出力電力範囲にわたって（すなわち動作点の電圧レベルに関係なく）力率が実質的に一定であることを必要とする「（能動的）力率補正」向けに構成されている。したがって、電子安定器では、システム効率は、幹線入力電力の、電子安定器の高周波出力電力への変換効率によって主に決定される。能動的力率補正のために、入力電力の低下に連動して出力電力が低下し、システムの動作による電力消費が低下する。

磁気安定器と電子安定器の両方に関する上記の考察の結果は、好ましくは電子安定器と磁気安定器とに適合する本発明の一実施形態によるＬＥＤランプ機構が、置換される蛍光灯とともに使用するように照明器具の中に通常配置される２つのタイプの安定器（すなわち磁気安定器および電子安定器）向けに、著しく異なる可能性がある２つの異なる電圧レベルおよび２つの異なる電流レベルにおいて作動され得るということである。

動作条件の一例が、以下の表に示されている。

一実施形態によれば、異なるタイプの安定器によって必要とされる異なる電圧レベルおよび電流レベルにおける動作に適するＬＥＤランプ機構が提供される。

本発明の実施形態では、複数のＬＥＤを、照明器具に組み込まれた安定器のタイプによって変更され得る回路構成に構成することにより、磁気安定器および電子安定器のそれぞれのタイプ向けの異なる電圧レベルおよび電流レベルが実現される。各ＬＥＤがＬＥＤのストリングに構成されてよく、安定器からの電源電圧がＬＥＤストリングにわたって与えられる。ＬＥＤストリングが備える、ＬＥＤからなる複数のグループまたはサブストリングが、少なくとも２つの異なる回路構成に構成され得る。ＬＥＤの各グループが通常は複数のＬＥＤを備えることになり、グループのＬＥＤが直列もしくは並列または直列と並列の組合せに接続されており、単一ＬＥＤを備える１つまたは複数のグループを有することも可能である。

可能な実装形態の１つには、ＬＥＤストリングの回路構成を変化させるために、ＬＥＤを、グループのうちの１つまたは複数が直列または並列に構成され得るように接続された複数のグループへと構成するものがある。別の可能性には、ＬＥＤストリングの回路構成を変化させるために、ＬＥＤからなる複数のグループのうちの１つまたは複数を、バイパスする、短絡する、または切り離すことがある。

ＬＥＤストリングの回路構成は、ＬＥＤからなる複数のグループ間の接続を変更するための１つまたは複数のスイッチを含むことによって変更され得る。ＬＥＤからなる複数のグループが独立して切り換えられてよく（すなわち、グループまたはＬＥＤを他のグループに対して直列もしくは並列の構成へと切り換える、またはグループをバイパスする、短絡する、もしくは切り離す）、あるいは、ＬＥＤからなる複数のグループの回路構成における統合された変化を実現するために、複数のグループが同時に切り換えられてもよい。たとえば、ＬＥＤの３つのグループを備えるＬＥＤストリングについては、３つのグループが、ＬＥＤの３つのグループが電源電圧にわたって直列に接続される直列構成と、ＬＥＤの３つのグループが電源電圧にわたって互いに対して並列に接続される並列の構成との間で切り換えられてよい。

図５が概略的に示す例示的ＬＥＤランプ機構１３は、２つの全波整流器３１ａ、３１ｂと、インピーダンス３２ａ、３２ｂ（様々な実施形態におけるインダクタ、抵抗器またはその組合せでよい）と、整流器の出力における電源ライン３０ａ、３０ｂにわたって配置されたＬＥＤストリングとを備える（整流器３１ａ、３１ｂとインピーダンス３２ａ、３２ｂの間に安全スイッチも示されている）。ＬＥＤランプ機構１３は、従来型の蛍光管と同等の寸法を有して従来型の蛍光性照明器具に取り付けることができる単一ハウジングの中に、蛍光管の代わりに取り付けられ得る。

図５に示される実施形態は、ハウジングの一端に整流器３１ａが配置され、他端に整流器３１ｂが配置されて、２つの整流器の入力にわたって幹線電源電圧を受け取るように適合された両端の設計である。しかしながら、ＬＥＤランプ機構１３は、ハウジングの一端において整流器のうちの１つにわたって幹線電源電圧を受け取る一端の動作にも適合され得る。

ＬＥＤストリングは、第１のグループ１６に構成されたＬＥＤ １４と、第２のグループ１７に構成されたＬＥＤ １５とを備える。グループ１６、１７の各々が、サブストリングにおいて直列接続された複数のＬＥＤを含み、また、任意選択で、第１のサブストリングに対して並列に接続される、第２のサブストリングにおいて直列接続された複数のＬＥＤを含む。各グループおよびグループの構成におけるＬＥＤの総数は、以下で説明されるやり方において、たとえば置換される蛍光灯によって消費される電力と等価な実際の消費電力を有するように選択されてよい。

ＬＥＤランプ機構１３は、ＬＥＤの第１のグループ１６および接続ダイオード２３に対して第１のスイッチ１９が並列に接続される第１のバイパス接続１８と、ＬＥＤの第２のグループ１７および接続ダイオード２３に対して第２のスイッチ２１が並列に接続される第２のバイパス接続２０とをさらに備える。代替実施形態では、接続ダイオード２３は、適切な制御されたスイッチによって置換され得る。スイッチ１９および２１は、ＬＥＤストリングの回路構成を変更するように機能するので、以下では設定スイッチと称される。

ＬＥＤストリングの回路構成は、設定スイッチ１９および２１を作動させることによって変更され得る。ＬＥＤグループ１６とＬＥＤグループ１７は、設定スイッチ１９と２１の両方が開いている（すなわち導通しない）とき、電源ライン３０ａ、３０ｂにわたって（ダイオード２３を通じて）直列に接続される。ＬＥＤグループ１６とＬＥＤグループ１７は、設定スイッチ１９と２１の両方が閉じている（すなわち電流を通す）とき、電源ライン３０ａ、３０ｂにわたって並列に接続される。スイッチ１９が閉じてスイッチ２１が開いていれば、ＬＥＤの第２のグループ１７が電源ライン３０ａ、３０ｂにわたって接続され、一方、第１のグループ１６は第２のグループ１７に対して直列のまま効率よくバイパスされる。スイッチ１９が開いてスイッチ２１が閉じていれば、ＬＥＤの第１のグループ１６が電源ライン３０ａ、３０ｂにわたって接続され、一方、第２のグループ１７は第１のグループ１６に対して直列のまま効率よくバイパスされる。

このように、ＬＥＤランプ機構１３の４つの動作モードが実現される。好ましい実施形態では、設定スイッチ１９と２１を、両方が同一の状態を示す（たとえば両方のスイッチが開くか、または両方のスイッチが閉じる）ように制御することにより、スイッチング制御が助長される一方で、ＬＥＤランプ機構１３が磁気安定器または電子安定器に対して適合され得るように、動作の十分な多様性が実現される。

設定スイッチ１９、２１は、照明器具に使用される安定器のタイプに依拠して回路構成を調節するように制御され得る。これは、磁気安定器もしくは電子安定器の存在を検知するかまたは２つのタイプの安定器の間を識別し、それに応じて設定スイッチを制御する制御回路を用意することによって達成され得る。たとえば、制御回路は、たとえば電圧または電流の周波数を検知することにより、安定器によって出力される電圧または電流の特性を検知してよい。制御回路の一実施形態が図７に示されて以下で説明されるが、他の多くの実装形態も用いられ得る。

一実施形態では、制御回路は、磁気安定器が使用されていることを示す入力を受け取ったとき設定スイッチ１９と２１の両方を開き、電子安定器が使用されていることを示す入力を受け取ったとき設定スイッチ１９と２１の両方を閉じる。これは、ＬＥＤの２つのグループ１６と１７が、磁気安定器が使用されているとき、電源ライン３０ａ、３０ｂにわたって直列に接続され、電子安定器が使用されているとき、電源ライン３０ａ、３０ｂにわたって並列に接続されるように、ＬＥＤストリングの回路構成を変更する。このようにして、ＬＥＤストリングにわたる順電圧が、ＬＥＤランプ機構を駆動するのに使用されている安定器のタイプに依拠して変更される。

実際的な機構において設定スイッチ２８、２９の機構を制御するための制御回路は、磁気安定システムと電子安定システムの間を区別する検知部分と、たとえば直列の回路構成と並列の回路構成といった回路構成の間の実際の切換えを達成するスイッチ部分とを備えてよい。磁気安定器は、通常は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの幹線周波数で動作し、電子安定器は、一般的には安定器のタイプおよび銘柄に依拠して２０ｋＨｚと５０ｋＨｚの間の高周波数で動作する。動作周波数におけるこの差が、安定器のタイプの間を識別するのに用いられ得る。

図６は、ＬＥＤランプ機構２４がＬＥＤの３つのグループ２５と、２６と、２７とを有し、各グループが同数のＬＥＤを備えている別の例を示す。図５の実施形態におけるのと類似のやり方で、ＬＥＤの３つのグループの構成が、設定スイッチ２８と２９とを使用して直列構成と並列構成の間で切り換えられ得る。この実施形態は、設定スイッチが異なる回路構成をもたらすことを可能にするように複数の接続ダイオード（図５の実施形態の接続ダイオード２３に類似である）を含み、これらのダイオードは、その制御が適切であればスイッチによって置換され得る。設定スイッチは、以下で説明されるように構成されて制御され得る。

図８は、図６のＬＥＤランプ機構のより詳細な表現を示し、話を簡単にするために、ＬＥＤからなる複数のグループ２５と、２６と、２７とが単一のＬＥＤシンボルとして表されている。図８に示される実施形態は２つの設定スイッチ２８と２９とを備え、設定スイッチ２８と２９のそれぞれがトランジスタスイッチ２８ａ、２９ａと周波数検知回路２８ｂ、２９ｂとを備える。スイッチ２８ａ、２９ａは、たとえば簡単なトランジスタスイッチ、ダーリントンスイッチおよび充電ポンプで駆動されるトランジスタ、リレーならびに／または他のタイプの電気機械スイッチを備えることができる。周波数検知回路２８ｂ、２９ｂは、磁気安定器と電子安定器とを区別し、スイッチ２８ａ、２９ａを制御するための適切な入力を供給する。周波数検知回路２８ｂ、２９ｂの簡単な実装形態には、インダクタなどのフィルタ、抵抗器、図８に示されるようなキャパシタ回路、能動フィルタ、（たとえば電子安定器からの）高周波数と（たとえば磁気安定器からの）低周波数を区別する出力を生成することができる任意の回路がある。

ここで、蛍光灯と本発明によるＬＥＤランプ機構の両方を有する磁気安定器と電子安定器とに関する結果の一例を備える下の表が参照される。

各グループにおけるＬＥＤの数およびそのグループの構成の選択と、全体のストリングのＬＥＤの数とに関して、上記の説明に加えて以下が注意される。

設計過程の開始において、１つまたは複数のＬＥＤが、当業者に既知の配慮を考慮して決定された設計のために所望の特性を有して選択される。選択されたＬＥＤの解析モデルが作成される。そのようなモデルは望み通りに複雑になり得るが、ほとんどの場合、非対称のＶ−Ｉ（ボルト対電流）特性を表すための理想的なダイオードと、ＬＥＤの順電圧を表す電圧源と、ＬＥＤの直列抵抗を表す抵抗器とを備える簡単な線形モデルで十分である。磁気安定器の解析モデルも作成される。磁気安定器の主要な特性はインダクタの特性であり、最も簡単なモデルは、安定器と同一のインダクタンスを有する理想的なインダクタ（動作周波数において決定されたもの）であろう。

これら２つのモデルが１つのモデルへと組み合わされてよく、複数のＬＥＤとこれらのＬＥＤによって吸収される電力の間の関係をもたらすために、このモデルが数学的または分析的に解析されてよい。この関係の複雑さおよび精度は、この関係を決定するために選択されるモデルの複雑さおよび精度と、モデルが線形化されている範囲と、関係を見いだす方法とに依拠すると予期される。設計過程におけるこの時点で、必要に応じて、システムのモデルの精度は、選択されたＬＥＤと調整されたモデルとを使用して実験的テストを用いてチェックされてよい。

次に、電子安定器がモデル化される必要がある。電子安定器をモデル化するときに遭遇する主要な問題には、電子安定器の複雑さと、電子安定器の異なる銘柄およびタイプの間の駆動機構における大きな隔たりとがある。手法の１つには、たとえば置換される蛍光管のＩＥＣ仕様に基づいて、特定のタイプの蛍光管に関する所定の設定または動作点から、参照の電子安定器を測定して特徴付けることがある。次いで、これが線形化され、モデルに変換され、ＬＥＤモデルと組み合わされてよい。その後、磁気安定器とほとんど同じやり方で、ＬＥＤの数と電力の間の関係が推定され得る。

この過程は、並列接続のＬＥＤがより多ければ直列接続のＬＥＤがより少なく、したがってより低電力になることを暗示していることを考慮して、等しい長さまたは異なる長さの並列のＬＥＤストリングのいくつかの数に対して繰り返されてよい。

次いで、すべての関係が単一のグラフにプロットされ、図１１に示されるものなどの１組のグラフをもたらす（グラフの形状および値は、安定器のタイプおよびワット数、ＬＥＤのタイプおよび温度、供給電圧および周波数などの多くの要因に依拠して変化することになる）。グラフは、横軸に沿った、安定器によって駆動されたＬＥＤストリングの順電圧の合計に対してプロットされた縦軸に沿った電力を示す。図１１に示されるグラフＡは、ＬＥＤストリングの特定の順電圧を実現するために一定数のＬＥＤが直列および並列に接続された回路構成に構成されている選択されたタイプのＬＥＤから成るＬＥＤストリングを駆動する磁気安定器のモデル化された特性を示す。グラフＢ〜Ｅは、選択されたタイプのＬＥＤから成る直列および並列に接続された可変数のＬＥＤを有するＬＥＤストリングの回路構成の複数の変形形態向けの電子安定器の、モデル化された特性を示す。グラフＦは、本明細書で説明されたように、ライン調整が用いられるときの磁気安定器の、グラフＡに対する変更である。

ＬＥＤランプ機構を、磁気安定器と電子安定器の両方とともに使用されたとき、消費電力が等しくなるように設計するのが、大抵の環境において望ましいと考えられる。したがって、関連したグラフの交点において、最適な動作点が最も適切に選択されると考えられる。しかしながら、関連したグラフが、ＬＥＤストリングに含まれるＬＥＤの整数（すなわち正整数）において交差することはめったにないので、これらの交点は理論的な動作点でしかない。たとえば、ＬＥＤストリングが、直列接続と並列接続の間で切り換えられるＬＥＤからなる複数のグループを備えるとき、ＬＥＤの並列の（たとえば電子安定器動作用の）グループの数は、ＬＥＤの直列の（たとえば磁気安定器動作用の）グループの数と好ましくは同一である。

ＬＥＤランプ機構を他の電力で動作させるため、またはＬＥＤランプ機構の異なる回路構成を互いに近い電力で動作させるために、交点が所望のポイント上またはそのポイントの近くに来るように、特性がシフトされなければならないであろう。これを実現するために、続いて本明細書で開示される、ライン調整手段を含んでいる一実施形態では、オフセットが、磁気安定器上の、ＬＥＤストリングまたはグループの全体の電圧／電力のグラフを効率よく上方へシフトし、このことは、選択された幹線電圧においてスイッチング手段のデューティサイクルを選択することによって達成され得る。次いで、グラフ上の各ポイントについてＬＥＤ電力が増加され、交点が（電子安定化された構成における整数ＬＥＤ値に依然として限定されてはいるが）任意の電力レベルへとシフトされ得る。

ＬＥＤストリングにおけるＬＥＤの総数を決定する方法が以下で説明される。最初に、電子安定器のグラフを、磁気安定器の特性と最も近く交差するが常に所望の電力を下回るように選択することにより、並列のＬＥＤグループの数が決定される。次いで、前述の電子安定器のグラフ上で、所望の電力に最も近い電力をもたらすＬＥＤの数を選ぶことにより、それぞれの並列のグループにおけるサブストリングの長さが選択される。次いで、磁気安定器の特性が上方へシフトされるように、ライン調整手段のオフセットが選択され、その結果、グループの数と１つのグループ当りのＬＥＤの数との掛け算からもたらされる、ＬＥＤの数に向けて出力される電力は、設計し好に依拠して、電子安定器の電力または所望の電力のいずれかに対して等しいものになる。
ライン調整および同期スイッチング
電子安定器は、一般的には、出力電流と出力電力とを能動的に制御し、ＡＣ幹線電源の電圧の変動を補償するように設計される。磁気安定器は一般にそのような補償を提供せず、そのような安定器に接続されたランプ（蛍光灯またはＬＥＤランプ）は、ＡＣ幹線電圧における変動に応答して、これらの変動する電力消費および変動する光出力を示すことになる。

電源電圧におけるこれらの変動を補償するために、ＬＥＤランプ機構はライン調整の回路またはデバイスを含み得る。そのような実施形態については、磁気安定器の電圧／電力のグラフは、公称のＡＣ幹線電圧（たとえば２２０ＶＡＣ）においてモデル化されるのではなく、予期される最大のＡＣ幹線電圧値において、電圧における最大の許容されたずれ（たとえば２２０ＶＡＣ＋１０％の最大偏差）を考慮に入れてモデル化される。このようにして、最大値未満のＡＣ幹線電圧値（公称のＡＣ幹線電圧値と最低の予期されるＡＣ幹線電圧値とを含む）はすべて、ランプの中のＬＥＤによる、所望の最大出力未満の電力消費をもたらことになり、次いで、所望の最大出力が、以下で説明されるやり方で増加され得る。

ＬＥＤのほぼ静的な順電圧と組み合わせたＡＣ幹線電源の交流電圧は、照明器具に対する入力電流が基本的にゼロになる時間期間をもたらす。このことが示されている図１２は、従来型の蛍光管を取り付けられた照明器具の中の磁気安定器に対する入力電圧と磁気安定器からの出力電流とのオシロスコープによる測定を示すものである。見られるように、出力電流波形は、ゼロ電流またはほぼゼロの電流の短い時間期間（以下でゼロ電流期間と称される）を示す。このゼロ電流期間は、たとえば電源ライン３０ａ、３０ｂ上の電圧といった、ＬＥＤにわたって印加される電圧が、通常動作ではＬＥＤストリングの順電圧の合計となるＬＥＤの負荷電圧未満に低下したとき生じる。照明器具が全波整流器を含んでいると、このゼロ電流期間は、たとえば１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚといった、それぞれの幹線電圧サイクルの２倍において生じる。

磁気安定器は、そのインダクタンスのために、このゼロ電流期間を効率よく短縮するが、最も実際的な構成ではゼロ電流期間が残り、瞬時ＡＣ幹線電圧がＬＥＤランプ機構の負荷電圧を上回って上昇した瞬間に終了する。ＬＥＤランプ機構は、ゼロ電流時間期間の長さをさらに短縮するために、任意選択で、ゼロ電流期間中に負荷電圧を下げるための手段を含み得る。

例示的実施形態では、ＬＥＤの回路構成は、ゼロ電流期間の少なくとも一部分の間に、ＬＥＤグループのうちの１つまたは複数をたとえばバイパスする（短絡する）かまたは切り離すことにより、あるいはＬＥＤグループのうちの１つまたは複数を、１つまたは複数の他のＬＥＤグループと並列の並列構成へと切り換えることにより、変更され得る。これは、安定器の入力における瞬時電圧に対する負荷電圧（すなわちＬＥＤストリングにわたる順電圧）を低下させ、このことが、ＬＥＤを通って再び電流が流れるように瞬時供給電圧が負荷電圧を超過するのに必要とされる時間を短縮する。

ＬＥＤの回路構成は、負荷電圧を低下させるために、専用の制御スイッチまたはＬＥＤ回路構成スイッチのうちの１つもしくは複数を使用して変更され得る。より高い負荷電圧を伴う回路構成からより低い負荷電圧を伴う回路構成へのこの切換えが、磁気安定器にわたる瞬時電圧を上昇させ、ＬＥＤを通る電流がより高速で立ち上がる。基本的にゼロの電流を伴う時間間隔が短縮され、力率が向上される。ＬＥＤに供給される平均電流またはＲＭＳ電流は、回路構成が低負荷電圧へと切り換えられる時間を変化させることによって制御され得る。低負荷電圧の構成への切換えは、入力電圧に基づくフィードフォワード補償または実際の測定されたＬＥＤ電流に基づく閉ループ調整によって達成され得る。

本発明のこの態様による例示的実施形態が図７に示されている。この実施形態では、制御回路３４はＬＥＤを通る電流を感知し、この電流に基づいてスイッチ２８を制御する。この実施形態では、制御回路３４は、ＬＥＤ電流が流れるインピーダンス３３にわたる電圧を感知することにより、ＬＥＤ ２５、２６、２７のグループのうちの１つまたは複数を通って流れる電流を感知する。この実施形態では、制御回路３４は２つの入力も受け取り、１つの入力は感知された電流を示し、第２の入力は周波数検知器３５からのものである。制御回路３４は、周波数検知器３５からの、磁気安定器に関して予期される範囲の周波数を示す入力と、感知されたＬＥＤ電流がたとえばゼロまたはほぼゼロであって閾値を下回ることを示す入力との両方を受け取ったとき、スイッチ２８を閉じるように適合されてよい。

この実施形態では、スイッチ２９は周波数検知器３５からの入力によって制御され、電子安定器が使用されていることを周波数検知器３５が示すとき開いたままであり、磁気安定器が使用されていることを周波数検知器３５が示すとき閉じたままである。

たとえば、スイッチ２９が閉じられてたとえば磁気安定器の回路構成をもたらす磁気安定器動作の間、ライン調整が有効になり得る。スイッチ２８が開いているとき、ＬＥＤグループ２７と２６が並列に接続され、ＬＥＤグループ２６と２７の組合せに対してＬＥＤグループ２５が直列になる。その構成では、合計のＬＥＤ電圧降下は、単一ＬＥＤグループのうちの１つの合計のＬＥＤ電圧降下の２倍である。スイッチ２８を閉じるとすべてのＬＥＤグループ（２５、２６、および２７）が並列に接続され、合計のＬＥＤ電圧降下を、単一ＬＥＤグループの合計の電圧降下へと効率よく低下させる。したがって、スイッチ２８を閉じるとＬＥＤ負荷における電圧の低下をもたらし、上記で説明されたように、この低下が安定器電圧の上昇をもたらし、このことによって電流がより高速で立ち上がる。示された実施形態では、スイッチ２８は、もっぱらライン調整専用のスイッチである。あるいは、図５の実施形態に関連して上記で説明されたように、回路構成を変更するために使用されるスイッチの１つまたは複数が、ライン調整スイッチとしてさらに動作するように構成され得る。

ライン調整のために用いられる一般的には１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚの低いスイッチング周波数のために、無線周波数における電磁干渉はほとんどない。

磁気安定器の損失も、標準蛍光管を伴う動作と比較してわずかに低減される。ＬＥＤランプ機構におけるＬＥＤ電圧降下とＡＣ幹線電圧の間の小さな差が、磁気安定器インダクタ上のボルト×秒の積を低下させ（すなわち、インダクタの飽和がより長くなり）、したがって磁化損失をわずかに低下させる。ＲＭＳ電流または平均電流がより小さければ、抵抗損失もわずかに低下する。安定器の寿命を増加させる、より高い総合効率およびより低い動作温度は、この実施形態のさらなる利点である。本発明のこの態様によって実行された実施形態および同等の光レベルにおける蛍光管の測定結果が、次の表に示されている。

図１３および図１４は、この実施形態によるライン調整（同期スイッチングとも称される）を用いることによって得られた電圧波形と電流波形の改善を示す。図１３は、スイッチングのない動作に関する、入力電圧５２と、入力電流５３と、ＬＥＤを通る電流５４と、スイッチ２８を通る電流５５とを示す。図１４は、同一のＬＥＤ電力レベルにおける、同期スイッチングされる動作（すなわち制御されるスイッチをゼロ電流期間と同時に切り換える動作）に関する、入力電圧５６と、入力電流５７と、ＬＥＤを通る電流５８と、スイッチ２８を通る電流５９とを示す。
ちらつきの低減
電子安定器と磁気安定器の両方が交流電流を出力するので、これらの安定器によって給電されるＬＥＤはオンとオフとを連続的に繰り返し、ＬＥＤがちらつく原因となる。電子安定器は（通常２０ｋＨｚを超える）高周波数において動作し、このちらつきは人間の眼の感度範囲外になる。磁気安定器は幹線周波数（通常５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）で動作し、全波整流器が使用されているとき、ＬＥＤはその周波数の２倍でちらつく。このちらつきは人間の眼にとって知覚可能であり、このために、また他の理由で、とても不快である。本発明のさらなる任意選択の態様によれば、ＬＥＤ機構は、このちらつきを低減するかまたは解消するための手段を含み得る。

これは、ＬＥＤから最大の光が出力される期間の少なくとも一部分の間に、ＬＥＤ機構に供給される電力の電気エネルギーの一部分をＬＥＤから離して貯蔵素子へと導き、ＬＥＤから低レベルの光が出力される期間の少なくとも一部分の間に、貯蔵素子から、貯蔵された電気エネルギーの一部分をＬＥＤへ戻すことによって達成され得る。これは、光出力における山と谷の平均をとることによって効率よくちらつきを低減する。ＬＥＤに供給されるエネルギーの一部分のみを貯蔵して取り戻すと、ＬＥＤに供給されるすべてのエネルギーをそのように貯蔵して取り戻すのと比較して、効率を大幅に改善する。

図９に示される例示的実施形態は、以前の実施形態で説明されたＬＥＤランプ機構の一部分を示すものであり、制御回路３７が、エネルギー貯蔵素子３９へのエネルギーの貯蔵と、そこからのエネルギーの回収を達成するようにスイッチ３６を制御することが追加されている。

この実施形態では、制御回路３７は、ＬＥＤの少なくとも一部分を通って流れる電流を感知し、感知された電流に基づいてスイッチ３６を制御する。この実施形態では、制御回路３７は、ＬＥＤ電流が流れる抵抗器３８にわたる電圧を感知することにより、ＬＥＤ ２５、２６、２７のグループのうちの１つまたは複数を通って流れる電流を感知する。制御回路３７は、スイッチ３６を制御して、ＬＥＤの供給電力に対してエネルギー貯蔵素子３９を選択的に接続する。この実施形態では、スイッチ３６を閉じると、ＬＥＤの供給電力（すなわち図５〜図８に示された整流器３１ａ、３１ｂからの出力ライン３０ａ、３０ｂ）にわたってエネルギー貯蔵素子３９を接続し、その結果、エネルギー貯蔵素子３９に電流が流れる。

制御回路３７は、感知される電流が第１の所定閾値を上回って上昇したときスイッチ３６を閉じ、感知される電流が第２の所定閾値（第１の所定閾値と等しくてよい）を下回って低下したときスイッチ３６を開いてエネルギー貯蔵素子３９を切り離すように構成されている。ＬＥＤを通る電流は、一般に、ＬＥＤに対する（全波整流された）供給電力のＡＣ電圧に従って変化する。第１および第２の所定閾値は、ＬＥＤ（の一部分）を通る交流電流のそれぞれのサイクルのピークの間にエネルギー貯蔵素子３９にエネルギーが貯蔵されるように設定されている。感知される電流が第３の所定閾値を下回って低下したとき、制御回路３７は、スイッチ３６を再び閉じて、エネルギー貯蔵素子３９を電源ラインとＬＥＤとにわたって接続し、感知される電流が第４の所定閾値（第３の所定閾値と等しくてよい）を上回って上昇したとき、制御回路３７は、スイッチ３６を開いてエネルギー貯蔵素子３９をもう一度切り離す。第３および第４の所定閾値は、エネルギー貯蔵素子３９が、ＬＥＤ（の一部分）を通る交流電流の各サイクルにおける谷の間にＬＥＤにわたって接続されて、貯蔵されたエネルギーを放出するように設定されている。

制御回路３７は、１つまたは複数のコンパレータ回路として実施されてよく、あるいはハードワイヤード回路または回路またはソフトウェアのファームウェアを使用するプロセッサで実施された、より複雑なロジックを備えてもよい。スイッチ３６は、簡単なトランジスタスイッチまたはより複雑なスイッチング回路もしくは可変インピーダンス回路として実施され得る。エネルギー貯蔵素子３９は、電気エネルギーを貯蔵することができる簡単なキャパシタまたは回路要素として実施され得る。制御回路３７は、図９の実施形態で説明されたような簡単な抵抗器または電流を感知するための他の回路機構を使用して、ＬＥＤのすべてまたは一部分を通る電流を感知してよい。制御回路３７は、あるいは、供給電力の電圧またはＬＥＤのすべてもしくは一部分にわたる電圧を感知するように構成されてよく、または交流電流もしくは交流電圧のサイクルの位相を感知するように構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、第１および第２の設定スイッチ（図９でスイッチ２８および２９として示されている）は、それに加えて、またはその代わりに、エネルギー貯蔵素子からＬＥＤへと電流を引き出すために閉じられてよい。

制御回路３７は、たとえば、エネルギー貯蔵手段が、検知された安定器のタイプに基づいて使用可能にされるように、たとえば図５、図６、図８に示された実施形態に関して説明されたように周波数検出手段も含んでよく、または別個の周波数検知回路からの入力を受け取るように構成されてもよい。例示的実施形態では、制御回路３７は、磁気安定器が検知された場合のみエネルギー貯蔵回路を使用可能にするように構成される。
スタータの除去
さらなる実施形態では、ＬＥＤランプ機構には、任意選択で、蛍光性照明器具からのスタータの除去を不要にする手段が備わっている。スタータは、通常は、磁気安定器とともに使用されたとき蛍光管を点弧するのに使用される。スタータは、通常は機械的スイッチまたは電気的スイッチから成り、幹線に対して磁気安定器を、周期的に、蛍光管の終端のヒータコイルと直列に短絡させる。蛍光灯が点弧した後、スタータわたる電圧が特定の電圧未満に低下し、スタータが作動するのを妨げ、さらにランプを短絡させる。

ＬＥＤランプ機構は、蛍光管よりもかなり高い電圧で動作するので、スタータを置換し、スタータは、電流が通常の作動状態の値に上昇する前の初期パワーアップ期間中の高電圧によって自動的に有効にされるように構成されており、安定器に対してランプのフィラメントを周期的に短絡させ続け、望ましくない低周波数のちらつきを招くことになる。

このちらつきを防止するために照明器具からスタータが除去されてもよいが、エンドユーザがスタータを除去するのを怠ると、不安全な状況になってＬＥＤランプ機構を破壊する恐れがある。別の解決策には、ＬＥＤランプ機構のピン、すなわち蛍光管の中でヒータコイルがあるところにわたって高インピーダンスの素子を配置するものがあり、インピーダンスは、スタータが蛍光管の反対側の高電圧を検知するのを防止するほど十分に高いものである。しかしながら、この解決策は、いくつかの電子安定器には蛍光管の寿命末期を不当に検知させ、その電子安定器を運転停止させることになる。

この問題に対処するために、ＬＥＤランプ機構のさらなる実施形態は、たとえばＬＥＤランプ機構を従来型の蛍光性照明器具の蛍光管の中のヒータコイルのために通常使用される位置において接続するためのピンいった、ＬＥＤランプ機構のコネクタにわたって接続された可変インピーダンスを任意選択で含み得る。システムにおける磁気安定器または電子安定器のいずれかの存在が検知され、可変インピーダンスは、検知された安定器のタイプに依拠して高インピーダン値または低インピーダン値に調節される。図１０に示される例示的実施形態では、制御回路４３は、高インピーダンス４１ａまたは低インピーダンス４１ｂのいずれかをＬＥＤランプ機構のピンコネクタ４０ａ、４０ｂにわたって接続するようにスイッチ４２を制御する。可変インピーダンスは、照明器具の中にあるコネクタの一方または両方の対にわたって接続されてよい。

上記で説明されたものに加えて、本明細書で説明された構造および技術に対するさらなる修正形態が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく製作され得る。したがって、特定の実施形態が説明されてきたが、これらは例でしかなく、本発明の範囲を限定するものではない。

上記で説明されたものに加えて、本明細書で説明された構造および技術に対するさらなる修正形態が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく製作され得る。したがって、特定の実施形態が説明されてきたが、これらは例でしかなく、本発明の範囲を限定するものではない。
以下に、本出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］ 磁気安定器または電子安定器を有する照明器具の中の蛍光灯を置換するように適合された機構であって、
複数の回路構成の間で切換え可能な複数のＬＥＤと、
前記照明器具によって前記機構に供給される電力の周波数を感知して出力を生成するための第１の手段と、
周波数を感知するための前記第１の手段の出力に基づいて前記複数のＬＥＤの回路構成を切り換えるための第２の手段とを備える機構。
［付記２］ 前記複数のＬＥＤが、前記機構に対して電力が供給されない状態では第１の回路構成に構成され、ここにおいて、周波数を感知するための前記第１の手段および前記回路構成を切り換えるための前記第２の手段が、前記感知された周波数が特定の所定周波数範囲内にある場合、前記複数のＬＥＤを第２の回路構成に切り換えるように適合されている付記１に記載の機構。
［付記３］ 前記所定周波数範囲が、磁気安定器または電子安定器のうちの１つから出力される周波数範囲に対応する付記２に記載の機構。
［付記４］ 周波数を感知するための前記第１の手段および前記回路構成を切り換えるための前記第２の手段が、前記感知された周波数が第１の所定周波数範囲内にある場合には、前記複数のＬＥＤを第１の回路構成に切り換え、前記感知された周波数が前記第１の所定周波数範囲から異なる第２の所定周波数範囲内にある場合には、前記複数のＬＥＤを第２の回路構成に切り換えるように適合されている付記１に記載の機構。
［付記５］ 前記第１の所定周波数範囲が磁気安定器から出力される周波数範囲に対応し、前記第２の所定周波数範囲が電子安定器から出力される周波数範囲に対応する付記４に記載の機構。
［付記６］ 前記複数のＬＥＤがＬＥＤからなる複数のグループへと構成され、前記第１の回路構成が、ＬＥＤからなる前記複数のグループの直列接続に対応する付記２〜５のいずれか一項に記載の機構。
［付記７］ 前記複数のＬＥＤがＬＥＤからなる複数のグループへと構成され、前記第２の回路構成が、ＬＥＤからなる前記複数のグループの少なくとも一部分の並列接続に対応する付記２〜６のいずれか一項に記載の機構。
［付記８］ 前記機構に供給される電力の周波数を感知するための前記第１の手段が、磁気安定器または電子安定器から出力される周波数範囲の間を識別するように適合されたフィルタを備える付記１〜７のいずれか一項に記載の機構。
［付記９］ 前記複数のＬＥＤ、周波数を感知するための前記第１の手段、および前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えるための前記第２の手段が、照明器具の中の蛍光灯を置換するのに適切な構成で単一ハウジングの中に構成されている付記１〜８のいずれか一項に記載の機構。
［付記１０］ 前記複数のＬＥＤが第１のハウジングの中に構成され、周波数を感知するための前記第１の手段と前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えるための前記第２の手段とが第２のハウジングの中に構成されており、ここにおいて、前記第１のハウジングが前記第２のハウジングに接続するように適合されており、接続された前記第１のハウジングと前記第２のハウジングが照明器具の中の蛍光灯を置換するのに適切な構成である付記１〜８のいずれか一項に記載の機構。
［付記１１］ 動作において、前記機構が、磁気安定器または電子安定器のうちの一方とともに使用される前記第１の回路構成の前記複数のＬＥＤの電力出力であって、磁気安定器または電子安定器の他方とともに使用される前記第２の回路構成の前記複数のＬＥＤの電力出力に対して実質的に等価な電力出力を生成するように適合される付記１〜１０のいずれか一項に記載の機構。
［付記１２］ 照明器具の中の動作において、磁気安定器とともに使用される、前記第１の回路構成または前記第２の回路構成のうちの１つに構成された前記複数のＬＥＤによって生成される光束レベルが、前記磁気安定器とともに使用される蛍光管によって生成される光束レベルに対して実質的に等価である付記１〜１１のいずれか一項に記載の機構。
［付記１３］ 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回ることを示す状態を感知して出力を生成するための第３の手段と、
前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るときの状態を感知するための前記第３の手段の前記出力に基づいて、前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えるための第４の手段とをさらに備える付記１〜１２のいずれか一項に記載の機構。
［付記１４］ 前記回路構成を切り換えるための前記第４の手段が、デューティサイクルにおいて、前記第１の回路構成と別の回路構成の間、または前記第２の回路構成と別の回路構成の間を切り換えるように適合されている付記１３に記載の機構。
［付記１５］ 前記デューティサイクルが、前記第１の回路構成と前記第２の回路構成とにおける前記複数のＬＥＤの電力出力の間の差を低減するように選択される付記１４に記載の機構。
［付記１６］ 前記回路構成を切り換えるための前記第４の手段が、周波数を感知するための前記第１の手段の前記出力に少なくとも部分的に基づいて決定されるデューティサイクルで前記回路構成の間を切り換えるように適合されている付記１３〜１５のいずれか一項に記載の機構。
［付記１７］ 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るときの状態を感知するための前記第３の手段が、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通って流れる電流を測定するように適合されている付記１３〜１６のいずれか一項に記載の機構。
［付記１８］ 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るときの状態を感知するための前記第３の手段が、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分に印加される電圧を測定するように適合されている付記１３〜１７のいずれか一項に記載の機構。
［付記１９］ 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るときの状態を感知するための前記第３の手段が、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分に印加される電圧の位相を測定するように適合されている付記１３〜１８のいずれか一項に記載の機構。
［付記２０］ 前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えるための前記第２の手段および前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えるための前記第４の手段が、１つまたは複数の同一の回路要素で少なくとも部分的に実施されている付記１３〜１９のいずれか一項に記載の機構。
［付記２１］ 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るときの状態を感知するための前記第３の手段が、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が実質的にゼロであるときの時間期間の少なくとも一部分の間に前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えるための前記第４の手段を活性化するように構成されている付記１３〜２０のいずれか一項に記載の機構。
［付記２２］ 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第１の閾値を上回ることまたは第２の閾値を下回ることを示す状態を感知するための第５の手段と、
前記機構に供給される電気エネルギーの少なくとも一部分を貯蔵するためのエネルギー貯蔵手段と、
ここにおいて、前記エネルギー貯蔵手段が、前記第５の手段の出力が前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が前記第１の閾値を上回ることを示すとき、付加的なエネルギーを貯蔵して、前記第５の手段の前記出力が前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が前記第２の閾値を下回ることを示すとき、あらかじめ貯蔵されたエネルギーを放出するように適合されている、をさらに備える付記１〜２１のいずれか一項に記載の機構。
［付記２３］ 前記機構が、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分に対して、前記エネルギー貯蔵手段に貯蔵された前記エネルギーの一部分のみを供給するように構成されている付記２２に記載の機構。
［付記２４］ 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回ることを示す状態を感知するための前記第３の手段と、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第１の閾値を上回ることまたは第２の閾値を下回ることを示す状態を感知するための前記第５の手段とが、１つまたは複数の同一の回路要素で少なくとも部分的に実施されている付記２２または２３に記載の機構。
［付記２５］ 前記照明器具によって前記機構に供給される電力の周波数を感知して出力を生成するための第６の手段と、
前記機構の２つの入力電力接続ラインにわたって接続され、周波数を感知するための前記第５の手段の前記出力によって変化するインピーダンスをもたらす可変インピーダンスとをさらに備える付記１〜２４のいずれか一項に記載の機構。
［付記２６］ 周波数を感知するための前記第６の手段および前記可変インピーダンスが、前記感知された周波数が特定の所定周波数範囲内にある場合、前記可変インピーダンスのインピーダンスを増加させるように適合されている付記２５に記載の機構。
［付記２７］ 前記所定周波数範囲が、磁気安定器または電子安定器のうちの１つから出力される周波数範囲に対応する付記２６に記載の機構。
［付記２８］ 周波数を感知するための前記第１の手段および周波数を感知するための前記第６の手段が、１つまたは複数の同一の回路要素で少なくとも部分的に実施されている付記２５〜２７のいずれか一項に記載の機構。
［付記２９］ 前記可変インピーダンスが、インピーダンスと、前記機構の前記２つの入力電力接続ラインにわたって前記インピーダンスを接続するかまたは切り離すためのスイッチとを備える付記２５〜２８のいずれか一項に記載の機構。
［付記３０］ 前記可変インピーダンスが、第１のインピーダンスと、第２のインピーダンスと、前記機構の前記２つの入力電力接続ラインにわたって前記第１のインピーダンスまたは前記第２のインピーダンスのうちの１つを接続するためのスイッチとを備える付記２５〜２９のいずれか一項に記載の機構。
［付記３１］ 前記機構が、前記照明器具に接続するように適合されてハウジングの一端に配置された２つの導通するピンを備え、前記ピンが前記機構の前記２つの入力電力接続ラインに接続されており、ここにおいて、前記可変インピーダンスが前記導通するピンの間に接続されている付記２５〜３０のいずれか一項に記載の機構。
［付記３２］ 前記可変インピーダンスが、周波数を感知するための前記第６の手段の出力が磁気安定器とともに動作することを示すとき、インピーダンスが増加するように適合されている付記２５〜３１のいずれか一項に記載の機構。
［付記３３］ 前記可変インピーダンスが、磁気安定器が前記機構に電力を供給するために使用されるとき前記照明器具の中にあるスタータ要素が活性化されないほど十分なインピーダンスまで、インピーダンスが増加するよう適合されている付記２５〜３２のいずれか一項に記載の機構。
［付記３４］ １つまたは複数の蛍光灯を使用するように適合された照明器具であって、蛍光灯を起動するのに適切な１つまたは複数の磁気安定器または電子安定器を備え、前記１つまたは複数の蛍光灯の代わりに、付記１〜３３のいずれか一項に記載の１つまたは複数の機構が取り付けられている照明器具。
［付記３５］ 磁気安定器または電子安定器を有する蛍光灯用照明器具において使用するための付記１〜３３のいずれか一項に記載の機構。
［付記３６］ 磁気安定器または電子安定器のいずれかを有する照明器具の中の蛍光灯を置換するように適合された機構においてＬＥＤを作動させる方法であって、前記機構が複数の回路構成の間で切換え可能な複数のＬＥＤを備え、前記方法が、
前記照明器具によって前記機構に供給される電力の周波数を感知することと、
前記感知された周波数が所定周波数範囲内にあれば、第１の回路構成から第２の回路構成へ切り換えることとを備える方法。
［付記３７］ 前記所定周波数範囲が、磁気安定器または電子安定器のうちの１つから出力される周波数範囲に対応する付記３６に記載の方法。
［付記３８］ 前記感知された周波数が第１の所定周波数範囲内にあれば前記複数のＬＥＤを第１の回路構成に切り換えることと、
前記感知された周波数が前記第１の所定周波数範囲とは異なる第２の所定周波数範囲内にあれば前記複数のＬＥＤを第２の回路構成に切り換えることとを備える付記３６に記載の方法。
［付記３９］ 前記第１の所定周波数範囲が磁気安定器から出力される周波数範囲に対応し、前記第２の所定周波数範囲が電子安定器から出力される周波数範囲に対応する付記３８に記載の方法。
［付記４０］ 前記複数のＬＥＤがＬＥＤからなる複数のグループへと構成され、前記第１の回路構成が、ＬＥＤからなる前記複数のグループの直列接続に対応する付記３６〜３９のいずれか一項に記載の方法。
［付記４１］ 前記複数のＬＥＤがＬＥＤからなる複数のグループへと構成され、前記第２の回路構成が、ＬＥＤからなる前記複数のグループの少なくとも一部分の並列接続に対応する付記３６〜４０のいずれか一項に記載の方法。
［付記４２］ 磁気安定器または電子安定器のうちの一方とともに動作している前記第１の回路構成の前記複数のＬＥＤの電力出力が、磁気安定器または電子安定器の他方とともに動作している前記第２の回路構成の前記複数のＬＥＤの電力出力に対して実質的に等価になるように、前記第１の回路構成と前記第２の回路構成とを構成することをさらに備える付記３６〜４１のいずれか一項に記載の方法。
［付記４３］ 磁気安定器とともに使用される、前記第１の回路構成または前記第２の回路構成のうちの１つに構成された前記複数のＬＥＤによって生成される光束レベルが、前記磁気安定器とともに使用される蛍光管によって生成される光束レベルに対して実質的に等価になるように、前記第１の回路構成と前記第２の回路構成とを構成することをさらに備える付記３６〜４２のいずれか一項に記載の方法。
［付記４４］ 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回ることを示す状態を感知して出力を生成することと、
前記出力に基づいて前記複数のＬＥＤの回路構成を切り換えることとをさらに備える付記３６〜４３のいずれか一項に記載の方法。
［付記４５］ 前記回路構成を切り換えるステップが、デューティサイクルにおいて、前記第１の回路構成と別の回路構成の間、または前記第２の回路構成と別の回路構成の間を切り換えることを備える付記４４に記載の方法。
［付記４６］ 前記デューティサイクルが、前記第１の回路構成と前記第２の回路構成とにおける前記複数のＬＥＤの電力出力の間の差を低減するように選択される付記４５に記載の方法。
［付記４７］ 前記回路構成を切り換えることが、周波数を感知するための前記第１の手段の出力に少なくとも部分的に基づいて決定されるデューティサイクルで前記回路構成の間を切り換えることを備える付記４４〜４６のいずれか一項に記載の方法。
［付記４８］ 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が実質的にゼロである時間期間の少なくとも一部分の間に前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えることを備える付記４４〜４７のいずれか一項に記載の方法。
［付記４９］ 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第１の閾値を上回ることまたは第２の閾値を下回ることを示す状態を感知することと、
前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が前記第１の閾値を上回るときには、前記機構に供給される電気エネルギーの少なくとも一部分をエネルギー貯蔵手段に貯蔵することと、
前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が前記第２の閾値を下回るときには、あらかじめ貯蔵されたエネルギーを放出することとをさらに備える付記３６〜４８のいずれか一項に記載の方法。
［付記５０］ 前記あらかじめ貯蔵されたエネルギーを放出することが、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分に対して、前記エネルギー貯蔵手段に貯蔵された前記エネルギーの一部分のみを供給することを備える付記４９に記載の方法。
［付記５１］ 前記照明器具によって前記機構に供給される電力の周波数を感知することと、
前記機構の２つの入力電力接続ラインにわたって接続される可変インピーダンスを用意することと、
前記感知された周波数に基づいて前記可変インピーダンスを変化させることとをさらに備える付記３６〜５０のいずれか一項に記載の方法。
［付記５２］ 前記感知された周波数が特定の所定周波数範囲内にあれば前記可変インピーダンスのインピーダンスを増加させることをさらに備える付記５１に記載の方法。
［付記５３］ 前記所定周波数範囲が、磁気安定器または電子安定器のうちの１つから出力される周波数範囲に対応する付記５２に記載の方法。
［付記５４］ 前記可変インピーダンスの前記インピーダンスを、磁気安定器が前記機構に電力を供給するために使用されているときには前記照明器具の中にあるスタータ要素が活性化されないほど十分なインピーダンスまで増加させることをさらに備える付記５１〜５３のいずれか一項に記載の方法。

Claims (54)

1. 磁気安定器または電子安定器を有する照明器具の中の蛍光灯を置換するように適合された機構であって、
   複数の回路構成の間で切換え可能な複数のＬＥＤと、
   前記照明器具によって前記機構に供給される電力の周波数を感知して出力を生成するための第１の手段と、
   周波数を感知するための前記第１の手段の出力に基づいて前記複数のＬＥＤの回路構成を切り換えるための第２の手段とを備える機構。
2. 前記複数のＬＥＤが、前記機構に対して電力が供給されない状態では第１の回路構成に構成され、ここにおいて、周波数を感知するための前記第１の手段および前記回路構成を切り換えるための前記第２の手段が、前記感知された周波数が特定の所定周波数範囲内にある場合、前記複数のＬＥＤを第２の回路構成に切り換えるように適合されている請求項１に記載の機構。
3. 前記所定周波数範囲が、磁気安定器または電子安定器のうちの１つから出力される周波数範囲に対応する請求項２に記載の機構。
4. 周波数を感知するための前記第１の手段および前記回路構成を切り換えるための前記第２の手段が、前記感知された周波数が第１の所定周波数範囲内にある場合には、前記複数のＬＥＤを第１の回路構成に切り換え、前記感知された周波数が前記第１の所定周波数範囲から異なる第２の所定周波数範囲内にある場合には、前記複数のＬＥＤを第２の回路構成に切り換えるように適合されている請求項１に記載の機構。
5. 前記第１の所定周波数範囲が磁気安定器から出力される周波数範囲に対応し、前記第２の所定周波数範囲が電子安定器から出力される周波数範囲に対応する請求項４に記載の機構。
6. 前記複数のＬＥＤがＬＥＤからなる複数のグループへと構成され、前記第１の回路構成が、ＬＥＤからなる前記複数のグループの直列接続に対応する請求項２〜５のいずれか一項に記載の機構。
7. 前記複数のＬＥＤがＬＥＤからなる複数のグループへと構成され、前記第２の回路構成が、ＬＥＤからなる前記複数のグループの少なくとも一部分の並列接続に対応する請求項２〜６のいずれか一項に記載の機構。
8. 前記機構に供給される電力の周波数を感知するための前記第１の手段が、磁気安定器または電子安定器から出力される周波数範囲の間を識別するように適合されたフィルタを備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の機構。
9. 前記複数のＬＥＤ、周波数を感知するための前記第１の手段、および前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えるための前記第２の手段が、照明器具の中の蛍光灯を置換するのに適切な構成で単一ハウジングの中に構成されている請求項１〜８のいずれか一項に記載の機構。
10. 前記複数のＬＥＤが第１のハウジングの中に構成され、周波数を感知するための前記第１の手段と前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えるための前記第２の手段とが第２のハウジングの中に構成されており、ここにおいて、前記第１のハウジングが前記第２のハウジングに接続するように適合されており、接続された前記第１のハウジングと前記第２のハウジングが照明器具の中の蛍光灯を置換するのに適切な構成である請求項１〜８のいずれか一項に記載の機構。
11. 動作において、前記機構が、磁気安定器または電子安定器のうちの一方とともに使用される前記第１の回路構成の前記複数のＬＥＤの電力出力であって、磁気安定器または電子安定器の他方とともに使用される前記第２の回路構成の前記複数のＬＥＤの電力出力に対して実質的に等価な電力出力を生成するように適合される請求項１〜１０のいずれか一項に記載の機構。
12. 照明器具の中の動作において、磁気安定器とともに使用される、前記第１の回路構成または前記第２の回路構成のうちの１つに構成された前記複数のＬＥＤによって生成される光束レベルが、前記磁気安定器とともに使用される蛍光管によって生成される光束レベルに対して実質的に等価である請求項１〜１１のいずれか一項に記載の機構。
13. 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回ることを示す状態を感知して出力を生成するための第３の手段と、
    前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るときの状態を感知するための前記第３の手段の前記出力に基づいて、前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えるための第４の手段とをさらに備える請求項１〜１２のいずれか一項に記載の機構。
14. 前記回路構成を切り換えるための前記第４の手段が、デューティサイクルにおいて、前記第１の回路構成と別の回路構成の間、または前記第２の回路構成と別の回路構成の間を切り換えるように適合されている請求項１３に記載の機構。
15. 前記デューティサイクルが、前記第１の回路構成と前記第２の回路構成とにおける前記複数のＬＥＤの電力出力の間の差を低減するように選択される請求項１４に記載の機構。
16. 前記回路構成を切り換えるための前記第４の手段が、周波数を感知するための前記第１の手段の前記出力に少なくとも部分的に基づいて決定されるデューティサイクルで前記回路構成の間を切り換えるように適合されている請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の機構。
17. 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るときの状態を感知するための前記第３の手段が、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通って流れる電流を測定するように適合されている請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の機構。
18. 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るときの状態を感知するための前記第３の手段が、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分に印加される電圧を測定するように適合されている請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の機構。
19. 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るときの状態を感知するための前記第３の手段が、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分に印加される電圧の位相を測定するように適合されている請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の機構。
20. 前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えるための前記第２の手段および前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えるための前記第４の手段が、１つまたは複数の同一の回路要素で少なくとも部分的に実施されている請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の機構。
21. 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回るときの状態を感知するための前記第３の手段が、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が実質的にゼロであるときの時間期間の少なくとも一部分の間に前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えるための前記第４の手段を活性化するように構成されている請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の機構。
22. 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第１の閾値を上回ることまたは第２の閾値を下回ることを示す状態を感知するための第５の手段と、
    前記機構に供給される電気エネルギーの少なくとも一部分を貯蔵するためのエネルギー貯蔵手段と、
    ここにおいて、前記エネルギー貯蔵手段が、前記第５の手段の出力が前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が前記第１の閾値を上回ることを示すとき、付加的なエネルギーを貯蔵して、前記第５の手段の前記出力が前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が前記第２の閾値を下回ることを示すとき、あらかじめ貯蔵されたエネルギーを放出するように適合されている、をさらに備える請求項１〜２１のいずれか一項に記載の機構。
23. 前記機構が、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分に対して、前記エネルギー貯蔵手段に貯蔵された前記エネルギーの一部分のみを供給するように構成されている請求項２２に記載の機構。
24. 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回ることを示す状態を感知するための前記第３の手段と、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第１の閾値を上回ることまたは第２の閾値を下回ることを示す状態を感知するための前記第５の手段とが、１つまたは複数の同一の回路要素で少なくとも部分的に実施されている請求項２２または２３に記載の機構。
25. 前記照明器具によって前記機構に供給される電力の周波数を感知して出力を生成するための第６の手段と、
    前記機構の２つの入力電力接続ラインにわたって接続され、周波数を感知するための前記第５の手段の前記出力によって変化するインピーダンスをもたらす可変インピーダンスとをさらに備える請求項１〜２４のいずれか一項に記載の機構。
26. 周波数を感知するための前記第６の手段および前記可変インピーダンスが、前記感知された周波数が特定の所定周波数範囲内にある場合、前記可変インピーダンスのインピーダンスを増加させるように適合されている請求項２５に記載の機構。
27. 前記所定周波数範囲が、磁気安定器または電子安定器のうちの１つから出力される周波数範囲に対応する請求項２６に記載の機構。
28. 周波数を感知するための前記第１の手段および周波数を感知するための前記第６の手段が、１つまたは複数の同一の回路要素で少なくとも部分的に実施されている請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の機構。
29. 前記可変インピーダンスが、インピーダンスと、前記機構の前記２つの入力電力接続ラインにわたって前記インピーダンスを接続するかまたは切り離すためのスイッチとを備える請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の機構。
30. 前記可変インピーダンスが、第１のインピーダンスと、第２のインピーダンスと、前記機構の前記２つの入力電力接続ラインにわたって前記第１のインピーダンスまたは前記第２のインピーダンスのうちの１つを接続するためのスイッチとを備える請求項２５〜２９のいずれか一項に記載の機構。
31. 前記機構が、前記照明器具に接続するように適合されてハウジングの一端に配置された２つの導通するピンを備え、前記ピンが前記機構の前記２つの入力電力接続ラインに接続されており、ここにおいて、前記可変インピーダンスが前記導通するピンの間に接続されている請求項２５〜３０のいずれか一項に記載の機構。
32. 前記可変インピーダンスが、周波数を感知するための前記第６の手段の出力が磁気安定器とともに動作することを示すとき、インピーダンスが増加するように適合されている請求項２５〜３１のいずれか一項に記載の機構。
33. 前記可変インピーダンスが、磁気安定器が前記機構に電力を供給するために使用されるとき前記照明器具の中にあるスタータ要素が活性化されないほど十分なインピーダンスまで、インピーダンスが増加するよう適合されている請求項２５〜３２のいずれか一項に記載の機構。
34. １つまたは複数の蛍光灯を使用するように適合された照明器具であって、蛍光灯を起動するのに適切な１つまたは複数の磁気安定器または電子安定器を備え、前記１つまたは複数の蛍光灯の代わりに、請求項１〜３３のいずれか一項に記載の１つまたは複数の機構が取り付けられている照明器具。
35. 磁気安定器または電子安定器を有する蛍光灯用照明器具において使用するための請求項１〜３３のいずれか一項に記載の機構。
36. 磁気安定器または電子安定器のいずれかを有する照明器具の中の蛍光灯を置換するように適合された機構においてＬＥＤを作動させる方法であって、前記機構が複数の回路構成の間で切換え可能な複数のＬＥＤを備え、前記方法が、
    前記照明器具によって前記機構に供給される電力の周波数を感知することと、
    前記感知された周波数が所定周波数範囲内にあれば、第１の回路構成から第２の回路構成へ切り換えることとを備える方法。
37. 前記所定周波数範囲が、磁気安定器または電子安定器のうちの１つから出力される周波数範囲に対応する請求項３６に記載の方法。
38. 前記感知された周波数が第１の所定周波数範囲内にあれば前記複数のＬＥＤを第１の回路構成に切り換えることと、
    前記感知された周波数が前記第１の所定周波数範囲とは異なる第２の所定周波数範囲内にあれば前記複数のＬＥＤを第２の回路構成に切り換えることとを備える請求項３６に記載の方法。
39. 前記第１の所定周波数範囲が磁気安定器から出力される周波数範囲に対応し、前記第２の所定周波数範囲が電子安定器から出力される周波数範囲に対応する請求項３８に記載の方法。
40. 前記複数のＬＥＤがＬＥＤからなる複数のグループへと構成され、前記第１の回路構成が、ＬＥＤからなる前記複数のグループの直列接続に対応する請求項３６〜３９のいずれか一項に記載の方法。
41. 前記複数のＬＥＤがＬＥＤからなる複数のグループへと構成され、前記第２の回路構成が、ＬＥＤからなる前記複数のグループの少なくとも一部分の並列接続に対応する請求項３６〜４０のいずれか一項に記載の方法。
42. 磁気安定器または電子安定器のうちの一方とともに動作している前記第１の回路構成の前記複数のＬＥＤの電力出力が、磁気安定器または電子安定器の他方とともに動作している前記第２の回路構成の前記複数のＬＥＤの電力出力に対して実質的に等価になるように、前記第１の回路構成と前記第２の回路構成とを構成することをさらに備える請求項３６〜４１のいずれか一項に記載の方法。
43. 磁気安定器とともに使用される、前記第１の回路構成または前記第２の回路構成のうちの１つに構成された前記複数のＬＥＤによって生成される光束レベルが、前記磁気安定器とともに使用される蛍光管によって生成される光束レベルに対して実質的に等価になるように、前記第１の回路構成と前記第２の回路構成とを構成することをさらに備える請求項３６〜４２のいずれか一項に記載の方法。
44. 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が閾値を下回ることを示す状態を感知して出力を生成することと、
    前記出力に基づいて前記複数のＬＥＤの回路構成を切り換えることとをさらに備える請求項３６〜４３のいずれか一項に記載の方法。
45. 前記回路構成を切り換えるステップが、デューティサイクルにおいて、前記第１の回路構成と別の回路構成の間、または前記第２の回路構成と別の回路構成の間を切り換えることを備える請求項４４に記載の方法。
46. 前記デューティサイクルが、前記第１の回路構成と前記第２の回路構成とにおける前記複数のＬＥＤの電力出力の間の差を低減するように選択される請求項４５に記載の方法。
47. 前記回路構成を切り換えることが、周波数を感知するための前記第１の手段の出力に少なくとも部分的に基づいて決定されるデューティサイクルで前記回路構成の間を切り換えることを備える請求項４４〜４６のいずれか一項に記載の方法。
48. 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が実質的にゼロである時間期間の少なくとも一部分の間に前記複数のＬＥＤの前記回路構成を切り換えることを備える請求項４４〜４７のいずれか一項に記載の方法。
49. 前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が第１の閾値を上回ることまたは第２の閾値を下回ることを示す状態を感知することと、
    前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が前記第１の閾値を上回るときには、前記機構に供給される電気エネルギーの少なくとも一部分をエネルギー貯蔵手段に貯蔵することと、
    前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分を通る電流が前記第２の閾値を下回るときには、あらかじめ貯蔵されたエネルギーを放出することとをさらに備える請求項３６〜４８のいずれか一項に記載の方法。
50. 前記あらかじめ貯蔵されたエネルギーを放出することが、前記複数のＬＥＤの少なくとも一部分に対して、前記エネルギー貯蔵手段に貯蔵された前記エネルギーの一部分のみを供給することを備える請求項４９に記載の方法。
51. 前記照明器具によって前記機構に供給される電力の周波数を感知することと、
    前記機構の２つの入力電力接続ラインにわたって接続される可変インピーダンスを用意することと、
    前記感知された周波数に基づいて前記可変インピーダンスを変化させることとをさらに備える請求項３６〜５０のいずれか一項に記載の方法。
52. 前記感知された周波数が特定の所定周波数範囲内にあれば前記可変インピーダンスのインピーダンスを増加させることをさらに備える請求項５１に記載の方法。
53. 前記所定周波数範囲が、磁気安定器または電子安定器のうちの１つから出力される周波数範囲に対応する請求項５２に記載の方法。
54. 前記可変インピーダンスの前記インピーダンスを、磁気安定器が前記機構に電力を供給するために使用されているときには前記照明器具の中にあるスタータ要素が活性化されないほど十分なインピーダンスまで増加させることをさらに備える請求項５１〜５３のいずれか一項に記載の方法。

Images