JP2020202181A - Ｌｅｄ用の暖色化減光コントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】 暖色化減光（dim-to-warm）効果を達成するための発光ダイオード（ＬＥＤ）照明システム用の制御回路が提供される。【解決手段】 当該制御回路は、ＬＥＤコントローラと、ウォーム相関色温度（“ＣＣＴ”）ＬＥＤのセットに結合されたクランプ回路と、クールＬＥＤのセットに結合されたスイッチと、上記クランプ回路及び上記スイッチに結合されたフィードバック回路とを含む。ＬＥＤコントローラは、入力電流に基づき、上記クランプ回路を制御して、ウォームＬＥＤのセットを通る電流をクランプするように構成され、且つ、上記スイッチを制御して、入力電流が第１の閾レベルよりも大きいことに応答してクールＬＥＤのセットをオンに切り換え、入力電流が前記第１の閾レベルよりも低いことに応答してクールＬＥＤのセットをオフに切り換えるように構成される。フィードバック回路は、ウォームＬＥＤのセットからクールＬＥＤのセットに電流を迂回させるように構成される。【選択図】 図３

Description

本出願は、２０１６年４月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／３２８，５２３号及び２０１６年６月６日に出願された欧州仮特許出願第１６１７３１２５．２号の利益を主張するものであり、あたかも完全に記載されているかのように、それらの内容をここに援用する。

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する一般照明に関し、特に、ＬＥＤ光が調光器によって減光されるにつれて、ＬＥＤ光を徐々に暖色にさせる（より低いＣＣＴを持つようにさせる）技術に関する。

白熱電球は、審美的に好ましい照明特性を有する。例えば、ユーザが、電球を通る平均電流を減少させるように調光器を制御することによって、光を薄暗くさせるにつれて、白熱電球は徐々に赤くなる（暖色になる）。ＬＥＤ技術には数多くの進歩が為されているが、白熱電球によって典型的に提供される光の品質を達成する助けとなる更なる進歩が望まれる。

最小輝度−最大減光レベルと最大輝度−最小減光レベルとの間で暖色化減光（ｄｉｍ−ｔｏ−ｗａｒｍ）効果を達成するための発光ダイオード（ＬＥＤ）照明システム用の制御回路が提供される。当該制御回路は、ＬＥＤコントローラと、ウォーム相関色温度（“ＣＣＴ”）ＬＥＤのセットに結合されたクランプ回路と、クールＣＣＴ ＬＥＤのセットに結合されたスイッチと、上記クランプ回路及び上記スイッチに結合されたフィードバック回路とを含む。上記ＬＥＤコントローラは、調節可能な入力電流の大きさを検知し、上記入力電流に基づき、上記クランプ回路を制御して、上記ウォームＣＣＴ ＬＥＤのセットを通る電流をクランプ電流レベルにクランプし、上記スイッチを制御して、上記入力電流が第１の閾レベルよりも大きいことに応答して上記クールＣＣＴ ＬＥＤのセットをオンに切り換え、上記入力電流が上記第１の閾レベルよりも低いことに応答して上記クールＣＣＴ ＬＥＤのセットをオフに切り換えるように構成される。上記フィードバック回路は、上記入力電流が第２の閾レベルを超えること応答して、上記ウォームＣＣＴ ＬＥＤのセットから上記クールＣＣＴ ＬＥＤのセットに電流を迂回させるように構成される。

どちらも白色光を発するウォームＬＥＤのストリング及びクールＬＥＤのストリングを例示しており、さらに、入力電圧が最小電流から最大電流へと変化するときに各ストリングへの電流を制御する暖色化減光回路を例示している。 入力電流の全範囲にわたっての、相対的な、ウォームＬＥＤに供給される電流（Ｉｗ）及びクールＬＥＤに供給される電流（Ｉｃ）の例である。 図２の暖色化減光回路内の様々な機能ユニットを例示している。 暖色化減光回路並びにウォームＬＥＤ及びクールＬＥＤの回路図である。 ハロゲン電球の理想的なＣＣＴを示すとともに、光が最大から最小へと暗くされるときのランプのシミュレーションした総合ＣＣＴを示すグラフである。 図６Ａ−６Ｂは、アナログ調光信号を受信するタップ付き線形ドライバによって４つの暖色化減光回路への入力電流が提供され、４つの暖色化減光回路が各々同じ調光レベルで同じＣＣＴを作り出すように使用及び設計される本発明の一実施形態を例示している。 図６のシステムで使用され得る好適な従来技術のタップ付き線形レギュレータの（データシートからの）機能図である。

同一又は同様である要素には同じ参照符号を付す。

一実施形態において、ＬＥＤの２つの直列ストリングがランプ内で使用される。第１のストリングは、例えば、４０００ＫのＣＣＴをもたらす調整された蛍光体を有するＧａＮ系ＬＥＤなどの、複数の同じクール（寒色）ＬＥＤを含む。第２のストリングは、例えば、クールＬＥＤと同じＧａＮ系ＬＥＤダイを用いるが、２２００ＫのＣＣＴをもたらす調整された蛍光体を使用したものなど、複数の同じウォーム（暖色）ＬＥＤを含む。他の実施形態では、ストリングの数及びＣＣＴは異なり得る。どちらのＣＣＴも白色光と考えられる。

２つのストリングの一端に、例えば整流された幹線電圧などの電源が与えられ、２つのストリングの他端は、暖色化減光（ｄｉｍ−ｔｏ−ｗａｒｍ）回路の異なる端子に接続される。

暖色化減光回路の入力に、調節可能なアナログ（非ＰＷＭ）電流が供給され、その入力電流レベルは、ユーザが好適な調光器を制御することによって調節され得る。

最小入力電流と第１入力電流レベルとの間で、クールＬＥＤストリングはスイッチによって切断され、全ての入力電流がウォームＬＥＤストリングを流れる。故に、この調光は、第１入力電流レベルに至るまで、専らウォームＬＥＤの輝度を制御する。第１入力電流レベルに至るまで、ランプのＣＣＴ出力は一定の暖色温度である。

第１入力電流レベルより上であるが、第２入力電流レベルよりも下に、入力電流が調節されるとき、ウォームＬＥＤストリングを通る電流は一定電流にクランプされたまま、上記スイッチが閉じられて、入力電流の一部がクールＬＥＤストリングを流れる。故に、入力電流のこの範囲内で、この調光は、ウォームＬＥＤの輝度が一定のままでありながら、専らクールＬＥＤの輝度を制御する。ランプのＣＣＴ出力は、これら２つのＣＣＴの変わりゆく混ぜ合わせであり、入力電流が第２入力電流レベルに近づくにつれてＣＣＴが増加する。

第２入力電流レベルよりも高く、最大電流へと、入力電流が調節されるとき、クールＬＥＤは、増大する入力電流によって制御されたまま、ウォームＬＥＤへの電流が、最大入力電流でのゼロまで徐々に減少される。従って、ランプのＣＣＴ出力は、入力電流レベルがその最大値に近づくにつれて、クールＬＥＤのＣＣＴに近づく。

この技術を使用すると、４０００Ｋ−２２００Ｋまでの全範囲のＣＣＴが得られ、双方の組のＬＥＤが白色光を出力するので、変化するＣＣＴを生成する異なるＬＥＤからの光のいっそう自然な組合せが存在する。動作が（ＰＷＭ又は高周波スイッチングなしの）線形であるため、ＥＭＩは発生せず、フィルタは不要である。動作が線形であるため、タップ付き線形レギュレータを含め、非常に小さい線形レギュレータを用いて入力電流を作り出すことができる。

一実施形態において、暖色化減光回路用のドライバとして、タップ付き線形ドライバが使用される。タップ付き線形レギュレータが、ＡＣ幹線電圧を整流する全波ダイオードブリッジから電圧を受け取り、ＤＣ電圧がＡＣ周波数の２倍で変化するときに、２つのＬＥＤストリングの異なるセグメントに次々に電流を供給する。これは、非常に小型で効率的な制御システムをもたらす。

図１は１つの実施形態を例示している。電源１０は、整流された幹線電圧、バッテリ、レギュレータ、又はその他の供給源とし得る。白色光のクールＬＥＤ１２の直列ストリングは、そのアノード端を電源１０に結合させており、白色光のウォームＬＥＤ１４の直列ストリングも、そのアノード端を電源１０に結合させている。ランプの所望の最大光出力に応じて、各タイプのＬＥＤの複数のストリングが存在してもよく、そして、各タイプのＬＥＤのそれらストリングが同一に制御されるように、各タイプのＬＥＤのそれらストリングが並列に接続され得る。

クールＬＥＤは、例えばＹＡＧ蛍光体などの好適な蛍光体をダイ上に堆積させた、従来からの、商業的に入手可能な、青色光を発するＧａＮ系ＬＥＤダイとし得る。その他の蛍光体が使用されてもよい。このようなクールＬＥＤ１２は典型的に、３０００−６０００Ｋの範囲内のＣＣＴを持つことになる。この例では、このＣＣＴは４０００Ｋである。

ウォームＬＥＤ１４は、例えば、ＹＡＧ蛍光体に、琥珀色又は赤色の光を発するいっそう暖色の蛍光体を加えたものなどをダイ上に堆積させた、従来からの、商業的に入手可能な、青色光を発するＧａＮ系ＬＥＤダイとし得る。その他の蛍光体が使用されてもよい。このようなウォームＬＥＤ１４は典型的に、１９００−２７００Ｋの範囲内のＣＣＴを持つことになる。この例では、このＣＣＴは２２００Ｋである。

ウォームＬＥＤダイ及びクールＬＥＤダイは同じタイプのダイとし得るので、それらは同じ順方向電圧降下を有する。一実施形態において、同数のＬＥＤがこれらストリングの各々内にあり、故に、これらのストリングは同じ順方向電圧降下を有する。

クールＬＥＤ１２及びウォームＬＥＤ１４の相対的な輝度（光束）は、暖色化減光回路１６によって決定される。暖色化減光回路１６は、別々の駆動電流をウォームＬＥＤ１４（Ｉｗ）及びクールＬＥＤ１２（Ｉｃ）に出力する３端子回路とし得る。暖色化減光回路１６への入力は、ランプの全体的な調光を設定する外部電流源１８からの調節可能なアナログ電流（入力電流Ｉｉｎ）である。低い入力電流Ｉｉｎは、相対的に低いＣＣＴを持った、ランプの低い全体輝度をもたらし、高い入力電流Ｉｉｎは、相対的に高いＣＣＴを持った、ランプの高い全体輝度をもたらす。

図２は、入力電流Ｉｉｎの全範囲にわたっての、ウォームＬＥＤ１４を通る電流Ｉｗ（ウォームＬＥＤ１４の輝度に直接対応する）及びクールＬＥＤ１２を通る電流Ｉｃ１又はＩｃ２（クールＬＥＤ１２の輝度に直接対応する）を例示している。電流Ｉｃ１は、最小入力電流Ｉｉｎ（ｍｉｎ）と中間入力電流Ｉｉｎ１との間でクールＬＥＤ１２が完全にオフである場合の電流を表し、電流Ｉｃ２は、Ｉｉｎ（ｍｉｎ）とＩｉｎ１との間でクールＬＥＤ１２が幾分はオンであり、それ故に、Ｉｉｎ範囲全体にわたってＣＣＴ変化が連続的である場合の電流を表している。暖色化減光回路１６は、Ｉｃ１又はＩｃ２の電流カーブを達成するように設計されることができる。

最小入力電流Ｉｉｎ（ｍｉｎ）は最大減光レベル（最も明るくなく、最も暖色である）に対応し、最大入力電流Ｉｉｎ（ｍａｘ）は最小減光レベル（最も明るく、最も冷色である）に対応する。

以下の説明は、暖色化減光回路１６が電流Ｉｃ１を出力すると仮定している。Ｉｉｎ（ｍｉｎ）とＩｉｎ１との間で、暖色化減光回路１６は、電流Ｉｗのみを出力して、調節可能な入力電流Ｉｉｎに比例する電流でウォームＬＥＤ１４を駆動し、それ故に、ランプのＣＣＴ出力は２２００Ｋである。Ｉｉｎ１とＩｉｎ２との間で、暖色化減光回路１６は、ウォームＬＥＤ１４の輝度が比較的一定であるようにＩｗをクランプし、その間に、入力電流Ｉｉｎに比例してＩｃ１が上昇する。故に、Ｉｉｎ１とＩｉｎ２との間では、ランプの総合的な（知覚される）ＣＣＴ出力が冷たさを増していくことになる。Ｉｉｎ２とＩｉｎ（ｍａｘ）との間で、Ｉｗはランプダウンされ、その間、入力電流Ｉｉｎに比例してＩｃ１がなおも上昇する。様々な調光レベルにおけるこのランプの総合ＣＣＴは、ハロゲンランプ又は白熱電球の変化するＣＣＴに概して一致する。

図３は、システム全体を例示しており、暖色化減光回路１６、ウォームＬＥＤ１４のストリング、クールＬＥＤのストリング１２、及びＩｉｎを出力する調光制御用調節可能電流源１８を示している。

Ｉｉｎ１未満のＩｉｎでは、クールＬＥＤ１２に電流が流れず、全ての入力電流ＩｉｎがウォームＬＥＤ１４を流れるように、制御回路２２（比較器）がスイッチ２４をオフに保つ。

ＩｉｎがＩｉｎ１を超えると、制御回路２２は、クールＬＥＤ１２を通る電流ＩｃがＩｉｎに概して比例するよう、スイッチ２４をオンにする。制御回路２２はまた、Ｉｉｎ１とＩｉｎ２（図２）との間でウォームＬＥＤ１４の輝度が変化しないよう、クランプ回路２６を制御して電流Ｉｗを固定レベルにクランプする。

入力電流がＩｉｎ２を超えると、フィードバック回路２８が順バイアスされることになって、漸進的に一部電流を回路の左レグに迂回させ、それが、ウォームＬＥＤ１４を通る電流Ｉｗを漸進的に減少させるようにクランプ２６を制御する。

図３で得られる電流Ｉｗ及びＩｃは、図２中の電流ＩｗとＩｃ１と一致する。

図４は、図３のシステムの概略的な回路図である。図４の回路は、４端子のパッケージングされたＩＣとして形成されることができ、それらの端子のうち２つは、ウォームＬＥＤの直列ストリング及びクールＬＥＤの直列ストリングのカソード端に接続され、第３の端子はｖｄｄローカル端子（図４にラベルを付している）であり、第４の端子はグランドに結合される。２つの直列ストリングのアノードに、調節可能な調光電流が結合される。

制御可能なツェナーダイオードＵ１及びＵ２は、Ｄｉｏｄｅｓ社によるＴＬＶ４３１アジャスタブルシャントレギュレータとすることができ、そのデータシートをここに援用する。この好適なアジャスタブルシャントレギュレータは、１．２５Ｖの基準電圧（閾電圧）で、１８Ｖのカソード−アノード定格を有する。シャントには必ずしもツェナーダイオードが必要とされるわけではないが、ツェナーダイオード記号がシャントレギュレータの機能を表している。その他の制御可能なシャントレギュレータ回路が使用されてもよい。ダイオードＵ１及びＵ２への入力制御電圧が、クランプ電圧を制御する。入力電流Ｉｉｎ（ｍｉｎ）とＩｉｎ１（図２）との間でダイオードＵ１は事実上非導通であり、プルアップ抵抗Ｒ５によってＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のゲートがハイレベルに引き上げられて、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１をターンオンさせる。結果として、全ての入力電流ＩｉｎがＭＯＳＦＥＴ Ｍ１及びウォームＬＥＤ１４を流れる。

ダイオードＵ１、抵抗Ｒ１、Ｒ５、Ｒ８、及びＭＯＳＦＥＴ Ｍ１が電流レギュレータ（クランプ回路２６）を形成し、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のゲート電圧がＩｗを決定する。ツェナーダイオードＵ１の制御端子は、抵抗Ｒ１の上ノードに結合される。特定の回路例において、入力電流Ｉｉｎが、電流Ｉｗを、抵抗Ｒ１の上ノードにおける電圧が１．２５ボルトになるポイントまで上昇させると、ツェナーダイオードＵ１が導通して、ゲート電圧を、図２におけるクランプされた電流Ｉｗを導通するのに必要なレベルにクランプする。１．２５Ｖという制御電圧が、抵抗Ｒ１の上ノードに１．２５Ｖの電圧を維持するのに十分なだけツェナーダイオードＵ１を導通させるように、（ツェナーダイオードＵ１によって表される）ＴＬ４３１に基準電圧が設定される。制御電圧が１．２５ボルトに達する前、ツェナーダイオードＵ１はオフである。ツェナーダイオードＵ１によるクランプは図２のＩｉｎ１で開始する。従って、Ｉｉｎ１とＩｉｎ２との間で、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１を流れ抜ける電流Ｉｗは１．２５Ｖ／Ｒ１にクランプされることになる。それ故に、Ｒ１の値がＩｉｎ１の位置を決める。制御電圧に関して１．２５ボルトという特定の値が記載されているが、技術的に実現可能な如何なる制御電圧が使用されてもよい。

抵抗Ｒ６、Ｒ７、及び第２のアジャスタブルツェナーダイオードＵ２（別のＴＬ４３１）が、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のゲート電圧をモニタする比較器として振る舞う。抵抗Ｒ１を通る電流Ｉｗがクランプ電流に達する前、ツェナーダイオードＵ１は最小電流を引き出す。抵抗Ｒ５は、ツェナーダイオードＤ１によって設定され（且つキャパシタＣ１によってフィルタリングされる）一定の固定電圧に接続され、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のゲートをハイ（ｈｉｇｈ）に引き上げる。ここで、ゲート電圧は、ツェナーダイオードＤ１によって設定される電圧を（Ｒ６＋Ｒ７）／（Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒ７）に乗じたものに等しい。ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１を通る電流がレギュレータのクランプ電流（Ｉｉｎ１にある）に達すると、ツェナーダイオードＵ１（ＴＬ４３１）が導通してゲート電圧を必要なレベルまで引っぱり、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１を通る電流をクランプする。これは、抵抗Ｒ６及びＲ７で形成される抵抗分圧器における電圧を低下させ、そして、分圧された電圧が、制御可能なツェナーダイオードＵ２（ＴＬ４３１）への制御電圧をその閾電圧未満に低下させることで、ツェナーダイオードＵ２が開回路として作用するようにされる。そうすることによって、抵抗Ｒ４がＭＯＳＦＥＴ Ｍ２（図３のスイッチ２４）のゲート電圧をハイに引き上げ、それが入力電流Ｉｉｎ１でＭＯＳＦＥＴ Ｍ２をターンオンさせる。抵抗Ｒ１を通る電流がクランプ電流に達する前後でのゲート電圧の変化が相対的に大きいので、この回路は、ＴＬ４３１アジャスタブルシャントレギュレータの内部基準閾電圧の広がりの影響をあまり受けない。より具体的には、ＴＬ４３１アジャスタブルシャントレギュレータの内部基準電圧に一致するようにＭＯＳＦＥＴ Ｍ２の固定ターンオン閾値を設計しようとする場合、その基準電圧の広がりに起因して不一致が発生し得る。ここで提供される技術では、Ｍ２のターンオン閾値はＴＬ４３１アジャスタブルシャントレギュレータの内部基準電圧の絶対値に従おうとするものではなく、故に、その広がりの影響を受けにくい。

キャパシタＣ２及び抵抗Ｒ１０が、閉ループ安定性を維持する補償ネットワークを形成する。

次に、入力電流Ｉｉｎ２での動作を説明する。抵抗Ｒ３及びショットキーダイオードＤ２が、図３のフィードバック回路２８を形成する。ＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のソース電圧がショットキーダイオードＤ２の順方向電圧だけＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のソース電圧より高くなると直ちに、一部の電流が抵抗Ｒ３及びＲ１を通って迂回されることになる。抵抗Ｒ１を通る電流は、今や、抵抗Ｒ３及びＭＯＳＦＥＴ Ｍ１の双方からなる。これは、図２のＩｉｎ２におけるニー（折れ線）ポイントであり、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１の電流Ｉｗのロールオフ（低下）の開始である。抵抗Ｒ１を通るこの追加電流は、ツェナーダイオードＵ１に、抵抗Ｒ１の上ノードにおける電圧を１．２５ボルトに維持するためのＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のゲート電圧を更に低下させる。より大きい抵抗Ｒ２は、Ｉｉｎ２をｘ軸上左側に移動させる。ロールオフの傾きは、抵抗Ｒ３によって決定される。抵抗Ｒ３の値が高いほど、傾きが小さくなる。ツェナーダイオードＵ１及びＵ２、並びに抵抗Ｒ６、Ｒ７、Ｒ４、及びＲ２が、制御回路２２（“ＬＥＤコントローラ”としても参照される）の機能を果たす。より具体的には、制御回路２２は、上述のように、スイッチ２４（ＭＯＳＦＥＴ Ｍ２）を制御して、クールＬＥＤ１２を通る電流の流れを可能又は不可能にするとともに、クランプ回路２６（ツェナーダイオードＵ１、抵抗Ｒ１、Ｒ５、Ｒ８、及びＭＯＳＦＥＴ Ｍ１を含む電流レギュレータ）を制御して、ウォームＬＥＤ１４を通る電流をクランプする。なお、制御回路２２及びクランプ回路２６は、図４に示した回路の特定のコンポーネントを含むとして説明したが、少なくとも一部の観点において、制御回路２２とクランプ回路２６との間の境界は完全には描かれない。例えば、抵抗Ｒ６及びＲ７は制御回路２２の一部であるとして説明され、抵抗Ｒ５はクランプ回路２６の一部であるとして説明されているが、これらの抵抗が協働して制御回路２２及びクランプ回路２６の双方の機能を果たす。当業者が認識することには、図４に示した様々な要素は、図３の要素に対応するように様々にグループ化され得る。

抵抗Ｒ９、ダイオードＤ１、及びキャパシタＣ１が、電圧バッファを形成する。これは、両方のＭＯＳＦＥＴのゲート電圧がそれらの限界内にあること、及び抵抗分圧器（Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７）の結果が予測可能であることを確実にする。

Ｉｉｎ１未満の入力電流でクールＬＥＤ１２を完全にターンオフさせることが望ましくない場合、図２のＩｃ２の線によって示されるように、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ２を、Ｉｉｎ（ｍｉｎ）とＩｉｎ１との間でロールオフするように制御することができる。これは、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ２と並列のリークパスとして、ノードｖｃｓ２とｖｓ２との間に抵抗を接続することによって行われることができる。

図５は、１００％と約１０％（最小減光）との間で調光する間に、結果として得られるランプのＣＣＴ出力３４が、ハロゲン電球の理想ＣＣＴに対して、いかに同一同然であるかを示している。

本発明システムは、高周波フィルタを必要とせず、非常に小型で安価に作製され得る。これは、アナログ入力電流を調節する任意のタイプの調光回路と共に使用されることができる。

図６Ａは、暖色化減光回路１６を、タップ付き線形ＬＥＤドライバ４０と共に使用することを示している。ＡＣ幹線電圧から動作するタップ付き線形ＬＥＤドライバは、よく知られており、商業的に入手可能である。ドライバ４０は、ＭａｇｎａＣｈｉｐ社によるＭＡＰ９０１０ ＡＣ ＬＥＤドライバ４０、又はその他の好適なドライバとし得る。

ドライバ４０は、全波ダイオードブリッジ４２から整流されたＡＣ信号を受け取る。ＡＣ信号は幹線電圧４４とし得る。ヒューズ４５（抵抗記号によって表されている）が回路を過電流から保護し、キャパシタ４６が過渡電流を平滑化し、そして、過渡電流抑制器４８がスパイクを制限する。ドライバ４０は、入来するＤＣ信号のレベルの上昇及び低下を検知し、図６Ｂに示すように、その４つの出力ＩＯＵＴ０−ＩＯＵＴ３に次々に電流を与える。一度に１つの電流のみが４つの出力端子のうちのいずれかに出力され、第１グループの直列ＬＥＤの順方向電圧をちょうど超える低いＤＣ電圧レベルでは、ＩＯＵＴ０のみが電流を出力して第１グループのＬＥＤを活性化させる。ＬＥＤのストリング全体の順方向電圧を超えるものである最大ＤＣ電圧レベルの近くでは、ＩＯＵＴ３のみが電流を出力してストリング全体を活性化させる。ダイオード４９は、全ての電流がドライバ４０に流れ込むだけであることを保証する。例えばユーザ制御される調光器からなどの制御信号５０によって、アナログ駆動電流が制御される。

左側の第１グループのＬＥＤは、ＤＣ電圧が第１グループのＬＥＤの順方向電圧より高く上昇しているときにオンしているので、最も多くオンであり、右側の第４グループのＬＥＤは、ＤＣ電圧が最高レベルの近くであるときのみターンオンされるので、最も少なくオンである。電流がＩＯＵＴ０からＩＯＵＴ３に徐々に増加して、ＤＣレベル変化に伴って活性化ＬＥＤの数が絶えず変化するときの知覚可能なフリッカを抑制する。各グループに、１つのクールＬＥＤ１２及び１つのウォームＬＥＤ１４のみが示されているが、各グループにもっと多くのＬＥＤが存在し得る。

電流ＩＯＵＴ０−ＩＯＵＴ３が同じ調光レベルで異なることの結果として、クールＬＥＤ１２への電流ＩｃとウォームＬＥＤ１４への電流Ｉｗとの組み合わせが、暖色化減光回路１６Ａ−１６Ｄの各々に対して調節され、それにより、全ての調光レベルで各グループのＬＥＤのＣＣＴが一致し、ランプのＣＣＴがサイクル毎に揺らぐことが回避される。各調光レベルでＣＣＴを一致させることは、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３（図４）の値を調節することによって行われる。例えば、クールＬＥＤ及びウォームＬＥＤが同時にオンである特定の調光レベルでＩＯＵＴ０電流（最も低い）を受け取る暖色化減光回路１６Ａでは、暖色化減光回路１６Ａは、ＩＯＵＴ３電流（最も高い）を受け取る暖色化減光回路１６Ｄと同じ比の電流Ｉｃ及びＩｗをクールＬＥＤ及びウォームＬＥＤに与える。当業者は、いずれの調光レベルでも暖色化減光回路１６Ａ−１６Ｄの各々について等しいＣＣＴを維持するために、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３の値を容易に選択することができる。

図７は、そのデータシートから再現したＭＡＰ９０１０ドライバ内の機能ユニットを示している。整流されたＤＣ電圧がＡＣサイクル中に変化するときに出力ＩＯＵＴ０−ＩＯＵＴ３にて所望の電流を次々に供給するよう、ＭＯＳＦＥＴ６０が制御される。出力ＩＯＵＴ０−ＩＯＵＴ３における電流を制御するために、アナログ調光信号が端子ＲＤＩＭに与えられる。この動作はデータシートに更に説明されており、それをここに援用する。

上述の暖色化減光回路１６は、調光のために可変電流を提供する従来のＬＥＤドライバと共に使用されることが可能な単純な３端子ＩＣとし得る。暖色化減光回路１６は、高周波フィルタリングコンポーネント（例えば、大きいキャパシタ又はインダクタ）を必要とせず、それ故に、ＬＥＤと共にプリント回路基板上に容易に実装される。マイクロプロセッサは必要でない。

本発明の特定の実施形態を図示して説明してきたが、当業者に自明であるように、より広い態様での本発明から逸脱することなく変形及び変更が為され得るのであり、故に、添付の請求項は、それらの範囲内に、本発明の真の精神及び範囲に入る全ての変形及び変更を包含すべきものである。

Claims (20)

1. 整流された交流（ＡＣ）信号を提供するように構成されたダイオードブリッジと、
   ドライバと、
   を有し、
   前記ドライバは、
   前記整流されたＡＣ信号を受信し、
   第２の時点には適用せずに第１の時点に、第１の電流信号を第１の暖色化減光回路に適用し、前記第１の時点には適用せずに前記第２の時点に、第２の電流信号を第２の暖色化減光回路に適用し、前記第１の暖色化減光回路及び前記第２の暖色化減光回路は、前記第１の暖色化減光回路及び前記第２の暖色化減光回路によって駆動される発光ダイオード（ＬＥＤ）に同じ相関色温度（ＣＣＴ）をもたらす出力を提供するように構成される、
   ように構成されている、
   回路。
2. 前記ダイオードブリッジは全波ダイオードブリッジである、請求項１に記載の回路。
3. 前記ドライバはタップ付き線形ドライバである、請求項１に記載の回路。
4. 前記ダイオードブリッジは、前記ダイオードブリッジに供給される幹線電圧信号から、前記整流されたＡＣ信号を提供するように構成される、請求項１又は２に記載の回路。
5. 前記第１の暖色化減光回路及び前記第２の暖色化減光回路からの出力の少なくとも一方に基づいて活性化するように構成された第１グループのＬＥＤ、を更に有する請求項１又は２に記載の回路。
6. 前記第２の暖色化減光回路に基づいて活性化するように構成された第２グループのＬＥＤ、を更に有する請求項５に記載の回路。
7. 当該回路を過電流から保護するように構成されたヒューズ、を更に有する請求項１又は２に記載の回路。
8. 過渡電流を平滑化するように構成されたキャパシタ、を更に有する請求項１又は２に記載の回路。
9. 前記ドライバは、前記整流されたＡＣ信号の上昇及び前記整流されたＡＣ信号の低下のうちの少なくとも一方を検知するように構成される、請求項１又は２に記載の回路。
10. 前記ドライバは更に、前記整流されたＡＣ信号の上昇及び前記整流されたＡＣ信号の低下のうちの前記少なくとも一方を検知することに基づいて前記第１の電流信号及び前記第２の電流信号を生成するように構成される、請求項９に記載の回路。
11. 前記整流されたＡＣ信号は、制御信号に基づいて決定される、請求項１に記載の回路。
12. 前記第１の暖色化減光回路及び前記第２の暖色化減光回路の各々が、第１のＣＣＴを提供する第１アレイのＬＥＤ及び第２のＣＣＴを提供する第２アレイのＬＥＤを駆動するように構成される、請求項１又は２に記載の回路。
13. 前記第１アレイのＬＥＤ及び第２アレイのＬＥＤうちの同じ第１の個数が、前記第１の暖色化減光回路によって駆動され、前記第１アレイのＬＥＤ及び第２アレイのＬＥＤうちの同じ第２の個数が、前記第２の暖色化減光回路によって駆動される、請求項１２に記載の回路。
14. 前記第１アレイのＬＥＤ及び第２アレイのＬＥＤの各々のうち、前記第１の暖色化減光回路によって駆動されるＬＥＤの個数が、前記第２の暖色化減光回路によって駆動されるものよりも少なく、前記第２の暖色化減光回路は、前記第１アレイのＬＥＤ及び第２アレイのＬＥＤを駆動するために前記第１の暖色化減光回路によって使用される整流されたＡＣ信号よりも高い整流されたＡＣ信号で、前記第１アレイのＬＥＤ及び第２アレイのＬＥＤを駆動するように構成される、請求項１２に記載の回路。
15. 暖色化減光回路の入力で調節可能アナログ電流を受信し、
    前記調節可能アナログ電流が最小入力電流と第１入力電流との間にある条件で、クールＬＥＤを切り離して、前記調節可能アナログ電流がウォームＬＥＤに供給されるようにし、
    前記調節可能アナログ電流が前記第１入力電流と第２入力電流との間にある条件で、前記調節可能アナログ電流のうち第１の調節可能な部分を前記クールＬＥＤに供給するとともに前記調節可能アナログ電流のうちクランプされた部分を前記ウォームＬＥＤに供給して、前記第１の調節可能な部分が、前記調節可能アナログ電流と前記クランプされた部分とに基づいて決定されるようにし、
    前記調節可能アナログ電流が前記第２入力電流よりも大きい条件で、前記調節可能アナログ電流のうち第２の調節可能な部分を前記クールＬＥＤに供給するとともに前記調節可能アナログ電流のうち第３の調節可能な部分を前記ウォームＬＥＤに供給して、前記第１の調節可能な部分及び前記第３の調節可能な部分が、前記調節可能アナログ電流に基づいて決定されるようにする、
    ことを有する方法。
16. 前記クールＬＥＤはおよそ４０００Ｋ以上の相関色温度（ＣＣＴ）を持つ、請求項１５に記載の方法。
17. 前記ウォームＬＥＤはおよそ２２００Ｋ以下の相関色温度（ＣＣＴ）を持つ、請求項１５又は１６に記載の方法。
18. 前記クールＬＥＤを切り離すことは、スイッチを用いて前記クールＬＥＤを切断することを有する、請求項１５又は１６に記載の方法。
19. 前記調節可能アナログ電流が前記第２入力電流よりも大きい条件で、前記調節可能アナログ電流の増加に基づいて、前記第２の調節可能な部分を増加させるとともに前記第３の調節可能な部分を減少させる、ことを更に有する請求項１５又は１６に記載の方法。
20. 暖色化減光回路の入力で、増加している調節可能アナログ電流を受信し、
    前記調節可能アナログ電流が第１入力電流よりも低い間、クールＬＥＤを切り離して、前記調節可能アナログ電流がウォームＬＥＤに供給されるようにし、
    前記調節可能アナログ電流が前記第１入力電流と第２入力電流との間にある間、前記調節可能アナログ電流のうち第１の調節可能な部分を前記クールＬＥＤに供給するとともに前記調節可能アナログ電流のうちクランプされた部分を前記ウォームＬＥＤに供給して、前記第１の調節可能な部分が、前記調節可能アナログ電流と前記クランプされた部分とに基づいて決定されるようにし、
    前記調節可能アナログ電流が前記第２入力電流よりも大きい間、前記調節可能アナログ電流のうち第２の調節可能な部分を前記クールＬＥＤに供給するとともに前記調節可能アナログ電流のうち第３の調節可能な部分を前記ウォームＬＥＤに供給して、前記第１の調節可能な部分及び前記第３の調節可能な部分が、前記調節可能アナログ電流に基づいて決定されるようにする、
    ことを有する方法。

Images