JP6271540B2 - 照光制御システムでのニュートラルを有さないコントローラ用のバイパス回路 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、一般に、照光制御システムに関する。より詳細には、本発明の実施形態は、照明負荷がオフに切り替えられる時に、ニュートラルを有さないコントローラの漏れ電流用のバイパス経路を提供するための照光制御システム内でのバイパス回路、例えばスイッチを対象とする。

[0002] デジタル照光技術、即ち、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体光源に基づく照明は、従来の蛍光灯、ＨＩＤランプ、及び白熱灯に対する代替となり得る。ＬＥＤの機能的な利点及び利益は、高いエネルギー変換率及び光学的効率、耐久性、より低い動作コスト等、多くを含む。ＬＥＤ技術の近年の進歩が、効率的でありロバストなフルスペクトル照光源を提供しており、これは、多くの用途での様々な照光効果を可能にする。これらの光源を具現化する器具の幾つかは、赤、緑、及び青等、様々な色を生成することが可能な１つ又は複数のＬＥＤと、様々な色及び色変化照光効果を生成するためにＬＥＤの出力を個別に制御するための処理装置とを含む照光モジュールを特徴とする。

[0003] 多くの従来の照光装置では、照光ユニットを含む負荷と、ＡＣ主電源から電力を搬送する「ホット」ワイヤとの間の電気的な接続を確立又は外すすることによって照光ユニットをＯＮ又はＯＦＦに切り替えるために、機械的な壁スイッチが使用される。従って、機械的な壁スイッチは、照光ユニットをＯＮ及びＯＦに切り替えるためにＡＣ主電源からのニュートラルワイヤへの接続を必要とせず、ＡＣ主電源から電力を搬送する「ホット」ワイヤに接続されるための入力端子と、スイッチがＯＮに照光ユニットを切り替える時に負荷にこの電力を供給するための出力端子とのみを有する（安全上の理由から、機械的な壁スイッチは、アース線を有していてもよく、アース線は、壁スイッチ又は負荷に電力を供給せず、接地される）。その結果、多くの既存の建造物において、ＡＣ主電源からのニュートラルワイヤは、機械的な壁スイッチが提供される接続箱又は他の位置に提供されず、「ホット」ワイヤ及び負荷へのワイヤのみが、この位置に提供される（ここでも、安全上の理由から、壁スイッチ又は負荷に電力を供給しないアース線が提供され、接地されてもよい）。負荷は、１つ又は複数の照光ユニットを含むことがあり、各照光ユニットは、照光ドライバと、１つ又は複数の光源、例えば白熱灯、蛍光灯（コンパクト蛍光電球等）、１つ又は複数のＬＥＤとを含んでいてよい。また、負荷は、安定器を含んでいても含んでいなくてもよい。

[0004] インテリジェント照光システムに対する要求と共に、エネルギー節約要件がより一層厳しくなっており、家庭用及び商業用設備において、電子スイッチング及び減光機能を採用する益々多くの電子コントローラが、単純な機械的な壁スイッチの代わりに採用されている。そのような電子コントローラの動作は、機械的な壁スイッチの動作と同様であるが、照光コントローラ内部の電子回路により、電子制御回路は、継電器のＯＮ又はＯＦＦへの切替え、減光、プログラムされたタイミングに従ったＯＮ又はＯＦＦへの切替え及び／又は減光、様々なセンサ入力に従ったＯＮ又はＯＦＦへの切替え及び／又は減光、ワイヤレス通信等、追加の機能を実行することができる。従って、単純な機械的な壁スイッチとは異なり、電子照光コントローラは、適切な動作のために、例えば負荷がオフである時でさえ幾らかのエネルギーを必要とする。

[0005] 例えば、Koninklijke Philips Electronics N.V.から市販されているOccuswitch Wireless Control Systemは、人のいない部屋内でライトをオフに自動的に切り替えるエネルギー節約用の人感センサシステムである。上述の電子コントローラと同様に、Occuswitch Wireless Control Systemは、ニュートラルを有さない電子照光コントローラであり、スイッチＯＦＦ状態である時には電圧供給源のように、スイッチＯＮ状態である時には電流供給源のように挙動する。

[0006] ニュートラルを有さない電子照光コントローラは、一般に、（負荷から電力を除去する）ＯＦＦ状態中には小さな漏れ電流を必要とし、（負荷に電力を供給する）ＯＮ状態中には最小の電流を必要とする。しかし、様々な負荷が様々な特性を有し、安定した電力供給を維持するのを難しくする。例えば、ＯＦＦ状態中に安定器の負荷インピーダンスが比較的大きい時には、電子照光コントローラの漏れ電流は、安定器を始動させるのに十分な電圧を発生することができ、これは、照光ユニットを点灯させることができる。ＯＮ状態中、負荷は、ニュートラルを有さない電子照光コントローラに電力供給するのに十分な電流を引き込む必要がある。一般に、ほとんどの安定器は、供給コンデンサが充電する始動時間を有し、この時間中には、安定器はほとんど電流を引き込まない。また、例えば、プログラムされた始動安定器の予熱段階中、安定器は、ごくわずかな電流しか引き込まない。これは、この時間中にニュートラルを有さないコントローラを機能低下させる。

[0007] しかし、機械的な壁スイッチの代わりに電子コントローラが負荷の前に接続される場合、電子コントローラ用の最大利用可能電力は、漏れ電流と、電子コントローラと直列である負荷の特性とによって決定される。幾つかの場合には、例えば、非常に限られた漏れ電流しか有さない減光安定器を含む場合には、負荷がＯＦＦに切り替えられる時、電子スイッチ動作を適切に保つために電子コントローラを通過する十分な漏れ電流が存在しない。その結果、照光システムが適切に動作しないことがある。

[0008] 図１は、この問題を示す従来の照光制御システム１００に関するブロック図である。照光制御システム１００は、負荷１２０と、電子コントローラ１３０とを含む。

[0009] 負荷１２０は、１つ又は複数の照光ユニット及び／又は（例えばルームファン用の）モータを含んでいてよい。照光ユニットはそれぞれ、照光ドライバと、１つ又は複数の光源、例えば白熱灯、蛍光灯（コンパクト蛍光電球等）、１つ又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）等とを含んでいてよい。負荷１２０は、安定器を更に含んでいても含んでいなくてもよい。負荷１２０は、第１の負荷端子と第２の負荷端子とを有し、第１の負荷端子と第２の負荷端子との間で負荷電圧を受け取り、負荷電流が第１の負荷端子と第２の負荷端子との間を流れることを可能にするように更に構成される。

[0010] 電子コントローラ１３０は、外部電源１０５（例えばＡＣ主電源）の第１の電源端子１１０にワイヤ（例えば、黒色のワイヤ）を介して接続された単一の入力端子を有し、外部電源は、第１の電源端子１１０と第２の電源端子（例えばニュートラル端子）１１２との間でＡＣ電圧を出力する。また、接地され、電子コントローラ１３０又は負荷１２０に電力を供給しないアース線（例えば、緑色のワイヤ）１１４も図示されている。電子コントローラ１３０は、負荷１２０の第１の負荷端子にワイヤ（例えば赤色のワイヤ）によって接続された単一の出力端子も有する。負荷１２０の第２の負荷端子は、外部電源１０５の第２の電源端子１１２にワイヤ（例えば、白色のワイヤでよい）によって接続される。

[0011] 電子コントローラ１３０がＯＮ状態であり、負荷１２０に電力供給する時には、負荷１２０は、その負荷電圧として、外部電源１０５から供給される入力電圧の１００％を受け取ることができる。電子コントローラ１３０がＯＦＦ状態であり、負荷１２０を使用不可にする時には、負荷１２０間の負荷電圧はゼロになる。

[0012] しかし、電子コントローラ１３０が、動作のために電力を必要とする電気デバイスであるので、状況は複雑になり得る。電子コントローラ１３０がＯＮ状態である時、負荷１２０間の負荷電圧が外部電源１０５から供給される入力電圧の１００％である場合、電子コントローラ１３０間の電圧はゼロになり、長期に渡ってＯＮ状態を保つことはできない。一方、電子コントローラ１３０がＯＦＦ状態である時、負荷１２０間の負荷電圧はなく、負荷１２０を通って流れる負荷電流もない。しかし、これは、電子コントローラ１３０を通る電流がない又はほとんどないことも意味し、従って、より多くのエネルギーを必要とする場合にはＯＦＦ状態を保つことができない。

[0013] これらの問題に対処するために、幾つかの電子コントローラは、ＯＮ及びＯＦＦ状態である時間間隔を変更するように設計される。電子コントローラがＯＮ状態である時、わずかの間だけＯＦＦ状態に切り替わり（例えば、１０ｍｓのＯＮ期間毎に２ｍｓのＯＦＦ）、それにより、この期間中には、電子コントローラは、外部電源１０５から、従って電源自体から供給される入力電圧の１００％を受け取ることができる。一方、電子コントローラは、ＯＦＦ状態である場合には、負荷を通って流れる小さな漏れ電流を保ち、そのような漏れ電流によって、電子コントローラは、それ自体にも電源供給することができる。

[0014] しかし、技術開発、及び照光制御に必要とされるワイヤレス通信等のより多くの機能と共に、電子コントローラの電力消費は大幅に高まり、負荷自体の固有漏れ電流は、ＯＦＦ状態である時に電子コントローラに電力供給するには十分でない。

[0015] 図２は、この問題に対処することを試みるために提供されている別の従来の照光制御システム２００に関するブロック図である。照光制御システム２００は、負荷１２０の負荷端子に渡って接続された外部コンデンサ２１０を含む点以外は、照光制御システム１００と同一である。電子コントローラ１３０がＯＮ状態であるかＯＦＦ状態であるかに関わらず、外部コンデンサ２１０は、電子コントローラ１３０のための漏れ電流経路を提供することができる。コンデンサが大きければ大きいほど、より多くの漏れ電流が電子コントローラ１３０に送達され得て、（例えばワイヤレス制御信号を受信する）はるかに多くの電流及び電力を消費する活動を支援する。

[0016] しかし、電子コントローラ１２０が、前縁ディマとしても知られているＴＲＩＡＣベースのデバイスを含む場合、外部コンデンサ２１０は、サイクル毎の大きな突入電流により、ＴＲＩＡＣの壊滅的な損壊をもたらす。更に、外部コンデンサ２１０は、負荷側で電圧及び電流の位相をシフトし、減光操作の位相カットを制御できなくする。

[0017] 従って、コントローラがＯＦＦ状態であり、コントローラによって供給される電力を有する負荷を使用不可にする時、コントローラに必要な漏れ電流を提供することができる照光制御システムを提供することが望ましい。コントローラがＯＮ状態に最初に移行する時に、コントローラに必要な漏れ電流を供給し、その間に、コントローラによって供給される電力を有する負荷が、コントローラの動作に十分な電流を引き込み始めることができる照光制御システムを提供することが更に望ましい。

[0018] 本開示は、コントローラがＯＦＦ状態であり、コントローラによって供給される電力を有する負荷を使用不可にする時、及びコントローラがＯＮ状態に最初に移行し、負荷によって引き込まれる電流が、コントローラの動作に必要とされる最小電流まで増加している時に、ニュートラルを有さないコントローラに必要な漏れ電流を提供するための進歩性のある装置及び方法を対象とする。

[0019] 概して、ある態様では、選択的にライン電圧を照明負荷に供給する、照光制御システムでのニュートラルを有さないコントローラの漏れ電流用のバイパス経路を提供するためのデバイスは、ダミー負荷と電圧センサとバイパススイッチとスイッチコントローラと遅延タイマとを備える。電圧センサは、ニュートラルを有さないコントローラの出力端子でライン電圧を感知するように構成されている。バイパススイッチは、選択的にダミー負荷を照明負荷と並列に接続するように構成されている。スイッチコントローラは、感知されたライン電圧がローである時には、バイパススイッチを作動させ、ダミー負荷を照明負荷と並列に接続して、漏れ電流用のバイパス経路を提供し、感知されたライン電圧がハイである時には、遅延期間後に、バイパススイッチを作動停止させて、照明負荷と並列の状態からダミー負荷を切断するように構成されている。遅延タイマは、感知されたライン電圧がローからハイに移行したのに応答して、遅延期間を設ける。

[0020] 他の態様では、照光制御システム内でのニュートラルを有さないコントローラの漏れ電流用のバイパス経路を提供するためのデバイスは、バイパススイッチとスイッチコントローラと遅延タイマとを備え、ニュートラルを有さないコントローラは、作動される時には、照明負荷にライン電圧を提供し、作動停止される時には、照明負荷からライン電圧を除去するパワースイッチを備える。バイパススイッチは、ニュートラルを有さないコントローラ内のパワースイッチの動作に応答して、選択的にダミー負荷を照明負荷と並列に接続するように構成される。スイッチコントローラは、ニュートラルを有さないコントローラ内のパワースイッチの作動停止に応答してバイパススイッチを作動させ、ダミー負荷を照明負荷と並列に接続し、ニュートラルを有さないコントローラ内のパワースイッチの作動に応答して、遅延期間後に、バイパススイッチを作動停止させ、照明負荷からダミー負荷を切断する。遅延タイマは、ニュートラルを有さないコントローラ内のパワースイッチの作動に応答して遅延期間を決定するように構成されている。

[0021] 他の態様では、方法は、選択的に照明負荷を電圧源に接続するニュートラルを有さないコントローラの漏れ電流用のバイパス経路を提供する。前記方法は、ニュートラルを有さないコントローラの出力部でライン電圧を感知するステップと、感知されたライン電圧がローであり、照明負荷が電圧源から切断されていることを示す時には、バイパススイッチを作動させ、ダミー負荷を照明負荷と並列に接続するステップと、感知されたライン電圧がハイに移行し、照明負荷がニュートラルを有さないコントローラを介して電圧源に接続されていることを示す時には、遅延期間後に、バイパススイッチを作動停止させて、照明負荷と並列な状態からダミー負荷を切断するステップとを含み、遅延期間中に、バイパススイッチが引き続き作動され、遅延期間が、ニュートラルを有さないコントローラの動作のための最小供給電流を照明負荷が引き込むことを可能にする。

[0022] 本開示の目的で本明細書において使用される場合、「ＬＥＤ」との用語は、任意のエレクトロルミネセンスダイオード、又は、電気信号に呼応して放射を発生できる、その他のタイプのキャリア注入／接合ベースシステム（carrier injection/junction-based system）を含むものと理解すべきである。したがって、ＬＥＤとの用語は、次に限定されないが、電流に呼応して発光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（ＯＬＥＤ）、エレクトロルミネセンスストリップ等を含む。特に、ＬＥＤとの用語は、赤外スペクトル、紫外スペクトル、及び（通常、約４００ナノメートルから約７００ナノメートルまでの放射波長を含む）可視スペクトルの様々な部分のうちの１つ又は複数における放射を発生させることができるすべてのタイプの発光ダイオード（半導体及び有機発光ダイオードを含む）を指す。例えば本質的に白色光を生成するＬＥＤ（例えば白色ＬＥＤ）の一実施態様は、それぞれ、組み合わされることで混合して本質的に白色光を形成する様々なスペクトルのエレクトロルミネセンスを放射する複数のダイを含む。別の実施態様では、白色光ＬＥＤは、第１のスペクトルを有するエレクトロルミネセンスを異なる第２のスペクトルに変換する蛍光体材料に関連付けられる。この実施態様の一例では、比較的短波長で狭帯域幅スペクトルを有するエレクトロルミネセンスが、蛍光体材料を「ポンピング（pumps）」して、当該蛍光体材料は、いくぶん広いスペクトルを有する長波長放射を放射する。

[0023] なお、ＬＥＤとの用語は、ＬＥＤの物理的及び／又は電気的なパッケージタイプを限定しないことを理解すべきである。例えば、上述した通り、ＬＥＤは、（例えば個々に制御可能であるか又は制御不能である）異なるスペクトルの放射をそれぞれ放射する複数のダイを有する単一の発光デバイスを指すこともある。また、ＬＥＤは、ＬＥＤ（例えばあるタイプの白色ＬＥＤ）の一体部分と見なされる蛍光体に関連付けられることもある。

[0024] 「光源」との用語は、次に限定されないが、ＬＥＤベース光源（上記に定義した１つ以上のＬＥＤを含む）、白熱光源（例えばフィラメント電灯、ハロゲン電灯）、蛍光光源、りん光性光源、高輝度放電光源（例えばナトリウム蒸気ランプ、水銀蒸気ランプ及びメタルハライドランプ）、レーザー、その他のタイプのエレクトロルミネセンス源を含む、様々な放射源のうちの任意の１つ以上を指すと理解すべきである。

[0025] 「照明ドライバ」は、本明細書では、光源に光を放射させるための形態で、一つ以上の光源に電力を供給する装置を指すために用いられる。特に、照明ドライバは、第１の形態で電力（例えば、ＡＣメイン電力、固定のＤＣ電圧等）を受けて、照明ドライバが駆動する光源（例えば、ＬＥＤ光源）の要件に調整された第２の形態で電力を供給する。

[0026] 「照明モジュール」との用語は、本明細書では、センサ、電流源等のような一つ以上の関連する電子部品だけでなく、回路基板上に取り付けられた一つ以上の光源を持つ回路基板（例えば、印刷回路基板）を含むモジュールであって、照明ドライバに接続されるように構成されたモジュールを指すために使用される。斯様な照明モジュールは、照明ドライバが供給されるマザーボード又は照明器具内のスロットに差し込まれてもよい。「ＬＥＤモジュール」との用語は、本明細書では、センサ、電流源等のような一つ以上の関連する電子部品だけでなく、回路基板上に取り付けられた一つ以上のＬＥＤを持つ回路基板（例えば、印刷回路基板）を含むモジュールであって、照明ドライバに接続されるように構成されたモジュールを指すために使用される。斯様な照明モジュールは、照明ドライバが供給されるマザーボード又は照明器具内のスロットに差し込まれてもよい。

[0027] 「照明ユニット」との用語は、本明細書では、同じ又は異なるタイプの一つ以上の光源を含む装置を指すために用いられる。所与の照明ユニットは、様々な光源のための取付アレンジメント、筐体／ハウジングアレンジメント及び形状、並びに／又は電子及び機械的接続構成のうちの任意のものを持つ。加えて、所与の照明ユニットは、オプションで、光源の動作に関係する様々な他の部品（例えば、制御回路、照明ドライバ）と光学的に関連する（例えば、含む、結合される、及び／又は一緒にパッケージされる）。「ＬＥＤベースの照明ユニット」との用語は、単独で、又は他のＬＥＤベースではない光源と組み合わせて、上述されたような一つ以上のＬＥＤベースの光源を含む照明ユニットを指す。

[0028] 「照明器具」及び「光器具」との用語は、本明細書では、特定の形式ファクタ、アセンブリ又はパッケージでの一つ以上の照明ユニットの実行又はアレンジメントを交換可能に指すために用いられ、他の部品と関連する（例えば、含む、結合される、及び／又は一緒にパッケージされる）。

[0029] 「コントローラ」との用語は、本明細書では、一般に、１つ以上の光源の動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、本明細書で説明した様々な機能を実行するように、数多くの方法（例えば専用ハードウエアを用いて）で実施できる。「プロセッサ」は、本明細書で説明した様々な機能を実行するように、ソフトウエア（例えばマイクロコード）を使用してプログラムすることのできる１つ以上のマイクロプロセッサを使用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを使用してもしなくても実施でき、また、幾つかの機能を実行する専用ハードウエアと、その他の機能を実行するプロセッサ（例えばプログラムされた１つ以上のマイクロプロセッサ及び関連回路）の組み合わせとして実施されてもよい。本開示の様々な実施態様において使用されてもよいコントローラ構成要素の例としては、次に限定されないが、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）がある。

[0030] 要素が他の要素と「接続される」又は「結合される」と呼ばれるとき、他の要素と直接接続される又は結合されてもよいし、介在要素が存在してもよいことは理解されるだろう。対照的に、要素が他の要素と「直接接続される」又は「直接接続される」と呼ばれるときは、介在要素は存在しない。

[0031] 特許出願人は辞書編集者であってもよいという理解によると、明細書で使用されているように、「２つのワイヤ接続」は正確に２つのワイヤ又は端子を利用する接続でることを特に規定する。本願明細書及び請求項に使用される「２つの接続ワイヤ」は、３つ（又はそれ以上の）ワイヤを利用する接続を特には含まない。

[0032] なお、前述の概念及び以下でより詳しく説明する追加の概念のあらゆる組み合わせ（これらの概念が互いに矛盾しないものであることを条件とする）は、本明細書で開示される本発明の主題の一部をなすものと考えられることを理解すべきである。特に、本開示の終わりに登場するクレームされる主題のあらゆる組み合わせは、本明細書に開示される本発明の主題の一部であると考えられる。なお、参照により組み込まれる任意の開示内容にも登場する、本明細書にて明示的に使用される用語には、本明細書に開示される特定の概念と最も整合性のある意味が与えられるべきであることを理解すべきである。

[0033] 図面中、同様の参照符号は、全般的に様々な図を通して同じ部分を指している。さらに、図面は必ずしも縮尺通りではなく、重点は全体的に本発明の原理の説明に置かれている。

[0034] 従来の照光制御システムのブロック図である。 [0035] 別の従来の照光制御システムのブロック図である。 [0036] 代表的な実施形態による、ニュートラルを有さないコントローラに関するバイパス回路を有する照光制御システムのブロック図である。 [0037] 代表的な実施形態による、電源スイッチ及びバイパススイッチそれぞれの動作を示す信号図である。 [0038] 代表的な実施形態による、照光制御システム内でのニュートラルを有さないコントローラに関するバイパス回路の回路図である。 [0039] 代表的な実施形態による、照光制御システム内でのニュートラルを有さないコントローラに関するバイパス回路の回路図である。 [0040] 代表的な実施形態による、照光制御システム内でのニュートラルを有さないコントローラに関するバイパス回路の回路図である。 [0041] 代表的な実施形態による、電源スイッチ及びバイパススイッチの動作をそれぞれ示す信号図である。

[0042] 上述のように、選択的に負荷に電力を供給するためのコントローラは、コントローラ及び負荷に電力を供給する外部電源のただ１つの電源端子に対してただ１つのワイヤ又は接続端子が利用可能である（即ちニュートラルワイヤが負荷にのみ提供される）位置に設置され得る。これらの設備では、コントローラから外部電源へのリターン電流経路は、負荷自体を通る経路以外には存在しない。従って、コントローラがＯＦＦ状態であり、負荷が使用不可にされる時に、コントローラ用のリターン電流経路を提供する必要がない。

[0043] 従って、本出願人は、コントローラがＯＦＦ状態であり、負荷を使用不可にする時に、コントローラの出力部と外部電源の第２の電源端子との間にバイパス電流（又は漏れ電流）経路を提供することが有益であると認識して理解している。また、コントローラがＯＮ状態であり、負荷に電力供給する時に、コントローラの出力端子と外部電源の第２の電源端子との間の漏れ電流経路を切断する又は使用不可にすることも有益である。これは、コントローラがＯＮ状態であり、負荷に電力供給する時に、漏れ電流経路での無駄な電力消費を防止することができる。一実施形態では、漏れ電流経路は、遅延期間後に使用不可にされ、遅延期間中、負荷は、通常の電流量を引き込み始める。遅延期間は、漏れ電流経路が使用不可にされる都度（即ち、コントローラがＯＮに切り替えられて負荷に電力を供給する都度）、決定され得る。

[0044] 上記のことを踏まえて、本発明の様々な実施形態及び実装形態は、選択的にコントローラの出力端子に接続され、コントローラがＯＦＦ状態であり、負荷を使用不可にする時に、コントローラの出力端子と外部電源の第２の電源端子との間にバイパス電流（又は漏れ電流）経路を提供するバイパス回路を対象とする。他の実施形態及び実装形態は、そのようなバイパス回路を含む照光コントローラを対象とする。更に他の実施形態及び実装形態は、コントローラがＯＦＦ状態であり、負荷を使用不可にする時には、コントローラの出力端子と外部電源の第２の電源端子との間の漏れ電流経路を可能にし、コントローラがＯＮ状態に移行し、負荷に電力供給する時には、コントローラを動作させるのに十分な最小電流を負荷が引き込み始める遅延期間後に、コントローラの出力端子と外部電源の第２の電源端子との間の漏れ電流経路を切断する又は使用不可にする方法を対象とする。

[0045] 図３は、代表的な一実施形態による、照光制御システム３００の一実施形態のブロック図である。図３を参照すると、照光制御システム３００は、外部電源３０５（例えばＡＣ主電源）と、代表的な負荷３２０への電力供給を制御する（ニュートラルワイヤを採用しない）ニュートラルを有さない電子コントローラ３３０とを含む。照光制御システム３００は、電子コントローラ３３０のＯＮ／ＯＦＦ状態、及び負荷３２０の電流引込みに応答して、電子コントローラ３３０の出力部３３４と外部電源３０５の第２の電源端子３１２との間にバイパス電流（又は漏れ電流）経路を選択的に提供する制御可能なバイパス回路３４０を更に含む。

[0046] 負荷３２０は、１つ又は複数の照光ユニット及び／又は（例えばルームファン用の）モータを含んでいてよい。照光ユニットはそれぞれ、照光ドライバと、１つ又は複数の光源、例えば白熱灯、蛍光灯（コンパクト蛍光電球等）、１つ又は複数のＬＥＤ等とを含んでいてよい。負荷３２０は、安定器を更に含んでいても含んでいなくてもよい。負荷３２０は、第１の負荷端子３２２と第２の負荷端子３２４とを含み、第１の負荷端子３２２と第２の負荷端子３２４との間で外部電源３０５から負荷電圧を受け取り、負荷電流が第１の負荷端子３２２と第２の負荷端子３２４との間を流れることを可能にするように構成される。

[0047] コントローラ３３０は、外部電源３０５の第１の電源端子（例えばホット端子）３１０にワイヤ（例えば、黒色のワイヤでよいホットワイヤ）を介して接続された単一の入力端子３３２を有し、外部電源３０５は、その第１の電源端子３１０と第２の電源端子（例えばニュートラル端子）３１２との間でＡＣ電圧を出力する。接地され、コントローラ３３０又は負荷３２０に電力を供給しないアース線（図示せず）も、安全上の理由から提供され得る。コントローラ３３０の単一の出力端子３３４は、負荷３２０の第１の負荷端子３２２にワイヤ（例えば赤色のワイヤでよい）によって接続される。負荷３２０の第２の負荷端子３２４は、外部電源３０５の第２の電源端子３１２にワイヤ（例えば、白色のワイヤでよいニュートラルワイヤ）によって接続される。

[0048] 照光制御システム３００の幾つかの実施形態では、コントローラ３３０は、接続箱内又は建造物の壁内に設置されてよく、負荷３２０から（例えば１フィートから数フィートの距離だけ）遠隔に位置されてよい。幾つかの実施形態では、外部電源３０５の第２の電源端子３１２への接続は、コントローラ３３０の位置に提供されず、又はコントローラ３３０の位置で利用可能でなく、第１の電源端子３１０への接続のみが（例えばホットワイヤを介して）利用可能である。幾つかの実施形態では、バイパス回路３４０は、負荷３２０と共に位置されてよい。例えば、バイパス回路３４０は、照光器具の内部に提供されてよく、又は負荷３２０を備える照光デバイスと共に収容されてもよい。

[0049] 幾つかの実施形態では、コントローラ３３０は、遠隔操作可能及び／又はプログラム可能なスイッチ等の負荷３２０に電力を選択的に提供する電子コントローラである。例えば、コントローラ３３０は、負荷３２０に電力を供給するための１組又は複数組のＯＮ／ＯＦＦ時間を提供するようにプログラムされ得るマイクロプロセッサを含んでいてよい。幾つかの実施形態では、コントローラ３３０は、減光信号（これは、例えばユーザによって調節され得るコントローラ３３０の減光ノブ又はスライド制御機能の設定でよい）に応答して負荷３２０に供給される電力の量を調節するための減光回路を含む電子コントローラである。幾つかの実施形態では、コントローラ３３０は、ワイヤレス信号を受信するように構成されたワイヤレス受信機を含み、ワイヤレス信号は、負荷３２０への電力の供給及び／又は負荷３２０に供給される電力の量をコントローラ３３０が制御するためのデータ及び／又はコマンドを含む。例えば、上述のように、コントローラ３３０は、Koninklijke Philips Electronics N.V.から市販されているOccuswitch Wireless Control Systemでよい。図示される実施形態では、コントローラ３３０は、選択的に負荷３２０を外部電源３０５に接続する及び外部電源３０５から切断するための電源スイッチ３３６を含む。また、コントローラ３３０は、隔離されていない内部低電圧源３３５を含み、低電圧源３３５は、電源スイッチ３３６が作動停止されている時に、電源スイッチ３３６及び／又はマイクロプロセッサ若しくは他の制御デバイス（図示せず）を制御するための電力を継続的に提供する。特に、様々な実施形態は、本明細書で識別されるニュートラルを有さないコントローラのタイプに限定されない。

[0050] バイパス回路３４０が、コントローラ３３０の出力端子３３４に接続され、ワイヤ（例えば、白色のワイヤでよいニュートラルワイヤ）を介して、外部電源３０５の第２の端子３１２に接続される。即ち、バイパス回路３４０は、負荷３２０と並列に接続可能である。バイパス回路３４０は、バイパススイッチ３４２と直列に接続されたダミー負荷３４１を含み、バイパススイッチ３４２は、以下に論じるように、スイッチコントローラ３４４によって制御されて、選択的にダミー負荷３４１を負荷３２０と並列に接続する。幾つかの実施形態では、ダミー負荷３４１は、低オーム抵抗負荷でよく、漏れ電流経路を提供し、負荷電圧を非常に低く保つ。ダミー負荷３４１は、直列に接続された１つ又は複数の抵抗を含んでいてよく、例えば約１ｋΩの合計の抵抗負荷を有する。幾つかの実施形態では、バイパススイッチ３４２は、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）又は金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）等、トランジスタスイッチを含むことがある。代替の構成では、本発明の教示の範囲から逸脱することなく、バイパススイッチは、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）又はバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）でよい。バイパススイッチ３４２は、例えば、１０ミリ秒よりも短いスイッチング時間を有するように構成される。

[0051] バイパス回路３４０は、更に、ダミー負荷３４１と並列に接続された電圧センサ３４５と、電圧センサ３４５及びスイッチコントローラ３４４に接続された遅延タイマ３４６とを含む。電圧センサ３４５は、コントローラ３３０の出力端子３３４での電圧（例えばライン電圧）のレベルを検出するように構成される。一般に、コントローラ３３０がＯＦＦ状態であり（即ちコントローラ３３０の電源スイッチ３３６が開いており又は作動停止されており）、それにより負荷３２０に電力が提供されない時にはライン電圧は低く、コントローラ３３０がＯＮ状態であり（即ち電源スイッチ３３６が閉じており又は作動されており）、それにより負荷３２０に電力が提供される時にはライン電圧は高い。

[0052] 動作上、コントローラ３３０は、負荷電圧と負荷電流の少なくとも一方を制御して、選択的に負荷３２０に電力供給する又は負荷３２０を使用不可するように構成される。上述のように、コントローラ３３０は、例えば、コントローラ３３０をＯＮ／ＯＦＦに切り替えるため若しくは減光レベルを調節するためのプログラミング入力、（例えばユーザによって操作されるノブ若しくはスライダによる）減光入力、及び／又はワイヤレス制御信号に応答して、負荷電圧及び／又は負荷電流を制御することができる。幾つかの実施形態では、本発明の教示の範囲から逸脱することなく、コントローラ３３０は、様々な他のタイプの入力に応答し得る。

[0053] バイパス回路３４０は、コントローラ３３０がＯＦＦ状態に入って負荷３２０を使用不可にする時、及びＯＮ状態に入って負荷３２０に電力供給する時を判断するように構成される。それに応答して、バイパス回路３４０は、以下に述べるように、コントローラ３３０がＯＦＦ状態に入る時には、ダミー負荷３４１を負荷３２０と並列に接続し、コントローラ３３０がＯＮ状態に入る時には、遅延タイマ３４６によって決定される時間遅延後に、ダミー負荷３４１を切断する。

[0054] 図４は、コントローラ３３０内の電源スイッチ３３６とバイパス回路３４０内のバイパススイッチ３４２の動作をそれぞれ示す信号図である。図３及び図４を参照すると、コントローラ３３０内の電源スイッチ３３６は、最初は、時点ｔ０で開（ＯＦＦ）位置で示されており、この時、コントローラ３３０はＯＦＦ状態であり、電圧及び／又は電流が負荷３２０に提供されない。コントローラ３３０がＯＦＦ状態にある時（例えば時点ｔ０〜時点ｔ１）、バイパス回路３４０の電圧センサ３４５は、出力端子３３４でコントローラ３３０によって出力されるライン電圧のローレベルを検出する。それに応答して、スイッチコントローラ３４４は、バイパススイッチ３４２を閉じ、バイパススイッチ３４２は、ダミー負荷３４１を負荷３２０と並列に接続する。これは、コントローラ３３０からダミー負荷３４１を通って漏れ電流が流れることを可能にし、コントローラ３３０がニュートラル接続端子を有さず、且つ負荷３２０が実質的にＯＦＦである（従って電流を伝導しない）時でさえ、コントローラ３３０が電力供給され続けることを可能にする。図４に示されるように、コントローラ３３０がＯＦＦ状態である時、又はコントローラ３３０がＯＮ状態からＯＦＦ状態に移行する時には、遅延タイマ３４６は遅延を提供しない。

[0055] 時点ｔ１で、コントローラ３３０内の電源スイッチ３３６は、閉（ＯＮ）位置に移行し、この時、コントローラ３３０はＯＮ状態であり、それにより電圧及び／又は電流が負荷３２０に供給される。コントローラ３３０がＯＮ状態に移行する時、バイパス回路３４０の電圧センサ３４５は、出力端子３３４でコントローラ３３０によって出力されるライン電圧のハイレベルを検出する。それに応答して、遅延タイマ３４６によって実施される遅延期間後に、スイッチコントローラ３４４がバイパススイッチ３４２を開く。遅延タイマ３４６は、ハイレベルに変化するライン電圧を電圧センサ３４５が最初に感知したのに応答して、遅延期間を開始する。遅延期間の目的は、ダミー負荷３４１（及び対応する漏れ電流経路）を除去する前に、コントローラ３３０の通常動作を可能にするのに十分な量の電流を負荷３２０が引き込むのに十分な時間を提供することである。即ち、負荷３２０によって引き込まれる電流は、初期始動期間中には非常に低いことがある。例えば、上述のように、負荷３２０の安定器は、供給コンデンサが充電する始動時間を有することがあり、及び／又は負荷３２０のプログラムされた始動安定器が、非常に低い電流が引き込まれる予熱段階を必要とすることがある。

[0056] 従って、遅延タイマ３４６によって課される遅延期間は、コントローラ３３０の適切な動作に十分な最小供給電流を負荷３２０が引き込み始めるのを可能にするように、十分に長くなければならない。図４で、遅延期間は、時点ｔ１とｔ２の間で示される（例えば約２秒）。幾つかの実施形態では、遅延期間は、負荷３２０の予想される特性を概して網羅するように計算された所定の時間間隔でよい。幾つかの実施形態では、遅延タイマ３４６及び／又はスイッチコントローラ３４４は、コントローラ３３０の動作中に、リアルタイム又は準リアルタイムで遅延期間の長さを能動的に決定する。例えば、遅延期間の長さは、負荷３２０によって引き込まれる電流の量を監視し、次いで、負荷３２０によって引き込まれた電流が、コントローラ３３０の適切な動作を可能にするのに十分になった時（例えば最小しきい値に達した時）にバイパススイッチ３４２を開く（ＯＦＦに切り替える）ことによって決定され得る。従って、漏れ電流は、遅延中にコントローラ３３０及びダミー負荷３４１を通って流れ続け、それにより、コントローラ３３０がニュートラル接続端子を有さず、負荷３２０が十分な量の電流を引き込み始めていなくても、コントローラ３３０が電力供給され続けることを可能にする。一般に、遅延期間は、コントローラ３３０が、例えばニュートラルを有さないディマではなくニュートラルを有さないスイッチである時に明瞭に長くなる。

[0057] 遅延タイマ３４６及び／又はスイッチコントローラ３４４の全て又は一部は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードワイヤド論理回路、又はそれらの組合せを使用して、コンピュータ処理装置（例えば、マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はそれらの組合せによって実装され得る。処理装置を使用する時、処理装置が様々な機能を実施できるようにする実行可能なソフトウェア／ファームウェア及び／又は実行可能なコードを記憶するためのメモリ、例えば非一時的なコンピュータ可読媒体が含まれてよい。

[0058] 時点ｔ２で、遅延タイマ３４６によって課された遅延期間後に、スイッチコントローラ３４４は、バイパススイッチ３４２を開き、ダミー負荷３４１を負荷３２０とのその並列配置から切断する。従って、漏れ電流経路が使用不可にされ、漏れ電流はダミー負荷３４１を通って流れない。コントローラ３３０は、実質的にＯＮである負荷３２０によって引き込まれた電流によって引き続き電力供給される。

[0059] 時点ｔ３で、コントローラ３３０内の電源スイッチ３３６は、開（ＯＦＦ）位置に移行し、この時、コントローラ３３０はＯＦＦ状態であり、電圧及び／又は電流が負荷３２０に提供されない。その時点で、電圧センサ３４５は、出力端子３３４でコントローラ３３０によって出力されたライン電圧のローレベルを検出し、スイッチコントローラ３４４は、バイパススイッチ３４２を閉じ、やはりダミー負荷３４１を負荷３２０と並列に接続する。これは、コントローラ３３０及びダミー負荷３４１を通って漏れ電流が流れるのを可能にし、コントローラ３３０が電力供給され続けることを可能にする。図４に示されるように、コントローラ３３０がＯＦＦ状態に移行する時には、遅延タイマ３４６は遅延を提供しない。何故なら、上述のように、負荷３２０の始動特性は誘因でないからである。

[0060] 図５は、代表的な実施形態による、照光制御システム内でのニュートラルを有さないコントローラに関するバイパス回路の回路図である。特に、図５は、図３でのバイパス回路３４０の１つの例示的実装形態であるバイパス回路５４０を示す。

[0061] 図３及び図５を参照すると、バイパス回路５４０は、第１のバイパス端子５５１で、コントローラ３３０の出力端子３３４（図５には図示せず）に接続され、第２のバイパス端子５５２で、外部電源３０５の第２の電源端子３１２（図５には図示せず）に接続される。従って、上述のように、バイパス回路５４０は、負荷３２０（図５には図示せず）と並列になる。バイパス回路５４０は、ダイオードＤ５００〜Ｄ５０３からなる電圧整流器５５５と、追加の入力回路（図示せず）、例えば１つ又は複数のヒューズ及び／又は過渡サージプロテクタとを含む。

[0062] ダミー負荷３４１は、第１のバイパス端子５５１とトランジスタＱ３との間に直列に接続された抵抗Ｒ５を含む。トランジスタＱ３は、バイパススイッチ３４２であり、例えばＦＥＴ又はＭＯＳＦＥＴとして実装され得る。トランジスタＱ３のゲートは、１２Ｖ電源と、以下に論じられるスイッチコントローラ３４４及び遅延タイマ３４６の回路とに、抵抗Ｒ２２を介して接続される。第１のバイパス端子５５１と抵抗Ｒ２２との間に直列に接続された抵抗Ｒ１６と、コンデンサＣ２とツェナーダイオードＺ６との並列構成とが、１２Ｖ電源を提供する。トランジスタＱ３がＯＮである（例えば、ゲートがハイ電圧レベルである）時には、ダミー負荷３４１は、（接地として示される）ニュートラルに接続され、それにより負荷３２０と並列になり、ニュートラルを有さないコントローラ３３０に関する漏れ電流経路を提供する。トランジスタＱ３がＯＦＦである（例えば、ゲートがローレベルである）時には、遅延タイマ３４６によって課される遅延期間後に、ダミー負荷３４１はニュートラルから切断され、漏れ電流経路を除去する。

[0063] 電圧センサ３４５は、コンデンサＣ５に直列に接続された抵抗Ｒ１４と、それぞれコンデンサＣ５と並列に接続された抵抗Ｒ３１及びツェナーダイオードＺ５とを含むＲＣ回路である。電圧センサ３４５は、コントローラ３３０の出力端子３３４でのライン電圧を検出するように構成される。検出されたライン電圧が、スイッチ制御回路３４４及び遅延タイマ３４６に提供される。図示される実施形態では、遅延タイマ３４６は、実質的にスイッチコントローラ３４４の回路の一部であり、１２Ｖ電源とニュートラルとの間に接続された抵抗Ｒ３３及びコンデンサＣ３を含む。トランジスタＱ３のゲートは、抵抗Ｒ２５及びツェナーダイオードＺ９を介して、遅延タイマ３４６の抵抗Ｒ３３とコンデンサＣ３との間のノードに接続される。

[0064] スイッチコントローラ３４４は、トランジスタＱ１を更に含み、トランジスタＱ１は、例えば、トランジスタＱ３のゲートとニュートラルとの間に接続されたＦＥＴ又はＭＯＳＦＥＴとして実装され得る。スイッチコントローラ３４４は、トランジスタＱ５及びトランジスタＱ７を更に含み、各トランジスタが、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）として実装され得る。トランジスタＱ５のベースは、ツェナーダイオードＺ７と抵抗Ｒ１９との間のノードから、抵抗Ｒ２０を介して、検出された電圧を受信するように接続される。トランジスタＱ５のコレクタは、抵抗Ｒ１８を介して１２Ｖ電源に接続され、トランジスタＱ７のベースにも接続される。トランジスタＱ７のコレクタは、抵抗Ｒ２１及びＲ２５とツェナーダイオードＺ９とを介してトランジスタＱ１のゲートに接続される。従って、感知された電圧がハイレベルに移行する時、遅延タイマ３４６によって課される遅延期間後に、トランジスタＱ１がＯＮに切り替えられ、トランジスタＱ３（バイパススイッチ３４２）をＯＦＦに切り替える。次いで、感知された電圧がローレベルに移行する時、トランジスタＱ１がＯＦＦに切り替えられ、トランジスタＱ３（バイパススイッチ３４２）をＯＮに切り替え、ダミー負荷３４１（抵抗Ｒ５）を負荷３２０と並列に接続する。

[0065] 図６は、別の代表的な実施形態による、照光制御システム内でのニュートラルを有さないコントローラに関するバイパス回路の回路図である。特に、図６は、図３でのバイパス回路３４０の１つの例示的実装形態であるバイパス回路６４０を示す。

[0066] 図３及び図６を参照すると、バイパス回路６４０は、第１のバイパス端子６５１で、コントローラ３３０の出力端子３３４（図６には図示せず）に接続され、第２のバイパス端子６５２で、外部電源３０５の第２の電源端子３１２（図６には図示せず）に接続される。従って、上述のように、バイパス回路６４０は、負荷３２０（図６には図示せず）と並列になる。バイパス回路６４０は、ダイオードＤ１０〜Ｄ１３からなる電圧整流器６５５と、追加の入力回路（図示せず）、例えば１つ又は複数のヒューズ及び／又は過渡サージプロテクタとを含む。

[0067] ダミー負荷３４１は、第１のバイパス端子６５１とトランジスタＱ２との間に直列に接続された正の温度係数（ＰＴＣ）のサーミスタＲ１と代表的なトランジスタＲ２とを含む。トランジスタＱ２は、バイパススイッチ３４２であり、例えばＦＥＴ又はＭＯＳＦＥＴとして実装され得る。トランジスタＱ２のゲートは、以下に論じられるスイッチ制御回路３４４と遅延タイマ３４６との回路に接続される。トランジスタＱ２がＯＮである（例えば、ゲートがハイ電圧レベルである）時には、ダミー負荷３４１は、（接地として示される）ニュートラルに接続され、それにより負荷３２０と並列になり、ニュートラルを有さないコントローラ３３０に関する漏れ電流経路を提供する。トランジスタＱ２がＯＦＦである（例えば、ゲートがローレベルである）時には、遅延タイマ３４６によって課される遅延期間後に、ダミー負荷３４１はニュートラルから切断され、漏れ電流経路を除去する。

[0068] 電圧センサ３４５は、コンデンサＣ２に直列に接続された代表的な抵抗Ｒ２８を含むＲＣ回路である。電圧センサ３４５は、コントローラ３３０の出力端子３３４でのライン電圧を検出するように構成される。検出されたライン電圧が、スイッチ制御回路３４４及び遅延タイマ３４６に提供される。図示される実施形態では、遅延タイマ３４６は、実質的にスイッチコントローラ３４４の回路の一部であり、トランジスタＱ３と、代表的な抵抗Ｒ３２と、コンデンサＣ１とを含む。トランジスタＱ３は、例えばＢＪＴでよい。抵抗Ｒ３２は、第１のバイパス端子６５１とトランジスタＱ３のベースとの間に接続され、コンデンサＣ１は、トランジスタＱ３のエミッタとニュートラルとの間に接続される。トランジスタＱ３のコレクタは、代表的な抵抗Ｒ２９を介して第１のバイパス端子６５１に接続される。トランジスタＱ２のゲートは、抵抗Ｒ１３を介して、トランジスタＱ３のエミッタと遅延タイマ３４６のコンデンサＣ１との間のノードに接続される。

[0069] スイッチコントローラ３４４は、トランジスタＱ１とトランジスタＱ４とを更に含み、各トランジスタが、例えばＢＪＴとして実装され得る。トランジスタＱ１のベースは、抵抗Ｒ１２及びダイアックＤ２を介して、電圧センサ３４５の抵抗Ｒ２８とコンデンサＣ２との間に位置されたノードから、検出された電圧を受け取るように接続される。トランジスタＱ１のコレクタ及びエミッタは、それぞれトランジスタＱ２のゲート及びニュートラルに接続される。ＯＮに切り替えられる時、トランジスタＱ１は、トランジスタＱ２をＯＦＦに切り替える。トランジスタＱ４のベースは、抵抗Ｒ１１及びダイアックＤ２を介して、電圧センサ３４５の抵抗Ｒ２８とコンデンサＣ２との間に位置されたノードから、検出された電圧を受け取るように接続される。トランジスタＱ４のコレクタ及びエミッタは、それぞれトランジスタＱ３のゲート及びニュートラルに接続される。ＯＮに切り替えられる時、トランジスタＱ４は、遅延タイマ３４６が作動するのを防止し、従ってトランジスタＱ２をＯＦＦ状態に保つ。スイッチコントローラ３４４は、トランジスタＱ３のエミッタとニュートラルとの間に接続され、コンデンサＣ１間の電圧を制限し、トランジスタＱ２のゲートを実質的に保護するように構成されたツェナーダイオード（図示せず）を更に含んでいてもよい。

[0070] 動作時、ＰＴＣサーミスタＲ１は、ＯＦＦからＯＮ状態へのコントローラ３３０内の電源スイッチ３３６の移行中に、そのＰＴＣサーミスタＲ１が温まり、高インピーダンス状態に変化することによって電流を減少させるまで負荷電流が流れることを可能にすることによって、回路のための保護を提供する。ＲＴＣサーミスタＲ１を通る負荷電流は、直列の抵抗Ｒ２の抵抗値によって制御され得る。従って、ダミー負荷３４１は、ＯＦＦ状態からＯＮ状態への移行に必要な特性を有する。しかし、電源スイッチ３３６のＯＮ状態からＯＦＦ状態への移行中、ＰＣＴサーミスタＲ１は、低インピーダンス状態へゆっくりクールダウンし、ニュートラルを有さないコントローラ３３０のための漏れ電流を可能にする。これを克服するために、ＰＴＣサーミスタＲ１をＯＦＦに切り替え、ＰＴＣサーミスタＲ１が低インピーダンス状態をより迅速に回復できるようにするために、トランジスタＱ２（バイパススイッチ３４２）が使用され得る。

[0071] 電圧センサ３４５での電圧がローである（電源スイッチ３３６がＯＦＦであることを示す）時には、トランジスタＱ３はＯＮ状態である。これは、コンデンサＣ１が充電して、トランジスタＱ２（バイパススイッチ３４２）をＯＮに切り替えることを可能にし、ダミー負荷３４１（ＰＴＣサーミスタＲ１、抵抗Ｒ２）を負荷３２０と並列に接続する。電圧センサ３４５での電圧がダイアックＤ２の破壊電圧（例えば３２Ｖ）を超えて増加する時には、トランジスタＱ２がＯＦＦに切り替えられ、負荷３２０との並列接続からダミー負荷３４１を切断する。遅延タイマ３４６（抵抗Ｒ２８及びコンデンサＣ２）は、トランジスタＱ３をＯＦＦに切り替えるために遅延を提供し、電源スイッチ３３６のＯＮ状態でＰＴＣサーミスタＲ１によって消費される電力の減少を可能にする。

[0072] 図７は、代表的な実施形態による、照光制御システム内でのニュートラルを有さないコントローラに関するバイパス回路の回路図である。特に、図７は、図３でのバイパス回路３４０の１つの例示的実装形態であるバイパス回路７４０を示す。

[0073] 図３及び図７を参照すると、バイパス回路７４０は、第１のバイパス端子７５１で、コントローラ３３０の出力端子３３４（図７には図示せず）に接続され、第２のバイパス端子７５２で、外部電源３０５の第２の電源端子３１２（図７には図示せず）に接続される。従って、上述のように、バイパス回路７４０は、負荷３２０（図７には図示せず）と並列になる。バイパス回路７４０は、ダイオードＤ１００〜Ｄ１０３からなる電圧整流器７５５と、追加の入力回路（図示せず）、例えば１つ又は複数のヒューズ及び／又は過渡サージプロテクタとを含む。更に、上で論じられた例示的なバイパス回路５４０及び６４０とは異なり、バイパス回路７４０は、スイッチコントローラ３４４を実装するためのマイクロコントローラ（マイクロコントローラＵ３）を含む。例えば、マイクロコントローラＵ３は、STMicroelectronicsから市販されているモデルST7FLITEU09のマイクロコントローラでよいが、他のタイプのマイクロプロセッサ及びマイクロコントローラも、本発明の教示の範囲から逸脱することなく実装され得る。

[0074] ダミー負荷３４１は、第１のバイパス端子７５１とトランジスタＱ１００との間に直列に接続された抵抗Ｒ１２８を含む。トランジスタＱ１００は、バイパススイッチ３４２であり、例えばＦＥＴ又はＭＯＳＦＥＴとして実装され得る。トランジスタＱ１００のゲートは、以下に論じられるスイッチ制御回路３４４と遅延タイマ３４６との回路に接続される。トランジスタＱ１００がＯＮである（例えば、ゲートがハイ電圧レベルである）時には、ダミー負荷３４１は、（接地として示される）ニュートラルに接続され、それにより負荷３２０と並列になり、ニュートラルを有さないコントローラ３３０に関する漏れ電流経路を提供する。トランジスタＱ１００がＯＦＦである（例えば、ゲートがローレベルである）時には、遅延タイマ３４６によって課される遅延期間後に、ダミー負荷３４１はニュートラルから切断され、漏れ電流経路を除去する。

[0075] 電圧センサ３４５は、第１のバイパス端子７５１とニュートラルとの間に直列に接続された代表的な抵抗Ｒ１００及びＲ１０４を含む。電圧センサ３４５は、コントローラ３３０の出力端子３３４でのライン電圧を検出するように構成される。検出されたライン電圧が、スイッチ制御回路３４４及び遅延タイマ３４６に提供される。図示される実施形態では、遅延タイマ３４６は、実質的にスイッチコントローラ３４４の回路の一部であり、トランジスタＱ１０１と、代表的な抵抗Ｒ１０５と、コンデンサＣ１００とを含む。トランジスタＱ１０１は、例えばＢＪＴでよい。抵抗Ｒ１０５は、第１のバイパス端子７５１とトランジスタＱ１０１のベースとの間に接続され、コンデンサＣ１００は、トランジスタＱ１０１のエミッタとニュートラルとの間に接続される。トランジスタＱ１０１のコレクタは、代表的な抵抗Ｒ１０９を介して第１のバイパス端子７５１に接続される。また、トランジスタＱ１０１のエミッタも、抵抗Ｒ１１３を介してトランジスタＱ１００のゲートに接続される。トランジスタＱ１０１のベースは、遅延タイマ３４６の抵抗Ｒ１０５とツェナーダイオードＺ３との間のノードに接続され、ツェナーダイオードＺ３は、ニュートラルに接続される。

[0076] スイッチコントローラ３４４は、トランジスタＱ１０２と、上述のマイクロコントローラＵ３とを更に含む。トランジスタＱ１０２は、例えばＢＪＴとして実装され得る。トランジスタＱ１０２のベースは、抵抗Ｒ１１４を介してマイクロコントローラＵ３のデータ出力部に接続されて、電圧センサ３４５によって提供される検出された電圧に応答する制御信号を受信する。トランジスタＱ１０２のコレクタ及びエミッタは、トランジスタＱ１００をＯＮ及びＯＦＦに切り替えるために、それぞれトランジスタＱ１００のゲート及びニュートラルに接続される。

[0077] 図示される実施形態では、マイクロコントローラＵ３は、電圧センサ３４５の抵抗Ｒ１００とＲ１０４との間のノードで電圧センサ３４５に接続されて、電圧センサ３４５によって提供される検出された電圧を示すデータを受信する。マイクロコントローラＵ３は、検出された電圧に対して様々な応答を提供するようにプログラムされ得る。例えば、図４に示されるように、マイクロコントローラＵ３は、トランジスタＱ１００（バイパススイッチ３４２）を制御して、（例えば所定の又は計算された遅延期間後に）ＯＮ及びＯＦＦに切り替えることができる。代替として、マイクロコントローラＵ３は、例えば図８Ａ〜図８Ｃを参照して以下に論じられるように、遅延期間中、及び／又はダミー負荷３４１が負荷３２０から切断されるその他の期間中に、コントローラ３３０の漏れ電流を制御するようにプログラムされ得る。

[0078] 例えば、電圧センサ３４５での電圧がローである（電源スイッチ３３６がＯＦＦであることを示す）時には、トランジスタＱ１０１はＯＮ状態である。これは、コンデンサＣ１００が充電して、トランジスタＱ１００（バイパススイッチ３４２）をＯＮに切り替えることを可能にし、ダミー負荷３４１（抵抗Ｒ１２０）を負荷３２０と並列に接続する。電圧センサ３４５での電圧がハイである（電源スイッチ３３６がＯＮであることを示す）時には、トランジスタＱ１００がＯＦＦに切り替えられ、負荷３２０との並列接続からダミー負荷３４１を切断する。図示される実施形態では、マイクロプロセッサＵ３は、トランジスタＱ１００をＯＦＦに切り替えるために遅延を提供し、一方、遅延タイマ３４６（抵抗Ｒ１０５及びコンデンサＣ１００）は、コントローラ３３０がＯＦＦ状態である時に電源スイッチ３３６をバイアスするために使用される。

[0079] 上述の実施形態それぞれにおいて、代替の構成は、本発明の教示の範囲から逸脱することなく、様々なＦＥＴ又はＭＯＳＦＥＴの代わりにＩＧＢＴ又はＢＪＴを含んでいてもよく、及び／又は様々なＢＪＴの代わりにＩＧＢＴ、ＦＥＴ、又はＭＯＳＦＥＴを含んでいてもよい。

[0080] 図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、代替実施形態による、コントローラ３３０内の電源スイッチ３３６とバイパス回路３４０内のバイパススイッチ３４２との動作をそれぞれ示す信号図である。図示される実施形態では、バイパス回路３４０の動作は、少なくとも一部、図７でのマイクロコントローラＵ３等のマイクロプロセッサによって制御される。マイクロプロセッサ制御によって、バイパス回路３４０を様々なモードで動作させることが可能である。第１のモードは、図４を参照して上で論じられており、このモードでは、電源スイッチ３３６が開（ＯＦＦ）位置から閉（ＯＮ）位置に移行した後の遅延期間中、ダミー負荷３４１は接続されたままである。図８（Ａ）に示される第２のモードは、第１のモードの改良であり、このモードでは、遅延期間中に平均漏れ電流が制御される。図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示される第３のモードは、電源スイッチ３３６が閉（ＯＮ）位置にある状態で、より低い漏れ電流を実現する。図８（Ｃ）は、特に、第３のモードに関する平均漏れ電流を示す。

[0081] 図３及び図８（Ａ）を参照すると、コントローラ３３０内の電源スイッチ３３６は、最初は、時点ｔ０で開（ＯＦＦ）位置で示されており、この時、コントローラ３３０はＯＦＦ状態であり、電圧及び／又は電流が負荷３２０に提供されない。コントローラ３３０がＯＦＦ状態にある時（例えば時点ｔ０〜時点ｔ１）、バイパス回路３４０の電圧センサ３４５は、出力端子３３４でコントローラ３３０によって出力されるライン電圧のローレベルを検出する。それに応答して、スイッチコントローラ３４４は、バイパススイッチ３４２を閉じ、バイパススイッチ３４２は、ダミー負荷３４１を負荷３２０と並列に接続する。

[0082] 時点ｔ１で、コントローラ３３０内の電源スイッチ３３６は、閉（ＯＮ）位置に移行し、この時、コントローラ３３０はＯＮ状態であり、それにより電圧及び／又は電流が負荷３２０に供給される。コントローラ３３０がＯＮ状態に移行する時、バイパス回路３４０の電圧センサ３４５は、出力端子３３４でコントローラ３３０によって出力されるライン電圧のハイレベルを検出する。それに応答して、遅延タイマ３４６によって実施される遅延期間後に、スイッチコントローラ３４４がバイパススイッチ３４２を開く。遅延期間中、例えばスイッチコントローラ３４４からバイパススイッチ３４２へのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のデューティサイクルを調節することによって、平均漏れ電流が制御されて、平均漏れ電流に対応する所望のレートでバイパススイッチ３４２を開位置と閉位置との間でサイクルさせる。上で論じられるように、遅延期間は、コントローラ３３０の適切な動作に十分な最小供給電流を負荷３２０が引き込み始めることを可能にするのに十分に長くなければならない。時点ｔ２で、遅延タイマ３４６によって課された遅延期間後に、スイッチコントローラ３４４は、バイパススイッチ３４２を開き、負荷３２０との並列配置からダミー負荷３４１を切断する。従って、漏れ電流経路が使用不可にされ、漏れ電流はダミー負荷３４１を通って流れない。

[0083] 図３、図８（Ｂ）、及び図８（Ｃ）を参照すると、コントローラ３３０内の電源スイッチ３３６は、最初は、時点ｔ０で開（ＯＦＦ）位置で示されており、この時、コントローラ３３０はＯＦＦ状態であり、電圧及び／又は電流が負荷３２０に提供されない。コントローラ３３０がＯＦＦ状態にある時（例えば時点ｔ０〜時点ｔ１）、バイパス回路３４０の電圧センサ３４５は、出力端子３３４でコントローラ３３０によって出力されるライン電圧のローレベルを検出する。それに応答して、スイッチコントローラ３４４は、バイパススイッチ３４２を閉じ、バイパススイッチ３４２は、ダミー負荷３４１を負荷３２０と並列に接続する。

[0084] 時点ｔ１で、コントローラ３３０内の電源スイッチ３３６は、閉（ＯＮ）位置に移行し、この時、コントローラ３３０はＯＮ状態であり、それにより電圧及び／又は電流が負荷３２０に供給される。コントローラ３３０がＯＮ状態に移行する時、バイパス回路３４０の電圧センサ３４５は、出力端子３３４でコントローラ３３０によって出力されるライン電圧のハイレベルを検出する。それに応答して、遅延タイマ３４６によって実施される遅延期間後に、スイッチコントローラ３４４がバイパススイッチ３４２を実質的に開くが、バイパススイッチ３４２は、コントローラ３３０がＯＮ状態である時でさえ幾らかの漏れ電流を提供するために、周期的に閉じるように制御される。より特定的には、遅延期間中、例えばスイッチコントローラ３４４からバイパススイッチ３４２へのＰＷＭ信号のデューティサイクルを調節することによって、平均漏れ電流が制御されて、所望のレートでバイパススイッチ３４２を開位置と閉位置の間でサイクルさせる。

[0085] 時点ｔ２で、遅延タイマ３４６によって課された遅延期間後に、スイッチコントローラ３４４は、バイパススイッチ３４２を開き、ダミー負荷３４１を負荷３２０とのその並列配置から切断するが、次いで、例えばやはりＰＷＭ信号のデューティサイクルを調節することによって、バイパススイッチ３４２を開位置と閉位置との間でサイクルさせて、電源スイッチ３３６が閉位置にある残り時間（例えば、時点ｔ２〜時点ｔ３）を通じて平均漏れ電流を制御し続ける。この時間は、ダミー負荷制御期間と称され得る。バイパススイッチ３４２へのＰＷＭ信号のデューティサイクルは、遅延期間中（例えば時点ｔ１〜ｔ２）に、後続のダミー負荷制御期間中（例えば時点ｔ２〜時点ｔ３）よりも高く、これは、図８（Ｃ）に示されるように、遅延期間中に、より高い平均漏れ電流をもたらす。図示される実施形態では、負荷電流が最小電流要件を維持するのに十分でない時、コントローラ３３０内の電源スイッチ３３６は、ＯＮ／ＯＦＦをトグルして、光を明滅させることができる。これを避けるために、追加の漏れ電流が、ダミー負荷制御期間を通じて維持され得る。

[0086] 幾つかの発明実施形態を本明細書に説明し例示したが、当業者であれば、本明細書にて説明した機能を実行するための、並びに／又は、本明細書にて説明した結果及び／若しくは１つ以上の利点を得るための様々な他の手段及び／若しくは構造体を容易に想到できよう。また、このような変更及び／又は改良の各々は、本明細書に説明される発明実施形態の範囲内であるとみなす。より一般的には、当業者であれば、本明細書にて説明されるすべてのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例示のためであり、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、発明教示内容が用いられる１つ以上の特定用途に依存することを容易に理解できよう。当業者であれば、本明細書にて説明した特定の発明実施形態の多くの等価物を、単に所定の実験を用いて認識又は確認できよう。したがって、上記実施形態は、ほんの一例として提示されたものであり、添付の請求項及びその等価物の範囲内であり、発明実施形態は、具体的に説明された又はクレームされた以外に実施可能であることを理解されるべきである。本開示の発明実施形態は、本明細書にて説明される個々の特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法に関する。さらに、２つ以上のこのような特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法の任意の組み合わせも、当該特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾していなければ、本開示の本発明の範囲内に含まれる。

[0087] 本明細書にて定義されかつ用いられた定義はすべて、辞書の定義、参照することにより組み込まれた文献における定義、及び／又は、定義された用語の通常の意味に優先されて理解されるべきである。

[0088] 本明細書及び特許請求の範囲にて使用される「ａ」及び「ａｎ」の不定冠詞は、特に明記されない限り、「少なくとも１つ」を意味するものと理解されるべきである。

[0089] 本明細書及び特許請求の範囲において用いられているように、１つ又は複数の要素のリストに関連する句「少なくとも１つ」は、要素リストにおけるいずれか１つ又は複数の要素から選択された少なくとも１つの要素を意味すると理解されるべきであるが、要素リスト内に特に挙げられたあらゆる要素の少なくとも１つを必ずしも含むわけではなく、要素リストにおける要素の任意の組み合わせを排除するものではない。この定義はまた、句「少なくとも１つ」が指す要素リスト内で特に識別される要素以外の要素が、特に識別される要素に関連していても関連していなくても、任意選択的に存在することを可能にする。明確に別段の指示がない限り、１つを超えるステップ又は動作を含む、本明細書で請求されるいずれかの方法において、方法のステップ又は動作の順序は、方法のステップ又は動作が挙げられる順序に必ずしも限定されない。

[0090] また、特許請求の範囲において括弧内に現れる参照数字がある場合、それは単に便宜のために提供されており、請求項を限定するものとして解釈されるべきでは決してない。

Claims (15)

1. 選択的にライン電圧を照明負荷に供給する、照光制御システムでのニュートラルを有さないコントローラの漏れ電流用のバイパス経路を提供するためのデバイスであって、
   ダミー負荷と、
   前記ニュートラルを有さないコントローラの出力端子で前記ライン電圧を感知する電圧センサと、
   選択的に前記ダミー負荷を前記照明負荷と並列に接続するバイパススイッチと、
   前記感知されたライン電圧がローであり、前記照明負荷が電圧源から切断されていることを示す時には、前記バイパススイッチを作動させ、前記ダミー負荷を前記照明負荷と並列に接続して、前記漏れ電流用のバイパス経路を提供し、前記感知されたライン電圧がハイに移行し、前記照明負荷が前記ニュートラルを有さないコントローラを介して前記電圧源に接続されていることを示す時には、遅延期間後に、前記バイパススイッチを作動停止させて、前記照明負荷と並列の状態から前記ダミー負荷を切断するスイッチコントローラと、
   前記感知されたライン電圧がローからハイに移行したのに応答して、前記遅延期間を設ける遅延タイマと、
   を備える、デバイス。
2. 前記遅延期間後に前記バイパススイッチを作動停止させることは、前記ダミー負荷が、前記遅延期間中に前記漏れ電流用の前記バイパス経路を引き続き提供することを可能にし、その間に、前記照明負荷によって引き込まれる電流が、前記ニュートラルを有さないコントローラの動作に十分な量まで増加する、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記遅延期間が約２秒である、請求項１に記載のデバイス。
4. 前記遅延期間が所定の期間である、請求項１に記載のデバイス。
5. 前記遅延期間が、前記遅延タイマによってリアルタイムで又は準リアルタイムで決定される、請求項１に記載のデバイス。
6. 前記遅延タイマがＲＣ回路を備える、請求項１に記載のデバイス。
7. 前記バイパススイッチが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、又はバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）を備える、請求項１に記載のデバイス。
8. 前記スイッチコントローラが、マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを備える、請求項１に記載のデバイス。
9. 前記マイクロプロセッサが、前記遅延期間中に、前記バイパススイッチに提供されるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のデューティサイクルを調節し、前記遅延期間中の前記ニュートラルを有さないコントローラの平均漏れ電流に対応する所望のレートで前記バイパススイッチを開位置と閉位置との間でサイクルさせることによって、前記遅延期間中の前記ニュートラルを有さないコントローラの平均漏れ電流を制御する、請求項８に記載のデバイス。
10. 前記マイクロプロセッサが、更に、前記遅延期間後の前記ダミー負荷制御期間中に、前記バイパススイッチに提供される前記ＰＷＭ信号のデューティサイクルを調節し、前記ダミー負荷制御期間中の前記ニュートラルを有さないコントローラの平均漏れ電流に対応する別の所望のレートで前記バイパススイッチを開位置と閉位置との間でサイクルさせることによって、更に、前記ダミー負荷制御期間中の前記ニュートラルを有さないコントローラの平均漏れ電流を制御し、
    前記遅延期間中のＰＷＭ信号の前記デューティサイクルが、前記ダミー負荷制御期間中の前記ＰＷＭ信号の前記デューティサイクルよりも高く、前記遅延期間中に、前記ダミー負荷制御期間中よりも高い前記ニュートラルを有さないコントローラの平均漏れ電流を生じる、
    請求項９に記載のデバイス。
11. 前記ニュートラルを有さないコントローラが、プログラム可能なスイッチを備える、請求項１に記載のデバイス。
12. 前記ニュートラルを有さないコントローラが、前記プログラム可能なスイッチの動作を制御するためのワイヤレス信号を受信するワイヤレス受信機を更に備える、請求項１１に記載のデバイス。
13. 選択的に照明負荷を電圧源に接続するニュートラルを有さないコントローラの漏れ電流用のバイパス経路を提供するための方法であって、
    前記ニュートラルを有さないコントローラの出力部でライン電圧を感知するステップと、
    前記感知されたライン電圧がローであり、前記照明負荷が前記電圧源から切断されていることを示す時には、バイパススイッチを作動させ、ダミー負荷を前記照明負荷と並列に接続するステップと、
    前記感知されたライン電圧がハイに移行し、前記照明負荷が前記ニュートラルを有さないコントローラを介して前記電圧源に接続されていることを示す時には、遅延期間後に、バイパススイッチを作動停止させて、前記照明負荷と並列な状態から前記ダミー負荷を切断するステップとを含み、前記遅延期間中に、前記バイパススイッチが引き続き作動され、前記遅延期間が、前記ニュートラルを有さないコントローラの動作のための最小供給電流を前記照明負荷が引き込むことを可能にするステップと
    を含む、方法。
14. 前記ニュートラルを有さないコントローラが、前記感知されたライン電圧がローである時に前記漏れ電流が前記バイパス経路を通って流れることを必要とし、前記感知されたライン電圧がハイである時に最小供給電流を必要とする、請求項１３に記載の方法。
15. 前記感知されたライン電圧がハイに移行した後に、前記遅延期間を決定するステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。