JP2022545427A - 電源に接続するためのダブルエンドのレトロフィットの発光ダイオード（ｌｅｄ）ベースの照明デバイスであって、改良されたピン安全回路を有するｌｅｄベースの照明デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、電源に接続するためのダブルエンドのレトロフィットの発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの照明デバイスであって、前記レトロフィットのＬＥＤ照明デバイスが、前記ＬＥＤベースの照明デバイスを前記電源に接続するために前記ＬＥＤ照明デバイスの第１端部に２つの別々の接続端子Ｌ１、Ｌ２を有し、前記ＬＥＤベースの照明デバイスを前記電源に更に接続するために第２端部に２つの別々の更なる接続端子Ｒ１、Ｒ２を有し、光を発するための少なくとも１つのＬＥＤと、前記電源からＡＣ電流を受け取るよう構成される交流（ＡＣ）ＬＥＤドライバであって、受け取った前記ＡＣ電流に基づいて前記少なくとも１つのＬＥＤを駆動するための交流（ＡＣ）ＬＥＤドライバと、前記照明デバイスの存在を前記電源に示すために循環して前記電源に戻るフィラメント電流をサポートするために、前記２つの別々の接続端子Ｌ１、Ｌ２の間に配設されるフィラメント回路と、ピン安全スイッチを含むピン安全回路であって、前記ピン安全スイッチが閉じられるときに前記ＡＣ電流が前記フィラメント回路を流れないように、各スイッチが前記２つの接続端子Ｌ１、Ｌ２の別々の端子に接続されているピン安全回路とを有するレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスを提供する。

Description

本開示は、電子安定器に接続するためのレトロフィットの発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの照明デバイスに関し、より具体的には、改良されたピン安全回路を有するレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスに関する。

様々な照明用途のために、発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用する照明デバイスが開発されている。ＬＥＤランプは、その長寿命及び高いエネルギ効率のため、今日では、従来の蛍光灯の置き換えのためにも、即ち、レトロフィット用途のためにも設計されている。このような用途の場合は、レトロフィットＬＥＤデバイスは、一般に、それぞれのランプ取付具（lamp fixture）のソケットに合うよう適合される。更に、ランプのメンテナンスは、一般に、ユーザによって行われるので、レトロフィットＬＥＤデバイスは、理想的には、取付具を再配線する必要なく、任意のタイプの適切な取付具で容易に動作可能であるべきである。

このようなレトロフィットＬＥＤデバイスは、例えば、US 2016/0081147において開示されている。ここでは、ＬＥＤデバイスは、ドライバ回路を収容する管の端部にある対のピンの中からの任意の２つの電極ピンから入力される電流を受け取るよう配線される。入力される電流は、管内のＬＥＤアレイを駆動するために、整流回路を通してＤＣに変換され、フィルタ回路を通して望ましくない周波数及び電圧を除去され、ステップダウン定電流回路（step-down constant current circuit）で制御される。

現場には多種多様なＨＦ安定器が取り付けられているため、電子安定器、例えば高周波（ＨＦ）蛍光灯安定器とレトロフィットＬＥＤ照明デバイスの良好な適合性を達成することが課題であることは分かっている。これは、とりわけ、ＨＦ安定器の起動を保証しなければならないことと、両方のランプ端部間に非常に高いオームのＤＣインピーダンスしか必要としないこと、又はＤＣインピーダンスを必要としないことと、ランプの他方の端部のピンがランプホルダに挿入されている間にランプの一方の端部にあるピンに触れても安全であるピン安全装置と、フィラメントインピーダンス、即ち、ランプの各端部にある２つのピンの間の、蛍光灯フィラメントを模倣するインピーダンスとの組み合わせに起因する。

とりわけ後者が課題である。フィラメントインピーダンスは、低すぎることは、ＨＦ安定器において過熱を引き起こす可能性があるので、低すぎることは許されないが、逆に、高すぎることは、フィラメントインピーダンスの実施に使用される、ＬＥＤベースの照明デバイス内の回路要素、より具体的には抵抗器の過熱を引き起こす可能性があるので、あまり高くない可能性がある。

主に、Ｔ５ランプ、即ち、５／８インチの管径を持つランプのためのＨＦ安定器であって、ＨＦ安定器が駆動するランプのタイプを認識し、ＨＦ安定器がそのランプに供給するランプ電流又は電力を、それに応じて調節するよう設計されているＨＦ安定器もある。ランプ認識機能を備えるＨＦ安定器のほぼ全てが、蛍光灯の点弧（ignition）直前の、フィラメント予熱フェーズの終了時のフィラメントインピーダンス又は抵抗を決定することによって、ランプ認識を実施する。

蛍光灯の場合は、これは最も正確な瞬間と考えられ得る。蛍光灯のフィラメント抵抗は温度依存性がある。予熱フェーズの終了時には、抵抗は、低温値（cold value）Ｒ０から、Ｒ０の約４倍である高温値（hot value）ＲＴに増加している。予熱フェーズの終了時の高いフィラメント温度においては、フィラメントに付着されているエミッタ材料が熱電子放出に達し、このことは、限られた点弧電圧での蛍光灯を円滑な点弧を可能にし、フィラメントにほとんど損傷を与えない。

ＨＦ安定器によるランプタイプの適切な検出を保証するために、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスのフィラメントインピーダンス／抵抗は、それが取って代わろうとする蛍光灯タイプのＲＴ値である必要がある可能性がある。これは、ランプタイプの認識がない場合よりも制限が厳しい。

本開示の目的は、改良されたピン安全回路を有するレトロフィットの発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの照明デバイスを提供することである。

本開示の更なる目的は、このようなＬＥＤベースの照明デバイスを動作させる方法、及びコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ可読媒体に記憶された命令であって、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスによって実行されるときに、前記デバイスに本開示による方法を実施させる命令を有するコンピュータ可読媒体を含む。

第１態様においては、電源に接続するためのダブルエンドの（double ended）レトロフィットの発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの照明デバイスであって、前記レトロフィットのＬＥＤ照明デバイスが、前記ＬＥＤベースの照明デバイスを前記電源に接続するために前記ＬＥＤ照明デバイスの第１端部に２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）を有し、前記ＬＥＤベースの照明デバイスを前記電源に更に接続するために第２端部に２つの別々の更なる接続端子（Ｒ１、Ｒ２）を有するダブルエンドのレトロフィットの発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの照明デバイスが提供される。

前記ダブルエンドのレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスは、
－ 光を発するための少なくとも１つのＬＥＤと、
－ 前記電源からＡＣ電流を受け取るよう構成される交流（ＡＣ）ＬＥＤドライバであって、受け取った前記ＡＣ電流に基づいて前記少なくとも１つのＬＥＤを駆動するための交流（ＡＣ）ＬＥＤドライバと、
－ 前記照明デバイスの存在を前記電源に示すために循環して前記電源に戻るフィラメント電流をサポートするために、前記２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）の間に配設されるフィラメント回路と、
－ ピン安全スイッチを含むピン安全回路であって、前記ピン安全スイッチが閉じられるときに前記ＡＣ電流が前記フィラメント回路を流れないように、各スイッチが前記２つの接続端子（Ｌ１、Ｌ２）の別々の端子に接続されるピン安全回路とを有する。

本発明者は、それは、前記ＬＥＤベースの照明デバイスがオンに切り替えられるときに、前記ＡＣ電流が前記フィラメント回路を流れない場合に有益であり得ることを見出した。これは、前記２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）の両方に接続される前記ピン安全スイッチの導入によって達成される。これは、前記スイッチの各々が、第１側部を介して、それぞれの前記接続端子に接続され、第２側部を介して、前記ＬＥＤベースの照明デバイス内に存在する電子機器、例えば前記ＡＣ ＬＥＤドライバに接続されることを意味し得る。

従来技術の状況においては、前記ＬＥＤベースの照明デバイスがオンに切り替えられるときでも、前記ＬＥＤに給電するための電流、又はその少なくとも一部が、前記フィラメント回路を流れる。このことは、前記フィラメント回路において熱を生じさせ、これは、多くの理由で望ましくない。

本開示によるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの利点は、前記レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスがオンにされるとき、前記フィラメント回路が、可能な限りバイパスされ得るということである。即ち、前記フィラメント回路は、前記レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスがオンにされるときは、循環して前記電子安定器に戻るフィラメント電流を供給しなくてもよい、又はほとんど供給しなくてもよい。

前記レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスは、ＡＣ主電源からＡＣ電流を受け取るためのＬ１及びＬ２接続端子を有し得る。前記フィラメント回路は、前記Ｌ１接続端子と前記Ｌ２接続端子との間に配置され得る。前記Ｌ１接続端子は、前記ＡＣ ＬＥＤドライバ、即ち、整流器の第１入力に接続されてもよく、前記Ｌ２接続端子は、前記ＡＣ ＬＥＤドライバの第２入力に接続されてもよい。これらの接続の両方、即ち、Ｌ１とＡＣ ＬＥＤドライバの接続、及びＬ２とＡＣ ＬＥＤドライバの接続の両方において、ピン安全スイッチが設けられてもよい。

上記のものは、前記ＬＥＤベースの照明デバイスがオンにされるときは、少なくとも、前記ＬＥＤ用である電流は、前記フィラメント回路を流れないように、前記ＡＣ主電源と前記ＡＣ ＬＥＤドライバとの間に直接接続がある動作方式をもたらす。このことは、前記ＬＥＤベースの照明デバイスにおける総損失を減らす。

上述のように、本開示によるピン安全回路は、前記レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの取り付け時の安全性を保証するためのものである。前記ＬＥＤベースの照明デバイスの第１端部が取付具に取り付けられ、前記ＬＥＤベースの照明デバイスの他方の端部が浮いているときには、危険な状況が発生する可能性がある。このような場合には、前記ＬＥＤベースの照明デバイスの浮いている前記端部のピンに危険な電圧が誘導される可能性がある。

本開示によるピン安全回路は、上記の状況に対処するよう構成される。前記ピン安全回路は、前記レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの前記第１端部と、反対側の他方の端部との間に、電気的接続がない、又は少なくとも非常に高いオームの電気的接続があることを保証し得る。前記レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの両方の端部が適切に取り付けられた場合にのみ、前記ピン安全回路は、開路、又は高いオームの接続をキャンセルする。即ち、前記レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの両方の端部の間の電気的接続が回復される。これは、本開示によれば、前記２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）において両方のピン安全スイッチを閉じることによって達成される。

前記レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスは、電源に接続するのに適していることに留意されたい。好ましくは、前記電源は、高周波（ＨＦ）安定器である。他のタイプの電源は、主電源、例えば２３０Ｖａｃ、又はＥＭ安定器を含む。

例においては、前記安全スイッチは、単一のリレーによって構成される常開（normally-open）スイッチである。

これの利点のうちの１つは、これらの変形例は、通常、単極リレーと比較してほとんど追加コストなしで利用可能であることである。このようなやり方においては、オン状態のＬＥＤ電流が、フィラメントインピーダンス、又は前記フィラメントインピーダンスの少なくとも一部を流れず、前記フィラメント回路における関連するオン状態の散逸（dissipation）の発生を防止するピン安全ソリューションが生み出される。

更なる例においては、前記ピン安全回路は、前記２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）の各々に接続される２つの直列カスケード接続（in series cascaded）ピン安全スイッチを有する。

上記の例は、本開示に単一故障耐性（single fault tolerance）の態様を追加する。上記のような２つのスイッチは、ピン安全性の観点から、実質的に並列にある。上記のピン安全スイッチの各々は、２つのスイッチを直列に有してもよい。単一故障耐性のために、第２の直列スイッチは、安全目的で、別のリレー、又は他のタイプのスイッチによるものである必要があり得る。

更なる例においては、前記レトロフィットのＬＥＤ照明デバイスは、前記ピン安全スイッチが開いているときに前記ピン安全スイッチを制御するための低減された量の電力を前記レトロフィットのＬＥＤ照明デバイスに供給するための、前記ピン安全スイッチにわたって並列に接続されるコンデンサ、好ましくは、安全コンデンサ（safety capacitor）を更に有する。

前記ピン安全スイッチは、デジタル制御ロジックによって制御され得る。前記デジタル制御ロジックは、同様に前記電源から、又はバッテリ若しくは同様のものを使用して、給電される必要があり得る。前記ピン安全スイッチを制御するために十分な電力が利用可能であることを確実にするために、コンデンサ、好ましくは安全コンデンサ、又は２つ以上の安全コンデンサが設けられてもよい。前記安全コンデンサは、前記デジタル制御ロジックに十分な電力が供給されるが、前記電源から受け取られる電力量は、通電中の前記ピンのいずれかに触れる如何なる人にも危害を加えることができないように選択され得る。

安全コンデンサの利点は、何らかの理由で前記コンデンサが故障する場合に危険な状況がないことである。

本開示によれば、前記レトロフィットのＬＥＤ照明デバイスは、ダブルエンドのレトロフィットのＬＥＤ照明デバイスであり、前記レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの各対向端部において、前記デバイスは、フィラメント回路を有してもよい。

本開示の文脈においては、以下のことが定義される。前記ダブルエンドのレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスは、単一のピン安全回路を有してもよく、前記ピン安全回路は、前記レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの両方の端部において構成要素を有してもよい。前記ダブルエンドのレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスは、前記照明デバイスの第１端部におけるフィラメント回路と、前記照明デバイスの、前記第１端部とは反対側の第２端部における更なるフィラメント回路とを更に有してもよい。

別の例においては、前記レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスは、前記照明デバイスの存在を前記電源に示すために循環して前記電源に戻るフィラメント電流をサポートするために、前記２つの別々の更なる接続端子の間に配設される更なるフィラメント回路を有し、前記ピン安全回路は、更なるピン安全スイッチを有し、前記更なるピン安全スイッチが閉じられるときに前記ＡＣ電流が前記更なるフィラメント回路を流れないように、各更なるスイッチが、前記２つの別々の更なる接続端子の別々の更なる接続端子に接続される。

上記の例も、本開示に単一故障耐性の態様を追加する。

前記レトロフィットのＬＥＤ照明デバイスは、前記スイッチが開いているときに前記ピン安全スイッチを制御するための低減された量の電力を前記レトロフィットのＬＥＤ照明デバイスに供給するために、前記２つの別々の更なる接続端子（Ｒ１、Ｒ２）の両方に接続される前記更なるピン安全スイッチにわたって並列に接続される更なるコンデンサ有してもよい。

更に別の例においては、前記ピン安全スイッチのうちの少なくとも１つが、切換接点（changeover contact）を有し、前記ＡＣ電流が、前記ＡＣ ＬＥＤドライバへ流れるときに、又は前記ＡＣ ＬＥＤドライバから流れるときに、前記フィラメント回路が機能的に切り離されるように、前記切換接点が、
－ 前記電源に接続されるよう配設される中央ノードと、
－ 対応する前記フィラメント回路に接続されるよう配設される常閉（normally-closed）ノードと、
－ 前記ＡＣ ＬＥＤドライバに接続されるよう配設される常開ノードとを有する。

上記に加えて、前記更なるピン安全スイッチのうちの少なくとも１つも、切換接点を有してもよく、前記ＡＣ電流が、前記ＡＣ ＬＥＤドライバへ流れるときに、又は前記ＡＣ ＬＥＤドライバから流れるときに、前記更なるフィラメント回路が機能的に切り離されるように、前記切換接点が、
－ 前記電源に接続されるよう配設される中央ノードと、
－ 対応する前記フィラメント回路に接続されるよう配設される常閉ノードと、
－ 前記ＡＣ ＬＥＤドライバに接続されるよう配設される常開ノードとを有する。

上記の例の利点のうちの１つは、前記ＡＣ電流が流れ始めると、前記フィラメント回路が電子機器の残りの部分から効果的に電気的に切り離され得ることである。従って、前記スイッチのうちの１つは、前記フィラメント回路と、前記電源との間の接続が供給されるか、又は前記ＬＥＤベースの照明デバイスの残りの部分、即ち、前記整流器及び前記ＬＥＤと、前記電源との間の接続が供給される、３つのノードを有するスイッチとして形成されてもよい。

このようなスイッチは、前記ＡＣ電流が前記ＬＥＤベースの照明デバイスを流れ始めると、前記フィラメント回路が機能的に切り離された状態になることを可能にする。

更なる例においては、前記ＬＥＤベースの照明デバイスは、前記ＡＣ ＬＥＤドライバの入力インピーダンスを前記電源の出力インピーダンスに整合させるためのインピーダンス整合回路を更に有する。

インピーダンス整合は、前記電源と前記ＬＥＤベースの照明デバイスとの間の電力伝達を改善するのに有益であり得る、又は前記ＬＥＤベースの照明デバイスから前記電源に戻る信号反射を低減するために有益であり得る。

ここでは、前記インピーダンス整合回路は、
－ 前記ＡＣ ＬＥＤドライバの出力の後ろに配置されるインダクタと、
－ ２つの磁気的に結合される巻線を備えるインダクタであって、各巻線が、
－ 前記２つの別々の接続端子、又は
－ 前記更なる接続端子のいずれかの別々の端子に接続されるインダクタと、
－ 少なくとも２つインダクタであって、前記少なくとも２つのインダクタの各々が、前記接続端子又は前記更なる接続端子の別々の端子に接続される少なくとも２つのインダクタとのうちの１つを有してもよい。

前記インダクタは、例えば、前記少なくとも１つのＬＥＤと直列に配置されてもよく、又は任意の他の電子部品と並列にカスケード接続される前記少なくとも１つのＬＥＤの組み合わせと直列に配置されてもよい。これは、例えば、図５において示されており、図５においては、バッファコンデンサが、前記少なくとも１つＬＥＤにわたって並列に接続されている。従って、前記インダクタは、前記整流器のＤＣ側に配置される。これの利点は、前記インピーダンス整合回路として１つの信号インダクタしか使用されなくてもよいことである。

前記インダクタはまた、前記２つの別々の接続端子又は前記更なる接続端子のいずれかに接続される２つの磁気的に結合される巻線を備えるインダクタとして実施されてもよい。この場合には、前記インダクタは、前記ＬＥＤベースの照明デバイスのＡＣ側に配置される。

本開示によれば、２つの非磁気的に結合されるインダクタ部も使用され得る。

更なる例においては、前記インピーダンス整合回路は、２つのインピーダンス整合コンデンサを有し、前記２つのインピーダンス整合コンデンサの各々が、前記２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）の別々の端子と、前記２つの別々の更なる接続端子（Ｒ１、Ｒ２）の別々の端子とに接続する。

本開示によるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスは、従来の蛍光管ランプを置き換えるための管として成形されてもよいことに留意されたい。このような場合には、前記２つの接続端子（Ｌ１、Ｌ２）は、前記管の第１端部に向けられ、前記更なる接続端子（Ｒ１、Ｒ２）は、前記管の、前記第１端部とは反対側の第２端部に向けられる。これは、上記のように、前記２つのコンデンサの各々が、前記２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）のうちの１つと、前記２つの別々の更なる接続端子（Ｒ１、Ｒ２）のうちの１つとに接続することを実現するために、前記管の長さの大部分に及ぶ電気的接続がなされることを伴う。

これの例においては、
－ 前記２つのインピーダンス整合コンデンサのうちの第１インピーダンス整合コンデンサが、前記２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）のうちの１つと前記２つの別々の更なる接続端子（Ｒ１、Ｒ２）のうちの１つとの間に直列に配置される２つのコンデンサを有し、
－ 前記２つのインピーダンス整合コンデンサのうちの第２インピーダンス整合コンデンサが、前記２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）のうちの別の１つと前記２つの別々の更なる接続端子（Ｒ１、Ｒ２）のうちの別の１つとの間に直列に配置される２つのコンデンサを有し、
前記２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）のうちの１つと前記２つの別々の更なる接続端子（Ｒ１、Ｒ２）のうちの１つとの間に直列に配置される前記２つのコンデンサのセンタータップ（center tap）が、前記２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）のうちの別の１つと前記２つの別々の更なる接続端子（Ｒ１、Ｒ２）のうちの別の１つとの間に直列に配置される前記２つのコンデンサのセンタータップに接続される。

上記のものの利点は、 単一の電気的接続、即ち、ワイヤ若しくはトラック又は同様のものしか、前記レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの長さに及ぶ必要がないことである。２つの電気的接続は必要ない。前記単一の電気的接続は、前記２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）の間に直列に配置される前記２つのコンデンサの前記センタータップを、前記２つの別々の更なる接続端子（Ｒ１、Ｒ２）の間に直列に配置される前記２つのコンデンサの前記センタータップと接続する単一のワイヤ、トラック又は同様のもので構成され得る。従って、このことは、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスを実現するための複雑さ及びコストを減らす。

第２態様においては、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のレトロフィットの発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの照明デバイスを動作させるための方法であって、
－ 前記ＡＣ ＬＥＤドライバによって、前記電源から、ＡＣ電流を受け取るステップと、
－ 前記ＡＣ ＬＥＤドライバによって、受け取った前記ＡＣ電流に基づいて前記少なくとも１つのＬＥＤを駆動するステップと、
－ 前記フィラメント回路によって、前記照明デバイスの存在を前記電源に示すために循環して前記電源に戻る前記フィラメント電流をサポートするステップと、
－ 前記２つの別々の接続端子（Ｌ１、Ｌ２）の両方に接続される前記ピン安全スイッチを、前記ピン安全スイッチが閉じられるときに前記ＡＣ電流が前記フィラメント回路を流れないように、前記ピン安全回路によって制御するステップとを有する方法が提供される。

本発明の第１態様の実施形態に関して開示されているような利点及び定義は、レトロフィットの発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの照明デバイスを動作させる方法である本発明の第２態様の実施形態にも対応することに留意されたい。

第３態様においては、コンピュータ可読媒体に記憶されるプログラムコード手段であって、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスによって実行されるときに、上で提供されているような第２態様による前記方法を実施するよう構成されるプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム製品が提供される。

下記の実施形態を参照して、本発明のこれら及び他の態様を説明し、明らかにする。

一般に使用されている従来技術のＴＬＥＤ照明デバイスのレトロフィットソリューションを示す。 本開示によるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスを示す。 本開示によるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスを示す。 本開示によるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスを示す。 本開示によるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスを示す。 本開示によるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスを示す。 本開示によるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスを示す。

蛍光ＴＬ管は、管の２つの端部の間に導電路が存在する前に、まず、管内のガスが点火される必要があることから、本質的に安全である。管は、家庭用建物においてよく見られるもののような交流（ＡＣ）主電源電圧電源に接続される。管、又は管が取り付けられる取付具は、安定器及びジャンパ又はスタータ要素などの追加要素を有してもよい。

この安全性は、ランプソケットが通電されている間、即ち、ライブ電圧（live voltage）が存在する間に管が取付具に取り付けられているときに必要である。管の一方の端部が、ソケットに挿入され、通電されており、他方の端部が挿入されていない状況においては、自由端部のピンは通電状態（live）になってはならない。

これは、ガス入り蛍光管では、問題ないが、Ｌ１／Ｌ２及びＲ１／Ｒ２で示されているような管の２つの端部の間に導電路が存在するＬＥＤ照明デバイスを使用する場合、問題である。ピンが人間によって触れられる、即ち、人体が電力ループ内に存在するときには、内蔵ＬＥＤドライバは、電流を伝導する傾向があり、これは、通常、安全限界を超え、感電の危険をもたらす。

この問題に対する既知のソリューションは、管の一方の側部にしか主電源入力を印加しないものである。従って、他方の側部は主電源からガルバニック絶縁される。この場合には、管の２つの側部の間に導電路はないが、ランプを動作させるためには、グロースタータが短絡に置き換えられる必要がある。

より具体的には、幾つかの用途においては、レトロフィットのＬＥＤ照明デバイスが単一故障状態下で実質的な非対称性を示すことは許されない。とりわけ、整流器におけるダイオードがオープンになることは、このような状態をもたらすことがある。幾つかのレトロフィットのＬＥＤ照明デバイスにおいては、整流器における各ダイオードは、その場合、第２ダイオードによって並列化され得る。

本開示は、電源が、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの両方の端部、即ち、Ｌ１／Ｌ２及びＲ１／Ｒ２に接続されることになっている、ダブルエンドのレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスを対象にしている。

既知のダブルエンドのレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス１が、図１において示されている。

ここでは、いずれかのピンを介して流れる、例えば、Ｌ１及び／又はＬ２を介して入り、Ｒ１及び／又はＲ２を介して出るＡＣ電流の部分は、直接、整流器を介してその出力へ流れることができる。ＡＣ電流の一部が、フィラメント回路又は前記フィラメント回路の一部を介して流れる必要はない。従って、このＡＣ電流によるフィラメント回路における損失は、実質的に回避される。しかしながら、示されているような図１の従来技術の回路は、容易には、ピン安全スイッチＳｗ及び／又は整合インピーダンスと組み合わされることができない。更に、調光可能なＨＦ蛍光灯安定器と共に使用される場合、調光中のフィラメント加熱電流は、依然として、Ｒｆｉｌフィラメント抵抗器を実質的に過熱し得る。

図２は、本開示によるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス１１を示している。

本開示の目的は、上述の問題及び課題に対するソリューションを提供し、ＨＦ蛍光灯安定器の設置基盤（installed base）との適合性を最大化し、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス、例えばＴＬＥＤランプの調光も可能にし得る、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスのための回路を提供することである。

整流器へのＬ１及びＬ２ピン接続の両方にピン安全スイッチを入れることによって、ピン安全が達成され、ＡＣ電流の少なくとも一部がフィラメントインピーダンスＲｆｉｌｌを流れることが依然として防止される。本発明者は、少なくとも２つのスイッチ、整流器へＬ１ピン接続におけるスイッチと、整流器へＬ２ピン接続におけるスイッチとを組み込むことによって、ピン安全が達成され得ることを見出した。これらのスイッチは、それらが同じ挙動を供給するように、同じ制御信号で制御されてもよい。これは、これらのスイッチを使用することによって、照明デバイスの第１端部が、照明デバイスの他の反対側の側部から電気的に切り離され得ることが確実にする。

好ましくは、ＳｗＬａ及びＳｗＬｂは、単一のリレーの２つの常開接点である。Ｃｙコンデンサの位置は、重要でない場合がある。示されているように、Ｃｙコンデンサは、ＳｗＬｂにわたって、Ｌ１からＤＬ３、ＤＬ４ノードまで、又はＬ２からＤＬ１、ＤＬ２ノードまで配置されてもよい。

図２においては、各々がＬＥＤ照明デバイスの一方の端部にあるピンを整流器の入力に接続する２つのピン安全スイッチが使用されている。図２のように、ピン安全スイッチを閉じた状態では、ＡＣ電流は、部分的に又は全体的にフィラメントインピーダンスを流れる必要なしに、任意のピンを介して、直接、整流器へ／から流れることができる。

従って、オン状態のＡＣ電流が、フィラメントインピーダンス、の一部、を流れず、フィラメント回路における関連するオン状態の散逸の発生を防止するピン安全ソリューションが生み出される。

先に述べたように、「前記」ピン安全スイッチは、単一故障耐性の理由で、多くの場合、２つのスイッチの直列接続として実施される。２つのスイッチＳｗＬａ及びＳｗＬｂは、ピン安全性の観点から、実質的に並列にあるので、その場合、２つのスイッチの各々が、直列に２つのスイッチを有してもよい。単一故障耐性のために、第２の直列スイッチは、別のリレー、又は他のタイプのスイッチによるものであり得る。

代替案として、図３のＬＥＤ照明デバイス２１において示されているように、２つの追加のスイッチが、ＬＥＤ照明デバイスの反対側の端部に接続されてもよい。

ピン安全スイッチの第２セットは、単一故障耐性を提供してもよい。その第２セットをランプの他方の端部に配置することは、両方のＬＥＤ照明デバイス端部の間に対称性をもたらし、リレーをランプの異なる端部に物理的に配置することを可能にし得る。 ピン安全スイッチが開いている間の適切なランプ挿入を検出するための電流経路を作成するために、第２ＣＹコンデンサＣＹＲが追加される必要がある場合がある。ここでは、ＣＹＬとＣＹＲとが実質的に直列にあり、即ち、一方が短絡しても、正しく動作している他方のＣＹコンデンサが依然として存在するので、ＣＹコンデンサは、安全タイプのコンデンサである必要はないかもしれない。従って、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスは、依然として、単一故障耐性がある。

２つのリレーは、共用検出及び駆動信号、共用検出信号及び個別駆動信号、又は個別検出及び駆動信号によって作動され得る。

従って、オン状態のＡＣ電流が、フィラメントインピーダンス（のあらゆる部分）を流れず、フィラメント回路における関連するオン状態の散逸の発生を防止する先のピン安全ソリューションに、単一故障耐性が追加される。

更なる洞察は、複数のリレー出力接点は、多くの場合、３つのノード、即ち、中央ノードＣＣと、リレーが作動されないときは中央ノードＣＣに接続され、リレーが作動されるときは中央ノードから切り離される常閉ノードＮＣと、リレーが作動されないときは中央ノードから切り離され、リレーが作動されるときは中央ノードに接続される常開ノードＮＯとを有する切換接点として利用可能であるということである。リレーの、切換接点を備えるバリエーションは、常開接点又は常閉接点だけを有するバリエーションと比較して、ほとんど追加コストなしで入手可能である。

このことは、ＬＥＤ照明デバイスの各端部にある２つのスイッチＳｗのうちの少なくとも１つを切換接点に変更することを可能にし、リレーが作動されるときに回路の残りの部分からフィラメント回路を効果的に電気的に取り外すことを可能にする。

これは、本開示によるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス３１を示している図４において示されている。

フィラメント回路は、ＬＥＤ照明デバイスのいずれかの端部にあるスイッチのうちの少なくとも１つを、切換接点であって、その中央ノードＣＣが電源に接続し、その常閉ノードＮＣがフィラメント回路に接続し、その常開ノードＮＯが整流器の入力に接続する切換接点に置き換えることによって、リレーが作動されると、回路から電気的に取り外される、即ち、機能的に絶縁される、又は機能的に切り離される。これは、ランプのオン状態の動作中のフィラメント抵抗器における散逸を更になくすことを可能にすると共に、調光を可能にする／簡素化する。

オン状態のランプの動作中に回路からフィラメント回路を電気的に取り外すことは、一部の固定出力ＨＦ蛍光灯安定器との適合性を得るために望ましく、リレー／スイッチが作動されるとフィラメント回路の抵抗器における散逸が生じないので、調光動作の大きな成功要因（big enabler）となる。

図４は、リレーを、各々、ランプのそれら自身の端部に物理的に配置することが魅力的である理由も明らかにしている。切り替えられるべき回路及び信号の全てが、ランプのその端部に配置される。

ランプのタイプの認識を備えるＨＦ安定器の場合には、フィラメント抵抗は、それが取って代わろうとする蛍光灯のＲＴ値であって、その蛍光灯の冷たいフィラメントのインピーダンスＲ０の４倍であるＲＴ値と本質的に等しい抵抗を持つよう選ばれる必要がある場合がある。蛍光灯のＲ０値は、ランプのタイプごとに規格化されており、蛍光灯の仕様書において規定されている場合がある。

前述のように、フィラメントインピーダンスによるランプのタイプの認識は、予熱フェーズの終了時に又はに向けて行われ得る。

前に示したように、レトロフィットベースのＬＥＤ照明デバイスは、図４においては示されていないが、図５乃至７に関して説明される、コンデンサＣｐａｒ及び／又はインダクタＬ１を有するインピーダンス整合回路を含んでもよい。

図５は、本開示による更なるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス４１を示している。

整流器入力電流が、（示されているような）ＤＲ１、ＤＲ２と、ＤＲ３、ＤＲ４との間でどのように分かれるかは規定されないので、インダクタが整流器のＤＣ側に持って来られない限り、単一の整合インダクタＬ１を使用することは可能ではないかもしれない。可能ではあるが、その場合、インピーダン ス整合への影響が変わり、好ましくない場合がある。

図５において、上記のものが示されており、インダクタＬ１が、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスのＤＣ側内にある。

図６は、本開示によるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス５１を示している。

電流が正確にどこ、即ち、Ｌ１、Ｌ２及びＲ１、Ｒ２を流れるかは規定されないので、ここではＣｐａｒ１及びＣｐａｒ２として示されている、少なくとも２つのインピーダンス整合キャパシタンスを追加することが必要とされ得る。Ｃｐａｒ１及びＣｐａｒ２の右側の接続は、Ｌ１ｂ、ＳｗＲｂと、Ｌ１ａ、ＳｗＲａとの間で入れ替えられてもよい。

上記に続いて、電流がＬ１を流れるのかＬ２を流れるのか（及びＲ１を流れるのかＲ２を流れるのか）が事前には明らかではないので、図６において示されている整流器は、基本的に複数の入力を有する。従って、例えば、Ｌ１を介して流れる電流に対してはＤＬ１が設けられ、Ｌ２を介して流れる電流に対してはＤＬ３が設けられる。ＤＲ１／ＤＲ３のペア、ＤＲ４／ＤＲ２のペア、ＤＬ２／ＤＬ４のペアについても、同じ又は同様の説明が有効である。

図６及び７は、インピーダンス回路が、更なる接続端子のいずれかに接続される２つの磁気的に結合される巻線Ｌ１ａ／Ｌ１ｂを備えるインダクタを有することも示していることに留意されたい。より具体的には、２つの磁気的に結合される巻線Ｌ１ａ／Ｌ１ｂを備えるインダクタは、その第１端部において、ＡＣ ＬＥＤドライバに接続し、その第２端部において、ピン安全回路によって供給されるスイッチに接続する。

レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの単一故障耐性を実現するために、Ｃｐａｒ１及びＣｐａｒ２の各々が、実質的に、直列の２つのコンデンサとして実施されてもよいことに留意されたい。

図７は、本開示によるレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス６１を示している。

本発明者は、コンデンサＣｐａｒ１及びＣｐａｒ２の各々を、実質的に、直列に接続される２つのコンデンサとして実施することは 更なる利点を有することを見出した。このような場合には、単一の接合ノードが実現されてもよく、その単一の接合ノードは、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの第１端部と、第１端部とは反対側の第２端部との間の電気的接続を作成するために利用される。これについて、図７に関してより詳細に説明する。

ここでは、コンデンサＣｐａｒ１が、実質的に、ＣｐａｒＲ１に直列に接続されるＣｐａｒＬ１として実施されていることが示されている。コンデンサＣｐａｒ２は、実質的に、ＣｐａｒＲ２に直列に接続されるＣｐａｒＬ２として実施されている。本発明者は、センタータップが互いに接続されてもよいことを見出した。即ち、ＣｐａｒＬ１及びＣｐａｒＲ１のセンタータップは、ＣｐａｒＬ２及びＣｐａｒＲ２のセンタータップに接続されてもよい。これは、図７において示されているような接合ノードを実現する。接合ノードは、上記で説明したように、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの２つの端部の間の、電気的接続、ＰＣＢトラック又は同様のものとして実施され得る。このような場合には、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスの２つの端部の間に２つの別々の電気的接続を設ける必要はない。

当業者は、請求項記載の発明の実施において、図面、明細及び添付の特許請求の範囲の研究から、開示されている実施形態に対する他の変形を、理解し、達成することができる。特許請求の範囲において、「有する」という単語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数性を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲において挙げられている複数のアイテムの機能を果たしてもよい。単に、或る特定の手段が、相互に異なる従属請求項において挙げられているという事実は、これらの手段の組み合わせは有利になるようには使用されることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は他のハードウェアの一部として供給される光学式記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体上に記憶／分散されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介するような他の形態で分散されてもよい。特許請求の範囲における如何なる参照符号も、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (13)

1. 電源に接続するためのダブルエンドのレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスであって、前記レトロフィットのＬＥＤ照明デバイスが、前記ＬＥＤベースの照明デバイスを前記電源に接続するために前記ＬＥＤ照明デバイスの第１端部に２つの別々の接続端子を有し、前記ＬＥＤベースの照明デバイスを前記電源に更に接続するために第２端部に２つの別々の更なる接続端子を有し、
   光を発するための少なくとも１つのＬＥＤと、
   前記電源からＡＣ電流を受け取るよう構成されるＡＣ ＬＥＤドライバであって、受け取った前記ＡＣ電流に基づいて前記少なくとも１つのＬＥＤを駆動するためのＡＣ ＬＥＤドライバと、
   前記照明デバイスの存在を前記電源に示すために循環して前記電源に戻るフィラメント電流をサポートするために、前記２つの別々の接続端子の間に配設されるフィラメント回路と、
   ピン安全スイッチを含むピン安全回路であって、前記ピン安全スイッチが閉じられるときに前記ＡＣ電流が前記フィラメント回路を流れないように、各スイッチが前記２つの接続端子の別々の端子に接続されるピン安全回路とを有し、前記ピン安全スイッチが、切換接点を有し、前記ＡＣ電流が、前記ＡＣ ＬＥＤドライバへ流れるときに、又は前記ＡＣ ＬＥＤドライバから流れるときに、前記フィラメント回路が機能的に切り離されるように、前記切換接点が、
   前記電源に接続されるよう配設される中央ノードと、
   対応する前記フィラメント回路に接続されるよう配設される常閉ノードと、
   前記ＡＣ ＬＥＤドライバに接続されるよう配設される常開ノードとを有するレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス。
2. 前記ピン安全スイッチが、単一のリレーによって構成される常開スイッチである請求項１に記載のレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス。
3. 前記ピン安全回路が、前記２つの別々の接続端子の各々に接続される２つの直列カスケード接続ピン安全スイッチを有する請求項１乃至２のいずれか一項に記載のレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス。
4. 前記レトロフィットのＬＥＤ照明デバイスが、前記ピン安全スイッチが開いているときに前記ピン安全スイッチを制御するための低減された量の電力を前記レトロフィットのＬＥＤ照明デバイスに供給するための、前記ピン安全スイッチにわたって並列に接続されるコンデンサ、好ましくは、安全コンデンサを更に有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス。
5. 前記照明デバイスの存在を前記電源に示すために循環して前記電源に戻るフィラメント電流をサポートするために、前記２つの別々の更なる接続端子の間に配設される更なるフィラメント回路を更に有し、前記ピン安全回路が、更なるピン安全スイッチを有し、前記更なるピン安全スイッチが閉じられるときに前記ＡＣ電流が前記更なるフィラメント回路を流れないように、各更なるスイッチが、前記２つの別々の更なる接続端子の別々の更なる接続端子に接続される請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス。
6. 前記更なるピン安全スイッチのうちの少なくとも１つが、切換接点を有し、前記ＡＣ電流が、前記ＡＣ ＬＥＤドライバへ流れるときに、又は前記ＡＣ ＬＥＤドライバから流れるときに、前記更なるフィラメント回路が機能的に切り離されるように、前記切換接点が、
   前記電源に接続されるよう配設される中央ノードと、
   対応する前記更なるフィラメント回路に接続されるよう配設される常閉ノードと、
   前記ＡＣ ＬＥＤドライバに接続されるよう配設される常開ノードとを有する請求項５に記載のレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス。
7. 前記ピン安全スイッチのうちの少なくとも１つが、切換接点を有し、前記ＡＣ電流が、前記ＡＣ ＬＥＤドライバへ流れるときに、又は前記ＡＣ ＬＥＤドライバから流れるときに、前記フィラメント回路が機能的に切り離されるように、前記切換接点が、
   前記電源に接続されるよう配設される中央ノードと、
   対応する前記フィラメント回路に接続されるよう配設される常閉ノードと、
   前記ＡＣ ＬＥＤドライバに接続されるよう配設される常開ノードとを有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス。
8. 前記ＬＥＤベースの照明デバイスが、前記ＡＣ ＬＥＤドライバの入力インピーダンスを前記電源の出力インピーダンスに整合させるためのインピーダンス整合回路を更に有する請求項１乃至７のいずれか一項に記載のレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス。
9. 前記インピーダンス整合回路が、
   前記ＡＣ ＬＥＤドライバの出力の後ろに配置されるインダクタと、
   ２つの磁気的に結合される巻線を備えるインダクタであって、各巻線が、
   前記２つの別々の接続端子、又は
   前記更なる接続端子のいずれかの別々の端子に接続されるインダクタと、
   少なくとも２つインダクタであって、前記少なくとも２つのインダクタの各々が、前記接続端子又は前記更なる接続端子の別々の端子に接続される少なくとも２つのインダクタとのうちの１つを有する請求項８に記載のレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス。
10. 前記インピーダンス整合回路が、２つのインピーダンス整合コンデンサを有し、前記２つのインピーダンス整合コンデンサの各々が、前記２つの別々の接続端子の別々の端子と、前記２つの別々の更なる接続端子の別々の端子とに接続する請求項８乃至９のいずれか一項に記載のレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス。
11. 前記２つのインピーダンス整合コンデンサのうちの第１インピーダンス整合コンデンサが、前記２つの別々の接続端子のうちの１つと前記２つの別々の更なる接続端子のうちの１つとの間に直列に配置される２つのコンデンサを有し、
    前記２つのインピーダンス整合コンデンサのうちの第２インピーダンス整合コンデンサが、前記２つの別々の接続端子のうちの別の１つと前記２つの別々の更なる接続端子のうちの別の１つとの間に直列に配置される２つのコンデンサを有し、
    前記２つの別々の接続端子のうちの１つと前記２つの別々の更なる接続端子のうちの１つとの間に直列に配置される前記２つのコンデンサのセンタータップが、前記２つの別々の接続端子のうちの別の１つと前記２つの別々の更なる接続端子のうちの別の１つとの間に直列に配置される前記２つのコンデンサのセンタータップに接続される請求項１０に記載のレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイス。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のレトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスを動作させるための方法であって、
    前記ＡＣ ＬＥＤドライバによって、前記電源から、ＡＣ電流を受け取るステップと、
    前記ＡＣ ＬＥＤドライバによって、受け取った前記ＡＣ電流に基づいて前記少なくとも１つのＬＥＤを駆動するステップと、
    前記フィラメント回路によって、前記照明デバイスの存在を前記電源に示すために循環して前記電源に戻る前記フィラメント電流をサポートするステップと、
    前記２つの別々の接続端子の両方に接続される前記ピン安全スイッチを、前記ピン安全スイッチが閉じられるときに前記ＡＣ電流が前記フィラメント回路を流れないように、前記ピン安全回路によって制御するステップとを有する方法。
13. コンピュータ可読媒体に記憶されるプログラムコード手段であって、レトロフィットのＬＥＤベースの照明デバイスによって実行されるときに、請求項１２に記載の方法を実施するよう構成されるプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム。

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