JP6271437B2 - 極性依存ブリーダ回路を有するドライバデバイス及び負荷を駆動する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ドライバデバイスと、負荷、特に１つ以上のＬＥＤを含むＬＥＤユニットを駆動する対応する駆動方法とに関する。更に、本発明は照明装置に関する。

レトロフィットランプといったオフラインアプリケーション用のＬＥＤドライバの分野では、幾つかある関連特徴の中で特に、高効率、高電力密度、長期寿命、高力率及び低価格に対処する解決策が求められている。実質的にすべての既存の解決策がどれか１つの要件を含む一方で、提案されるドライバ回路が、現在及び将来の電力主電源規制の順守を維持したまま、主電源エネルギーの形式を、ＬＥＤが求める形式に適切に調整することが絶対不可欠である。更に、ドライバ回路は、ドライバがＬＥＤユニットを含むレトロフィットドライバデバイスとして一般的に使用可能であるように、例えば調光器等の既存の電力調節手段に適合することが必要である。

ドライバ回路は、あらゆる種類の調光器に適合すべきであり、特に、ドライバは、低電力損失で主電源電力を調節するために使用されることが好適である位相カット調光器に適合すべきである。調光器は、一般的に、フィラメントランプに提供される主電源エネルギーを調節するために使用され、位相カットタイミングを調節するためにタイミング回路動作電流用の低負荷インピーダンス経路を必要とする。或いは、この経路が連続的に提供される場合、主電源電圧周期の特定の部分について当該経路を作り、切断することも、安定した動作をもたらす。この低インピーダンス経路の提供は、主電源電圧のゼロ交差に対し調節されなければならない。この低インピーダンス経路のタイムリーな提供を実現するためには、通常、ランプのドライバ回路によって、それが高インピーダンス状態にある間に、ゼロ交差が検出される。このようなゼロ交差検出は複雑で、高い技術的努力が伴い、また、多数のＬＥＤユニットが１つの調光器回路に接続される場合、この技術的努力は、各個別のＬＥＤユニットのインピーダンスを増加させる必要があるため、増大する。

国際特許公開公報ＷＯ２００９／１２１９５６Ａ１は、ＬＥＤアセンブリと、ＬＥＤユニットを調光器回路に接続する整流器ユニットとを含む照明装置について開示する。ＬＥＤユニットは、ブリーディング電流を提供するようにＬＥＤユニットと並列に接続されるブリーダを含む。ブリーダユニットは、整流器のＡＣ電圧のある時点においてブリーディング電流を提供するように、ＬＥＤに接続される制御ユニットによって制御される。この制御ユニットは、複雑で、また、照明装置全体の力率が、ブリーディング電流によって減少される。

本発明は、技術的努力をあまり必要とすることなく、様々な調光器デバイス、特に、位相カット調光器に対する適合性を提供するドライバデバイスと、負荷、特に、１つ以上のＬＥＤを含むＬＥＤユニットを駆動する対応する駆動方法とを提供することを目的とする。更に、本発明は、対応する照明装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、ドライバデバイスが提供される。当該ドライバデバイスは、
‐負荷に給電するために、外部電源から入力電圧を受け取る入力端子と、
‐入力端子を互いに接続し、入力電圧の極性に依存して電流経路を提供する接続手段と、を含み、接続手段は、入力端子を第１の電流方向に接続する第１の電流経路と、入力端子を第１の電流方向とは反対の第２の電流方向に接続する第２の電流経路とを含み、第１及び第２の電流経路各々は、それぞれの電流経路におけるブリーディング電流を制御する電流制御ユニットを含み、第１及び第２の電流経路各々は、それぞれの電流方向とは反対の逆方向である、それぞれの電流経路におけるブリーディング電流を遮断する分離手段を含む。

本発明の別の態様によれば、負荷、特に１つ以上のＬＥＤを含むＬＥＤユニットを駆動する駆動方法が提供される。当該駆動方法は、
‐入力端子において、外部電源から入力電圧を受け取るステップと、
‐接続手段によって、入力端子を互いに接続するステップと、
‐入力電圧を極性に依存して、順方向であるブリーディング電流の電流経路を、入力端子のうちの第１の入力端子から入力端子のうちの第２の入力端子へ、又は、第２の入力端子から第１の入力端子へ提供するステップと、
‐順方向とは反対の電流経路の逆方向であるブリーディング電流を遮断するステップとを含む。

本発明の更に別の態様によれば、１つ以上の照明ユニットを含む照明アセンブリ、特に１つ以上のＬＥＤを含むＬＥＤユニットと、当該照明アセンブリを駆動する、本発明により提供されるドライバデバイスとを含む照明装置が提供される。

本発明の好適な実施形態は、従属請求項に規定される。当然ながら、クレームされた方法は、クレームされたデバイスと同様及び／又は同一の好適な実施形態を有し、従属請求項に定義される。

本発明は、高インピーダンス経路及び低インピーダンス経路を有し、高インピーダンス経路から低インピーダンス経路への切替えは、付属の電源、特に主電源電圧の周期に同期される、ドライバデバイスを提供するという考えに基づいている。低インピーダンス経路は、主電源電圧のゼロ交差後に提供される。ゼロ交差は、積極的に検出されるわけではないが、低インピーダンス経路は、主電源電圧の１つの半周期の間に用意され、電圧の極性反転により自動的にゼロ交差において作動される。対応する低インピーダンス経路は、電流制御ユニットによって作動され、分離手段が、第１の半周期の間、経路を遮断し、ゼロ交差における極性反転の後、自動的に対応する経路を作動させる。したがって、ゼロ交差の検出が不要であり、また、ドライバデバイスの高インピーダンスモードの間も電圧測定が不要である。したがって、本発明のドライバデバイスは、様々な調光器デバイス、特に位相カット調光器に適合可能であり、また、技術的努力をあまり必要とすることなく提供される。好適には、電流制御ユニットは、対応する電流経路における電流を制御するために、制御スイッチ、特にバイポーラ又はＭＯＳトランジスタといったトランジスタを含む。

好適な実施形態では、電流制御ユニットを制御する制御ユニットが提供される。本実施形態は、特定の時点において又は特定の事象に基づいて、対応する経路を作動又は作動停止にする単純な解決策である。

更なる実施形態では、入力端子の少なくとも１つが、外部電源に接続される電圧コンバータユニットに接続され、電圧コンバータは、入力電圧の位相をカットし、ドライバデバイスに位相カットＡＣ電圧を提供する位相カットデバイスである。本実施形態は、主電源電圧の位相カットによって、高力率及び低電力損失を提供する。

好適な実施形態では、分離手段は、電流経路内に、逆方向であるブリーディング電流を遮断し、順方向であるブリーディング電流を通過させるダイオードを含む。本実施形態は、逆方向である対応する経路を分離する単純で、安価かつ効果的なデバイスを提供し、また、極性依存電流経路を提供する。

好適な実施形態では、接続手段は、ブリーディング電流を制限する電流制限手段を含む。本実施形態は、大ブリーディング電流による早期の摩耗故障を回避するために、ブリーディング電流を制限する単純かつ効果的な解決策を提供する。

更なる実施形態では、負荷に提供される負荷電流を測定する電流測定手段が提供され、制御ユニットは、測定された負荷電流に基づいて、電流制御ユニットを制御する。本実施形態は、電流制御ユニットを作動又は作動停止にする特定の事象又は時点を検出し、電流制御ユニットのタイミングを最適化する効果的な解決策を提供する。特に、電流制御ユニットは、負荷電流が略ゼロに減少されると作動される。本実施形態は、ドライブデバイスの効率を最適化し、また、力率を増加させる。

一実施形態では、ブリーディング電流を測定する電流測定手段が提供され、制御ユニットは、測定されたブリーディング電流に基づいて、電流制御ユニットを制御する。本実施形態は、電流制御ユニットを制御し、電流制御ユニットのタイミングを調節する単純な解決策を提供する。特に、対応する電流経路は、ブリーディング電流が、所定レベルまで増加される又は当該レベルに到達すると、非作動にされる。したがって、ドライバデバイスの効率及び力率が増加される。

一実施形態では、制御ユニットは、位相角検出手段によって検出された入力電圧の位相角に基づいて、電流制御ユニットを制御する。本実施形態は、入力電圧の位相が検出されると、対応する電流経路を非作動にする単純な解決策を提供し、調光器デバイスは、入力電圧を主電源電圧に提供し、電流経路のタイミングを最適化する。

一実施形態では、制御ユニットは、入力電圧の第１の半周期の間に、電流制御ユニットのうちの１つを作動させ、入力電圧の第２の半周期の間に、位相角度が検出されると、電流制御ユニットの作動を停止する。本実施形態は、調光器デバイスが主電源電圧から入力電圧を切断するとき、例えばリーディングエッジ調光器の場合にゼロ交差と設定された発射角との間に、低インピーダンス電流経路を提供する最適化された解決策を提供する。本実施形態によれば、低インピーダンス経路を提供する最適化されたタイミングが達成される。

本実施形態では、制御ユニットは、入力電圧の極性に依存して、交互に、第１及び第２の電流経路の電流制御ユニットを作動させる。本実施形態は、技術的努力をあまり必要とすることなく、入力電圧の対応する半周期のそれぞれに対して極性に依存する電流経路を提供する単純な解決策である。

好適な実施形態によれば、制御ユニットは、負荷電流が所定レベルに到達する又は当該レベルを超える検出時間に基づいて、電流制御ユニットの作動信号及び／又は作動停止信号を生成する少なくとも１つの信号記憶要素を含む。この場合、制御ユニットは、最初は同期されている必要があり、任意の後続のパルスは、対応する他のスイッチに転送される。本実施形態は、ドライバデバイス全体を、入力電圧の位相に同期させる単純な可能性を提供する。好適には、信号記憶要素は、フリップフロップユニットを含む。これは、ドライバデバイスを同期させる単純かつロバストな可能性を提供する。

好適な実施形態では、制御ユニットは、ブリーダ電流が所定レベルに到達する又は当該レベルを超える検出時間に基づいて、電流制御ユニットから作動信号及び／又は作動停止信号を生成する少なくとも１つの信号記憶要素を含む。本実施形態は、対応する電流経路を入力電圧に同期させ、ドライバデバイスの高力率を提供する更なる単純な解決策を提供する。

上述の通り、本発明は、単純な技術的手段によって、入力電圧の極性に依存して低インピーダンス電流経路を提供し、また、レトロフィットＬＥＤランプ用の位相カット調光器に適合可能なドライバデバイスを提供する解決策を提供する。対応する経路の電流制御ユニットを、入力電圧の極性に依存して、交互に、オン及びオフに切り替えることによって、分離要素、特にダイオードが対応する経路を依然として遮断している間に各経路が用意され、ゼロ交差及び入力電圧の対応する極性変更後に、当該経路が作動される。したがって、技術的努力をあまり必要とすることなく、入力電圧のゼロ交差から正確に開始する入力電圧の１つの半周期の期間の間に、低インピーダンス経路が提供される。

本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施形態を参照することにより明らかとなろう。

図１は、ＬＥＤユニットを、ゼロ交差検出を含む位相カット調光器に接続する既知のドライバデバイスの略ブロック図を示す。 図２ａは、極性依存ブリーダの第１の実施形態の略ブロック図を示す。 図２ｂは、極性依存ブリーダの第２の実施形態の略ブロック図を示す。 図３ａは、２つの極性依存ブリーダ電流経路を含むドライバデバイスの詳細な略ブロック図を示す。 図３ｂは、図３ａの代替実施形態の詳細な略ブロック図を示す。 図４は、図３ａのドライバデバイスの一実施形態の詳細な略ブロック図を示す。 図５は、電流感知回路を含む図３のドライバデバイスの詳細な略ブロック図を示す。 図６は、極性依存ブリーダデバイスを制御する制御ユニットの略ブロック図を示す。 図７は、図３ａ及び図３ｂに示されるドライバデバイスの電流及び電圧の波形を説明する図を示す。 図８は、本発明のステップを説明するフロー図を示す。

図１は、ＬＥＤユニット１２を駆動し、当該ＬＥＤユニット１２を、調光器デバイス１４を介して、電気的主電源といった外部電源１６に接続する既知のドライバデバイス１０の一実施形態を示す。外部電源１６は、調光器デバイス１４に、交流電圧Ｖ１０（例えば主電源電圧）を提供する。調光器デバイス１４は、調光器デバイス１４がその出力部を主電源電圧Ｖ１０に接続する時点を決定するためのコンデンサ１８及び調節可能な抵抗器２２を含む位相カット調光器である。抵抗器２２は、調光器デバイス１４によって提供される位相角を設定するために調節される。コンデンサ１８及び抵抗器２０から形成されるＲＣ回路は、ＤＩＡＣといった第１のスイッチングデバイス２４に接続され、当該スイッチングデバイスは、ＴＲＩＡＣといった第２のスイッチングデバイス２６に接続される。第２のスイッチングデバイス２６は、外部電源１６に接続され、電圧Ｖ１０を調光器デバイス１４の出力部に接続する。コンデンサ１８の両端間の電圧が特定値に到達すると、第１のスイッチングデバイス２４は、外部電源１６を調光器デバイスの出力部に接続し、電圧Ｖ１０をドライバデバイス１０に提供する第２のスイッチングデバイス２６に、電流パルスを提供する。したがって、調光器デバイス１４は、電圧Ｖ１０の位相をカットし、その出力端子２８において位相カット電圧を提供する。出力端子２８は、ドライバデバイス１０の入力電圧Ｖ１２としての機能を果たす。

ドライバデバイス１０は、入力電圧Ｖ１２をユニット極性電圧Ｖ１４に整流する整流器ユニット３０を含む。ドライバデバイス１０は更に、入力電圧Ｖ１２のゼロ交差を検出するために、ドライバデバイス１０の入力端子３４に接続される電圧測定ユニット３２を含む。ドライブデバイス１０は更に、制御可能なスイッチ３８及び抵抗器４０を含むブリーダ（bleeder）デバイス３６を含む。ブリーダデバイス３６は、制御可能なスイッチ３８を切り替えることによって整流器ユニット３０のための電流経路を提供する。ブリーダデバイス３６は、制御信号を介して制御可能なスイッチ３８を制御する電圧測定ユニット３２によって作動させられる。したがって、ブリーダデバイス３６は、電圧測定ユニット３２によって、特定の期間の間、作動又は作動停止状態にされる。

したがって、ドライバデバイス１０は、入力電圧Ｖ１２のゼロ交差を検出し、また、調光器デバイス１４にブリーディング（bleeding）電流及び連続電流経路を提供するように、制御可能なスイッチ３８によって、ブリーダデバイス３６を作動させる。

一般に、ドライバデバイス１０は、調光器デバイス１４への、ドライバデバイス１０を通る部分的に時間連続的な電流経路を提供することによって、調光器デバイス１４にマッチするが、電圧Ｖ１２のゼロ交差は、高インピーダンス状態において実現可能なインピーダンスを制限する電圧測定ユニット３２によって測定されなければならない。特に、複数のＬＥＤユニットが、負荷１２として、ドライバデバイス１０に接続される場合、各ＬＥＤにおける電圧測定ユニット３２各々は、調光器に負荷をかけ、したがって、不所望な方法でインピーダンスを減少する。これを補償するために、各電圧測定ユニット３２には、非常に大きい入力インピーダンスが提供されなければならない。したがって、この既知のドライバデバイス１０は、レトロフィットＬＥＤランプにおいて作り出すことが技術的に複雑かつ高価である。

図２ａは、本発明の第１の実施形態の略ブロック図を示す。同一要素は、同一参照符号で示され、図１に示される図に対する相違点のみが詳細に説明される。

極性依存ブリーダユニット５０ａが、調光器デバイス１４の出力端子２８、ニュートラル電位５２及び負荷１２の入力端子５４に接続される。負荷電流Ｉ１が、調光器デバイス１４から、極性依存ブリーダ５０ａを介して、負荷１２に提供される。極性依存ブリーダ５０ａは、入力電圧Ｖ１２の極性に依存するブリーディング電流Ｉ２を提供する。極性依存ブリーダ５０ａは、出力端子２８と、負荷１２の入力端子５４とに接続され、また、負荷電流Ｉ１を測定する測定手段が提供されている。極性依存ブリーディング電流Ｉ２は、極性依存ブリーダ５０ａによって、測定された負荷電流Ｉ１に基づいて制御される。したがって、ブリーディング電流Ｉ２は、負荷電流Ｉ１及び入力電圧Ｖ１２の極性に依存して提供される。或いは、負荷１２から及び負荷１２へのニュートラル線５２内の電流が、電流Ｉ１の代わりに又はそれに加えて、極性依存ブリーダ５０ａを通り供給される。

図２ｂは、本発明の第２の実施形態の略ブロック図を示す。同一要素は、同一参照符号で示され、ここでは、相違点のみが詳細に説明される。調光器デバイス１４の出力端子２８は、負荷１２の入力端子５４に接続される。極性依存ブリーダ５０ｂは、調光器デバイス１４の出力端子２８と、ニュートラル線５２とに接続される。極性依存ブリーダ５０ｂは、負荷電流Ｉ１を測定できないため、ブリーディング電流Ｉ２が負荷電流Ｉ１に依存する実施形態においてブリーディング電流Ｉ２を提供又は調節するために、負荷電流Ｉ１に関する必要な情報を提供する別個の信号線５６が、負荷１２から極性依存ブリーダ５０ｂへと提供される。極性の検出は、極性依存ブリーダ５０ｂ内、又は、負荷１２と共有され、極性依存ブリーダ５０ｂから負荷１２へ、又は、負荷１２から極性依存ブリーダ５０ｂへとどちらかの方向において信号５６又は更なる信号によって通信される。

したがって、極性依存ブリーダ５０ｂは、入力電圧Ｖ１２の極性と負荷電流Ｉ１に関して提供される情報とに依存して、ブリーディング電流Ｉ２を提供する。

したがって、本発明によって、負荷電流Ｉ１に基づいてかつ入力電圧Ｖ１２の極性に基づいて極性依存ブリーディング電流Ｉ２を提供する様々な可能性が提供される。

図３ａは、負荷１２に給電するドライバデバイス６０の詳細なブロック図を示す。ドライバデバイス６０は、整流器ユニット６２と、第１の電流経路６６及び第２の電流経路６８を含む極性依存ブリーダ６４とを含む。

整流器ユニット６２は、交流入力電圧Ｖ１２を、負荷１２に給電するための整流器電圧Ｖ１４に整流する４つのダイオード７０、７２、７４、７６を含む。この入力整流作用は、多くのＬＥＤドライバにおいて見出されるものである。極性依存ブリーダ６４は、ここでは、機能の一部、即ち、整流ダイオード７４、７６が負荷電流を運ぶこととブリーダ電流を運ぶこととの両方に使用されるように、負荷駆動部とかなり密接に組み合わされる。或いは、極性依存ブリーダ６４には、完全に独立した回路が具備されてもよい。

負荷１２は、ダイオード７８と、第１の電荷コンデンサ８０と、ＬＥＤユニット８４と並列の第２の電荷コンデンサ８２と、ダイオード７８をＬＥＤユニット８４に接続する誘導要素８６とを含む。

第１の電流経路６６及び第２の電流経路６８各々は、制御可能なスイッチ８８、９０と、ダイオード９２、９４と、抵抗器９６、９８として示される電流制限手段とを含む。第１の電流経路６６は、整流器ユニット６０のダイオード７０と並列に接続される。第１の電流経路６６のダイオード９２は、整流器ユニット６０のダイオード７０とは反対の方向に接続される。

電流経路６８は、整流器ユニット６０のダイオード７２と並列に接続される。第２の電流経路６８のダイオード９４は、整流器ユニット６０のダイオード７２の反対の方向に接続される。

電流経路６６、６８の制御可能なスイッチ８８、９０は、制御ユニット（図示せず）によって制御される。

第１及び第２の電流経路６６、６８は、以下に説明されるように、負荷電流Ｉ１及び他の入力信号に基づいて、制御可能なスイッチ８８、９０を介して、オン及びオフに切り替えられる。負荷電流Ｉ１は、例えばダイオード７８の両端間の電圧を測定することによって測定される。負荷電流Ｉ１が、コンデンサ８０、８２が充電された後、好適にはゼロに近い所定レベルに減少され、入力電圧Ｖ１２の極性が正であるときに、第１の電流経路６６の制御可能なスイッチ８８は、閉じられる。この状態において、ダイオード９２は、入力電圧Ｖ１２のこの半周期の間、ブリーディング電流を遮断する。電圧Ｖ１０のゼロ交差後、入力電圧Ｖ１２は、その極性を変更し、ダイオード９２が導通状態となり、第１のブリーダ電流Ｉ３が提供される。したがって、第１の電流経路６６は、調光器デバイス１４の適切な動作を可能にするタイミング回路電流Ｉ３を運ぶ。第１のブリーディング電流Ｉ３は、ダイオード７０に対し反対の方向に、かつ、負荷電流Ｉ１に対し反対の方向に向けられる。

電圧Ｖ１０の第２の半周期の間のある時点において、調光器デバイス１４は、電圧Ｖ１０を、ドライバデバイス６０に印加する。この入力電圧Ｖ１２は、相対する極性を有するダイオード７２、７４を通る充電電流をもたらす。このとき、制御可能なスイッチ８８はオフに切り替えられ、第１の電流経路６６は非作動状態にされる。負荷電流Ｉ１が、例えばゼロに近い所定レベルに減少されると、第２の電流経路６８の制御可能なスイッチ９０が閉じられる。入力電圧Ｖ１２のこの第２の半周期の間、ブリーディング電流は、この第２の電流経路６８を流れない。入力電圧Ｖ１２のゼロ交差後、入力電圧は、その極性を変更し、ダイオード９４が導通状態となる。したがって、第２のブリーディング電流Ｉ４が、負荷電流Ｉ１とは反対の方向に提供され、調光器デバイス１４の適切な動作を可能とするように、タイミング回路電流Ｉ４を運ぶ。

つまり、極性依存ブリーダ６４は、入力電圧Ｖ１２の各極性について１つで、２つの経路６６、６８に分割される。所与の極性において、かつ、負荷電流Ｉ１が減少される特定の時点において、電流経路６６、６８のうちの１つが、次の半周期の反対の極性のために用意される。このとき、対応する第１のブリーディング電流Ｉ３、Ｉ４は、対応するダイオード９２、９４によって遮断される。入力電圧Ｖ１２のゼロ交差後、対応する経路６６、６８が、変更された極性と対応するダイオード９２、９４とによって自動的に作動される。調光器デバイス１４が、主電源電圧Ｖ１０を、ドライバデバイス６０に提供すると、作動された電流経路６６、６８は、対応する制御可能なスイッチ８８、９０をオフに切り替えることによって非作動状態にされる。負荷電流Ｉ１が所定レベルに減少された後、対応する他の電流経路６６、６８が、対応する制御可能なスイッチ８８、９０を閉じることによって用意される。

ダイオード９２、９４は、ｐｎダイオード、高電圧ダイオードスタック、高電圧ｐｓｎダイオード、炭化ケイ素ダイオード又はＭＯＳＦＥＴのボディダイオードから形成され、また、好適には、所望のインピーダンスに依存して且つアプリケーション及び予想動作温度に依存して選択される。

図３ｂは、極性依存ブリーダ６４の代替実施形態であり、同一要素は、同一参照符号で示され、また、ここでは、相違点のみが説明される。本実施形態では、両方の電流経路６６、６８が、負荷電圧の同じ電位に関連する。これを実現するために、電流経路６６は、今度は、別の入力端子９９に接続される。本実施形態の利点は、スイッチ８８、９０及び測定信号が、同じ基準電位、即ち、負の供給レールに関連する点である。

図４は、図３に示される極性依存ブリーダ６４の一実施形態の詳細なブロック図を示す。同一要素は、同一参照符号で示され、ここでは、相違点のみが詳細に説明される。

第１の電流経路６６は、ｐ型ＭＯＳトランジスタ１００とダイオード９２とを含む。第２の電流経路６８は、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１０２とダイオード９４とを含む。第１の電流経路６６及び第２の電流経路６８は、互いに接続され、且つ、ドライバデバイス６０の入力部に接続される抵抗器１０４に一緒に接続される。なお、当然ながら、他の半導体スイッチも、２つの電流経路６６、６８に使用されてもよい。第１及び第２の電流経路６６、６８は、ともに、抵抗器１０４を電流制限要素として使用する。したがって、技術的努力及び費用は削減される。第１の電流経路６６及び第２の電流経路６８は、互いに直接接続されるため、スイッチ１００、１０２の切替えは、同期されなければならず、また、スイッチ１００、１０２の導通期間の重なりは回避されるべきである。つまり、短絡が回避されるべきである。

図５は、ドライバデバイス６０内の電流を測定し、制御可能なスイッチ８８、９０のタイミングを図る電流測定手段１０６を含むドライバデバイス６０の詳細なブロック図を示す。同一要素は、同一参照符号で示され、ここでは、相違点のみが詳細に説明される。電流測定手段１０６は、測定された電流を処理し、制御可能なスイッチ８８、９０のタイミングを計算する制御ユニット１０７に接続される。

電流測定手段１０６は、ダイオード７２内の負荷電流Ｉ５を測定する第１の電流測定ユニット１０８を含む。負荷電流Ｉ５は、入力電圧Ｖ１２の負の半周期の間の負荷電流である。第１の電流測定ユニット１０８は、ツェナー（Zener）ダイオード１１０と、補助電圧源１１２と、コンデンサ１１４と、ダイオード１１６と、抵抗器１１８とを含む。電流Ｉ５は、抵抗器１１８の両端間の電圧降下を測定することによって測定される。抵抗器１１８における電圧降下は、補助電圧源１１２によって提供される電圧Ｖ１６とダイオード１１６における電圧降下を加算したものに限定される。事実上、小振幅の電流Ｉ５が、抵抗器１１８を流れる一方で、電圧Ｖ１６は、ダイオード１１６を介して分離される。電流Ｉ５が、抵抗器１１８において高い電圧降下を引き起こすのに十分に高い場合、電流の一部が、ダイオード１１６を介して流れ、コンデンサ１１４を充電し、電圧源１１２をサポートする。Ｖ１６は、ツェナーダイオード１１０によってクランプされる。総合して、この構造は、（小電流レベルにおける）電流測定と、（大電流レベルにおける）補助供給との組み合わせとして使用される。適切なデザインで、即ち、電圧Ｖ１６から消費される電流がかなり低いことにより、追加の電圧源１１２は不要である。Ｖ１６は、制御ユニット１０７及びシステムにおける更なる制御ユニットに給電するように使用されてもよい。

第１の電流測定ユニット１０８は、負荷電流Ｉ５の値を処理するように、制御ユニット１０７に接続される。

電流測定手段１０６は更に、第２の電流経路６８のブリーディング電流Ｉ４を測定する電流測定ユニット１２０を含む。電流測定ユニット１２０は、ツェナーダイオード１２２及び抵抗器１２４を含み、ブリーディング電流Ｉ４を測定するために、抵抗器１２４の両端間の電圧降下を測定する。電流測定ユニット１２０は、測定されたブリーディング電流Ｉ４を処理するように、制御ユニット１０７に接続される。抵抗器１２４に対して高抵抗器値が選択されてよく、これにより、小電流レベルに対する高い感度を確保する。抵抗器１２４の両端間の電圧降下は、ツェナーダイオード１２２によって制限される。

電流測定手段１０６は更に、抵抗器１２８を含み、第１の電流経路６６におけるブリーディング電流Ｉ３を測定するように第１の電流経路６６に接続される電流ミラー１３０に接続される電流測定ユニット１２６を含む。電流ミラー１３０は、ブリーディング電流Ｉ３と同一の又は対応する電流を、抵抗器１２８に提供する。電流測定ユニット１２６は、抵抗器１２８の両端間の電圧降下を測定する。電流測定ユニット１２６は、ブリーディング電流Ｉ３の値を処理するように、制御ユニット１０７に接続される。

電流測定手段１０６は更に、整流器ユニット６２のダイオード７６における負荷電流Ｉ６を測定する電流測定ユニット１３２を含む。負荷電流Ｉ６は、入力電圧Ｖ１２の正の半周期の間の負荷電流である。電流測定ユニット１３２は、２つのダイオード１３４、１３６と抵抗器１３８とを含む。電流測定ユニット１３２は、抵抗器１３８の両端間の電圧降下を測定する。ここでも、大電流では、電圧降下、したがって、損失は、ダイオード１３４、１３６によって制限される。電流測定ユニット１３２は、負荷電流Ｉ６の値を処理するための制御ユニット１０７に接続される。

図５は、極性依存ブリーダ経路６６、６８及び負荷経路の両方において、回路内を流れる電流を測定する様々な感知回路を示す。Ｉ３の測定を除き、他の電流は、非線形的な方法で測定される。即ち、読出し信号（即ち、電圧降下）が測定された電流に比例して増加しない領域がある。ここでの目的として、これは、小電流レベルにおける高感度をもたらす一方で、大電流における損失を制限する。

制御ユニット１０７は、好適には、マイクロコントローラから形成され、また、主電源周波数を測定し、ブリーディング電流Ｉ３、Ｉ４の立ち上がり又は開始と、負荷電流Ｉ５、Ｉ６の開始又は変動との間の時間を計算し、入力電圧Ｖ１２の位相角をリアセンブルする。制御ユニット１０７は、電流消費量を計算し、更に、ＬＥＤドライバ用の制御情報を導出する。或いは、制御ユニット１０７は、マイクロコントローラを用いずに形成されてもよい。

図６は、制御可能なスイッチ８８、９０を制御する制御ユニット１４０の詳細なブロック図を示す。制御ユニット１４０は、２つのフリップフロップ１４２、１４４を含む。第１のフリップフロップ１４２は、入力電圧Ｖ１２の極性情報を記憶するために提供され、第２のフリップフロップ１４４は、制御スイッチ８８、９０をオン及びオフに切り替えるために提供される。

第１のフリップフロップ１４２は、制御ユニット１０７に接続され、負荷電流Ｉ１の始まり及び終わりを示す信号が提供される。第２のフリップフロップ１４４は、第１のフリップフロップ１４２の出力部に接続され、同期線１４６、１４８を介して極性同期のための信号を受け取る。第１フリップフロップ１４２の出力部及び第２のフリップフロップ１４４の出力部は、第１のＡＮＤゲート１５０及び第２のＡＮＤゲート１５２に接続される。第１のＡＮＤゲート１５０及び第２のＡＮＤゲート１５２は、制御スイッチ８８、９０を切り替えるために提供される。

第１のフリップフロップ１４２は、負荷電流Ｉ１が提供され、調光器デバイス１４が主電源電圧Ｖ１０をドライバデバイス６０の入力部に提供するときに、スイッチ８８、９０を非作動状態にする。第１のフリップフロップ１４２は、制御ユニット１０７に接続され、第１の入力線１５４を介して負荷電流Ｉ１の終わりを示す信号と、第２の入力線１５６を介して負荷電流Ｉ１の始まりを示す第２の信号とを受け取る。

第２のフリップフロップ１４４は、所定の時点において、制御スイッチ８８、９０のうちの１つを作動させる。制御スイッチ８８、９０を駆動するドライバデバイス（図示せず）が、ＡＮＤゲート１５０、１５２に接続されてもよい。単純な場合では、この制御ユニット１４０は、入力電圧Ｖ１２の極性に最初に同期され、任意の後続のパルスが、対応するもう一方のスイッチ８８、９０に提供される。同期化の外乱を回避するために、入力線１５４、１５６を介する極性の連続的な同期化が好適である。

図７では、ａ）コンデンサ１８の両端間の電圧、ｂ）ブリーディング電流Ｉ３、ｃ）制御可能なスイッチ８８を制御するための制御信号、ｄ）負荷電流Ｉ１、ｅ）主電源電圧Ｖ１０及びｆ）入力電圧Ｖ１２を示す図が提供される。図７では、第１の半周期ΔＴ１と第２の半周期ΔＴ２とが示される。

制御可能なスイッチ８８は、図７ｃに示されるように、負荷電流Ｉ１がゼロに減少されているときの第１の半周期ΔＴ１の間のｔ１において閉じられる。遮断ダイオード９２によって、ブリーディング電流Ｉ３は、ｔ２において主電源電圧のゼロ交差に到達し、第２の半周期ΔＴ２が開始するまで、ゼロのままである。ｔ３において、調光器デバイス１４は、主電源電圧Ｖ１０を、ドライバデバイス６０に提供し、入力電圧Ｖ１２が上昇する。この時点では、制御可能なスイッチ８８は、図７ｃに示されるように、オフに切り替えられており、ブリーディング電流Ｉ３は、図７ｂに示されるように、ゼロに減少される。したがって、ｔ２において、ドライバデバイス６０の高インピーダンス経路は、低インピーダンス経路６６によって置換される。ｔ２からｔ３までの時間枠では、低インピーダンス経路６６が提供され、調光器デバイス１４のタイミング回路は、デザインされた通りに動作することができる。したがって、ドライバデバイス６０は、レトロフィットＬＥＤユニット用の任意の調光器デバイスに適合可能である。

図８では、本発明のステップを示すフロー図１６０が提供される。

まず、ステップ１６２に示されるように、負荷電流Ｉ１が測定され、当該負荷電流が所定レベルに減少されると、電流経路６８の制御スイッチ９０が閉じられる。次に、ステップ１６４に示されるように、ブリーディング電流Ｉ４が測定され、当該ブリーディング電流Ｉ４が開始する時点が検出される。ステップ１６６において、負荷電流Ｉ１が測定され、ステップ１６８に示されるように、入力電圧Ｖ１２の位相角が検出されると、制御スイッチ９０が開かれる。ステップ１７０に示されるように、負荷電流Ｉ１が、所定レベルにまで減少されると、ステップ１７２において、電流経路６６の制御スイッチ８８が閉じられる。次に、ステップ１７４に示されるように、ブリーディング電流Ｉ３が測定され、当該ブリーディング電流Ｉ３が開始する時点が検出される。ステップ１７６において、負荷電流Ｉ１の始まりが検出され、ステップ１７８において、制御スイッチ８８が、ブリーディング電流Ｉ３を停止するために非作動状態にされる。ステップ１７８の後は、フローは、ステップ１６２における入力電流Ｉ１の測定と、制御スイッチ９０を閉じることによる電流経路６８の用意とで再開される。

本発明は、図面及び上述の記載において詳しく例示かつ説明されたが、当該例示及び説明は、例示であって限定と解釈されるべきではない。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変更は、図面、開示内容及び添付の請求項の検討から、クレームされる発明を実施する際に、当業者によって理解かつ実現されよう。

請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。単一の要素又は他のユニットが、請求項に記載される幾つかのアイテムの機能を発揮してもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるからといって、これらの手段の組み合わせを有利に使用す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が、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光学記録媒体又は固体媒体といった適切な媒体に格納／分散配置されるが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介してといったように、他の形式で分散配置されてもよい。

請求項における任意の参照符号は、範囲を限定しているものと解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. １つ以上のＬＥＤを有するＬＥＤユニットを駆動するドライバデバイスであって、
   外部電源から入力電圧を受け取る少なくとも２つの入力端子を備え、前記ＬＥＤユニットに接続され、前記入力電圧を整流するための整流器と、
   前記少なくとも２つの入力端子を選択的に接続し、前記入力電圧の極性に依存して電流経路を提供する接続手段と、
   を含み、
   前記接続手段は、前記入力端子を第１の電流方向に接続する第１の電流経路と、前記入力端子を前記第１の電流方向とは反対の第２の電流方向に接続する、前記第１の電流経路とは少なくとも部分的に異なる第２の電流経路とを含み、前記第１及び前記第２の電流経路各々は、それぞれの電流経路におけるブリーディング電流を制御する電流制御ユニットを含み、前記第１及び前記第２の電流経路各々は、それぞれの電流方向とは反対の逆方向である、それぞれの電流経路における前記ブリーディング電流を遮断する分離手段を含む、ドライバデバイス。
2. 前記整流器のダイオードのうちの１つ以上は、負荷電流とブリーディング電流との両方を運ぶ、請求項１に記載のドライバデバイス。
3. 前記電流制御ユニットを制御する制御ユニットが提供される、請求項２に記載のドライバデバイス。
4. 前記入力端子の少なくとも１つが、前記外部電源に接続される電圧コンバータユニットに接続され、前記電圧コンバータユニットは、前記入力電圧の位相をカットし、前記ドライバデバイスに位相カットＡＣ電圧を提供する位相カットデバイスである、請求項１乃至３の何れか一項に記載のドライバデバイス。
5. 前記分離手段は、前記電流経路内に、前記逆方向である前記ブリーディング電流を遮断し、順方向である前記ブリーディング電流を通過させるダイオードを含む、請求項１乃至４の何れか一項に記載のドライバデバイス。
6. 前記接続手段は、前記ブリーディング電流を制限する電流制限手段を含む、請求項１乃至５の何れか一項に記載のドライバデバイス。
7. 前記ＬＥＤユニットに提供される負荷電流を測定する電流測定手段が提供され、前記制御ユニットは、測定された前記負荷電流に基づいて、前記電流制御ユニットを制御する、請求項３に記載のドライバデバイス。
8. 前記ブリーディング電流を測定する電流測定手段が提供され、前記制御ユニットは、測定された前記ブリーディング電流に基づいて、前記電流制御ユニットを制御する、請求項３又は７に記載のドライバデバイス。
9. 前記制御ユニットは、位相角検出手段によって検出された前記入力電圧の位相角に基づいて、前記電流制御ユニットを制御する、請求項３又は７に記載のドライバデバイス。
10. 前記制御ユニットは、前記入力電圧の第１の半周期の間に、前記電流制御ユニットのうちの１つを作動させ、前記入力電圧の第２の半周期の間に、前記位相角が検出されると、前記電流制御ユニットの作動を停止する、請求項９に記載のドライバデバイス。
11. 前記制御ユニットは、前記入力電圧の前記極性に依存して、交互に、前記第１及び前記第２の電流経路の前記電流制御ユニットを作動させる、請求項１０に記載のドライバデバイス。
12. 前記制御ユニットは、前記負荷電流が所定レベルに到達する又は当該レベルを超える検出時間に基づいて、前記電流制御ユニットの作動信号及び作動停止信号の少なくとも一方を生成する少なくとも１つの信号記憶要素を含む、請求項３、７乃至１１の何れか一項に記載のドライバデバイス。
13. 前記制御ユニットは、前記ブリーディング電流が所定レベルに到達する又は当該レベルを超える検出時間に基づいて、前記電流制御ユニットの作動信号及び作動停止信号の少なくとも一方を生成する少なくとも１つの信号記憶要素を含む、請求項３、７乃至１２の何れか一項に記載のドライバデバイス。
14. １つ以上のＬＥＤを有するＬＥＤユニットを駆動する駆動方法であって、
    少なくとも２つの入力端子において、外部電源から入力電圧を受け取るステップと、
    前記入力電圧を整流するステップと、
    接続手段によって、前記少なくとも２つの入力端子を選択的に接続するステップと、
    前記入力電圧を極性に依存して、順方向であるブリーディング電流の電流経路を、前記少なくとも２つの入力端子のうちの第１の入力端子から前記少なくとも２つの入力端子のうちの第２の入力端子へ、又は、前記第２の入力端子から前記第１の入力端子へ提供するステップと、
    前記順方向とは反対の前記電流経路の逆方向である前記ブリーディング電流を遮断するステップと、
    を含む、駆動方法。
15. 前記ＬＥＤユニットを備える照明アセンブリを駆動する、請求項１乃至１３の何れか一項に記載のドライバデバイスを含む、照明装置。
    

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