JP2019519894A - 中性接続の喪失の場合における照明ドライバの保護方法及びそのような保護を含む照明ドライバ - Google Patents

中性接続の喪失の場合における照明ドライバの保護方法及びそのような保護を含む照明ドライバ Download PDF

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Abstract

照明ドライバ６００、８００、９００は、ＡＣ電源電圧１５を受け取り、整流器６３０、８３０、９３０を用いて整流電圧を生成し、その整流電圧に応答して照明デバイス２０に出力電流６６５を供給する。照明ドライバのサージ保護回路８４０、９４０は、整流器の出力間に接続されている電圧クランプデバイスＭＯＶ２と、整流器への入力における一時的電圧スパイクと照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別するように構成されている微分器回路８４３／８４５／８４７／８４９，９４３／９４５／９４７／９４９とを含む。一時的電圧スパイクが検出される場合、電圧クランプデバイスが作動されて、その一時的電圧スパイクが終了するまで整流電圧をクランプする。中性の喪失が検出される場合、電圧クランプデバイスは、照明ドライバへのＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで、動作不能状態にラッチされる。

Description

本発明は、概して、照明ユニット用の照明ドライバを対象とする。より詳細には、本明細書で開示される様々な発明的方法及び装置は、照明ドライバに対する中性線接続が喪失された場合に照明ドライバを保護する方法及びシステムに関する。
デジタル照明技術、すなわち、発光ダイオード（light-emitting diode；ＬＥＤ）などの半導体光源に基づく照明は、伝統的な蛍光灯、ＨＩＤ、及び白熱灯に対する実行可能な代替案を提供する。ＬＥＤの機能的利点及び利益としては、高いエネルギー変換及び光学効率、耐久性、低い動作コスト、並びに多くの他の点が挙げられる。ＬＥＤ技術の近年の進歩は、多くの用途において様々な照明効果を可能にする、効率的かつ堅牢なフルスペクトル照明源をもたらしている。これらの光源を具現化する器具のうちの一部は、例えば、米国特許第６，０１６，０３８号及び同第６，２１１，６２６号で詳細に論じられているように、異なる色、例えば、赤色、緑色、及び青色を生成することが可能な１つ以上のＬＥＤ、並びに、様々な色及び色変化の照明効果を生じさせるために、それらのＬＥＤの出力を独立して制御するためのプロセッサを含む、照明モジュールを特徴としている。
ＬＥＤ照明ユニット及びＬＥＤ照明ドライバを含む、照明ユニット及び関連する照明ドライバに関する１つの一般的設備は、三相ＡＣ主電源を採用する。これらの設備では、設置担当者は、典型的には、最適な負荷分散を得るために、全ての相の負荷を可能な限り平衡させるように試みる。典型的には、三相線及び１つの中性線が、１つの回路遮断器に接続された器具まで敷設され、次いで、各照明ドライバに、それら三相のうちの１つが中性と共に接続されることにより、各照明ドライバは、その三相のうちの１つのＡＣ電源電圧を受け取る。特に、一般的な三相ＡＣ主電源は、各相と中性線との間に、２７７Ｖの実効値（root mean square；ＲＭＳ）電圧を有し、それらの相のうちの任意の２つの間に、４８０Ｖの実効値電圧を有する。
そのような三相システムでは、照明ドライバが通常の電圧よりも遥かに高い電圧に曝され得るような形で、中性線が（設置中又は設置後のいずれかに）偶発的に切断される可能性があり、その結果、照明ドライバ及び／又はその関連する照明デバイスの故障が生じる恐れがある。欧州特許第２ ２９０ ７７７号は、一時的なサージに対して電力供給ユニットを保護するための回路を開示しているが、サージ回路は、中性の喪失の状況には適合されていない。
中性線が切断されている状況が、図１及び図２によって示されている。図１は、第１の照明ドライバ１００−１及び第２の照明ドライバ１００−２が、通常動作時に、三相ＡＣ主電源の２つの異なる相によって給電される構成を示す。ここで、第１の照明ドライバ１００−１及び第２の照明ドライバ１００−２のそれぞれは、１つ以上の照明ユニット、例えばＬＥＤ照明ユニットを駆動する。その場合、第１の照明ドライバ１００−１及び第２の照明ドライバ１００−２は、ＬＥＤ照明ドライバと称されてもよい。
特に、三相ＡＣ主電源は、三相線のそれぞれと中性端子１１０との間に、３つのＡＣ電圧ＶＰＨ１、ＶＰＨ２、及びＶＰＨ３を供給する。例示的設備では、ＶＰＨ１、ＶＰＨ２、及びＶＰＨ３のＲＭＳ電圧のそれぞれは、公称で２７７Ｖである（ある程度の電力線の変動は典型的に見られる）。相１のＶＰＨ１は、第１の照明ドライバ１００−１のライン電圧端子（ライン）と中性端子Ｎとの間の、ＡＣ電源電圧Ｖ１として供給され、相２のＶＰＨ２は、第２の照明ドライバ１００−２のライン電圧端子（ライン）と中性端子Ｎとの間の、ＡＣ電源電圧Ｖ２として供給される。それゆえ、この例示的設備では、第１の照明ドライバ１００−１及び第２の照明ドライバ１００−２のそれぞれは、２７７ＶＲＭＳの公称ＡＣ電源電圧を受け取る。
上述のように、一部の場合には、三相ＡＣ主電源の中性端子１１０又は中性線と、第１の照明ドライバ１００−１及び第２の照明ドライバ１００−２のそれぞれの中性端子との間の接続に、切断１１２が生じる。
図２は、２つの照明ドライバが、中性端子１１０に対する接続が喪失されている状況下で、三相ＡＣ主電源によって給電される構成を示す。この場合、三相ＡＣ主電源の２つの相である相１と相２の間の、４８０ＶのＲＭＳ電圧が、第１の照明ドライバ１００−１及び第２の照明ドライバ１００−２の２つのライン電圧端子間に現れる。
しかしながら、第１の照明ドライバ１００−１及び第２の照明ドライバ１００−２の、ライン電圧端子と中性端子Ｎとの間にそれぞれ印加される、個別電圧Ｖ１'及びＶ２'は、不定であり、理論的には、これらの個別電圧のうちの一方は、０Ｖ〜４８０ＶＲＭＳの間のいずれか（Ｖ１'＋Ｖ２'＝４８０ＶＲＭＳ）となり得る。
更には、第１の照明ドライバ１００−１及び第２の照明ドライバ１００−２が、ＬＥＤ照明ドライバである特定の実施例では、各照明ドライバは、その照明ドライバの動作入力電圧範囲の全体にわたって、一定（又は、実質的に一定）の電流をＬＥＤ負荷に供給する、「定電流」源として動作する出力段を有する。同様の状況は、ＬＥＤ照明ドライバの代わりの、蛍光灯バラスト又は電子的に安定化された高輝度放電（ｅＨＩＤ）バラストの場合にも当てはまるであろう。ＬＥＤ照明ドライバは、典型的には、力率調整回路（power factor conditioning circuit；ＰＦＣ）を含むため、当業者には理解されるように、その入力は、一定（又は、実質的に一定）の電力負荷を示す。負荷に供給される電力は、一定（又は、実質的に一定）であるため、そのような照明ドライバに供給される入力電圧が、その動作電圧範囲内で増大するにつれて、一定（又は、実質的に一定）の電力を維持するために、入力電流が減少する。すなわち、そのようなＬＥＤ照明ドライバの入力インピーダンスの勾配は、起動後、通常動作の間は負である。
ＬＥＤ負荷を駆動する第１の照明ドライバ１００−１及び第２の照明ドライバ１００−２が、図２に示されるように、中性線が切断された状態で接続されている場合、このことは、不安定な動作をもたらす結果となり、安定動作点を見つけ出すために、入力電圧Ｖ１'及びＶ２'が振動するか、又は通常動作範囲外に移動することを確実にし得る。例えば、入力電圧Ｖ１'及びＶ２'が合計で４８０ＶＲＭＳとなる場合、それと同時に、第１の照明ドライバ１００−１及び第２の照明ドライバ１００−２に供給される入力電流は、（それらが直列に接続されているため）互いに等しいままである。一般に、第１の照明ドライバ１００−１と第２の照明ドライバ１００−２との入力インピーダンス特性の若干の差異に応じて、入力電圧Ｖ１'又はＶ２'のうちの一方は、実質的に２７７ＶＭＲＳよりも大きくてもよく、他方は、実質的にこれより小さくてもよいことが予測され得る。典型的には、第１の照明ドライバ１００−１及び第２の照明ドライバ１００−２は、さほど良好に平衡することはなく、照明ドライバ１００−１及び照明ドライバ１００−２のうちの一方は、その入力端子間（すなわち、ライン入力端子と中性入力端子Ｎとの間）で４８０ＶＲＭＳのほぼ全てを観測することになり、その一方で、照明ドライバ１００−１及び照明ドライバ１００−２のうちの他方は、その入力端子間で非常に小さい電圧を示すことになる。
更には、この不平衡は、２つの相の一方又は双方に２つ以上の照明ドライバが接続され、特に、一方の相に接続されているドライバ（例えば、照明ドライバ１００−１、１００−３、及び１００−５）の数が、他方の相に接続されているドライバ（例えば、照明ドライバ１００−２及び１００−４）の数とは異なる、図３に示される構成３００などの構成において、悪化される恐れがある。
そのような予期せぬ高電圧は、照明ドライバ、例えば、照明ドライバのサージ保護デバイス（surge protection device；ＳＰＤ）、及び／又は、照明ドライバのプロセッサ若しくはコントローラ、及び／又は、照明ドライバによって駆動される１つ以上の照明ユニットに損傷を与える恐れがある。結果として、その照明ドライバが故障する恐れがある。
それゆえ、特に２つ以上のドライバが三相ＡＣ主電源の２つの異なる相に接続されている場合に、その三相ＡＣ主電源に対する中性接続が喪失された場合において、照明ドライバを、及び特に照明負荷に定電流を供給する照明ドライバを保護する方法が、当該技術分野において必要とされている。三相ＡＣ主電源に対する中性接続が喪失された場合に、そのような保護方法を採用する照明ドライバもまた、必要とされている。
本開示は、三相ＡＣ主電源に対する中性接続が喪失された場合に、照明ドライバを、及び特に照明負荷に定電流を供給する照明ドライバを保護するための、発明的方法及び装置を対象とする。
全般的に、一態様では、照明ドライバは、ＡＣ電源電圧を受け取るように構成された入力を有し、整流電圧を出力するように構成された出力を更に有する、整流器と、その整流電圧に応答して出力電流を供給するように構成されている、出力段と、サージ保護回路であって、整流器の出力間に接続されている電圧クランプデバイスと、整流器への入力における一時的電圧スパイクと照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別して、一時的電圧スパイクが検出される場合に、電圧クランプデバイスを作動させて、その一時的電圧スパイクが終了するまで整流電圧をクランプし、中性接続の喪失が検出される場合に、ＡＣ電源がオフにされるまで電圧クランプデバイスを動作不能状態にラッチするように構成された、微分器回路とを含む、サージ保護回路とを備える。
一部の実施形態では、微分器回路は、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過する場合を検出して、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過する場合に、その整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過し続ける時間の長さに基づいて、整流器への入力における一時的電圧スパイクと、照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別するように構成されている。
一部の実施形態では、微分器回路は、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過する場合を検出して、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過することに応答して、その整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過したことを微分器回路が検出した時から、或る時間遅延が経過した後に、その整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過し続けるか否かを判定することによって、整流器への入力における一時的電圧スパイクと、照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別するように構成されている。
一部の実施形態では、微分器回路は、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過する場合を検出するように構成された、高電圧検出器と、スイッチ制御構成と、ラッチと、タイミング回路とを含む。微分器回路は、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過することを、高電圧検出器が検出することに応答して、（１）スイッチ制御構成が、電圧クランプデバイスを作動させ、（２）タイミング回路が、所定の時間遅延が経過した後に、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過することを、高電圧検出器が検出し続けるか否かを判定し、所定の時間遅延が経過した後に、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過することを、高電圧検出器が検出し続ける場合に、ラッチが、ＡＣ電源がオフにされるまで、電圧クランプデバイスを動作不能状態にラッチし、所定の時間遅延が経過した後に、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過しないことを、高電圧検出器が検出する場合に、スイッチ制御構成が、電圧クランプデバイスを、整流器への入力における電圧が再び第１の電圧閾値を超過することを高電圧検出器が再び検出する場合には再び作動される待機状態となるように、作動停止させるように構成されている。
これらの実施形態の一部のバージョンでは、請求項４の照明ドライバは、整流器の出力間で電圧クランプデバイスと直列に接続されている、スイッチを更に備え、スイッチ制御構成は、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過することを、高電圧検出器が検出する場合に、そのスイッチを閉じることによって、電圧クランプデバイスを作動させるように構成されている。
これらの実施形態の一部のバージョンでは、ラッチは、ＡＣ電源がオフにされるまで、スイッチが開いたままであるようにラッチすることによって、電圧クランプデバイスを、ＡＣ電源がオフにされるまで動作不能状態にラッチする。
これらの実施形態の一部のバージョンでは、スイッチは、シリコン制御整流器を含む。
これらの実施形態の一部のバージョンでは、微分器回路は、ヒステリシス回路を含み、それにより、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過することを、高電圧検出器が検出して、電圧クランプデバイスが作動された後に、整流器への入力における電圧が、第１の電圧閾値よりも低いヒステリシス電圧よりも大きいままである限り、スイッチ制御構成は、電圧クランプデバイスを作動させ続けることになる。
一部の実施形態では、照明ドライバは、ＤＡＬＩ送受信機を更に備え、この照明ドライバは、微分器回路が、照明ドライバに対する中性接続の喪失を検出する場合に、照明ドライバが、そのＤＡＬＩ送受信機を介して、照明ドライバの外部に存在するＤＡＬＩコントローラにＤＡＬＩメッセージを通信するように構成されている。
一部の実施形態では、電圧クランプデバイスは、金属酸化物バリスタである。
別の態様では、方法は、照明ドライバの整流器の入力において、ＡＣ電源電圧を受け取るステップと、整流器の出力において、整流電圧を出力するステップと、この整流電圧に応答して、照明デバイスに出力電流を供給するステップと、整流器の出力間に電圧クランプデバイスを設けるステップと、整流器への入力における電圧が第１の閾値電圧よりも大きい場合を検出するステップと、整流器への入力における電圧が第１の閾値電圧よりも大きい場合に、整流器への入力における一時的電圧スパイクと、照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別するステップと、一時的電圧スパイクが検出される場合に、電圧クランプデバイスを作動させて、その一時的電圧スパイクが終了するまで整流電圧をクランプするステップと、中性接続の喪失が検出される場合に、ＡＣ電源がオフにされるまで電圧クランプデバイスを動作不能状態にラッチするステップとを含む。
一部の実施形態では、本方法は、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過し続ける時間の長さに基づいて、整流器への入力における一時的電圧スパイクと、照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別するステップを更に含む。
一部の実施形態では、本方法は、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過したことが検出された時から、或る時間遅延が経過した後に、その整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過し続けるか否かを判定することによって、整流器への入力における一時的電圧スパイクと、照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別するステップを更に含む。
一部の実施形態では、本方法は、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過することを、高電圧検出器が検出することに応答して、スイッチ制御構成が、電圧クランプデバイスを作動させるステップと、タイミング回路が、所定の時間遅延が経過した後に、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過することを、高電圧検出器が検出し続けるか否かを判定するステップと、所定の時間遅延が経過した後に、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過することを、高電圧検出器が検出し続ける場合に、ＡＣ電源がオフにされるまで、電圧クランプデバイスを動作不能状態にラッチするステップと、所定の時間遅延が経過した後に、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過しないことを、高電圧検出器が検出する場合に、電圧クランプデバイスを、整流器への入力における電圧が再び第１の電圧閾値を超過する場合には再び作動される待機状態となるように、作動停止させるステップとを更に含む。
これらの実施形態の一部のバージョンでは、スイッチが、整流器の出力間で電圧クランプデバイスと直列に接続されており、本方法は、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過する場合に、そのスイッチを閉じることによって、電圧クランプデバイスを作動させるステップを更に含む。
これらの実施形態の一部のバージョンでは、ＡＣ電源がオフにされるまで、電圧クランプデバイスを動作不能状態にラッチするステップは、ＡＣ電源がオフにされるまで、スイッチが開いたままであるようにラッチするステップを含む。
これらの実施形態の一部のバージョンでは、スイッチは、シリコン制御整流器を含む。
これらの実施形態の一部のバージョンでは、本方法は、整流器への入力における電圧が第１の閾値電圧よりも大きいことを検出した後に、整流器への入力における電圧が、第１の電圧閾値よりも低いヒステリシス電圧よりも大きいままである限り、電圧クランプデバイスを作動させ続けるステップを含む。
一部の実施形態では、本方法は、照明ドライバに対する中性接続の喪失を検出することに応答して、照明ドライバの外部に存在するＤＡＬＩコントローラに、照明ドライバからＤＡＬＩメッセージを通信するステップを更に含む。
一部の実施形態では、電圧クランプデバイスは、金属酸化物バリスタである。
本開示の目的に関して本明細書で使用されるとき、用語「ＬＥＤ」は、任意の電界発光ダイオード、あるいは、電気信号に応答して放射線を生成することが可能な、他のタイプのキャリア注入／接合ベースのシステムを含むように理解されるべきである。それゆえ、ＬＥＤという用語は、限定するものではないが、電流に応答して光を放出する様々な半導体ベースの構造体、発光ポリマー、有機発光ダイオード（organic light emitting diode；ＯＬＥＤ）、電界発光ストリップなどを含む。特に、ＬＥＤという用語は、赤外スペクトル、紫外スペクトル、及び（一般に、約４００ナノメートル〜約７００ナノメートルの放射波長を含む）可視スペクトルの様々な部分のうちの１つ以上で放射線を生成するように構成されてもよい、（半導体ダイオード及び有機発光ダイオードを含めた）全てのタイプの発光ダイオードを指す。ＬＥＤの一部の例としては、限定するものではないが、（以下で更に論じられる）様々なタイプの赤外ＬＥＤ、紫外ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、アンバーＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、及び白色ＬＥＤが挙げられる。また、ＬＥＤは、所与のスペクトルに関する様々な帯域幅（例えば、半値全幅、すなわちＦＷＨＭ）（例えば、狭帯域幅、広帯域幅）と、所与の一般的色分類内の様々な主波長とを有する放射線を生成するように、構成及び／又は制御されてもよい点も理解されたい。
例えば、本質的に白色光を生成するように構成されているＬＥＤ（例えば、白色ＬＥＤ）の一実装形態は、それぞれが異なる電界発光スペクトルを放出する、いくつものダイを含んでもよく、それらのスペクトルは組み合わされて、実質的な白色光を形成するように混合する。別の実装形態では、白色光ＬＥＤは、第１のスペクトルを有する電界発光を、異なる第２のスペクトルに変換する、蛍光体材料に関連付けられてもよい。この実装形態の一実施例では、比較的短い波長及び狭帯域スペクトルを有する電界発光が、蛍光体材料を「ポンピング」すると、その蛍光体材料が、やや広いスペクトルを有する、より長い波長の放射線を放射する。
また、ＬＥＤという用語は、ＬＥＤの物理的及び／又は電気的パッケージのタイプを制限しない点も理解されたい。例えば、上述のように、ＬＥＤは、それぞれが異なる放射線スペクトルを放出するように構成された（例えば、個別に制御可能であってもよく、又は制御可能でなくてもよい）複数のダイを有する、単一の発光デバイスを指してもよい。また、ＬＥＤは、そのＬＥＤ（例えば、何らかのタイプの白色ＬＥＤ）の一体部分として見なされる、蛍光体に関連付けられてもよい。一般に、ＬＥＤという用語は、パッケージ化ＬＥＤ、非パッケージ化ＬＥＤ、表面実装ＬＥＤ、チップオンボードＬＥＤ、Ｔ型パッケージ実装ＬＥＤ、放射状パッケージＬＥＤ、電力パッケージＬＥＤ、何らかのタイプの収容部及び／又は光学要素（例えば、拡散レンズ）を含むＬＥＤなどを指してもよい。
用語「光源」は、限定するものではないが、（上記で定義されたような１つ以上のＬＥＤを含む）ＬＥＤ光源、白熱光源（例えば、フィラメントランプ、ハロゲンランプ）、蛍光源、燐光源、高輝度放電源（例えば、ナトリウム蒸気ランプ、水銀蒸気ランプ、及び金属ハロゲン化物ランプ）、レーザ、他のタイプのエレクトロルミネセンス源、熱ルミネセンス源（例えば、火炎）、キャンドルルミネセンス源（例えば、ガスマントル、炭素アーク放射源）、フォトルミネセンス源（例えば、ガス状放電源）、電子飽和を使用するカソードルミネセンス源、ガルバノルミネセンス源、結晶ルミネセンス源、キネルミネセンス源、サーモルミネセンス源、トリボルミネセンス源、ソノルミネセンス源、放射ルミネセンス源、及びルミネセンスポリマーを含めた、様々な放射源のうちの任意の１つ以上を指すことを理解されたい。
所与の光源は、可視スペクトル内、可視スペクトル外、又は双方の組み合わせの電磁放射を生成するように構成されてもよい。それゆえ、用語「光」及び用語「放射線」は、本明細書では互換的に使用される。更には、光源は、一体化構成要素として、１つ以上のフィルタ（例えば、カラーフィルタ）、レンズ、又は他の光学構成要素を含み得る。また、光源は、限定するものではないが、指標、表示、及び／又は照明を含めた、様々な用途に関して構成されてもよい点も理解されたい。「照明源」は、内部空間又は外部空間を効果的に照明するための十分な強度を有する放射線を生成するように、特に構成されている光源である。この文脈では、「十分な強度」とは、アンビエント照明（すなわち、間接的に知覚され得る光であって、例えば、全体的又は部分的に、知覚される前に様々な介在表面のうちの１つ以上から反射され得る光）を供給するために十分な、空間又は環境内で生成される可視スペクトルにおける放射力を指す（多くの場合、放射力又は「光束」の点から、光源からの全ての方向での全光出力を表すために、単位「ルーメン」が採用される）。
用語「照明ユニット」は、本明細書では、同じタイプ又は異なるタイプの１つ以上の光源を含む装置を指すために使用される。所与の照明ユニットは、光源に関する様々な取り付け構成、エンクロージャ／ハウジングの様々な構成及び形状、並びに／又は電気的接続及び機械的接続の様々な構成のうちの、任意の１つを有し得る。更には、所与の照明ユニットは、オプションとして、光源の動作に関連する様々な他の構成要素（例えば、制御回路）に関連付けられて（例えば、含んで、結合されて、及び／又は一体にパッケージ化されて）もよい。「ＬＥＤ照明ユニット」とは、上述のような１つ以上のＬＥＤ光源を、単独で、又は他の非ＬＥＤ光源と組み合わせて含む、照明ユニットを指す。
用語「コントローラ」は、本明細書では全般的に、１つ以上の光源の操作に関連する、様々な装置を説明するために使用される。コントローラは、本明細書で論じられる様々な機能を実行するように、数多くの方式で（例えば、専用ハードウェアなどを使用して）実装されることができる。「プロセッサ」は、本明細書で論じられる様々な機能を実行するように、ソフトウェア（例えば、マイクロコード）を使用してプログラムされてもよい、１つ以上のマイクロプロセッサを採用する、コントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを採用して、又はプロセッサを採用せずに実装されてもよく、また、一部の機能を実行するための専用ハードウェアと他の機能を実行するためのプロセッサ（例えば、１つ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ、及び関連回路）との組み合わせとして実装されてもよい。本開示の様々な実施形態で採用されてもよいコントローラ構成要素の例としては、限定するものではないが、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit；ＡＳＩＣ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（field-programmable gate array；ＦＰＧＡ）が挙げられる。
様々な実装形態では、プロセッサ又はコントローラは、１つ以上の記憶媒体（本明細書では「メモリ」と総称される、例えば、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＦＬＡＳＨメモリなどの、揮発性及び不揮発性のコンピュータメモリ、フロッピーディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テープなど）に関連付けられてもよい。一部の実装形態では、これらの記憶媒体は、１つ以上のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行されると、本明細書で論じられる機能の少なくとも一部を実行する、１つ以上のプログラムでエンコードされてもよい。様々な記憶媒体は、プロセッサ又はコントローラ内に固定されてもよく、あるいは、それらの記憶媒体上に記憶されている１つ以上のプログラムが、本明細書で論じられる本発明の様々な態様を実施するために、プロセッサ又はコントローラ内にロードされることができるように、可搬性であってもよい。用語「プログラム」又は用語「コンピュータプログラム」は、本明細書では、１つ以上のプロセッサ又はコントローラをプログラムするために採用されることが可能な、任意のタイプのコンピュータコード（例えば、ソフトウェア又はマイクロコード）を指すように、一般的な意味で使用される。
上述の概念と、以下でより詳細に論じられる追加的概念との全ての組み合わせは（そのような概念が互いに矛盾しないという条件下で）、本明細書で開示される発明の主題の一部であると想到される点を理解されたい。特に、本開示の最後に現れる特許請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書で開示される発明の主題の一部であると想到される。また、参照により組み込まれるいずれかの開示にもまた現れ得る、本明細書で明示的に採用されている用語は、本明細書で開示される特定の概念と最も一致する意味が与えられるべきであることも理解されたい。
図面中、同様の参照文字は、一般に、異なる図の全体にわたって同じ部分を指す。また、これらの図面は、必ずしも正しい縮尺ではなく、その代わりに、全般的に、本発明の原理を例示することに重点が置かれている。
２つの照明ドライバが、通常動作時に、三相ＡＣ主電源の２つの異なる相によって給電される構成を示す。 ２つの照明ドライバが、中性端子に対する接続が喪失されている場合に、三相ＡＣ主電源の２つの異なる相によって給電される構成を示す。 複数の照明ドライバが、中性端子に対する接続が喪失されている場合に、三相ＡＣ主電源の２つの異なる相のそれぞれによって給電される構成を示す。 照明ドライバの例示的実施形態の一部分の概略図を示す。 照明ドライバの別の例示的実施形態の一部分のハイブリッド図を示す。 中性接続の喪失を検出して応答することが可能な、照明ドライバの例示的実施形態を示す。 中性接続の喪失を検出して応答するステップを含む、照明ドライバの動作方法のフロー図を示す。 中性接続の喪失を検出して応答することが可能な、照明ドライバの例示的実施形態の一部分のハイブリッド図を示す。 中性接続の喪失を検出して応答することが可能な、照明ドライバの例示的実施形態の一部分の概略図を示す。 中性接続の喪失を検出して応答するステップを含む、照明ドライバの動作方法の例示的実施形態のフロー図を示す。
２つ以上のＬＥＤ照明ドライバが、三相ＡＣ主電源の２つの異なる相に接続され、中性線が切断されている場合、このことは、典型的には、各ＬＥＤ照明ドライバへの入力電圧が不定となる、不安定な動作をもたらす結果となる。このことは、ＬＥＤ照明ドライバに損傷を与えて故障を引き起こす恐れがある、過電圧条件をもたらし得る。
より一般的には、本発明者らは、照明ドライバに対する中性接続の喪失を感知又は検出して、その照明ドライバに対する永久的な損傷を防ぐための保護措置を講じることが可能な、照明ドライバを提供することが有益であることを、認識及び理解している。より具体的には、本発明者らは、照明ドライバへの入力における一時的電圧スパイクによる、高電圧又は過電圧条件と、照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別又は識別して、これらの状況のそれぞれに対して適切な保護措置を講じることが可能な、照明ドライバを提供することが有益であることを認識している。
上記に鑑みて、本発明の様々な実施形態及び実装形態は、ＬＥＤ照明デバイスなどの照明デバイスを駆動する電力を供給するための照明ドライバに関する、発明的方法及び装置であって、その照明ドライバに対する中性接続が喪失された場合に、その照明ドライバに対する永久的な損傷を防ぐことが可能な、発明的方法及び装置を対象とする。
一部の照明ドライバにおいて、その照明ドライバに対する中性接続が喪失された場合に生じ得る問題が、ここで図４及び図５に関連して、より詳細に説明される。
図４は、照明ドライバ４００の例示的実施形態の一部分の概略図を示す。照明ドライバ４００は、図１の照明ドライバ１００−１及び照明ドライバ１００−２と同様に、ＡＣ電源電圧を受け取るための、ライン電圧端子（Ｌ）及び中性端子（Ｎ）を含む。照明ドライバ４００はまた、第１のサージ保護回路（surge protection circuit；ＳＰＣ）４１０、電磁干渉（electromagnetic interference；ＥＭＩ）フィルタ４２０、整流器４３０、及び第２のサージ保護回路（ＳＰＣ）４４０を含む。保護アース接地への安全接続もまた示されている。簡略化のために、コントローラ及び出力段などの、照明ドライバ４００の他の構成要素は、図４には示されない。一部の実施形態では、照明ドライバ４００は、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を駆動するために、電流を供給してもよい。その場合、照明ドライバ４００は、ＬＥＤ照明ドライバと称されてもよい。
第１のＳＰＣ４１０は、金属酸化物バリスタ（metal oxide varistor；ＭＯＶ）などの電圧クランプデバイス（例えば、ＭＯＶ１）を含み、例えば、照明ドライバ４００の入力における（例えば、雷からの）一時的電圧スパイクによる損傷から、照明ドライバ４００を保護するための、照明ドライバ４００に対するサージ保護を提供する。
ＥＭＩフィルタ４２０は、照明ドライバ４００によって生成され得るＥＭＩが、Ｌ端子及びＮ端子を介してＡＣ電源線に伝達されることがないように、フィルタリングする。
通常動作時には、整流器４３０は、受け取ったＡＣ電源電圧を整流して、図４に示されるＶＤＣ＋及びＶＤＣ−で指定されている線を介して、照明ドライバ４００の他の回路に、整流（ＤＣ）電圧を供給する。
第２のＳＰＣ４４０は、整流器４３０の出力間でサイリスタ又はＳＩＤＡＣと直列に接続されている、第２の電圧クランプデバイスＭＯＶ２を含んでもよく、例えば、整流器４３０の入力における（例えば、雷からの）一時的電圧スパイクによる損傷から、照明ドライバ４００の構成要素を保護するための、整流器４３０によって供給される照明ドライバ４００の回路に対する更なるサージ保護を提供する。
例示的実施形態では、通常、照明ドライバ４００は、三相ＡＣ主電源の１つの相としての、２７７ＶＲＭＳの公称ＡＣ電源電圧を受け取る。その場合、一部の実施形態では、ＭＯＶ１は、例えば雷による一時的電圧スパイクからの、照明ドライバ４００に対する保護を提供するために、４２０ＶＲＭＳのクランプ電圧で定格されてもよい。その一方で、ＭＯＶ２は、より低い定格電圧を有する、整流器４３０の出力における回路内のＭＯＳＦＥＴ及びダイオードなどのデバイスを保護するために、２３０ＶＲＭＳなどの、より低いクランプ電圧を有するように選択されてもよい。更には、ＭＯＶ２は、直列サイリスタ又はＳＩＤＡＣがトリガされる場合にのみ導通する。その場合、一部の実施形態では、照明ドライバ４００は、６ＫＶの雷サージ定格を有してもよい。
公称ＡＣ電源電圧が２７７ＶＲＭＳであり、中性端子Ｎが、三相ＡＣ主電源の中性端子から切断される場合には、照明ドライバ４００のＬ端子とＮ端子との間の電圧は、４８０ＶＲＭＳにまで上昇し得る。ＭＯＶ１が、４２０ＶＲＭＳで定格されている場合には、中性接続が喪失された場合に受け取られる４８０ＶＲＭＳを耐え抜くことになる。入力電圧が４８０ＶＲＭＳの場合、整流器４３０によって出力される整流電圧は、ＭＯＶ２をトリガすることになる６７８Ｖである。それが発生した場合、ＭＯＶ２は、中性接続が喪失された場合のような長期間にわたるそのような高電圧を処理するように設計されていないため、損傷を受ける恐れがある。
図５は、照明ドライバ５００の別の例示的実施形態の一部分のハイブリッド図を示す。照明ドライバ５００は、照明ドライバ４００と同様であるため、それらの相違点のみが説明される。
照明ドライバ５００では、第２のＳＰＣ５４０は、スイッチ式電圧クランプデバイス５４１、高電圧検出器５４３、及びスイッチ制御構成５４５を含む。スイッチ式電圧クランプデバイス５４１は、整流器４３０の出力間でスイッチＳＷと直列に接続されている、電圧クランプデバイス（例えば、ＭＯＶ２）を含む。高電圧検出器５４３は、整流器４３０によって出力される整流電圧を検出し、それに応答して、直列スイッチＳＷを制御するスイッチ制御構成５４５に、検出信号を供給する。
照明ドライバ５００では、ＭＯＶ１は、４２０Ｖのクランプ電圧で定格されてもよく、ＭＯＶ２は、遥かに低いクランプ電圧（例えば、２３０Ｖ）を有してもよい。スイッチ制御構成５４５は、整流器４３０によって出力された整流電圧が５４０Ｖに達していることを、電圧検出器５４３が検出すると、直列スイッチＳＷをオンにしてもよい。その時点で、この整流電圧出力は、ＭＯＶ２によってクランプされて、整流器４３０の出力における回路内のデバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴ及び／又はダイオード）の定格電圧よりも低い電圧（例えば、５４０Ｖ）となることにより、それらのデバイスを保護する。
照明ドライバ５００に対する中性接続が喪失された場合には、上記で説明されたように、照明ドライバ５００のＬ端子とＮ端子との間に、４８０ＶＲＭＳが印加される。その場合、ＭＯＶ１は、その４８０ＶＲＭＳ入力電圧を耐え抜くために、より高いクランプ電圧（例えば、４２０ＶＲＭＳ）で定格される必要がある。しかしながら、より高いクランプ電圧を有する部分を使用する、この「解決策」は、ＭＯＶ２に関しては十分なものではなく、これは、ＭＯＶ２に関するクランプ電圧、及び、スイッチ制御構成５４５に直列スイッチＳＷをオンにさせる、電圧検出器５４３によって検出される閾値電圧の双方が、整流器４３０の出力における回路内のデバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴ及びダイオード）の定格電圧よりも（それらのデバイスを保護するために）低くなければならないためである。そのため、ＭＯＶ２は、照明ドライバ５００に対する中性接続が喪失された場合に、オンにされることになり、結果として、損傷を受ける恐れがある。
そのため、中性接続の喪失を検出して応答することが可能な、照明ドライバを提供することが望ましいと考えられる。特に、その入力における一時的電圧スパイクと、照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別して、これらの状況のそれぞれに対して適切な保護措置を講じることが可能な、照明ドライバを提供することが望ましいであろう。
図６は、中性接続の喪失を検出して応答することが可能な、照明ドライバの例示的実施形態を示す。特に、図６は、ＬＥＤ負荷２０を駆動するように構成されたＬＥＤ照明ドライバ６００であって、その入力における一時的電圧スパイクと、照明ドライバ６００に対する中性接続の喪失とを区別して、これらの状況のそれぞれに対して適切な保護措置を講じるように構成されている、ＬＥＤ照明ドライバ６００の例示的実施形態を示す。
一実施形態によれば、ＬＥＤ照明ドライバ６００は、図１の照明ドライバ１００−１及び照明ドライバ１００−２と同様に、ＡＣ電源電圧を受け取るための、ライン電圧端子及び中性端子を含む、一対のＡＣ電源接続端子６０２を有する。ＬＥＤ照明ドライバ６００はまた、第１のサージ保護回路（ＳＰＣ）６１０、電磁干渉（ＥＭＩ）フィルタ６２０、整流器６３０、第２のサージ保護回路（ＳＰＣ）６４０、力率補正回路（ＰＦＣ）段６４５、バッファコンデンサ６５０、出力段６６０、コントローラ６７０（マイクロプロセッサを含み得るもの）、オプションのデジタル照明インタフェース（digital lighting interface；ＤＡＬＩ）送受信機６８０、及び低電圧（low voltage；ＬＶ）源６９０も含む。
ＬＥＤドライバ６００は、出力段６６０から出力電流６６５を供給することによって、１つ以上のＬＥＤ光源を含み得る、ＬＥＤ負荷１０を備える照明ユニットを駆動する。ＤＡＬＩ送受信機６８０は、線対６８５を介してＤＡＬＩネットワーク（図示せず）に接続されてもよく、それにより、ＬＥＤ照明ドライバ６００は、そのＤＡＬＩネットワークの１つ以上の他のＤＡＬＩデバイス（例えば、ＤＡＬＩコントローラ）と、ＤＡＬＩメッセージを交換してもよい。一部の実施形態では、ＤＡＬＩ送受信機６８０は、省略されてもよい。コントローラ６７０は、センサ（例えば、図６には示されていないサンプリング抵抗器）から、整流器６３０の入力における感知電圧若しくは検出電圧６２２、及び／又は、整流器６３０の出力における感知電圧若しくは検出電圧６３２を受信するように接続されてもよく、出力段６６０の動作を制御するための制御信号６７４を供給するように更に接続され、出力段６６０によってＬＥＤ負荷２０に供給される出力電流６６５を感知してもよい。コントローラ６７０はまた、オプションとして、ＰＦＣ段６４０をオン及びオフにするための、制御信号６７６も供給する。一部の実施形態では、制御信号６７６は、省略されてもよい。
ＬＥＤ照明ドライバ６００は、照明ドライバへの入力における一時的電圧スパイクによる、高電圧又は過電圧条件と、照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別又は識別して、これらの状況のそれぞれに対して適切な保護措置を講じることが可能な、ＬＥＤ照明ドライバの一実施形態のみを表している点を理解されたい。他の実施形態では、ＤＡＬＩ送受信機６８０などの、図６に示される要素のうちの１つ以上が省略されてもよく、及び／又は、図６に示されていない追加的要素が存在してもよい。
動作時には、ＬＥＤ照明ドライバ６００は、ＡＣ電源接続端子６０２において、ＡＣ電源電圧１５、典型的には正弦波形を受け取り、それに応答して、ＬＥＤ負荷２０に電力を供給する。より具体的には、ＡＣ電源接続端子６０２が、ＡＣ電源電圧１５を受け取り、整流器６３０が、ＡＣ電源電圧１５を整流して、整流電圧６７２を出力し、整流器と出力段との間に接続されている、ＰＦＣ段６４５が、整流電圧６７２を受け取って、出力段６６０に電力を供給し、出力段が、出力電流６６５をＬＥＤ負荷２０に供給する。通常動作時には、出力段６６０は、コントローラ６７０の制御下で、一定（又は、実質的に一定）の出力電流６６５をＬＥＤ負荷２０に供給するための、定電流源として機能してもよい。
ＰＦＣ６４５、バッファコンデンサ６５０、出力段６６０、及び低電圧（ＬＶ）源６９０の構造及び動作は周知であり、簡潔性のために、ここでは詳細には説明されない。第１のサージ保護回路（ＳＰＣ）６１０の構造及び動作は、図４及び図５に関連して上述された第１のＳＰＣ４１０と同じであってもよいため、その説明は繰り返されない。
中性接続の喪失条件が発生したことを検出することに応答して、ＬＥＤ照明ドライバ６００は、保護措置を講じてもよい。特に、ＬＥＤ照明ドライバ６００は、電圧クランプデバイスに対する損傷を防ぐために、ＬＥＤ照明ドライバ６００が（例えば、照明ドライバに供給されるＡＣ電源入力の電源を再投入することによって）リセットされるまで、第２のＳＰＣ６４０の電圧クランプデバイスを動作不能にしてもよい。有利には、ＬＥＤ照明ドライバ６００は、整流器６３０への入力における電圧が第１の閾値電圧よりも大きい場合を検出してもよく、その整流器６３０への入力における電圧が第１の閾値電圧よりも大きい場合に、一時的電圧スパイクと、ＬＥＤ照明ドライバ６００に対する中性接続の喪失とを区別してもよい。一時的電圧スパイクが検出される場合、ＬＥＤ照明ドライバ６００は、ＳＰＣ６４０内の電圧クランプデバイスを作動させて、その一時的電圧スパイクが終了するまで整流電圧をクランプしてもよい。中性接続の喪失が検出される場合、ＬＥＤ照明ドライバ６００は、ＬＥＤ照明ドライバ６００へのＡＣ電源入力電圧又は電力がオフにされて、ＬＥＤ照明ドライバ６００をリセットするまで（すなわち、ＬＥＤ照明ドライバ６００に対して中性接続が回復又は再接続され得るように、照明ドライバへのＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで）、電圧クランプデバイスを動作不能状態にラッチしてもよい。様々な実施形態では、ＬＥＤ照明ドライバ６００は、いくつかの方法のうちの１つによって、例えば、外部スイッチ（例えば、壁スイッチ又は回路遮断器）を介して、ＬＥＤ照明ドライバ６００へのＡＣ電源入力電圧又は電力をオフにして再びオンに戻すように、電源を再投入するか又は切り替えることによって、ＬＥＤ照明ドライバ６００上の手動リセットボタン又はスイッチを押すことによって、外部コントローラから（例えば、ＤＡＬＩ送受信機６８０を介して）リセットコマンドを受信することなどによって、リセットされてもよい。
一部の実施形態では、中性接続の喪失条件が発生したことを検出することに応答して、ＬＥＤ照明ドライバ６００は、ＤＡＬＩ送受信機６８０に、ＤＡＬＩネットワークを介して外部ＤＡＬＩコントローラに過電圧メッセージを通信させてもよい。
ＬＥＤ照明ドライバ６００の例示的実施形態の更なる詳細、並びに、中性接続の喪失条件が発生したことを検出するための、及び一時的電圧スパイクとＬＥＤ照明ドライバ６００に対する中性接続の喪失とを識別又は区別するための、そのＬＥＤ照明ドライバの例示的動作の更なる詳細が、ここで図７〜図１０に関連して説明される。
図７は、中性接続の喪失を検出して応答するステップを含む、照明ドライバ（例えば、ＬＥＤ照明ドライバ６００）の動作方法７００のフロー図を示す。
動作７１０で、照明ドライバは、その入力において、ＡＣ電源電圧を受け取る。このＡＣ電源電圧は、照明ドライバの整流器に供給される。
動作７２０で、照明ドライバは、受け取ったＡＣ電源電圧を整流して、整流電圧を出力する。
ここで、図７に示される１つ以上の動作は、互いに並行して実施されてもよく、また実際に並行して実施される、連続動作であることが、当業者によって理解されるべきである点に留意されたい。例えば、ＡＣ電源接続端子は、ＡＣ電源電圧を継続的に受け取ってもよく、その間に、整流器は、受け取ったＡＣ電源電圧を継続的に整流して、その整流電圧を出力する、などである。
動作７３０で、整流器への入力における電圧ＶＩＮが検出され、第１の閾値電圧ＶＴＨと比較される。有利には、第１の閾値電圧ＶＴＨは、整流電圧が、整流器の出力における回路内のデバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴ及びダイオード）の定格電圧よりも低くなることを保証するレベルに設定されることにより、それらのデバイスを保護する。
ＶＩＮ≦ＶＴＨ１である場合には、照明ドライバは、動作７１０及び動作７２０で、ＡＣ電源電圧を受け取り続け、その受け取ったＡＣ電源電圧を整流して整流電圧を出力し続ける。
しかしながら、ＶＩＮ＞ＶＴＨ１である場合には、本方法は動作７４０に進み、照明ドライバは、例えば雷による、整流器への入力における電圧ＶＩＮの一時的電圧スパイクと、照明ドライバに対する中性接続の喪失とを識別又は区別する。
一般に、中性接続の喪失の場合には、半周期ごとに、整流器への入力における電圧ＶＩＮの高い電圧レベル（プラス又はマイナス）が存在するが、雷サージは、中性接続の喪失よりも遥かに短い時間にわたって持続し、入力電圧の半周期ごとよりも遥かに低い頻度で発生する、非常に短い一時的事象であるという点で、雷サージの場合と中性接続の喪失の場合とでは、有意な差異が存在する。照明ドライバは、それら２つの事象を区別又は識別して、各事象に対して適切な保護措置を講じるために、この差異を利用してもよい。したがって、一部の実施形態では、照明ドライバは、整流器への入力における電圧ＶＩＮが第１の電圧閾値ＶＴＨ１を超過し続ける時間の長さに基づいて、整流器への入力における電圧ＶＩＮの一時的電圧スパイクと、照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別してもよい。
特に、一部の実施形態では、照明ドライバは、整流器への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過したことが検出された時から、時間遅延ＴＴＨが経過した後に、その整流器への入力における電圧ＶＩＮが第１の電圧閾値ＶＴＨ１を超過し続けるか否かを判定することによって、整流器への入力における電圧ＶＩＮの一時的電圧スパイクと、照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別する。
（例えば、雷からの）一時的電圧スパイクが、動作７４０で検出されると、本方法は動作７５０に進み、照明ドライバは、その一時的電圧スパイクが過ぎ去るまで整流器の出力における電圧クランプデバイスを作動させる。次いで、動作７６０で、電圧クランプデバイスが作動停止され、照明ドライバは、動作７１０及び動作７２０で、ＡＣ電源電圧を受け取り続け、その受け取ったＡＣ電源電圧を整流して整流電圧を出力し続ける。
その一方で、照明ドライバに対する中性接続の喪失が、動作７４０で検出されると、本方法は動作７７０に進み、照明ドライバは、上述のように、ＡＣ電源がオフにされるまで、整流器の出力における電圧クランプデバイスを動作不能となるようにラッチする。このことは、電圧クランプデバイスを損傷から保護し、照明ドライバの残りの回路は、中性の喪失の場合における最大入力電圧レベル（例えば、４８０ＶＲＭＳ）を耐え抜くことができる。
図８は、中性接続の喪失を検出して応答することが可能な、照明ドライバ８００の例示的実施形態の一部分のハイブリッド図を示す。
照明ドライバ８００は、上述の照明ドライバ１００−１、１００−２、４００、５００、及び６００と同様に、ＡＣ電源電圧を受け取るための、ライン電圧端子（Ｌ）及び中性端子（Ｎ）を含む。照明ドライバ８００はまた、第１のサージ保護回路（ＳＰＣ）４１０、電磁干渉（ＥＭＩ）フィルタ８２０、整流器８３０、及び第２のサージ保護回路（ＳＰＣ）８４０も含む。
照明ドライバ８００は、ＬＥＤ照明ドライバ６００の一実施形態であってもよく、第２のＳＰＣ８４０は、ＬＥＤ照明ドライバ６００の第２のＳＰＣ６４０の一実施形態である。簡略化のために、コントローラ、出力段、ＰＦＣ回路などの、図６に示される照明ドライバ８００の他の構成要素は、図８には示されない。一部の実施形態では、照明ドライバ８００は、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を駆動するために、電流を供給してもよい。その場合、照明ドライバ８００は、ＬＥＤ照明ドライバと称されてもよい。
第１のＳＰＣ８１０は、金属酸化物バリスタ（ＭＯＶ）などの電圧クランプデバイス（例えば、ＭＯＶ１）を含み、例えば、ＬＥＤ照明ドライバ８００の入力における（例えば、雷からの）一時的電圧スパイクによる損傷から、照明ドライバ８００を保護するための、ＬＥＤ照明ドライバ８００に対するサージ保護を提供する。一部の実施形態では、ＭＯＶ１は、４２０ＶＲＭＳのクランプ電圧を有するように定格されてもよい。
ＥＭＩフィルタ８２０は、照明ドライバ８００によって生成され得るＥＭＩが、Ｌ端子及びＮ端子を介してＡＣ電源線に伝達されることがないように、フィルタリングする。
通常動作時には、ＬＥＤ照明ドライバ８００は、三相ＡＣ主電源の１つの相としてのＡＣ電源電圧を、入力端子Ｌ及び入力端子Ｎで受け取り、それに応答して、整流器８３０は、受け取ったＡＣ電源電圧を整流して、図８に示されるＶＤＣ＋及びＶＤＣ−で指定されている線を介して、ＬＥＤ照明ドライバ８００の他の回路（例えば、ＰＦＣ回路、出力段など）に、整流（ＤＣ）電圧を供給する。
第２のＳＰＣ８４０は、スイッチ式電圧クランプデバイス８４１、高電圧検出器８４３、スイッチ制御構成８４５、タイミング回路８４７、及びラッチ８４９を含む。
スイッチ式電圧クランプデバイス８４１は、整流器８３０の出力間でスイッチＳＷと直列に接続されている、電圧クランプデバイス（例えば、ＭＯＶ２）を含む。
一般に、高電圧検出器８４３、スイッチ制御構成８４５、タイミング回路８４７、及びラッチ８４９は、微分器回路を構成すると見なされてもよく、この微分器回路は、以下でより詳細に説明されるように、整流器８３０への入力における一時的電圧スパイクと、ＬＥＤ照明ドライバ８００に対する中性接続の喪失とを区別して、一時的電圧スパイクが検出される場合に、直列スイッチＳＷをオンにすることによって電圧クランプデバイスＭＯＶ２を作動させて、その一時的電圧スパイクが終了するまで整流電圧をクランプし、中性接続の喪失が検出される場合に、ＬＥＤ照明ドライバ８００へのＡＣ電源入力がオフにされるまで、直列スイッチＳＷをオフにラッチすることによって、電圧クランプデバイスＭＯＶ２を動作不能にするように構成されている。
ＬＥＤ照明ドライバ８００は、例えば、ドライバに対する中性接続の喪失を検出して、そのドライバに対する中性接続の喪失と、雷による一時的電圧スパイクとを識別又は区別するために、照明ドライバ５００の場合に存在する、いくつかの問題に対処する。
例えば、照明ドライバ５００では、ＭＯＶ２がトリガされると、ＶＤＣ＋とＶＤＣ−との間の整流電圧は、ＭＯＶ２によってクランプされ、その整流電圧は、高電圧検出器５４３の閾値よりも低い電圧レベルとなり得る。整流電圧がクランプされた後であっても、高電圧が継続的に検出されることを保証するために、ＬＥＤ照明ドライバ８００では、高電圧検出器８４３はヒステリシス回路を含み、それにより、高電圧検出器８４３が、整流器８３０への入力における電圧が第１の電圧閾値を超過していることを検出した後に、その電圧が、第１の電圧閾値よりも低い特定のヒステリシス電圧（例えば、ＭＯＶ２のクランプ電圧よりも低いレベル）よりも大きいままである限り、スイッチ制御構成８４５は、直列スイッチＳＷがオンとなるように維持し続けることにより、電圧クランプデバイスＭＯＶ２を作動させ続けることになる。
また、照明ドライバ５００では、ＶＤＣ＋とＶＤＣ−との間に高電圧が存在する場合、第２のＳＰＣ５４０に続く段（すなわち、ＰＦＣ段）もオフにされることになる。それゆえ、高電圧が、整流器５３０の出力間で維持され、一時的電圧スパイクと照明ドライバに対する中性接続の喪失との区別を妨げることになる。対照的に、照明ドライバ８００では、高電圧検出器８４３は、ダイオードＤ９及びダイオードＤ１０を介して、整流器８３０の入力におけるＡＣ電圧を検出する。
したがって、ＬＥＤ照明ドライバ８００に対する中性からの接続の喪失の場合には、高電圧検出器８４３は、整流器８３０への入力電圧ＶＩＮが、そのＡＣ電圧の半周期ごとに（正のピーク及び負のピークで）閾値電圧ＶＴＨ１よりも大きいことを検出し続けることになる。対照的に、雷による一時的電圧スパイクの場合には、例えば、整流器８３０への入力電圧ＶＩＮが閾値電圧ＶＴＨ１よりも大きいことを、高電圧検出器８４３が最初に検出した半周期後に、その高電圧は、もはや存在することがない。したがって、タイミング回路８４７は、整流器８３０への入力電圧ＶＩＮが閾値電圧ＶＴＨ１よりも大きいことを、高電圧検出器８４３が最初に検出した時からの、時間遅延Ｔを測定するように設定されてもよい。高電圧検出器８４３を含む微分器回路が、時間遅延閾値ＴＴＨが経過した後に、整流器８３０への入力電圧ＶＩＮが閾値電圧ＶＴＨ１よりも大きいことを、もはや検出しない場合には、その微分器回路は、一時的電圧スパイクが発生したと判定し、スイッチ制御構成８４５は、直列スイッチＳＷをオフにして、次の過電圧検出（例えば、次の雷サージ）が発生するまで、電圧クランプデバイスＭＯＶ２を作動停止させる。その一方で、高電圧検出器８４３を含む微分器回路が、時間遅延閾値ＴＴＨが経過した後に、整流器８３０への入力電圧ＶＩＮが閾値電圧ＶＴＨ１よりも大きいことを検出し続ける場合には、その微分器回路は、ＬＥＤ照明ドライバ８００に対する中性接続の喪失が発生したと判定し、ラッチ８４９は、中性線が照明ドライバ８００に再接続され得るように、例えば壁スイッチ又は回路遮断器を介して、照明ドライバ８００へのＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで、直列スイッチＳＷをオフにラッチすることによって、電圧クランプデバイスＭＯＶ２を動作不能にする。
一部の実施形態では、時間遅延閾値ＴＴＨは、ＡＣ電源電圧の半周期よりも長く（例えば、約８．３３ミリ秒よりも長く）てもよい。一部の実施形態では、時間遅延閾値ＴＴＨは、ＡＣ電源電圧の１回の全周期よりも短く（例えば、約１６．６７ミリ秒よりも短く）てもよい。
より具体的には、高電圧検出器８４３、スイッチ制御構成８４５、タイミング回路８４７、及びラッチ８４９を含む、ＬＥＤ照明ドライバ８００の微分器回路は、整流器８３０への入力における電圧ＶＩＮが第１の電圧閾値ＶＴＨ１を超過することを、高電圧検出器８４３が検出することに応答して、（１）スイッチ制御構成８４５が、直列スイッチＳＷをオンにすることによって、電圧クランプデバイスＭＯＶを作動させ、（２）タイミング回路８４７が、所定の時間遅延ＴＴＨが経過した後に、整流器８３０への入力における電圧ＶＩＮが第１の電圧閾値ＶＴＨ１を超過することを、高電圧検出器８４３が検出し続けるか否かを判定するように構成されている。所定の時間遅延ＴＴＨが経過した後に、整流器８３０への入力における電圧ＶＩＮが第１の電圧閾値ＶＴＨ１を超過することを、高電圧検出器８４３が検出し続ける場合、ラッチ８４９は、ＡＣ電源がオフにされるまで、直列スイッチＳＷをオフにラッチすることによって、電圧クランプデバイスＭＯＶ２を動作不能にする。その一方で、所定の時間遅延ＴＴＨが経過した後に、整流器８３０への入力における電圧ＶＩＮが第１の電圧閾値ＶＴＨ１を超過しないことを、高電圧検出器８４３が検出する場合、スイッチ制御構成８４５は、電圧クランプデバイスを、整流器８３０への入力における電圧ＶＩＮが再び第１の電圧閾値ＶＴＨ１を超過することを高電圧検出器８４３が再び検出する場合には再び作動される待機状態となるように、作動停止させる。
図９は、中性接続の喪失を検出して応答することが可能な、照明ドライバ９００の例示的実施形態の一部分の概略図を示す。照明ドライバ９００は、ＬＥＤ照明ドライバ６００の一実施形態であってもよく、第２のＳＰＣ９４０は、ＬＥＤ照明ドライバ６００の第２のＳＰＣ６４０の一実施形態である。また、照明ドライバ９００は、ＬＥＤ照明ドライバ８００の一実施形態であってもよく、第２のＳＰＣ９４０は、ＬＥＤ照明ドライバ８００の第２のＳＰＣ８４０の一実施形態である。簡略化のために、コントローラ、出力段、ＰＦＣ回路などの、図６に示される照明ドライバ９００の他の構成要素は、図９には示されない。一部の実施形態では、照明ドライバ９００は、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を駆動するために、電流を供給してもよい。その場合、照明ドライバ９００は、ＬＥＤ照明ドライバと称されてもよい。
照明ドライバ９００では、第２のＳＰＣ９４０は、スイッチ式電圧クランプデバイス９４１、高電圧検出器９４３、スイッチ制御構成９４５、タイミング回路９４７、及びラッチ９４９を含む。スイッチ式電圧クランプデバイス９４１、高電圧検出器９４３、スイッチ制御構成９４５、タイミング回路９４７、又はラッチ９４９に排他的に属している、特定の抵抗器、コンデンサ、ダイオード、トランジスタなどが示されているが、一般に、これらの構成要素のうちの１つ以上は、スイッチ式電圧クランプデバイス９４１と、高電圧検出器９４３と、スイッチ制御構成９４５と、タイミング回路９４７と、ラッチ９４９との間で共有されてもよく、それらは、機能ブロックとしてより良好に理解され得る。一般に、高電圧検出器９４３、スイッチ制御構成９４５、タイミング回路９４７、及びラッチ９４９は、上述のように、微分器回路を構成すると見なされてもよい。
スイッチ式電圧クランプデバイス９４１は、整流器９３０の出力間で、シリコン制御整流器（silicon controlled rectifier；ＳＣＲ）と直列に接続されている、電圧クランプデバイス（例えば、ＭＯＶ２）を含む。ＬＥＤ照明ドライバ９００では、このＳＣＲは、照明ドライバ８００の直列スイッチＳＷに相当する。
高電圧検出器９４３は、Ｕ２、Ｒ１４、Ｒ１６、Ｃ１０、及び（ヒステリシスを提供する）Ｒ１２を含む。一部の実施形態では、Ｕ２、Ｒ１４、Ｒ１６、Ｃ１０、及びＲ１２は、第１の閾値電圧ＶＴＨ１を、５４０Ｖに、又は約５４０Ｖに設定するように選択されてもよい。
ＬＥＤ照明ドライバ９００の通常動作の間、最大整流電圧は、第１の閾値電圧ＶＴＨ１（例えば、５４０Ｖ）よりも低い４３１Ｖ（３０５Ｖ＊１．４１４）であるため、Ｕ２、Ｑ１、Ｑ２、及びＳＣＲはオフであり、ＭＯＶ２は導通しない。
次に、ＬＥＤ照明ドライバ９００の動作が、ＬＥＤ照明ドライバ９００に対する中性接続の喪失が発生する場合に関して説明される。
ＬＥＤ照明ドライバ９００に対する中性接続の喪失が発生すると、入力端子Ｌと入力端子Ｎとの間のＡＣ入力電圧は、４８０ＶＲＭＳにもなる可能性があり、この場合、ピーク電圧は、閾値電圧ＶＴＨ１（例えば、５４０Ｖ又は約５４０Ｖ）よりも大きい６７８．７Ｖであることにより、Ｕ２をオンにする。このことは、Ｑ１をオンにして、Ｒ３及びＣ７を通る電流パルスを生成し、ＳＣＲをトリガしてＳＣＲをオンにする。結果として、ＭＯＶ２が作動されて、導通状態になり、整流器８３０の出力における電圧を、ＭＯＶ２のクランプ電圧に、例えば約３２０５４０Ｖにクランプする。
同時に、抵抗Ｒ１２を介してＱ２がオンにされ、Ｕ２の基準ノードに小電流が加えられることにより、電圧検出のためのヒステリシス（すなわち、より低い、第２の閾値電圧ＶＴＨ２）を生じさせる。一部の実施形態では、高電圧検出器９４３への入力電圧のヒステリシスの下限は、約３００Ｖに設定される。この時間中、Ｑ１はオンであり、Ｑ１のコレクタにおける電圧はＨＩＧＨである。Ｒ４を介して、コンデンサＣ８が充電される。高電圧検出によってＵ２がオンにされた後の、ＡＣ電源入力電圧の最初の半周期以内で、Ｄ９及びＤ１０のカソードにおける入力電圧が、ヒステリシス電圧ＶＴＨ２（例えば、３００Ｖ）を下回ると、Ｕ２、Ｑ１、及びＱ２がオフになり、Ｃ８が、Ｒ４、Ｒ３、及びＲ２を介して放電を開始する。しかしながら、有利には、Ｃ８、Ｒ４、Ｒ３、及びＲ２の値は、放電時定数が非常に長いもの（例えば、１秒）になるように選択される。その一方で、ＳＣＲは、入力電圧がゼロ交差に近づくと、自然にオフになる。整流器９３０への入力における電圧ＶＩＮが第１の電圧閾値ＶＴＨ１を超過することを、高電圧検出器９４３が最初に検出した後、第２の半周期が発生すると、Ｕ２、Ｑ１、及びＱ２がトリガされて、再びオンにされ、ＳＣＲが再びオンにトリガされて、Ｃ８が再びＲ４を介して充電され、その第２の半周期の間に、Ｃ８は、ツェナーダイオードＤ６のツェナー電圧よりも高い電圧まで充電される。結果として、Ｑ３が、Ｄ８及びＲ８を介してオンにされ、Ｑ３がオンになると、Ｑ１をオンにラッチする。Ｑ３がオンにされて、Ｑ１がオンにラッチされると、ＳＣＲのゲートがプルダウンされ、これにより、中性線が照明ドライバ９００に再接続され得るように、例えば壁スイッチ又は回路遮断器を介して、照明ドライバ９００へのＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで、そのＳＣＲを恒久的にオフにラッチする。ＳＣＲがオフにラッチされると、ＭＯＶ２は、その第２の半周期の後には、もはや導通することなく、ＡＣ電源がオフにされるまで、動作不能のままとなる。ＬＥＤドライバ９００の他の回路は、中性接続の喪失からの４８０ＶのＡＣ入力を耐え抜く。
次に、ＬＥＤ照明ドライバ９００の動作が、例えば雷サージにより、入力端子Ｌ及び入力端子Ｎにおいて一時的電圧スパイクが発生する場合に関して説明される。
雷サージスパイクが、通常のＡＣ電源入力電圧に結合されると、Ｕ２がトリガされることになり、結果として、上述のようにＱ１及びＱ２がオンにされることになる。また上述されたように、このことは、ＳＣＲをトリガしてオンにすることにより、ＭＯＶ２を導通状態になるように作動させて、整流器８３０の出力における整流電圧を、ＭＯＶ２のクランプ電圧（例えば、５４０Ｖ）にクランプする。結果として、その整流電圧から供給される照明ドライバ９００の構成要素は、雷サージから保護される。
ＡＣ電源入力電圧の最初の半周期後には、一時的電圧スパイクは沈静化して、入力電圧レベルは再び正常になる。その一方で、ＳＣＲは、入力電圧がゼロ交差に近づくと、自然にオフになる。時間遅延が経過した後、Ｃ７は、Ｒ２を介して放電され、Ｃ８は、Ｒ４、Ｒ３、及びＲ２を介して放電される。結果として、照明ドライバ９００は、その初期状態に回復されて戻り、ＭＯＶ２は、例えば次の雷サージに備えて、「待機」状態となる。
図１０は、中性接続の喪失を検出して応答するステップを含む、照明ドライバ（例えば、ＬＥＤ照明ドライバ６００、８００、又は９００）の動作方法１０００の例示的実施形態のフロー図を示す。
動作１０１０で、照明ドライバのＡＣ電源接続端子が、ＡＣ電源電圧を受け取る。
動作１０１５で、照明ドライバは、受け取ったＡＣ電源電圧を整流して、整流電圧を出力する。
ここで、図１０に示される１つ以上の動作は、互いに並行して実施されてもよく、また実際に並行して実施される、連続動作であることが、当業者によって理解されるべきである点に留意されたい。例えば、ＡＣ電源接続端子は、ＡＣ電源電圧を継続的に受け取ってもよく、その間に、整流器は、受け取ったＡＣ電源電圧を継続的に整流して、整流電圧を出力する、などである。
動作１０２０で、整流器への入力における電圧ＶＩＮが検出され、第１の閾値電圧ＶＴＨ１と比較される。有利には、第１の閾値電圧ＶＴＨ１は、整流電圧が、整流器の出力における回路内のデバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴ及びダイオード）の定格電圧よりも低くなることを保証するレベルに設定されることにより、それらのデバイスを保護する。
動作１０２０で、ＶＩＮ≦ＶＴＨ１である場合には、照明ドライバは、動作１０１０及び動作１０２０で、ＡＣ電源電圧を受け取り続け、その受け取ったＡＣ電源電圧を整流して整流電圧を出力し続ける。
しかしながら、動作１０２０で、ＶＩＮ＞ＶＴＨ２である場合には、方法１０００は動作１０２５に進む。
動作１０２５で、上述のように、整流器への入力における電圧ＶＩＮにヒステリシスが適用され、タイミング回路が始動される。ここで、タイミング回路は、設定された時定数に従って閾値電圧（例えば、ＬＥＤ照明ドライバ９００内のツェナーダイオードＤ６のツェナー電圧）までの充電を開始する、タイミングコンデンサ（例えば、照明ドライバ９００内のＣ８）を含んでもよいことが理解され得る。その場合、このコンデンサが閾値電圧まで充電するために要する時間は、そのタイミング回路によって測定される時間遅延又は時間閾値ＴＴＨに対応する。
動作１０３０で、整流器への入力における電圧ＶＩＮが検出され、電圧クランプデバイスと直列に接続されているスイッチングデバイス（例えば、ＳＣＲ）に関する保持電圧ＶＨＯＬＤと比較される。
動作１０３０で、検出電圧ＶＩＮが保持電圧ＶＨＯＬＤ以上であると判定される場合には、方法１０００は動作１０３５に進み、整流器への入力における電圧ＶＩＮが第１の閾値電圧ＶＴＨ１よりも大きいと最初に判定されてからの時間Ｔが、時間閾値ＴＴＨと比較される。
動作１０３５で、時間Ｔが時間閾値ＴＴＨ以下であると判定された場合には、方法１０００は、上述のような動作１０３０に戻る。
しかしながら、動作１０３５で、時間Ｔが時間閾値ＴＴＨを上回ると判定された場合には、方法１０００は動作１０４０に進み、中性線が照明ドライバに再接続され得るように、例えば壁スイッチ又は回路遮断器を介して、照明ドライバへのＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで、直列スイッチ（例えば、図９のＳＣＲ）がオフにラッチされて、電圧クランプデバイス（例えば、ＭＯＶ２）が動作不能にされる。通常は、時間閾値が経過する前に、ＶＨＯＬＤよりも低いであろう、整流器への入力における電圧ＶＩＮの少なくとも１つのゼロ交差が存在するはずであるため、動作１０３５は発生しないはずである。そのため、これは、何らかの不測の条件が発生した場合に、電圧クランプデバイスを動作不能にして、その損傷を防ぐための、フェイルセーフ動作と見なされることができる。
動作１０３０で、検出電圧ＶＩＮが保持電圧ＶＨＯＬＤよりも低いことが判定された場合には、方法１０００は動作１０４５に進み、直列スイッチ（例えば、図９のＳＣＲ）がオフにされ、電圧クランプデバイス（例えば、ＭＯＶ２）が作動停止される。次いで、方法１０００は動作１０５０に進む。
動作１０５０で、整流器への入力における電圧ＶＩＮが第１の閾値電圧ＶＴＨ１よりも大きいと最初に判定されてからの時間Ｔが、時間閾値ＴＴＨと比較される。
動作１０５０で、時間Ｔが時間閾値ＴＴＨ１を上回る場合には、このことは、その過電圧検出が一時的電圧スパイク（例えば、雷サージ）のためであったことを示す。その場合、方法１０００は動作１０５５に進み、直列スイッチはオフのままにされ、タイミング回路が終了する（例えば、タイミングコンデンサ上の電圧が放電する）。
しかしながら、動作１０５０で、時間Ｔが時間閾値ＴＴＨ以下である場合には、方法１０００は動作１０６０に進み、整流器への入力における電圧ＶＩＮが、第２の閾値電圧ＶＴＨ２と再び比較される。ここで、第２の閾値電圧ＶＴＨ２は、例えば上述のヒステリシスにより、第１の閾値電圧ＶＴＨ１以下であってもよい。
動作１０６０で、ＶＩＮ≦ＶＴＨ２である場合には、方法１０００は動作１０５０に戻る。
しかしながら、動作１０６０で、ＶＩＮ＞ＶＴＨ２である場合には、このことは、その過電圧検出が、照明ドライバに対する中性接続の喪失のためであったことを示す。その場合、方法１０００は動作１０６５に進み、整流器への入力における電圧ＶＩＮが第１の閾値電圧ＶＴＨ１よりも大きいと最初に判定されてからの時間Ｔが、時間閾値ＴＴＨと比較される。
動作１０６５で、時間Ｔが時間閾値ＴＴＨ以下であると判定された場合には、方法１０００は、動作１０６５に戻り、時間閾値ＴＴＨが満了したか否かを確認し続ける。
しかしながら、動作１０６５で、時間Ｔが時間閾値ＴＴＨを上回ると判定された場合には、方法１０００は動作１０７０に進み、照明ドライバへのＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで、直列スイッチ（例えば、図９のＳＣＲ）がオフにラッチされて、電圧クランプデバイス（例えば、ＭＯＶ２）が動作不能にされる。
いくつかの発明実施形態が、本明細書で説明及び図示されてきたが、当業者は、本明細書で説明される機能を実行するための、並びに／あるいは、その結果及び／又は利点のうちの１つ以上を得るための、様々な他の手段及び／又は構造体を、容易に構想することとなり、そのような変形態様及び／又は修正態様は、本明細書で説明される発明実施形態の範囲内にあるものと見なされる。より一般的には、本明細書で説明される全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成は、例示であることが意図されており、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、本発明の教示が使用される特定の用途に応じて変化することを、当業者は容易に理解するであろう。当業者は、通常の実験のみを使用して、本明細書で説明される特定の発明実施形態に対する、多くの等価物を認識し、又は確認することが可能であろう。それゆえ、上述の実施形態は、例としてのみ提示されており、添付の請求項及びその等価物の範囲内で、具体的に説明及び特許請求されるもの以外の発明実施形態が実践されてもよい点を理解されたい。本開示の発明実施形態は、本明細書で説明される、それぞれの個別の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法を対象とする。更には、２つ以上のそのような特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法の任意の組み合わせは、そのような特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾しない場合であれば、本開示の発明の範囲内に含まれる。
本明細書で定義及び使用されるような、全ての定義は、辞書定義、参照により組み込まれる文書中での定義、及び／又は定義される用語の通常の意味を支配するように理解されるべきである。
不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、本明細書及び請求項において使用されるとき、そうではないことが明確に示されない限り、「少なくとも１つ」を意味するように理解されるべきである。
語句「及び／又は」は、本明細書及び請求項において使用されるとき、そのように結合されている要素の「いずれか又は双方」、すなわち、一部の場合には接続的に存在し、他の場合には離接的に存在する要素を意味するように理解されるべきである。「及び／又は」で列挙されている複数の要素は、同じ方式で、すなわち、そのように結合されている要素のうちの「１つ以上」として解釈されるべきである。「及び／又は」の節によって具体的に特定されている要素以外の他の要素は、具体的に特定されているそれらの要素に関連するか又は関連しないかにかかわらず、オプションとして存在してもよい。それゆえ、非限定例として、「Ａ及び／又はＢ」への言及は、「含む（comprising）」などのオープンエンドの言語と共に使用される場合、一実施形態では、Ａのみ（オプションとして、Ｂ以外の要素を含む）、別の実施形態では、Ｂのみ（オプションとして、Ａ以外の要素を含む）、更に別の実施形態では、Ａ及びＢの双方（オプションとして、他の要素を含む）などに言及することができる。
本明細書及び請求項において使用されるとき、「又は」は、上記で定義されたような「及び／又は」と同じ意味を有するように理解されるべきである。例えば、リスト内の項目を分離する際、「又は」又は「及び／又は」は、包括的であるとして、すなわち、少なくとも１つを含むが、また、いくつかの要素又は要素のリストのうちの２つ以上を、オプションとして、列挙されていない追加項目も含むとして解釈されるものとする。「〜のうちの１つのみ」若しくは「〜のうちの厳密に１つ」、又は請求項で使用される場合の「〜から成る」などの、その反対が明確に示される用語のみが、いくつかの要素又は要素のリストのうちの厳密に１つを含むことに言及する。一般に、用語「又は」は、本明細書で使用されるとき、「〜のいずれか」、「〜のうちの１つ」、「〜のうちの１つのみ」、又は「〜のうちの厳密に１つ」などの、排他性の用語に先行する場合にのみ、排他的選択肢（すなわち、「一方又は他方であるが、双方ではない」）を示すとして解釈されるものとする。「〜から本質的になる」は、請求項で使用される場合、特許法の分野で使用される際の、その通常の意味を有するものとする。
本明細書及び請求項において使用されるとき、１つ以上の要素のリストを参照する語句「少なくとも１つ」は、その要素のリスト内の要素の任意の１つ以上から選択された、少なくとも１つを意味するが、必ずしも、その要素のリスト内で具体的に列挙されているそれぞれの要素のうちの、少なくとも１つを含むものではなく、その要素のリスト内の要素の、任意の組み合わせを排除するものではないことが理解されるべきである。この定義はまた、語句「少なくとも１つ」が言及する、その要素のリスト内で具体的に特定されている要素以外の要素が、具体的に特定されているそれらの要素に関連するか又は関連しないかにかかわらず、オプションとして存在してもよいことも可能にする。それゆえ、非限定例として、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」（又は、等価的に「Ａ又はＢのうちの少なくとも１つ」、又は、等価的に「Ａ及び／又はＢのうちの少なくとも１つ」）は、一実施形態では、オプションとして２つ以上を含めた、少なくとも１つのＡであり、Ｂは存在しないこと（及び、オプションとしてＢ以外の要素を含む）、別の実施形態では、オプションとして２つ以上を含めた、少なくとも１つのＢであり、Ａは存在しないこと（及び、オプションとしてＡ以外の要素を含む）、更に別の実施形態では、オプションとして２つ以上を含めた、少なくとも１つのＡ、及び、オプションとして２つ以上を含めた、少なくとも１つのＢ（及び、オプションとして他の要素も含む）などに言及することができる。
また、そうではないことが明確に示されない限り、２つ以上のステップ又は行為を含む、本明細書で特許請求されるいずれの方法においても、その方法のステップ又は行為の順序は、必ずしも、その方法のステップ又は行為が列挙されている順序に限定されるものではないことも理解されるべきである。
請求項並びに上記の明細書では、「備える（comprising）」、「含む（including）」、「運ぶ（carrying）」、「有する（having）」、「包含する（containing）」、「伴う（involving）」、「保持する（holding）」、「〜で構成される（composed of）」などの全ての移行句は、オープンエンドであり、すなわち、含むが限定されないことを意味する点を理解されたい。米国特許庁の特許審査基準のセクション２１１１．０３に記載されているように、移行句「〜から成る」及び「〜から本質的に成る」のみが、それぞれ、クローズド又は半クローズドの移行句であるものとする。

Claims (16)

  1. 照明ドライバであって、
    ＡＣ電源電圧を受け取るように構成された入力を有し、整流電圧を出力するように構成された出力を更に有する、整流器と、
    前記整流電圧に応答して出力電流を供給するように構成されている、出力段と、
    サージ保護回路であって、
    前記整流器の前記出力間に接続されている電圧クランプデバイスと、
    前記整流器への前記入力における一時的電圧スパイクと前記照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別して、前記一時的電圧スパイクが検出される場合に、前記電圧クランプデバイスを作動させて、前記一時的電圧スパイクが終了するまで前記整流電圧をクランプし、前記中性接続の前記喪失が検出される場合に、前記照明ドライバへの前記ＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで、前記電圧クランプデバイスを動作不能状態にラッチするように構成された、微分器回路と、を含む、サージ保護回路と、
    を備える、照明ドライバ。
  2. 前記微分器回路が、前記整流器への前記入力における電圧が第１の電圧閾値を超過する場合を検出して、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過する場合に、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過し続ける時間の長さに基づいて、前記整流器への前記入力における前記一時的電圧スパイクと、前記照明ドライバに対する前記中性接続の前記喪失とを区別するように構成されている、請求項１に記載の照明ドライバ。
  3. 前記微分器回路が、前記整流器への前記入力における電圧が第１の電圧閾値を超過する場合を検出して、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過することに応答して、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過したことを前記微分器回路が検出した時から、或る時間遅延が経過した後に、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過し続けるか否かを判定することによって、前記整流器への前記入力における前記一時的電圧スパイクと、前記照明ドライバに対する前記中性接続の前記喪失とを区別するように構成されている、請求項１に記載の照明ドライバ。
  4. 前記微分器回路が、
    前記整流器への前記入力における電圧が第１の電圧閾値を超過する場合を検出するように構成された、高電圧検出器と、
    スイッチ制御構成と、
    ラッチと、
    タイミング回路と、を含み、
    前記微分器回路が、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過することを、前記高電圧検出器が検出することに応答して、（１）前記スイッチ制御構成が、前記電圧クランプデバイスを作動させ、（２）前記タイミング回路が、所定の時間遅延が経過した後に、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過することを、前記高電圧検出器が検出し続けるか否かを判定し、前記所定の時間遅延が経過した後に、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過することを、前記高電圧検出器が検出し続ける場合に、前記ラッチが、前記照明ドライバへの前記ＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで、前記電圧クランプデバイスを前記動作不能状態にラッチし、前記所定の時間遅延が経過した後に、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過しないことを、前記高電圧検出器が検出する場合に、前記スイッチ制御構成が、前記電圧クランプデバイスを、前記整流器への前記入力における前記電圧が再び前記第１の電圧閾値を超過することを前記高電圧検出器が再び検出する場合には再び作動される待機状態となるように、作動停止させるように構成されている、請求項１に記載の照明ドライバ。
  5. 前記整流器の前記出力間で前記電圧クランプデバイスと直列に接続されている、スイッチを更に備え、前記スイッチ制御構成が、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過することを、前記高電圧検出器が検出する場合に、前記スイッチを閉じることによって、前記電圧クランプデバイスを作動させるように構成されている、請求項４に記載の照明ドライバ。
  6. 前記ラッチが、前記照明ドライバへの前記ＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで、前記スイッチが開いたままであるようにラッチすることによって、前記電圧クランプデバイスを、前記照明ドライバへの前記ＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで前記動作不能状態にラッチする、請求項５に記載の照明ドライバ。
  7. 前記微分器回路が、ヒステリシス回路を含み、それにより、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過することを、前記高電圧検出器が検出して、前記電圧クランプデバイスが作動された後に、前記整流器への前記入力における前記電圧が、前記第１の電圧閾値よりも低いヒステリシス電圧よりも大きいままである限り、前記スイッチ制御構成が、前記電圧クランプデバイスを作動させ続けることになる、請求項４に記載の照明ドライバ。
  8. ＤＡＬＩ送受信機を更に備え、前記照明ドライバは、前記微分器回路が、前記照明ドライバに対する中性接続の喪失を検出する場合に、前記照明ドライバが、前記ＤＡＬＩ送受信機を介して、前記照明ドライバの外部に存在するＤＡＬＩコントローラにＤＡＬＩメッセージを通信するように構成されている、請求項１に記載の照明ドライバ。
  9. 方法であって、
    照明ドライバの整流器の入力において、ＡＣ電源電圧を受け取るステップと、
    前記整流器の出力において、整流電圧を出力するステップと、
    前記整流電圧に応答して、照明デバイスに出力電流を供給するステップと、
    前記整流器の前記出力間に電圧クランプデバイスを設けるステップと、
    前記整流器への前記入力における電圧が第１の閾値電圧よりも大きい場合を検出するステップと、
    前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の閾値電圧よりも大きい場合に、前記整流器への前記入力における一時的電圧スパイクと、前記照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別するステップと、
    前記一時的電圧スパイクが検出される場合に、前記電圧クランプデバイスを作動させて、前記一時的電圧スパイクが終了するまで前記整流電圧をクランプするステップと、
    前記中性接続の前記喪失が検出される場合に、前記照明ドライバへのＡＣ電源の入力がオフにされるまで前記電圧クランプデバイスを動作不能状態にラッチするステップと、
    を含む、方法。
  10. 前記整流器への前記入力における前記電圧が第１の電圧閾値を超過し続ける時間の長さに基づいて、前記整流器への前記入力における一時的電圧スパイクと、前記照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別するステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
  11. 前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過したことが検出された時から、或る時間遅延が経過した後に、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過し続けるか否かを判定することによって、前記整流器への前記入力における一時的電圧スパイクと、前記照明ドライバに対する中性接続の喪失とを区別するステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
  12. 前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過することを、前記照明ドライバの高電圧検出器が検出することに応答して、
    スイッチ制御構成が、前記電圧クランプデバイスを作動させるステップと、
    タイミング回路が、所定の時間遅延が経過した後に、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過することを、前記高電圧検出器が検出し続けるか否かを判定するステップと、
    前記所定の時間遅延が経過した後に、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過することを、前記高電圧検出器が検出し続ける場合に、前記照明ドライバへの前記ＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで、前記電圧クランプデバイスを前記動作不能状態にラッチするステップと、
    前記所定の時間遅延が経過した後に、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過しないことを、前記高電圧検出器が検出する場合に、前記電圧クランプデバイスを、前記整流器への前記入力における前記電圧が再び前記第１の電圧閾値を超過する場合には再び作動される待機状態となるように、作動停止させるステップと、
    を更に含む、請求項９に記載の方法。
  13. スイッチが、前記整流器の前記出力間で前記電圧クランプデバイスと直列に接続されており、前記方法は、前記整流器への前記入力における前記電圧が前記第１の電圧閾値を超過する場合に、前記スイッチを閉じることによって、前記電圧クランプデバイスを作動させるステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記照明ドライバへの前記ＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで、前記電圧クランプデバイスを前記動作不能状態にラッチするステップが、前記照明ドライバへの前記ＡＣ電源電圧の入力がオフにされるまで、前記スイッチが開いたままであるようにラッチするステップを含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記方法は、前記整流器への前記入力における前記電圧が第１の閾値電圧よりも大きいことを検出した後に、前記整流器への前記入力における前記電圧が、前記第１の電圧閾値よりも低いヒステリシス電圧よりも大きいままである限り、前記電圧クランプデバイスを作動させ続けるステップを含む、請求項１２に記載の方法。
  16. 前記照明ドライバに対する中性接続の喪失を検出することに応答して、前記照明ドライバの外部に存在するＤＡＬＩコントローラに、前記照明ドライバからＤＡＬＩメッセージを通信するステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
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