JP2017513447A - Ｌｅｄベースライト用のデジタル制御スイッチモードスタートアップ回路 - Google Patents

Ｌｅｄベースライト用のデジタル制御スイッチモードスタートアップ回路 Download PDF

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Abstract

ＬＥＤベース電球用のスタートアップ回路における電力消費は、入力電圧に結合されたスタートアップ回路のトランジスタをデジタル的に切り換えることによって減少される。トランジスタがオンとオフとをデジタル的に切り換えられると、ドレイン端子とソース端子との間のトランジスタの抵抗が増加する動作の飽和領域にトランジスタが入らないことが可能であるため、減少した量の電力がトランジスタによって損失する。トランジスタは、ホストコントローラＩＣ用の電源電圧を含む１つ又は複数の出力電圧を生成する電圧調整器に結合される。トランジスタは、電圧調整器の出力における電圧レベルに基づいてトランジスタをオン及びオフにすることを決定するロジック回路によって生成されるデジタル信号により、オン及びオフにされる。

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、本明細書に援用される、２０１４年３月５日に出願された「A Digitally Controlled High Voltage (HV) Startup Circuit for LED Lighting Applications」という名称のErik J. Mentzeらの米国仮特許出願第６１／９４８，１７５号の優先権の利益を主張する。本出願は、主題に関して、２０１５年３月５日に出願された「Digitally-Controlled Switch-Mode Start-Up Circuit With Dimmer Compatibility For LED-Based Lights」という名称のErik J. Mentzeらの米国仮特許出願第１４／６３９，９２５号に関連する。
[0002] 本開示は、照明デバイスに関する。より具体的には、本開示は、ＬＥＤ照明内のコントローラ用の電源電圧生成に関する。
[0003] 白熱電球に取って代わる代替照明デバイスは、エネルギーが光に変換される方法が白熱電球と異なる。白熱電球は、金属フィラメントを含む。電気が金属フィラメントに印加されると、金属フィラメントは熱くなり、且つ白熱し、光を周辺領域に放射する。従来の白熱電球の金属フィラメントは、一般的に、特定の電力要件を有さない。即ち、金属フィラメントが受動デバイスであるため、任意の電圧及び任意の電流を金属フィラメントに印加することができる。電圧及び電流は、金属フィラメントを白熱状態に加熱するのに十分なものである必要はあるが、金属フィラメントに送られるエネルギーの他の特徴は、白熱電球の動作に影響を与えない。従って、殆どの住居及び商業ビルにおける従来のライン電圧は、白熱電球の動作にとって十分である。
[0004] しかしながら、小型蛍光灯（ＣＦＬ：compact fluorescent light）電球及び発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）ベース電球等の代替照明デバイスは、電球へのエネルギー供給と相互作用する能動素子を含む。これらの代替デバイスは、それらのエネルギー消費の減少に関して好ましいが、代替デバイスは、電球に送られるエネルギーに関して特定の要件を有する。例えば、代替デバイスは、ＬＥＤ、安定器、又は電球の他の構成要素への電力の送出を制御するコントローラ集積回路（コントローラＩＣ）を含む。コントローラＩＣは、同様に低電圧で動作するコンピュータデバイスと同様の構成要素から及び同様の製造技術を用いて作られた低電圧デバイスである。但し、コンピュータデバイスは、コントローラＩＣを動作させるための低電圧を生成するために束ねられたＡＣ／ＤＣアダプタブリックを有するが、電球は、スペースが限られており、従来のＡＣ／ＤＣアダプタを含むことができない。代わりに、ＬＥＤベース電球は、高電圧ＡＣライン入力を受け入れて、通常動作中にコントローラＩＣに電力を供給するための、ライン入力よりもはるかに低いＤＣ低電圧出力を提供するように構成された小型スイッチモード電源を含む。ＬＥＤベース電球の最初のターンオン中、スイッチモード電源のＤＣ低電圧出力は、コントローラＩＣに電力を供給することができず、システムを開始させ、及び主電源がオンラインになるまで一時的電源を提供するために、スタートアップ回路がスイッチモード電源に付属している。
[0005] 図１は、先行技術によるＬＥＤベース電球用の従来のスタートアップ回路１００の一例である。回路１００は、抵抗１１３を介してＡＣ電圧入力ＶＩＮノード１０２に結合された高電圧パワー電界効果トランジスタ（ＨＶパワーＦＥＴ）１１２を含む。ＨＶパワーＦＥＴ１１２は、飽和モードにおいてツェナーダイオード１２２を用いてバイアスがかけられ、ノード１０６において電源電圧ＶＤＤ，Ｈを生成する。回路１００は、ＶＩＮノード１０２から高ピーク電流を引き出し、補助電圧入力ＶＡＵＸノードがノード１０６の電圧ＶＤＤ，Ｈよりも低い場合に小さい連続電流を引き出し続ける。回路１００は、時折非常に高い連続した電流引き出しと、ＨＶパワーＦＥＴ１１２のバイアス状態とにより、ＨＶパワーＦＥＴ１１２内で大量の電力を損失させる。ＨＶパワーＦＥＴ１１２が、ＬＥＤベース電球用の集積回路（ＩＣ：integrated circuit）に他の構成要素と共に統合される場合、ＨＶパワーＦＥＴ１１２によって生成される熱がＩＣの構築を困難にする。例えば、ＨＶパワーＦＥＴ１１２は、最大電力損失規格を超えることなく熱を放散するのに十分な大きさでなければならない。ＨＶパワーＦＥＴ１１２のより大きいサイズは、ＩＣのコストを増加させ、及びＩＣを電球に組み込むことを困難にする。
[0006] 図２は、先行技術によるＬＥＤベース電球用の従来のスタートアップ回路２００の別の例である。回路２００は、ＡＣ入力電圧ＶＩＮノード１０２に結合されたデプレッションモードパワーＦＥＴ２１２を含む。デプレッションパワーＦＥＴ２１２は、飽和モードにおいてツェナーダイオード２１４によってバイアスがかけられて、ＶＤＤ，Ｈ供給出力ノード１０６において低電圧を生成する。電源電圧ＶＤＤ，Ｈは、スタートアップ中にコントローラ２１４を動作させるためにコントローラに供給される。図１の回路１００と同様に、回路２００は、補助電圧入力ＶＡＵＸノードがノード１０６の電圧ＶＤＤ，Ｈよりも低い場合に、ＶＩＮノード１０２から電流を引き出し続ける。デプレッションパワーＦＥＴ２１２は、デプレッションパワーＦＥＴ２１２が電力消費を減少させるための遷移時間中にのみ電力を損失させるが、回路２００は、必要とされる負荷電流が約０．５ミリアンペア未満の低電力用途に限られる。負荷電流が０．５ミリアンペアを超えて上昇すると、デプレッションパワーＦＥＴ２１２による電力損失は、図１の回路１００において上記に説明した問題と同様の問題を生じさせる。
[0007] 図１及び図２を参照して説明された従来のスタートアップ回路の両方において、入力電圧ＶＩＮノード１０２は、飽和モードでバイアスをかけられた際のパワーＦＥＴ１１２又は２１２を通して低下される。更に、スタートアップ回路からの出力電流は、最大５ミリアンペア以上を消費するデジタルコントローラをスタートアップさせるのに不十分となる。従って、電力損失を低下させながら、より大きい負荷電流を供給する回路が必要とされる。
[0008] ここに記述された欠点は代表的なものに過ぎず、特に照明デバイス及び消費者レベルデバイス用の、低電力損失のための改良されたスタートアップ回路に対するニーズが存在することを単に強調するために含まれたものである。ここに記載される実施形態は、幾つかの欠点に対処するが、必ずしもここに記載される又は当該技術分野で知られているあらゆる欠点に対処するものではない。
[0009] スタートアップ回路による電力消費は、入力電圧に結合されたパワーＦＥＴをスイッチとして動作させることによって減少される。デジタル制御は、例えば、パワーＦＥＴのゲートをアースに結合させて、パワーＦＥＴをオフにすることを含む。パワーＦＥＴがオフにされると、スタートアップ回路は、入力電圧から殆ど又は全く電力を消費しないことができる。パワーＦＥＴが、オン状態とオフ状態とをデジタル的に切り換えられると、パワーＦＥＴがスイッチモードで動作されるため、パワーＦＥＴ内の電力損失が減少する。一実施形態では、スイッチモード動作パワーＦＥＴは、ドレイン端子とソース端子との間のパワーＦＥＴの抵抗が増加する飽和モードで動作されないことができる。パワーＦＥＴは、１つ又は複数の出力電圧を生成する電圧調整器に結合される。パワーＦＥＴは、１つ又は複数の電圧調整器出力に基づいてパワーＦＥＴをオン及びオフにすることを決定するロジック回路によって生成されるデジタル信号により、オン及びオフにされる。
[0010] パワーＦＥＴはまた、ＬＥＤベース電球の通常動作中に調光器互換性を提供するためにスタートアップ後に動作される。スタートアップ回路に関連するロジック回路は、ホストコントローラＩＣから制御信号を受信する。ホストコントローラＩＣは、調光器互換性を提供するべくパワーＦＥＴを構成するようにロジック回路に指示する。
[0011] 一実施形態によれば、装置は、以下：１）照明コントローラを動作させる出力電圧を供給するように構成された電圧調整器；２）電圧調整器に結合され、且つライン入力から電圧調整器に電源電流を供給するように構成されたパワーＦＥＴ；及び／又は３）パワーＦＥＴのゲートに結合され、且つ照明コントローラのスタートアップモード中にスイッチングモード電源としてパワーＦＥＴを動作させるように構成されたゲート駆動回路を含む。
[0012] 実施形態によっては、装置は、補助出力電圧ノードＶＡＵＸをモニタリングするように構成されたデジタル制御ループも含む。出力電圧ノードＶＡＵＸが第１の閾値電圧に達すると、デジタル制御ループは、パワーＦＥＴのゲートに結合されたゲート駆動回路に対し、パワーＦＥＴのゲートをアースするように信号を送り、その結果、パワーＦＥＴをオフにする。出力電圧ノードＶＡＵＸが、大きさで第１の閾値電圧を上回る第２の閾値電圧に達すると、デジタル制御ループは、パワーＦＥＴのゲートに結合されたゲート駆動回路に対し、パワーＦＥＴのゲートに電力を印加するように信号を送り、その結果、パワーＦＥＴをオンにする。
[0013] 特定の実施形態では、ゲート駆動回路は、照明コントローラのスタートアップ期間中、パワーＦＥＴを動作させるように構成され；ゲート駆動回路は、照明コントローラのスタートアップ期間後にパワーＦＥＴをデジタル的にオフにするように構成され得；パワーＦＥＴは、デプレッションモードパワーＦＥＴでもよく、且つデプレッションモードパワーＦＥＴに結合された第２のエンハンストモードパワーＦＥＴを有し、及びデプレッションモードパワーＦＥＴのソースに結合され、且つエンハンストモードパワーＦＥＴのドレインに結合されたダイオードを有する電流パワートレインの一部でもよく；ゲート駆動回路は、パワーＦＥＴのゲートに結合されたインバータを含み、インバータは、電源電圧及びパワーＦＥＴのソースにおける電圧を含む電圧のうちの大きい方の電圧を供給するように構成され；デジタル制御ループは、第２の閾値電圧がモニタリングされた出力電圧によって到達された後に、パワーＦＥＴのゲートを電源電圧ノードに結合するようにゲート駆動回路を制御するように更に構成され；デジタル制御ループは、電圧調整器の出力電圧及び第１の閾値電圧に対応する基準電圧を比較する比較器を含み；デジタル制御ループは、比較器に結合されたロジック回路を含み、及びロジック回路は、少なくとも部分的に比較器の出力に基づいてパワーＦＥＴのゲートに制御信号を出力するように構成され；並びに／又は電圧調整器、パワーＦＥＴ、及びゲート駆動回路は、集積回路（ＩＣ）に統合され、且つ抵抗は、集積回路（ＩＣ）に対して外部である。
[0014] 別の実施形態によれば、方法は、パワーＦＥＴにおいてライン電圧を受け取るステップ；パワーＦＥＴによって、パワーＦＥＴから電圧調整器に電流供給を提供するステップ；電圧調整器によって、電流供給から照明コントローラ用の電源電圧を生成するステップ；及び／又はパワーＦＥＴのゲートに結合されたゲート駆動回路によって、電流供給を提供するためのスイッチングモード電源としてパワーＦＥＴを動作させるステップを含む。
[0015] 実施形態によっては、本方法は、デジタル制御ループによって、パワーＦＥＴに結合された補助出力ノードにおける電圧をモニタリングするステップ；デジタル制御ループによって、モニタリングされた電圧が第１の閾値に達する時を決定するステップ；モニタリングされた電圧が第１の閾値に達した後にパワーＦＥＴをデジタル的にオフにするステップ；デジタル制御ループによって、モニタリングされた電圧が第２の閾値に達する時を決定するステップ；モニタリングされた電圧が第２の閾値に達した後にパワーＦＥＴをデジタル的にオンにするステップ；及び／又はパワーＦＥＴに結合された外部抵抗において電力を損失させるステップも含む。
[0016] 特定の実施形態では、パワーＦＥＴを動作させるステップは、照明コントローラのスタートアップ段階中に、パワーＦＥＴをスイッチングモード電源として動作させることを含み、及び／又はパワーＦＥＴを動作させるステップは、照明コントローラのスタートアップ段階後に、パワーＦＥＴをデジタル的にオフにすることを含む。
[0017] 更に別の実施形態によれば、装置は、照明コントローラに供給するための出力電圧を生成するように構成された電圧調整器；パワーＦＥＴを含み、且つ電圧調整器に結合された電流パワートレイン；パワーＦＥＴのゲートに結合されたゲート駆動回路；及び／又はゲート駆動回路に結合され、且つ電界効果トランジスタをスイッチングモード電源として動作させるように構成されたロジック回路を含む。
[0018] 実施形態によっては、装置は、ロジック回路に結合された比較器も含み、比較器は、補助出力ノード電圧と基準電圧との差に比例する信号をロジック回路に提供するように構成される。
[0019] 特定の実施形態では、パワーＦＥＴは、高電圧（ＨＶ：high-voltage）デプレッションモードパワーＦＥＴでもよく；電流パワートレインは、低電圧（ＬＶ：low-voltage）エンハンストモードパワーＦＥＴであって、ＬＶパワーＦＥＴのドレインがＨＶパワーＦＥＴのソースに結合される、ＬＶエンハンストモードパワーＦＥＴと、ＬＶパワーＦＥＴのドレイン及びＨＶパワーＦＥＴのソースに結合されるダイオードとを含み；ゲート駆動回路は、電界効果トランジスタのゲートに結合されたインバータを含み、インバータへの電力供給入力は、パワーＦＥＴのソースにおける電圧及び電圧調整器の出力電圧のうちの大きい方でもよく；並びに／又はロジック回路は、比較器の信号に基づいてパワーＦＥＴをデジタル的に切り換えるように構成される。
[0020] 一実施形態によれば、装置は、照明コントローラを動作させるための出力電圧を供給するように構成された電圧調整器；電圧調整器に結合され、且つライン入力から電圧調整器に電源電流を供給するように構成されたパワーＦＥＴ；及び／又はパワーＦＥＴに結合され、且つ照明コントローラのスタートアップ段階中にパワーＦＥＴを制御し、及び調光器互換性を提供するようにパワーＦＥＴを制御するように構成されたロジック回路を含む。
[0021] 実施形態によっては、装置は、電界効果トランジスタのソースに比例する入力信号に結合され、且つ基準信号に結合されたデジタルフィードバックループも含み、ロジック回路は、入力信号が基準信号を下回ることをデジタルフィードバックループが示す場合にパワーＦＥＴを導通させ、且つ入力信号が基準信号に達したことをデジタルフィードバックループが示す場合にパワーＦＥＴを導通させないように構成され；並びに／又は電界効果トランジスタのソースに比例する入力信号に結合され、且つ基準信号に結合されたデジタルフィードバックループも含み、ロジック回路は、入力信号が基準信号を下回ることをデジタルフィードバックループが示す場合に、電流をダイオードに向けるために、パワーＦＥＴを導通させ、及び第２のパワーＦＥＴを導通させず、且つ入力信号が基準信号に達したことをデジタルフィードバックループが示す場合に、パワーＦＥＴを導通させ、第２のパワーＦＥＴを導通させるように構成される。
[0022] 特定の実施形態では、ロジック回路は、照明コントローラからモード入力を受信するように構成されたモード入力ノードを含み、ロジック回路は、少なくとも部分的にモード入力に基づいてパワーＦＥＴを制御するように構成され得；パワーＦＥＴは、電流パワートレインの一部でもよく、電流パワートレインは、第１のパワーＦＥＴのソースに結合された第２のパワーＦＥＴと、パワーＦＥＴのソースに結合され、且つ第２のパワーＦＥＴのドレインに結合されたダイオードとを含み；ロジック回路は、照明コントローラのスタートアップ段階中に、照明コントローラ用のスイッチングモード電源としてパワーＦＥＴを動作させるようにパワーＦＥＴのゲートを制御するように構成され；ロジック回路は、パワーＦＥＴ及び第２のパワーＦＥＴをオフにするために電界効果トランジスタのゲート及び第２のパワーＦＥＴのゲートを制御するように構成され；ロジック回路は、パワーＦＥＴ及び第２のパワーＦＥＴをオンにするために電界効果トランジスタのゲート及び第２のパワーＦＥＴのゲートを制御するように構成され；ロジック回路は、ダイオードへの駆動電流及び第２の電界効果トランジスタ（パワーＦＥＴ）への駆動電流をアースへと交互に送るように、電界効果トランジスタのゲート及び第２のパワーＦＥＴのゲートを制御するように構成され；パワーＦＥＴは、デプレッションモードパワーＦＥＴでもよく、及び第２のパワーＦＥＴは、エンハンストモードパワーＦＥＴでもよく；並びに／又はロジック回路は、制御シーケンスロジックを含む。
[0023] 別の実施形態によれば、方法は、パワーＦＥＴにおいてライン電圧を受け取るステップ；パワーＦＥＴによって、電流供給を電圧調整器に提供するステップ；電圧調整器によって、電流供給から照明コントローラ用の電源電圧を生成するステップ；及び／又はパワーＦＥＴのゲートに結合されたゲート駆動回路によって、照明コントローラのスタートアップ段階中及びスタートアップ段階後に、調光器互換性を提供するようにパワーＦＥＴを動作させるステップを含む。
[0024] 実施形態によっては、本方法は、調光器互換性を提供するようにパワーＦＥＴを動作させるためのモード選択を照明コントローラから受信するステップ；パワーＦＥＴに結合された出力ノードにおける電圧レベルを示すフィードバック信号を受信するステップであって、パワーＦＥＴをスイッチングモード電源として動作させるステップが、少なくとも部分的にフィードバック信号に基づいてパワーＦＥＴをデジタル的に切り換えることを含む、ステップ；パワーＦＥＴに結合され、且つアースに結合された第２のパワーＦＥＴをオンにするステップ；並びに／又はパワーＦＥＴに結合された出力ノードにおける電圧レベルを示すフィードバック信号を受信するステップであって、交互に行うステップは、少なくとも部分的にフィードバック信号に基づいて、パワーＦＥＴを通して駆動電流を電圧調整器に送ること及びパワーＦＥＴを通して駆動電流をアースに送ることを交互に行うことを含む、ステップも含むことができる。
[0025] 特定の実施形態では、スタートアップ段階中にパワーＦＥＴを動作させるステップは、照明コントローラのスタートアップ段階中にパワーＦＥＴをスイッチングモード電源として動作させることを含み；スタートアップ段階後にパワーＦＥＴを動作させるステップは、パワーＦＥＴをオフにすることを含み；スタートアップ段階後にパワーＦＥＴを動作させるステップは、電流をライン電圧入力ノードからアースへと導通させるようにパワーＦＥＴを制御することを含み；及び／又はスタートアップ段階後にパワーＦＥＴを動作させるステップは、パワーＦＥＴ及びダイオードを通して駆動電流を電圧調整器に送ること及びパワーＦＥＴを通して駆動電流をアースに送ることを交互に行うことを含む。
[0026] 更に別の実施形態によれば、装置は、照明コントローラに供給するための出力電圧を生成するように構成された電圧調整器；パワーＦＥＴを含み、且つ電圧調整器及びライン電圧入力ノードに結合された電流パワートレイン；パワーＦＥＴのゲートに結合されたゲート駆動回路；及び／又はゲート駆動回路に結合され、且つ照明コントローラのスタートアップ段階中にパワーＦＥＴを制御し、且つ調光器互換性を提供するようにパワーＦＥＴを制御するように構成されたロジック回路を含む。
[0027] 実施形態によっては、装置は、ロジック回路に結合されたフィードバックループも含み、フィードバックループは、電流パワートレインの出力における電圧と基準電圧との差を示すフィードバック信号を提供し、及びロジック回路は、少なくとも部分的にフィードバック信号に基づいて電流パワートレインを動作させるように構成される。
[0028] 特定の実施形態では、電流パワートレインは、パワーＦＥＴに結合された第２のパワーＦＥＴと、パワーＦＥＴのソースに結合され、且つ第２のパワーＦＥＴのドレインに結合されたダイオードとを含み得；パワーＦＥＴは、デプレッションモードパワーＦＥＴでもよく、及び第２のパワーＦＥＴは、エンハンストモードパワーＦＥＴでもよく；ロジック回路は、照明コントローラからモード入力を受信するように構成されたモード入力ノードを含み、ロジック回路は、少なくとも部分的にモード入力に基づいて電流パワートレインを制御するように構成され；ロジック回路は、以下のモードの少なくも１つにおいて電流パワートレインを動作させるように構成され；並びに／又はロジック回路は、以下のモード：照明コントローラのスタートアップ段階中に照明コントローラ用のスイッチングモード電源としてパワーＦＥＴを動作させる第１のモード、電流パワートレインを停止させる第２のモード、ライン電圧入力ノードからアースへと電流を導通するように電流パワートレインを制御する第３のモード、及び電流パワートレインを通して駆動電流を電圧調整器へと送ること及び電流パワートレインを通して駆動電流をアースへと送ることを交互に行う第４のモードの少なくとも１つにおいて、電流パワートレインを動作させるように構成される。
[0029] 上記は、以下に続く詳細な説明をより良く理解することができるように、本発明の実施形態の特定の特徴及び技術的利点の概要をかなり大まかに述べたものである。本発明の請求項の主題を成す追加の特徴及び利点が、以下に説明される。開示された概念及び具体的な実施形態は、同じ又は類似の目的を実施するための他の構造を変更又は設計するための基礎として容易に利用することが当業者によって認識されるであろう。そのような均等な構造が添付の特許請求の範囲に記載される本発明の趣旨及び範囲から逸脱しないことも、当業者によって理解されるであろう。追加の特徴は、添付の図面に関連して考慮された場合に、以下の説明からより良く理解されるであろう。但し、各図面は、例示及び説明目的でのみ提供されることと、本発明を限定することが意図されないこととが明確に理解されるものとする。
[0030] 開示されるシステム及び方法のより詳細な理解のために、添付の図面と併せて以下の説明がこれより言及される。
[0031] 先行技術によるＬＥＤベース電球用の従来のスタートアップ回路を示す例示的回路図である。 [0032] 先行技術によるＬＥＤベース電球用の従来のスタートアップ回路を示す別の例示的回路図である。 [0033] 本開示の一実施形態による、コントローラ電源電圧を生成するためのデジタル制御スイッチモードスタートアップ回路を示す例示的ブロック図である。 [0034] 本開示の一実施形態による、コントローラ電源電圧を生成するためのスイッチモードスタートアップ回路を動作させる方法を示す例示的フローチャートである。 [0035] 本開示の一実施形態による、調光器互換性を提供するようにスタートアップ回路の動作をデジタル的に制御する方法を示す例示的フローチャートである。 [0036] 本開示の一実施形態による、コントローラ電源電圧を生成するため及び調光器互換性を提供するためのパワーＦＥＴのデジタル制御を示す例示的回路図である。 [0037] 本開示の一実施形態による、ＬＥＤベース電球においてスタートアップ及び調光器互換性を提供するための図６の回路の動作を示す例示的グラフである。 [0038] 本開示の一実施形態による、デジタル制御スイッチモードスタートアップ回路を備えた発光ダイオード（ＬＥＤ）ベース電球用の調光器システムを示す例示的ブロック図である。
[0039] 図３は、本開示の一実施形態による、コントローラ電源電圧を生成するためのデジタル制御スイッチモードスタートアップ回路を示す例示的ブロック図である。電圧調整器３１２は、出力ノード３０４において補助出力電圧ＶＡＵＸを間接的に制御することができ、及び出力ノード３０６において電源電圧ＶＤＤ，Ｈを直接的に制御することができる。ＶＤＤ，Ｈ電圧は、例えば、コントローラ集積回路（コントローラＩＣ）用の約５〜１５ボルトの電源電圧でもよく、及びＶＡＵＸ電圧より低くてもよい。ＶＡＵＸ用の出力ノード３０６は、スタートアップ回路３００がオフの時に電圧調整器３１２に電流を供給する変圧器（不図示）の巻線に結合される。出力ノード３０４、３０６の各々は、それぞれコンデンサ３０４Ａ、３０６Ａによって、比較的一定に維持することができる。
[0040] 電圧調整器３１２は、ライン電圧ＶＬＩＮＥ等の入力電圧ＶＩＮを受け取る入力ノード３０２からパワートレイン３１４を経由して電力を受け取ることができる。パワートレイン３１４は、入力ノード３０２からの電力を電圧調整器３１２に印加するトランジスタ３２４を含む。パワートレイン３１４は、ゲート駆動回路３１６及びデジタル制御ループ３１８を含むロジック回路３２０によって制御される。ゲート駆動回路３１６は、トランジスタ３２４のゲートへの入力用の信号を生成することができる。ゲート駆動回路３１６によって生成された信号は、例えば、出力ノード３０４において所望の補助電圧ＶＡＵＸレベルを生成するようにトランジスタ３２４を制御することができる。一実施形態では、パワートレイン３１４は、ダイオードを介してＶＡＵＸノード３０４に直接結合する。ゲート駆動回路３１６は、デジタル制御ループ３１８を経由して、パワートレイン３１４の動作に関するフィードバックを受け取ることができる。例えば、デジタル制御ループ３１８は、出力ノード３０４における補助電圧ＶＡＵＸの電圧レベルに関する情報を提供する。
[0041] 一実施形態では、トランジスタ３２４は、高電圧デプレッションモードパワーＦＥＴでもよい。パワートレイン３１４は、低電圧エンハンストモードパワーＦＥＴ等の他のトランジスタ（不図示）及びブロッキングダイオード等の他の構成要素も含む。スタートアップ時、電流は、入力ノード３０２からトランジスタ３２４を経由して出力ノード３０４用の充電コンデンサ３０４Ａに引き出される。トランジスタ３２４は、回路３００のスタートアップ中に、コンデンサ３０４ＡがＬＥＤベース電球の通常動作のためのレベルにまで充電する間、トランジスタ３２４を「オン」状態に維持するためにブート処理される。
[0042] ゲート駆動回路３１６は、トランジスタ３２４をデジタル的にオン及びオフにすることによってトランジスタ３２４を制御する。例えば、スタートアップ中に、ゲート駆動回路３１６は、ＶＤＤ，Ｘ（不図示）電圧をトランジスタ３２４のゲートに印加する。ＶＤＤ，Ｘ電圧は、トランジスタ３２４を「オン」状態に維持するために、トランジスタ３２４のソース電圧をトラッキングする。ＶＤＤ，Ｘ電圧は、コンデンサ３０４Ａにおける補助電圧ＶＡＵＸが上昇するにつれて上昇する。デジタル制御ループ３１８は、補助電圧ＶＡＵＸレベルをモニタリングし、パワートレイン３１４の制御のためにゲート駆動回路３１６にフィードバックを提供することができる。補助電圧ＶＡＵＸが第１の閾値レベルに達するか、又は第１の閾値レベルを超えたことをデジタル制御ループ３１８が検出すると、ゲート駆動回路３１６は、アースをトランジスタ３２４のゲートに結合する。トランジスタ３２４は、その後、トランジスタ３２４を「オフ」状態に維持するために十分な負のゲート−ソース電圧ＶＧＳが生成された後に、「オフ」状態に遷移する。補助電圧ＶＡＵＸレベルが第１の閾値レベルよりも低い第２の閾値レベルにまで低下したことをデジタル制御ループ３１８が検出すると、ゲート駆動回路３１６は、トランジスタ３２４を再び「オン」状態に遷移させるために、トランジスタ３２４のゲートにＶＤＤ，Ｘ電圧を送ることができる。トランジスタ３２４が「オン」状態に戻ると、コンデンサ３０４Ａは充電を開始し、デジタル制御ループ３１８が再び第１の閾値レベルの到達を検出するまで補助電圧ＶＡＵＸが上昇する。図６に示される一実施形態では、ＶＤＤ，Ｘは、ダイオード６４２及び６４４（図６に示されるような）によって、出力ノード３０６における電源電圧ＶＤＤ，Ｈ及びトランジスタ３２４のソース電圧ＶＳＲＣのより大きい方から選択される。
[0043] 上記のようなトランジスタ３２４による回路３００の動作は、トランジスタ３２４が、トランジスタ３２４の動作のアクティブ領域においてではなく、「オン」状態又は「オフ」状態のスイッチモードで動作することをもたらす。スイッチとしてトランジスタ３２４を動作させることは、トランジスタ３２４による電力損失を最小限に抑え、及びその結果、トランジスタ３２４のサイズが減少されることを可能にする。トランジスタ３２４のサイズは、回路３００によって占有される空間の大部分を表す。従って、トランジスタ３２４のサイズの減少は、回路３００のサイズ及び集積回路（ＩＣ）として回路３００を製造するコストの大幅な減少を可能にする。
[0044] 上記のように、トランジスタ３２４は、電源電圧ＶＤＤ，Ｈを生成するためにスイッチングモードで動作される。図４は、本開示の一実施形態による、コントローラ電源電圧を生成するためのスイッチングモード電源を動作させる方法を示す例示的フローチャートである。方法４００は、ブロック４０２において、パワーＦＥＴでライン電圧を受け取ることで開始する。ブロック４０４では、電流供給が、パワーＦＥＴによって電圧調整器に提供される。ブロック４０６では、電源電圧ＶＤＤ，Ｈが、ブロック４０４の電流供給から電圧調整器によって生成される。電源電圧ＶＤＤ，Ｈは、低電圧コントローラＩＣ用の電源電圧でもよい。ブロック４０８では、パワーＦＥＴのゲートに結合されたゲート駆動回路は、電流供給を電圧調整器に提供するスイッチングモード電源としてパワーＦＥＴを動作させることができる。ブロック４０８は、例えば、ＶＤＤ，Ｈ出力ノードに結合されたコンデンサにおいて電荷を増加させるためにパワーＦＥＴをオンにすること、及びコンデンサにおいて電荷を減少させるためにパワーＦＥＴをオフにすることを含む。コンデンサの電荷レベルの変動は、ＶＤＤ，Ｈ電圧の比例上昇又は低下をもたらす。従って、パワーＦＥＴのスイッチングモード動作は、ＬＥＤベース電球のスタートアップ中に、ＶＤＤ，Ｈ電圧の電圧レベルをゲート駆動回路が調整することを可能にすることができる。ＶＤＤ，Ｈ電圧の変動は、電圧調整器によって及びパワーＦＥＴのスイッチングのタイミングを計ることによって減少させることができる。
[0045] スタートアップ機能の提供に加えて、トランジスタ３２４は、調光器互換性を提供するために使用される。図５は、本開示の一実施形態による、調光器互換性を提供するようにスタートアップ回路の動作をデジタル的に制御する方法を示す例示的フローチャートである。方法５００のブロック５０２、５０４、及び５０６は、方法４００のブロック４０２、４０４、及び４０６と同様でもよい。即ち、ブロック５０２では、パワーＦＥＴにおいてライン電圧が受け取られ得、ブロック５０４では、電流供給がパワーＦＥＴによって電圧調整器に提供され得、及びブロック５０６では、電流供給から電源電圧ＶＤＤ，Ｈが電圧調整器によって生成される。ゲート駆動回路からのパワーＦＥＴの動作の制御は、図４のブロック４０８と比較して、ブロック５０８では異なる。
[0046] ブロック５０８において、パワーＦＥＴは、スタートアップ中に、電源電圧ＶＤＤ，Ｈを生成するように動作され得、及びＬＥＤベース電球が起動した後に電源電圧ＶＤＤ，Ｈを生成することによって、調光器互換性を提供するようにも動作される。一実施形態では、調光器互換性は、調光器の内部時定数が妨げられないように、制御インピーダンスを経由したアースへの経路を設けることによって提供される。例えば、図３及び図６にそれぞれ示されたＦＥＴ３２４及び６５４は、入力ノードにおけるライン電圧ＶＩＮからアースへと制御された量の電流を引き込み得る。抵抗６４０を経由したアースへのこの経路は、制御インピーダンスを提供することができる。一般的に、ＬＥＤベース電球は、オン／オフライトスイッチからの動作に限定される。調光器互換性がＬＥＤベース電球に組み込まれる場合、電球は、調光器スイッチで動作して、オフからオンへほぼ連続した動作範囲を可能にすることができる。調光器互換性は、本質的に容量性であるＬＥＤベース電球が、本質的に抵抗性であり、及び常に電流路を提供する従来の電球と共に使用するために設計された、例えば家庭における従来の調光器から動作することを可能にする。しかしながら、従来、そのような調光器互換性は、スタートアップ回路とは別の追加の回路において実現される。
[0047] ブロック５０８においてゲート駆動回路は、スタートアップ中及びスタートアップ後に電源電圧ＶＤＤ，Ｈを生成するようにパワーＦＥＴを制御する。一実施形態では、ゲート駆動回路は、ゲート駆動回路によってパワーＦＥＴの動作を修正するために、ホスト制御ＩＣからデジタル入力を受信するように構成される。従って、制御ＩＣ内の回路は、スタートアップ中及び調光されたＬＥＤベース電球の動作中、パワーＦＥＴを動作させることによって縮小することができる。
[0048] 図３の回路３００は、ホストコントローラＩＣから受信されたデジタル入力によって制御されるように構成される。図６は、本開示の一実施形態による、コントローラ電源電圧を生成するため及び調光器互換性を提供するためのパワーＦＥＴのデジタル制御を示す例示的回路図である。トランジスタ（パワーＦＥＴ）３２４のゲートは、相補型金属酸化物半導体インバータ（ＣＭＯＳインバータ）として構成されるトランジスタ６３２及び６３４に結合される。デジタル制御ループ３１８によって生成された制御信号ＶＣＴＲＬ，ＧＡＴＥは、トランジスタ６３２及び６３４を制御するためのゲート駆動回路３２０に提供される。ＶＣＴＲＬ，ＧＡＴＥ制御信号は、ＶＤＤ，Ｘとアースとの間で、トランジスタ６５４の印加ゲート電圧を切り換えることができる。例えば、ＶＣＴＲＬ，ＧＡＴＥ信号が高い場合、トランジスタ６３２は、ＶＤＤ，Ｘをトランジスタ６５４のゲートに結合するために閉じられることができ、トランジスタ６３４は、トランジスタ６５４のゲートをアースから切り離すために開かれる。別の例では、ＶＣＴＲＬ，ＧＡＴＥ信号が低い場合、トランジスタ６３２は、トランジスタ６５４のゲートからＶＤＤ，Ｘを切り離すために開かれることができ、及びトランジスタ６３４は、トランジスタ３２４のゲートをアースに接続するために閉じられ得る。従って、デジタル制御ループ３１８は、ゲート駆動回路３２０によるトランジスタ３２４へのゲート電圧ＶＧＡＴＥの印加を制御することができる。
[0049] トランジスタ３２４のゲートパワーＦＥＴがＶＤＤ，Ｘに接続されると、トランジスタ３２４は、「オン」状態となることができ、及び電流が入力ノード３０２から抵抗６４０を経由し、トランジスタ３２４を経由し且つブロッキングダイオード６４６を経由して電圧調整器３１２へと流れることができる。更に、電流は、ＶＡＵＸコンデンサ３０４Ａに直接流れ得る。電圧調整器３１２は、ＶＡＵＸコンデンサ３０４Ａ及びＶＤＤ，Ｈコンデンサ３０６Ａへの電流の流れを調整することができる。抵抗６４０は、集積回路包含回路６００の外側にある。回路６００では、入力電圧ＶＩＮの大部分は、抵抗６４０を通して低下される。従って、トランジスタ３２４の電力損失を減少させることができる。抵抗６４０の抵抗は、トランジスタ３２４がオンにされた時にトランジスタ３２４を流れる電流を調整するように選択される。電流は、ブロッキングダイオード６４６を経由して電圧調整器３１２に流れる。トランジスタ６１２は、ＶＡＵＸ及びＶＤＤ，Ｈをそれぞれ生成するように、パワートレイン３１４からコンデンサ３０４Ａ及び３０６Ａへと駆動電流を送る線形調整器として動作することができる。トランジスタ６１２は、ツェナーダイオード６１４によってバイアスをかけられる。
[0050] ＶＣＴＲＬ，ＧＡＴＥ信号は、デジタル制御ループ３１８のロジックデコード及び制御シーケンスブロック６１８によって生成することができる。制御ループ３１８は、比較器６２０、抵抗６２２及び６２４、並びに基準電圧Ｖｒｅｆ入力ノード６０６も含む。抵抗６２２及び６２４は、抵抗６２２及び６２４の比較抵抗値によって定義される比率に従って、電圧調整器３１２の両端の電圧を分割する。抵抗６２４は、電圧調整器３１２の両端の電圧のごく一部である電圧レベルを比較器６２０に供給するセンス抵抗としても機能することができる。比較器６２０は、抵抗６２４の両端の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆと比較することができる。Ｖｒｅｆ電圧は、図３を参照して上記に説明された第１の閾値レベルに一致する。比較器６２０の出力ＶＣＭＰは、ＶＡＵＸの電圧レベルが第１の閾値電圧以上であるか否かに関するフィードバックをロジックブロック６１８に提供する。ロジックブロック６１８は、ＶＣＭＰフィードバックに基づいて、トランジスタ３２４をオン及びオフにするために、高と低とでＶＣＴＲＬ，ＧＡＴＥ信号を切り換えることができる。例えば、ＶＡＵＸ信号が第１の閾値レベルに達したことをＶＣＭＰが示すと、トランジスタ３２４をオフにするために、ＶＣＴＲＬ，ＧＡＴＥ信号を切り換えることができる。ロジックブロック６１８は、トランジスタ６５４をオフにするために、トランジスタ６５４のゲートをアースに切り換えるように、高と低とでＶＣＴＲＬ，ＧＮＤ信号を切り換えることもできる。
[0051] ロジックブロック６１８は、モード入力ノード６０２及び６０４において、デジタル制御入力ＶＣＴＲＬ，１及びＶＣＴＲＬ，２を受信することもできる。ＶＣＴＲＬ，１及びＶＣＴＲＬ，２入力は、調光器互換性を提供するようにトランジスタ３２４を制御するためのフィードバックとしてホストコントローラＩＣによって提供される。一実施形態では、プルダウン抵抗（不図示）は、ロジックブロック６１８をデフォルト設定によりスタートアップ用のモード０に設定するために、入力ノード６０２及び６０４並びにアースに結合される。ロジックブロック６１８は、表１に記載される制御に基づくＶＣＴＲＬ，１及びＶＣＴＲＬ，２入力に基づいて、回路６００を制御することができる。
[0052] 表１に記載される４つのモードは、調光器互換性を提供するためのトランジスタ３２４を備えた回路６００の構成を可能にすることができる。ＶＣＴＲＬ，１及びＶＣＴＲＬ，２入力における低信号によって示されるモード０は、図３を参照して上記に記載されたのと同様の動作を有するスタートアップモードでもよい。モード０では、トランジスタ６５４は、オフにされ、トランジスタ３２４は、比較器６２０の出力に基づいてオン及びオフが切り換えられる。トランジスタ３２４は、高信号を出力することによってＶＡＵＸが第１の閾値レベルを超えることを比較器６２０が示す場合にオフにされる。トランジスタ３２４は、低信号を出力することによってＶＡＵＸが第１の閾値レベルを下回ることを比較器６２０が示す場合にオンにされる。低ＶＣＴＲＬ，１及び高ＶＣＴＲＬ，２信号によって示されるモード１では、トランジスタ３２４及び６５４は、オフにされる。モード２では、電荷がラインからアースへと導通される。モード２は、高ＶＣＴＲＬ，１及び低ＶＣＴＲＬ，２信号によって示される。モード２では、トランジスタ３２４及び６５４は共に、比較器６２０の出力とは無関係にオンにされる。モード３では、トランジスタ３２４は、常にオンでもよく、比較器６２０の出力は、電荷をコンデンサ３０４Ａ又はアースに移動させるかを決定する。比較器６２０の出力が、ＶＡＵＸが第１の閾値レベルに達したことを示す高である場合に、トランジスタ６５４は、アースに電流を放出するためにオンにされる。比較器６２０の出力が、ＶＡＵＸが第１の閾値レベルを下回ることを示す低である場合に、トランジスタ６５４は、コンデンサ３０４Ａに電流を放出するためにオフにされる。モード３は、ホストコントローラＩＣが低過ぎる電源電圧ＶＤＤ，Ｈによって正常に動作しなくなる前に、ホストコントローラＩＣが低電源電圧ＶＤＤ，Ｈから回復することを可能にすることができる。
[0053] 図６の回路６００を動作させる一方法の例示は、図７に示される信号を用いて示される。図７は、本開示の一実施形態による、ＬＥＤベース電球においてスタートアップ及び調光器互換性を提供するための図６の回路の動作を示す例示的グラフを含む。時点７３２において、回路６００は、ＶＣＴＲＬ，１７１２及びＶＣＴＲＬ，２７１４が低いスタートアップモード７２２に入る。入力電圧７０２は、調光器によって生成される立ち上がり（ＬＥ：leading edge）ライン電圧を示す。スタートアップモード７２２では、トランジスタ３２４のゲートがトランジスタ３２４のソースに結合される。従って、電圧ＶＧＡＴＥ７０６及び電圧ＶＳＲＣ７０８が共に上昇する。トランジスタ３２４を流れる電流ＩＦＥＴは、ライン７０４に示され、及びトランジスタ３２４がオンの間、ラインの入力電圧ＶＩＮ７０２に追従する。補助電圧ＶＡＵＸ及び電源電圧ＶＤＤ，Ｈは、コンデンサ３０４Ａ及び３０６Ａが電流ＩＦＥＴから充電されるにつれて上昇する。時点７３４では、ライン７１０の比較器６２０の出力ＶＣＭＰは、補助電圧ＶＡＵＸ７１６が第１の閾値７５２に達すると高に切り換わる。ロジックブロック６１８は、次に、トランジスタ３２４をオフにするために、ＶＧＡＴＥ７０６をアースに切り換える。補助電圧ＶＡＵＸ７１６は、次に、時点７３４の後、コンデンサ３０４Ａが放電するにつれて低下する。ライン７１８における電源電圧ＶＤＤ，Ｈは、スタートアップモード７２２の開始後、比較的一定に維持される。
[0054] スタートアップモード７２２の後、ロジックブロック６１８は、調光器互換性を提供するためにホストコントローラＩＣからＶＣＴＲＬ，１及びＶＣＴＲＬ，２に関するモード入力を受信し、これは、ＬＥＤベース電球の通常動作中、回路６００が電源電圧ＶＤＤ，Ｈ７１８を供給し続けることを可能にすることができる。時点７３６では、ホストコントローラＩＣは、高ＶＣＴＲＬ，１７１２及び低ＶＣＴＲＬ，２７１４信号を生成することによって、ブリード−アースモード７２４を示す。時点７３６の後、トランジスタ３２４及び６５４はオンにされ、且つ電流が入力ノード３０２からアースへと放出される。時点７３８では、ホストコントローラＩＣは、低ＶＣＴＲＬ，１７１２及び低ＶＣＴＲＬ，２７１４信号を生成することによって、スタートアップモード７２６を示す。時点７３８の後、トランジスタ３２４はオンにされ、トランジスタ６５４はオフにされ、及び電流は、コンデンサ３０４Ａを充電するために再び電圧調整器３１２に供給される。時点７３８Ａでは、ライン７１０の比較器６２０の出力ＶＣＭＰは、補助電圧ＶＡＵＸが第１の閾値レベル７５２に達したことを示す高に切り換わる。ロジックブロック６１８は、次に、トランジスタ３２４をオフにし、コンデンサ３０４Ａは、再び放電を開始する。時点７４０では、ホストコントローラＩＣは、低ＶＣＴＲＬ，１信号７１２及び高ＶＣＴＲＬ，２信号７１４を生成することによって、オフモード７２８を示す。ロジックブロック６１８は、オフモード７２８においてトランジスタ３２４及び６５４をオフにする。ホストコントローラＩＣは、ＬＥＤベース電球の通常動作の間、モード７２４、７２６、及び７２８を周期的に繰り返し続ける。ホストコントローラＩＣが周期的に繰り返し続けるため、各モードのタイミング持続時間は、ＶＤＤ，Ｈの所望の電圧レベルを維持するために必要に応じて入力電圧７０２の周期によって変動する。
[0055] 上記のスタートアップ回路は、調光器互換性を照明デバイスに提供するために、調光器回路に組み込むことができる。図８は、本開示の一実施形態による、デジタル制御スイッチモードスタートアップ回路を備えた発光ダイオード（ＬＥＤ）ベース電球用の調光器システムを示す例示的ブロック図である。システム８００は、可変抵抗デバイス８０８ａ及び制御集積回路（ＩＣ）８０８ｂを備えた調光器互換性回路８０８を含む。調光器互換性回路８０８は、調光器８０４及び整流器８０６を有する入力段を、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む出力段８１０と結合させる。システム８００は、交流（ＡＣ：alternating current）電源ライン８０２から入力を受け取り得る。出力段８１０は、上記のようなスタートアップ回路を備えた電力段を含む。例えば、出力段８１０は、図３及び／又は図６を参照して上記に説明されたデジタル制御スタートアップ回路を含む。
[0056] ファームウェア及び／又はソフトウェアにおいて実施される場合、図４及び図５を参照して記載された機能性等の上記の機能は、コンピュータ可読媒体上に１つ又は複数の命令又はコードとして保存される。例は、データ構造を用いてコード化された非一時的コンピュータ可読媒体及びコンピュータプログラムを用いてコード化されたコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、物理的コンピュータストレージ媒体を含む。ストレージ媒体は、コンピュータによってアクセスされることが可能な任意の利用可能な媒体でよい。限定ではなく、一例として、このようなコンピュータ可読媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：random access memory）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：read-only memory）、電気的消去書き込み可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ：electrically erasable programmable read-only memory）、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ：compact disc-read memory）、又は他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ若しくは他の磁気ストレージデバイス、又は命令若しくはデータ構造の形式の所望のプログラムコードを保存するために使用することができ、及びコンピュータによってアクセスすることができる任意の他の媒体を含む。ディスク（disk）及びディスク（disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ：compact disc）、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：digital versatile disc）、フロッピーディスク及びブルーレイディスクを含む。一般的に、ディスク（disk）は、データを磁気的に再生し、及びディスク（disc）は、データを光学的に再生する。上記の組み合わせもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるものとする。
[0057] コンピュータ可読媒体への保存に加えて、命令及び／又はデータは、通信装置に含まれる伝送媒体上の信号として提供される。例えば、通信装置は、命令及びデータを表す信号を有する送受信器を含む。命令及びデータは、１つ又は複数のプロセッサにクレームに概要が示される機能を実施させるように構成される。
[0058] 本開示及び特定の代表的利点を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更、置換、及び修正を本明細書において行うことができることを理解されたい。例えば、コントローラによって生成される信号は、全体を通して、「高」又は「低」として記載されるが、信号は、「低」信号がスイッチをオンにする及び「高」信号がスイッチをオフにするように反転される。また、本出願の範囲は、本明細書に記載されたプロセス、機械、製品、組成物、手段、方法及びステップの特定の実施形態に限定されるものではない。当業者が本開示から容易に理解する様に、本明細書に記載された対応する実施形態と実質的に同じ機能を行う又は実質的に同じ結果を得る、既存の又は後に開発されるプロセス、機械、製品、組成物、手段、方法、又はステップが利用される。従って、添付の特許請求の範囲は、その範囲に、そのようなプロセス、機械、製品、組成物、手段、方法、又はステップを包含するものとする。

Claims (48)

  1. 照明コントローラを動作させる出力電圧を供給する電圧調整器と、前記電圧調整器に結合され、且つライン入力から前記電圧調整器に電源電流を供給するパワーＦＥＴと、前記パワーＦＥＴのゲートに結合され、且つ前記照明コントローラのスタートアップモード中にスイッチングモード電源として前記パワーＦＥＴを動作させるゲート駆動回路とを含む、装置。
  2. 前記ゲート駆動回路は、前記照明コントローラのスタートアップ期間中、前記パワーＦＥＴを動作させる、請求項１に記載の装置。
  3. 前記ゲート駆動回路は、前記照明コントローラのスタートアップ期間後に前記パワーＦＥＴをデジタル的にオフにする、請求項２に記載の装置。
  4. 前記パワーＦＥＴは、デプレッションモードパワーＦＥＴであり、且つ電流パワートレインの一部であり、
    前記電流パワートレインは、前記デプレッションモードパワーＦＥＴに結合され、エンハンストモードパワーＦＥＴを有する第２のパワーＦＥＴと、前記デプレッションモードパワーＦＥＴのソースに結合され、且つ前記エンハンストモードパワーＦＥＴのドレインに結合されたダイオードとを有する、請求項１に記載の装置。
  5. 前記ゲート駆動回路は、前記パワーＦＥＴのゲートに結合されたインバータを含み、前記インバータは、電源電圧及び前記パワーＦＥＴのソースにおける電圧を含む電圧のうちの大きい方の電圧を供給する、請求項１に記載の装置。
  6. 前記パワーＦＥＴのソースに結合された補助出力電圧ノードをモニタリングし、第１閾値電圧にモニタリングされた出力電圧が到達した後に、前記パワーＦＥＴのゲートをグランドに結合するように前記ゲート駆動回路を制御するためのデジタル制御ループを更に有する、請求項１に記載の装置。
  7. 前記デジタル制御ループは、第２の閾値電圧にモニタリングされた出力電圧が到達した後に、前記パワーＦＥＴのゲートを前記電源電圧ノードに結合するように前記ゲート駆動回路を制御する、請求項６に記載の装置。
  8. 前記デジタル制御ループは、前記電圧調整器の出力電圧と第１の閾値電圧に対応する基準電圧とを比較する比較器を含む、請求項６に記載の装置。
  9. 前記デジタル制御ループは、前記比較器に結合されたロジック回路を含み、前記ロジック回路は、少なくとも部分的に前記比較器の出力に基づいて前記パワーＦＥＴのゲートに制御信号を出力する、請求項８に記載の装置。
  10. 前記パワーＦＥＴと前記ライン入力との間に結合される抵抗を更に有する、請求項１に記載の装置。
  11. 前記電圧調整器、前記パワーＦＥＴ、及び前記ゲート駆動回路は、集積回路（ＩＣ）に統合され、且つ前記抵抗は、前記集積回路（ＩＣ）に対して外部である、請求項１０に記載の装置。
  12. パワーＦＥＴにおいてライン電圧を受け取るステップと、前記パワーＦＥＴによって、前記パワーＦＥＴから電圧調整器に電流供給を提供するステップと、前記電圧調整器によって、前記電流供給から照明コントローラ用の電源電圧を生成するステップと、前記パワーＦＥＴのゲートに結合されたゲート駆動回路によって、前記電流供給を提供するためのスイッチングモード電源として前記パワーＦＥＴを動作させるステップとを含む、方法。
  13. 前記パワーＦＥＴを動作させるステップは、前記照明コントローラのスタートアップ段階中に、前記パワーＦＥＴをスイッチングモード電源として動作させることを含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記パワーＦＥＴを動作させるステップは、前記照明コントローラのスタートアップ段階後に、前記パワーＦＥＴをデジタル的にオフにすることを含む、請求項１３に記載の方法。
  15. デジタル制御ループによって、前記パワーＦＥＴに結合された補助出力ノードにおける電圧をモニタリングするステップと、前記デジタル制御ループによって、モニタリングされた前記電圧が第１の閾値に達する時を決定するステップと、前記モニタリングされた電圧が前記第１の閾値に達した後にパワーＦＥＴをデジタル的にオフにするステップとを含む、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記デジタル制御ループによって、前記モニタリングされた電圧が第２の閾値に達する時を決定するステップと、前記モニタリングされた電圧が前記第２の閾値に達した後に前記パワーＦＥＴをデジタル的にオンにするステップを含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記パワーＦＥＴに結合された外部抵抗において電力を損失させるステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
  18. 照明コントローラに供給するための出力電圧を生成する電圧調整器と、パワーＦＥＴを含み且つ前記電圧調整器に結合された電流パワートレインと、前記パワーＦＥＴのゲートに結合されたゲート駆動回路と、前記ゲート駆動回路に結合され、且つ電界効果トランジスタをスイッチングモード電源として動作させるロジック回路とを含む、装置。
  19. 前記パワーＦＥＴは、高電圧（ＨＶ：high-voltage）デプレッションモードパワーＦＥＴを含み、前記電流パワートレインは、低電圧（ＬＶ：low-voltage）エンハンストモードパワーＦＥＴであって、ＬＶパワーＦＥＴのドレインがＨＶパワーＦＥＴのソースに結合される、当該ＬＶエンハンストモードパワーＦＥＴと、前記ＬＶパワーＦＥＴのドレイン及びＨＶパワーＦＥＴのソースに結合されるダイオードとを含む、請求項１８に記載の装置。
  20. 前記ゲート駆動回路は、電界効果トランジスタのゲートに結合されたインバータを含み得、前記インバータへの電力供給入力は、前記パワーＦＥＴのソースにおける電圧及び前記電圧調整器の出力電圧のうちの大きい方の電圧を含む、請求項１８に記載の装置。
  21. 前記ロジック回路に結合された比較器を含み、前記比較器は、補助出力ノード電圧と基準電圧との差に比例する信号を前記ロジック回路に提供する、請求項１８に記載の装置。
  22. 前記ロジック回路は、前記比較器の信号に基づいて前記パワーＦＥＴをデジタル的に切り換える、請求項２１に記載の装置。
  23. 照明コントローラを動作させるための出力電圧を供給する電圧調整器と、前記電圧調整器に結合され、且つライン入力から前記電圧調整器に電源電流を供給するパワーＦＥＴと、前記パワーＦＥＴに結合され、且つ前記照明コントローラのスタートアップ段階中に前記パワーＦＥＴを制御し、調光器互換性を提供するように前記パワーＦＥＴを制御するロジック回路とを含む、装置。
  24. 前記ロジック回路は、前記照明コントローラからモード入力を受信するモード入力ノードを含み、前記ロジック回路は、少なくとも部分的に前記モード入力に基づいて前記パワーＦＥＴを制御する、請求項２３に記載の装置。
  25. 前記パワーＦＥＴは、電流パワートレインの一部であり、前記電流パワートレインは、第１のパワーＦＥＴのソースに結合された第２のパワーＦＥＴと、前記パワーＦＥＴのソースに結合され、且つ前記第２のパワーＦＥＴのドレインに結合されたダイオードとを含む、請求項２３に記載の装置。
  26. 前記ロジック回路は、前記照明コントローラのスタートアップ段階中に、前記照明コントローラ用のスイッチングモード電源として前記パワーＦＥＴを動作させるように前記パワーＦＥＴのゲートを制御する、請求項２５に記載の装置。
  27. 前記装置は、電界効果トランジスタのソースに比例する入力信号に結合され、且つ基準信号に結合されたデジタルフィードバックループも含み、前記ロジック回路は、前記入力信号が基準信号を下回ることを前記デジタルフィードバックループが示す場合に前記パワーＦＥＴを導通させ、且つ前記入力信号が前記基準信号に達したことを前記デジタルフィードバックループが示す場合に前記パワーＦＥＴを導通させない、請求項２６に記載の装置。
  28. 前記ロジック回路は、前記パワーＦＥＴ及び第２のパワーＦＥＴをオフにするために前記電界効果トランジスタのゲート及び前記第２のパワーＦＥＴのゲートを制御する、請求項２５に記載の装置。
  29. 前記ロジック回路は、前記パワーＦＥＴ及び前記第２のパワーＦＥＴをオンにするために前記電界効果トランジスタのゲート及び前記第２のパワーＦＥＴのゲートを制御する、請求項２５に記載の装置。
  30. 前記ロジック回路は、前記ダイオードへの駆動電流及び第２の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）への駆動電流をアースへと交互に送るように、前記電界効果トランジスタのゲート及び前記第２のパワーＦＥＴのゲートを制御する、請求項２５に記載の装置。
  31. 前記電界効果トランジスタのソースに比例する入力信号に結合され、且つ前記基準信号に結合されたデジタルフィードバックループも含み、前記ロジック回路は、前記入力信号が前記基準信号を下回ることを前記デジタルフィードバックループが示す場合に、電流を前記ダイオードに向けるために、前記パワーＦＥＴを導通させ、及び前記第２のパワーＦＥＴを導通させず、且つ前記入力信号が前記基準信号に達したことを前記デジタルフィードバックループが示す場合に、前記パワーＦＥＴを導通させ、及び前記第２のパワーＦＥＴを導通させる、請求項３０に記載の装置。
  32. 前記パワーＦＥＴは、デプレッションモードパワーＦＥＴを含み、前記第２のパワーＦＥＴは、エンハンストモードパワーＦＥＴを含む、請求項２５に記載の装置。
  33. 前記ロジック回路は、制御シーケンスロジックを含む、請求項２３に記載の装置。
  34. パワーＦＥＴにおいてライン電圧を受け取るステップと、前記パワーＦＥＴによって、電流供給を電圧調整器に提供するステップと、前記電圧調整器によって、前記電流供給から照明コントローラ用の電源電圧を生成するステップと、前記パワーＦＥＴのゲートに結合されたゲート駆動回路によって、前記照明コントローラのスタートアップ段階中及びスタートアップ段階後に、調光器互換性を提供するようにパワーＦＥＴを動作させるステップとを含む、方法。
  35. 調光器互換性を提供するように前記パワーＦＥＴを動作させるためのモード選択を照明コントローラから受信するステップを含む、請求項３４に記載の方法。
  36. スタートアップ段階中に前記パワーＦＥＴを動作させるステップは、前記照明コントローラのスタートアップ段階中に前記パワーＦＥＴをスイッチングモード電源として動作させることを含む、請求項３４に記載の方法。
  37. 前記パワーＦＥＴに結合された出力ノードにおける電圧レベルを示すフィードバック信号を受信するステップであって、前記パワーＦＥＴをスイッチングモード電源として動作させるステップが、少なくとも部分的に前記フィードバック信号に基づいて前記パワーＦＥＴをデジタル的に切り換えることを含む、請求項３６に記載の方法。
  38. スタートアップ段階後に前記パワーＦＥＴを動作させるステップは、前記パワーＦＥＴをオフにすることを含む、請求項３４に記載の方法。
  39. スタートアップ段階後に前記パワーＦＥＴを動作させるステップは、電流を前記ライン電圧入力ノードからアースへと導通させるように前記パワーＦＥＴを制御することを含む、請求項３４に記載の方法。
  40. 前記パワーＦＥＴに結合され、且つアースに結合された第２のパワーＦＥＴをオンにすることを含む、請求項３９に記載の方法。
  41. スタートアップ段階後に前記パワーＦＥＴを動作させるステップは、前記パワーＦＥＴ及びダイオードを通して駆動電流を前記電圧調整器に送るステップ及び前記パワーＦＥＴを通して駆動電流をアースに送ることを交互に行うステップを含む、請求項３４に記載の方法。
  42. 前記パワーＦＥＴに結合された出力ノードにおける電圧レベルを示すフィードバック信号を受信するステップであって、前記交互に行うステップは、少なくとも部分的に前記フィードバック信号に基づいて、前記パワーＦＥＴを通して駆動電流を前記電圧調整器に送ること及び前記パワーＦＥＴを通して駆動電流をアースに送ることを交互に行うことを含む、請求項４１に記載の方法。
  43. 照明コントローラに供給するための出力電圧を生成する電圧調整器と、パワーＦＥＴを含み、且つ前記電圧調整器及びライン電圧入力ノードに結合された電流パワートレインと、前記パワーＦＥＴのゲートに結合されたゲート駆動回路と、前記ゲート駆動回路に結合され、且つ前記照明コントローラのスタートアップ段階中に前記パワーＦＥＴを制御し、且つ調光器互換性を提供するように前記パワーＦＥＴを制御するロジック回路とを含む、装置。
  44. 前記電流パワートレインは、前記パワーＦＥＴに結合された第２のパワーＦＥＴと、前記パワーＦＥＴのソースに結合され、且つ第２のパワーＦＥＴのドレインに結合されたダイオードとを含む、請求項４３に記載の装置。
  45. 前記パワーＦＥＴは、デプレッションモードパワーＦＥＴを含み、前記第２のパワーＦＥＴは、エンハンストモードパワーＦＥＴを含む、請求項４４に記載の装置。
  46. 前記ロジック回路は、前記照明コントローラからモード入力を受信するモード入力ノードを含み、前記ロジック回路は、少なくとも部分的に前記モード入力に基づいて前記電流パワートレインを制御する、請求項４３に記載の装置。
  47. 前記ロジック回路は、前記照明コントローラのスタートアップ段階中に前記照明コントローラ用のスイッチングモード電源として前記パワーＦＥＴを動作させる第１のモードと、前記電流パワートレインを停止させる第２のモードと、前記ライン電圧入力ノードからアースへと電流を導通するように前記電流パワートレインを制御する第３のモードと、前記電流パワートレインを通して駆動電流を前記電圧調整器へと送ること及び前記電流パワートレインを通して駆動電流をアースへと送ることを交互に行う第４のモードとの少なくとも１つにおいて、電流パワートレインを動作させる、請求項４３に記載の装置。
  48. 前記ロジック回路に結合されたフィードバックループを含み、前記フィードバックループは、前記電流パワートレインの出力における電圧と基準電圧との差を示すフィードバック信号を提供し、前記ロジック回路は、少なくとも部分的に前記フィードバック信号に基づいて前記電流パワートレインを動作させる、請求項４７に記載の装置。
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