JP6397406B2 - 蛍光灯バラストとｌｅｄとの間の駆動回路 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの発光ダイオードを有する負荷を駆動する駆動回路に関する。本発明は、更に装置に関する。

このような装置の実施例は、蛍光灯バラスト及びランプ（fluorescent ballasts and lamps）並びにこれらのパーツである。

米国特許出願公開第２０１０／０１０２７３７号は、発光ダイオードに電力を供給する装置を開示している。この装置は、比較的非効率的で、比較的大きい電力損失を受けている。

本発明の目的は、改良された駆動回路を提供することにある。本発明の更なる目的は、改善された装置を提供することにある。

第１の見地によれば、少なくとも１つの発光ダイオードを有する負荷を駆動する駆動回路であって、
第１の電流信号を蛍光灯バラストと交換すると共に、第２の電流信号を負荷に供給する整流器と、
前記負荷に供給される電力の量を制御する、整流器に結合されている又は前記整流器の一部を形成しているスイッチ回路と、
前記スイッチ回路を制御するコントローラであって、前記スイッチ回路のスイッチング周波数は前記第１の電流信号の周波数の２倍以下である、コントローラと、
を有する駆動回路が提供される。

前記蛍光灯バラストは、例えばアクティブ電子バラストを有する。前記第１の電流信号は交流（ＡＣ）電流信号であり、第２の電流信号は直流（ＤＣ）電流信号である。前記スイッチ回路は、例えば、前記第１の及び／若しくは前記第２の電流信号並びに／又はこれらの一部を短絡することによって、前記負荷に供給される電力の量を制御する。

前記スイッチ回路を制御する前記コントローラであって、前記第１の電流信号の周波数の２倍以下であるように前記スイッチ回路のスイッチング周波数を規定するように配されているコントローラを導入することによって、米国特許出願公開第２０１０／０１０２７３７号に開示されている装置と比較すると、米国特許出願公開第２０１０／０１０２７３７号においてはスイッチが前記第１の電流信号の周波数より非常に高い周波数で作動されているという事実のために、電力損失は非常に低減される。更に、米国特許出願公開第２０１０／０１０２７３７号に開示されている装置と比較して、負荷に直列に結合される不利な分岐スイッチが回避される。

少なくとも１つの発光ダイオードとは、如何なる種類のものでも良く及び如何なる組合せにおけるものでも良い１つ以上の発光ダイオードを有する。

前記駆動回路の一実施例は、ブリッジを有する整流器であって、前記ブリッジの入力端子は前記蛍光灯バラストの出力端子に結合され、前記ブリッジの出力端子は、前記負荷の入力端子に結合されている、整流器により規定される。整流器ブリッジは、ＡＣ電流信号を、有利には対称な仕方において、ＤＣ電流信号に変換する。

前記駆動回路の一実施例は、スイッチを有しているスイッチ回路であって、前記ブリッジは４つのダイオード要素を有しており、前記スイッチの主接点（main contacts）は前記ブリッジの出力端子に結合されている、スイッチ回路により規定される。前記駆動回路のこの実施例は、このスイッチ回路が１つのスイッチのみを必要とする点において有利である。しかしながら、前記負荷と並列に結合されるコンデンサが、当該コンデンサが導通状態にある場合に、このスイッチを介して放電するのを防止するために、ダイオード要素が前記スイッチと前記負荷との間に付加される必要があり、前記ダイオード要素は、前記駆動回路の電力損失を小さい程度において増大させる。前記スイッチの導通時間を増大させることによって及び前記スイッチの非導通時間を減少させることによって、前記負荷に供給される電力の量は減少し、逆もまた同じである。

前記駆動回路の一実施例は、第１及び第２のスイッチを有するスイッチ回路であって、前記ブリッジは、第１及び第２のダイオード要素及び第１及び第２のスイッチを有し、前記ブリッジの第１の入力端子は、第１のダイオード要素を介して前記ブリッジの第１の出力端子に結合されていると共に、第２のダイオード要素を介して前記ブリッジの第２の出力端子に結合されており、前記第１のスイッチの主接点は、前記ブリッジの第２の入力端子及び第１の出力端子に結合されており、前記第２のスイッチの主接点は、前記ブリッジの第２の入力端子及び第２の出力端子に結合されている、スイッチ回路により規定される。当該駆動回路のこの実施例は、前述の実施例と比較して、当該整流器ブリッジの電力損失が減少されるという点において有利である。両スイッチは、前記負荷と並列に結合されている複数のコンデンサが、当該複数のコンデンサが同時に導通状態にある場合、これらのスイッチを介して放電されるのを防止するために、反位相の仕方で制御されることを必要とする。一方における前記スイッチの制御と他方における第１の電流信号と間のフェーズシフトを増大させることによって、前記負荷に供給される電力の量は減少され、逆もまた同じである。ここで、各スイッチの寄生ダイオードは、２つのダイオード要素及び２つの寄生ダイオードが一緒に従来の整流器ブリッジを表しているという点において重要な役割を果たしている。

前記駆動回路の一実施例は、第１及び第２のスイッチを有するスイッチ回路であって、前記ブリッジは、第１及び第２のダイオード要素及び第１及び第２のスイッチを有し、前記ブリッジの第１の入力端子は、第１のダイオード要素を介して前記ブリッジの第１の出力端子に結合され、前記ブリッジの第２の入力端子は、第２のダイオード要素を介して前記ブリッジの前記第１の出力端子に結合され、第１のスイッチの主接点は、前記ブリッジの前記第１の入力端子及び第２の出力端子に結合され、第２のスイッチの主接点は、前記ブリッジの第２の入力端子及び第２の出力端子に結合されている、スイッチ回路により規定される。当該駆動回路のこの実施例は、前述の実施例と比較して、両スイッチが同一の電圧レベルにあるという点において有利である。両スイッチは、これらの制御の間にフェーズシフトを伴うことなく制御されることができるが、効率の損失を低減させるために、両スイッチは、フェーズシフトをこれらの制御の間に存在させて制御されなければならない。両スイッチの導通状態の時間の重なりを増大させることによって、負荷に供給される電力の量は減少され、逆もまた同じである。ここで、各スイッチの寄生ダイオードは、再び重要な役割を果たす。

前記駆動回路の一実施例は、第１及び第２のスイッチを有するスイッチ回路であって、前記ブリッジは４つのダイオード要素を有しており、前記第１及び第２のスイッチの第１の主接点は前記ブリッジの入力端子に結合され、前記第１及び第２のスイッチの第２の主接点は互いに結合されている、スイッチ回路により規定される。当該駆動回路のこの実施例は、前述の実施例と比較的同一である。両スイッチは、ここで、１つの同じ制御信号によって制御される。第１及び第２のスイッチの第２の主接点が接地に結合されている場合、この実施例及び前述の実施例は同じに機能する。

前記駆動回路の一実施例は、
前記蛍光灯バラストの出力インピーダンスと前記整流器の入力インピーダンスとを整合させる離調回路（detuning circuit）、
を更に有することにより規定される。前記駆動回路のこの実施例は、離調回路がインピーダンスを整合させるだけでなく、スイッチング信号もフィルタリングし電磁干渉を減少させるという点において有利である。

前記駆動回路の一実施例は、整流器の第１の入力端子に結合されている第１の側と、蛍光灯バラストの出力端子に結合されるように配された第２の側とを備えるインダクタを有する離調回路であって、前記インダクタの第２の側に結合されている第１の側と前記整流器の第２の入力端子に結合されている第２の側とを備えるコンデンサを更に有する離調回路により規定される。最小限の状況においては、インダクタのみが設けられる。状況を改善するために、前記コンデンサは、常に蛍光灯バラストの側に付加されるべきである。この離調回路は、比較的単純であり低コストで堅牢性がある。

前記駆動回路の一実施例は、
スタートアップ時に整流器の入力端子におけるインピーダンスを増大させるスタートアップ回路、
を更に有することにより規定される。前記駆動回路のこの実施例は、蛍光灯バラストの性能を改善するという点において有利である。前記スタートアップ回路は、スタートアップ時に整流器の入力端子におけるインピーダンスを増大させる。例えば、或るアクティブ電子バラストのような、或る蛍光灯バラストは、スタートアップするのに自身の出力における比較的高いインピーダンスを好む。前記スタートアップ回路は、直接的に又は離調回路を介して間接的に、前記整流器の入力端子におけるインピーダンスを増大させることができる。

前記駆動回路の一実施例は、コンデンサ及びスイッチの並列接続を有するスタートアップ回路であって、前記並列接続の第１の側は前記整流器の第１の入力端子に結合され、前記並列接続の第２の側は前記蛍光灯バラストの出力端子に結合されるように配されており、前記スイッチは、スタートアップ時に非導通状態にあり、時間間隔の経過の後に導通状態に持ち込まれる、スタートアップ回路により規定される。前記時間間隔は、例えば、前記コンデンサを流れる電流信号の振幅を測定し、測定された振幅を閾値と比較することにより決定される。前記閾値を超えるとすぐに、時間間隔が経過する。このスタートアップ回路は、比較的単純で低コストであり堅牢性がある。

前記駆動回路の一実施例は、
負荷を流れる電流信号の振幅に関して前記コントローラに知らせるための電流センサ、
を更に有することにより規定される。前記駆動回路のこの実施例は、フィードバックが前記駆動回路の性能を改善するという点において有利である。

前記駆動回路の一実施例は、
前記負荷の両端に存在する電圧信号の振幅に関して前記コントローラに知らせるための電圧センサ、
を更に有することにより規定される。前記駆動回路のこの実施例は、フィードバックが前記駆動回路の性能を改善するという点において有利である。

前記駆動回路の一実施例は、アクティブ電子バラストである蛍光灯バラストと、前記スイッチ回路のスイッチング周波数と前記アクティブ電子バラストのスイッチング周波数とを同期させるように配されているコントローラとにより規定される。前記駆動回路のこの実施例は、前記同期が、非同期と比較して、干渉を減少させるという点において有利である。特に、各々１つ以上の発光ダイオードを有する幾つかの負荷が室内に設けられている場合、当該同期は重要な効果を提供する。前記第１の電流信号の周波数は、アクティブ電子バラストのスイッチング周波数に等しい。前記スイッチ回路が１つのスイッチから成る又は１つの同じ制御信号を介して制御される２つのスイッチから成るという第１の場合において、各スイッチのスイッチング周波数は、同期を得るために、前記第１の電流信号の周波数の２倍に等しくなければならない。この第１の場合において、各スイッチは、前記第１の電流信号の周期ごとに２回制御される。前記スイッチ回路が異なる制御信号を介して制御される２つのスイッチから成るという第２の場合において、各スイッチのスイッチング周波数は、同期を得るために、第１の電流信号の周波数に等しくなければならない。この第２の場合、各スイッチは、前記第１の電流信号の周期ごとに１回制御され、これにより２つのスイッチが、周期ごとに個々に制御される。

前記駆動回路の一実施例は、
第１の電流信号の零交差点に関して前記コントローラに知らせるための検出器、
を更に有することにより規定される。この検出器は、比較的単純で低コストであり堅牢性を有するものであり得る。

ダイオード要素とは、例えば、１つのダイオード又は幾つかのダイオード、又はツェナーダイオード若しくはトランジスタ又はこれらの一部を有する。スイッチとは、例えば、バイポーラ・トランジスタ又は電界効果トランジスタを有する。離調回路及びスタートアップ回路、電流センサ及び電圧センサ、並びに同期は、前記第１の電流信号の周波数の２倍以下であるスイッチ回路のスイッチング周波数に対して当該駆動回路の性能を改善するが、必ずしも、スイッチ回路のこのスイッチング周波数が前記第１の電流信号の周波数の２倍以下であることを必要とするというわけではない。

第２の見地によれば、当該駆動装置を有すると共に、更に電子バラスト及び／又は発光ダイオード回路を更に有する装置が提供される。

洞察は、駆動回路におけるスイッチ回路の比較的高いスイッチング周波数が防止されるべきであるということにある。基本的な考えは、当該スイッチ回路のスイッチング周波数が、例えば前記第１の電流信号の周波数の多くても５０％よりも低い場合、好ましくは前記第１の電流信号の周波数の多くても２０％よりも低い場合、更に好ましくは第１の電流信号の周波数の多くても１０％よりも低い場合に、前記第１の電流信号の周波数の２倍以下であらなければならないということにある。

改良された駆動回路を提供する問題は、解決された。更なる効果は、前記駆動回路が比較的効率的で、前記負荷に直列に結合される分岐スイッチを回避することにある。

本発明のこれら及び他の見地は、以下記載されている実施例を参照することによって、明らかになり説明されるであろう。

駆動回路の第１の実施例を示している。 駆動回路の第２の実施例を示している。 駆動回路の第３の実施例を示している。 駆動回路の第４の実施例を示している。 離調回路を示している。 スタートアップ回路を示している。 駆動回路の第５の実施例を示している。 第１の信号を示している。 第１の波形を示している。 第２の波形を示している。 第３の波形を示している。 第４の波形を示している。 第５の波形を示している。 電力対デューティサイクルのグラフを示している。 第２の信号を示している。 第３の信号を示している。

図１において、負荷２を駆動する駆動回路１の第１の実施例が示されている。負荷２は、如何なる種類のものでも良く及び如何なる組合せにおけるものでも良い１つ以上の発光ダイオードを有する。駆動回路１は、第１の電流信号を蛍光灯バラスト３と交換すると共に、第２の電流信号を負荷２に供給する整流器１１−１４を有する。整流器１１−１４は、ブリッジを有する。前記ブリッジは、４つのダイオード要素１１−１４を有する。前記ブリッジの入力端子は蛍光灯バラスト３の出力端子に結合され、前記ブリッジの出力端子は負荷２の入力端子に結合される。駆動回路１は、更に、負荷２に供給される電力の量を制御するためのスイッチ２１を有する。これに対して、スイッチ２１の主接点は、前記ブリッジの出力端子に結合されている。駆動回路１は、更に、スイッチ２１のスイッチング周波数が前記第１の電流信号の２倍以下であるようにスイッチ２１を制御するコントローラ３１を有する。

アクティブ電子バラストの形態における蛍光灯バラスト３の場合、前記第１の電流信号の周波数は、それぞれ、１００ｋＨｚ又は４０ｋＨｚであり得て、スイッチ２１のスイッチング周波数は、それぞれ≦２００ｋＨｚ若しくは≦８０ｋＨｚであらなければならず、例えば、それぞれ１０ｋＨｚ若しくは４ｋＨｚ、又はそれぞれ５ｋＨｚ若しくは１ｋＨｚ等である。

スイッチ２１の第１の主接点は、負荷２と並列に結合されるコンデンサ３２が、スイッチ２１が導通状態である場合にスイッチ２１を介して放電されることを防止するために、ダイオード要素３３を介して負荷２の第１の入力端子に結合されることになっている。コンデンサ３２は、スイッチ２１の導通状態の間、負荷２に電力を供給して、スイッチ２１の非導通状態の間、充電される。コンデンサ３２は、更に、前記第２の電流信号のリップルを減少させる。スイッチ２１の導通時間を増大させる及びスイッチ２１の非導通時間を減少させることによって、負荷２に供給される電力の量は減少される、及び逆もまた同じである。

図２において、負荷２を駆動する駆動回路の第２の実施例が示されている。ここで、前記ブリッジは、第１及び第２のダイオード要素１１、１２並びに第１及び第２のスイッチ２２、２３を有する。前記ブリッジの第１の入力端子は、第１のダイオード要素１１を介して前記ブリッジの第１の出力端子に結合されていると共に、第２のダイオード要素１２を介して前記ブリッジの第２の出力端子に結合されている。第１のスイッチ２２の主接点は、前記ブリッジの第２の入力端子及び第１の出力端子に結合されている。第２のスイッチ２３の主接点は、更に、前記ブリッジの第２の入力端子及び第２の出力端子に結合されている。駆動回路１は、スイッチ２２、２３の各々のスイッチング周波数が第１の電流信号の周波数以下であるように、スイッチ２２、２３を制御するコントローラ３１を有する。

スイッチ２２、２３が同時に導通状態にある場合に、負荷２と並列に結合されているコンデンサ３２がスイッチ２２、２３を介して放電されるのを防止するために、両スイッチ２２、２３は反位相の仕方で制御されることを必要とする。一方ではスイッチ２２、２３の制御と、他方では前記第１の電流信号との間のフェーズシフトを増大させることによって、負荷２に供給される電力の量は減少され、逆もまた同じである。ここで、各スイッチ２２、２３の寄生ダイオードは、２つのダイオード要素１１、１２及び２つの寄生ダイオードが一緒に従来の整流器ブリッジを表している点で重要な役割を果たしている。

図３において、負荷２を駆動する駆動回路の第３の実施例が示されている。ここで、前記ブリッジは、第１及び第２のダイオード要素１１、１３と第１及び第２のスイッチ２４、２５とを有する。前記ブリッジの第１の入力端子は、第１のダイオード要素１１を介して前記ブリッジの第１の出力端子に結合されている。前記ブリッジの第２の入力端子は、第２のダイオード要素１３を介して前記ブリッジの第１の出力端子に連結されている。第１のスイッチ２４の主接点は、前記ブリッジの第１の入力端子及び第２の出力端子に結合されている。第２のスイッチ２５の主接点は、前記ブリッジの第２の入力端子及び第２の出力端子に結合されている。コントローラ３１は、スイッチ２４、２５の各々のスイッチング周波数が前記第１の電流信号の周波数以下であるようにスイッチ２４、２５を制御する。

第２実施例と比較すると、第３の実施例においては、両スイッチ２４、２５は、同じ電圧レベルにある。両スイッチ２４、２５は、これらの制御の間にフェーズシフトを伴うことなく制御されることができるが、効率の損失を減少するために、これらの制御の間にフェーズシフトを伴って制御されるべきである。これらの導通状態の時間の重なりを増大させることによって、負荷２に供給される電力の量は減少され、逆もまた同じである。ここで、各スイッチ２４、２５の寄生ダイオードは、２つのダイオード要素１１、１３及び２つの寄生ダイオードが一緒に従来の整流器ブリッジを表しているという点において再び重要な役割を果たしている。

図４において、負荷２を駆動する駆動回路の第４の実施例が示されている。前記ブリッジは、４つのダイオード要素１１−１４を有する。駆動回路１は、第１及び第２のスイッチ２６、２７を有する。第１及び第２のスイッチ２６、２７の第１の主接点は、前記ブリッジの入力端子に結合されている。第１及び第２のスイッチ２６、２７の第２の主接点は、互いに結合されている。

両スイッチ２６、２７は、ここで、１つの同じ制御信号により制御されている。第１及び第２のスイッチ２６、２７の第２の主接点が、ダイオード要素１２、１４の陽極のように、接地に結合されている場合、この第４の実施例及び第３の実施例は同様に機能する。しかしながら、ここで、コントローラ３１は、スイッチ２６、２７のそれぞれのスイッチング周波数が前記第１の電流信号の周波数の２倍以下であるようにスイッチ２６、２７を制御する。

図５において、蛍光灯バラスト３の出力インピーダンスと前記整流器の入力インピーダンスとを整合させる離調回路４が示されている。ここで、離調回路４は、蛍光灯バラスト３と駆動回路１との間の別個の回路として示されているが、離調回路４は、代替的には蛍光灯バラスト３又は駆動回路１の一部を形成していても良い。好ましくは、離調回路４は、整流器の第１の入力端子に結合された第１の側と、蛍光灯バラスト３の出力端子に結合された第２の側とを有するインダクタ４１を有すると共に、インダクタ４１の前記第２の側に結合されている第１の側と、前記整流器の第２の入力端子に結合されている第２の側とを有するコンデンサ４２を更に有し得る。

図６において、スタートアップ時に整流器の入力端子におけるインピーダンスを増大させるスタートアップ回路５が示されている。ここで、スタートアップ回路５は、蛍光灯バラスト３と駆動回路１との間の別個の回路として示されるが、スタートアップ回路５は、代替的には蛍光灯バラスト３又は駆動回路１の一部を形成していても良い。好ましくは、スタートアップ回路５は、コンデンサ５１及びスイッチ５２の並列接続を有する。前記並列接続の第１の側は前記整流器の第１の入力端子に結合されており、前記並列接続の第２側部は蛍光灯バラスト３の出力端子に結合されている。スイッチ５２は、スタートアップ時に非導通状態にあり、時間間隔の経過の後、導通状態に持ち込まれる。前記時間間隔は、例えば、コンデンサ５１を流れている電流信号の振幅を測定し、測定された振幅を閾値と比較することにより決定される。閾値を超えるとすぐに、前記時間間隔が経過し、当該スイッチは導通状態に持ち込まれる。

離調回路４及びスタートアップ回路５が組み合わせて使用される場合、通常、スタートアップ回路５の入力端子は、蛍光灯バラスト３の出力端子に結合されるべきであり、スタートアップ回路５の出力端子は、離調回路４の入力端子に結合されるべきであり、離調回路４の出力端子は、駆動回路１の入力端子に結合されるべきである。

図７において、駆動回路１の第５の実施例が示されている。この第５の実施例は、図１に示された第１の実施例を、以下のものによって拡張したものである：
Ａ）負荷２を流れている電流信号の振幅に関してコントローラ３１に知らせるための電流センサ６。このような電流センサ６の単純な実施例は、抵抗器である。前記抵抗器の両端に存在する電圧信号は、前記抵抗器を流れる電流信号の指示を表していると共に与えており、前記抵抗器及び負荷２が直列に結合される場合、負荷２を流れている電流信号の指示を表していると共に与えている。電流センサ６の他の実施例も、除外されないことになっている。
Ｂ)負荷２の両端に存在する電圧信号の振幅に関してコントローラ３１に知らせるための電圧センサ７。このような電圧センサ７の単純な実施例は、２つの抵抗器の並列接続であり、前記並列接続は、負荷２と並列に接続される。前記２つの抵抗器の一方（通常、前記一方は接地されている）の両端に存在する電圧信号は、前記並列接続の両端に存在する電圧信号の指示を表していると共に与えており、前記並列接続及び負荷２が並列に結合されている場合、負荷２の両端に存在する電圧信号の指示を表していると共に与えている。電圧センサ７の他の実施例も、除外されないことになっている。
Ｃ)スイッチ２１のスイッチング周波数と、アクティブ電子バラストの形態における蛍光灯バラスト３のスイッチング周波数との同期。通常、コントローラ３１は、例えば、第１の電流信号の零交差点に関してコントローラ３１に知らせるための検出器８から到来する情報に応答して、このような同期の処理をする。
Ｄ)コントローラ３１に供給するための電力供給３４。更に、電力供給３４は、ダイオード要素１１、１３の陰極から比較的安定な電圧を得る。
Ｅ）スイッチ２１のゲートを駆動するためのゲートドライバ３５。更に、ゲートドライバ３５は、電力電源３４を介して給電され、コントローラ３１を介して知らされる。

フィーチャＡ）、Ｂ）、Ｃ）、Ｄ）及びＥ）は、更に、前記第２、第３及び第４の実施例に導入されることもできる。

図８において、第１の信号が示される。上側の信号は、駆動回路１の入力の両端に存在する入力電圧信号を示しており、下側の信号は、スイッチ２１のための制御信号を示している。スイッチ２１が導通状態にある場合、前記第２の電流信号が短絡されるという事実のために、入力電圧信号はゼロである。スイッチ２１が非導通状態にある場合、前記入力電圧信号は、蛍光灯バラストのスイッチング周波数においてスイッチングされた信号である。明らかに、蛍光灯バラストのこのスイッチング周波数は、スイッチ２１のスイッチング周波数の半分より非常に高い。

図９において、導通状態にあるスイッチ２１に関して第１の波形が示されており、スイッチ２１のスイッチング周波数は１ｋＨｚであり、デューティサイクルは０．５である。上側の波形：スイッチ２１のための制御電圧信号、中央の波形：前記整流器の中央端子における電圧信号、下側の波形：第１の電流信号である。

図１０において、非導通状態にあるスイッチ２１に関して第２の波形が示されており、スイッチ２１のスイッチング周波数は１ｋＨｚであり、デューティサイクルは０．５である。上側の波形：スイッチ２１のための制御電圧信号、中央の波形：前記整流器の中央端子における電圧信号、下側の波形：第１の電流信号、である。

図１１において、導通状態から非導通状態になるスイッチ２１に関して第３の波形が示されており、スイッチ２１のスイッチング周波数は１ｋＨｚ、デューティサイクルは０．５である。上側の波形：スイッチ２１のための制御電圧信号、中央の波形：前記整流器の中央端子における電圧信号、下側の波形：第１の電流信号、である。

図１２において、導通状態から非導通状態になるスイッチ２１に関して、第４の波形が示されており、スイッチ２１のスイッチング周波数は１ｋＨｚであり、デューティサイクル０．５はであるが、ここでは、時間の尺度が拡大されている。上側の波形：スイッチ２１のための制御電圧信号、中央の波形：前記整流器の中央端子における電圧信号、下側の波形：第１の電流信号、である。

図１３において、１ｋＨｚのスイッチング周波数、デューティサイクル０．５を有するスイッチ２１に関して、第５の波形が示されている。上側の波形：スイッチ２１のための制御電圧信号、第２の波形：駆動回路１の入力の両端における電圧信号、第３の波形：第１の電流信号、下側の波形：負荷２を流れる電流信号、である。

図１４において、電力対デューティサイクルのグラフが、示されている。スイッチ２１の増大しているデューティサイクルに対して、負荷２に供給される電力の量は、減少される。

図１５において、（帰納的な仕方で）蛍光灯バラストのスイッチング周波数と同期されているスイッチング周波数を有するスイッチ２１に関して、第２の信号が示されている。上側の信号は、駆動回路１の入力を流れる第１の電流信号の１つの高い周波数サイクルを示している。中央の信号は、スイッチ２１のための制御信号を示している。下側の信号は、電圧信号が駆動回路１の入力の両端に存在する電圧信号を示している。明らかに、ここで、スイッチ２１のスイッチング周波数は、蛍光灯バラストのスイッチング周波数の２倍に等しい。

図１６において、（容量性の仕方で）蛍光灯バラストのスイッチング周波数と同期されているスイッチング周波数を有するスイッチ２１に関して、第３の信号が示されている。上側の信号は、駆動回路１の入力を流れる第１の電流信号の１つの高周波数サイクルを示している。中央の信号は、スイッチ２１のための制御信号を示している。下側の信号は、駆動回路１の入力の両端に存在する電圧信号を示している。再び、ここで、スイッチ２１のスイッチング周波数は、蛍光灯バラストのスイッチング周波数の２倍に等しい。

類似の信号及び波形及びグラフが、前記第２、第３及び第４の実施例に関して生成されることができる。

要約すると、発光ダイオードを有する負荷２を駆動する駆動回路１であって、第１の電流信号を、アクティブ電子バラストのような、蛍光灯バラスト３と交換すると共に、第２の電流信号を負荷２に供給する整流器１１−１４と、負荷２に供給される電力の量を制御する整流器１１−１４に結合されている又は整流器１１−１４の一部を形成しているスイッチ回路２１−２７と、スイッチ回路２１−２７のスイッチング周波数が前記第１の電流信号の２倍以下であるようにスイッチ回路２１−２７を制御するコントローラ３１とを備える駆動回路が、提供される。離調回路４は、蛍光灯バラスト３の出力インピーダンスと整流器１１−１４の入力インピーダンスとを整合させる。スタートアップ回路５は、スタートアップ時に整流器１１−１４の入力端子におけるインピーダンスを増大させる。電流センサ６及び電圧センサ７は、フィードバックを提供する。コントローラ３１は、スイッチ回路２１−２７のスイッチング周波数とアクティブ電子バラストのスイッチング周波数とを同期させる。検出器８は、前記第１の電流信号の零交差を検出する。

本発明は、添付図面及び上述の記載において詳細に説明及び記載されたが、このような図例及び説明は、説明的なもの又は例示的なものとみなされるべきであり、限定的なものとみなされるべきではなく、本発明は、開示されている実施例に限定されるものではない。開示されている前記実施例に対する他の変化は、前記添付図面、本明細書及び添付請求項の熟慮により、添付請求項に記載の本発明を実施する際に当業者により理解され、行われることができる。添付の請求項において、「有する」なる語は他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数形を排除するものではない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において、引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。添付請求項における如何なる符号も、この範囲を制限するものとしてみなしてはならない。

Claims (14)

1. 少なくとも１つの発光ダイオードを有する負荷を駆動する駆動回路であって、
   第１の電流信号を蛍光灯バラストから受け取る入力端子と第２の電流信号を前記負荷に供給する出力端子とを有する整流器と、
   前記第１の電流信号を短絡することによって前記負荷に供給される電力の量を制御する整流器の一部を形成している若しくは前記整流器の入力端子に結合されているスイッチ回路、又は前記第２の電流信号を短絡することによって前記負荷に供給される電力の量を制御する前記整流器の前記出力端子に結合されているスイッチ回路と、
   前記スイッチ回路を制御するためのコントローラであって、前記スイッチ回路のスイッチング周波数は前記第１の電流信号の周波数の２倍以下である、コントローラと、
   を有する駆動回路において、スタートアップ時に前記整流器の入力端子におけるインピーダンスを増大させるスタートアップ回路を更に有する駆動回路。
2. 前記整流器はブリッジを有しており、前記ブリッジの入力端子は、前記蛍光灯バラストの出力端子に結合されており、前記ブリッジの出力端子は前記負荷の入力端子に結合されている、請求項１に記載の駆動回路。
3. 前記スイッチ回路はスイッチを有し、前記ブリッジは４つのダイオード要素を有し、前記スイッチの主接点は前記ブリッジの出力端子に結合されている、請求項２に記載の駆動回路。
4. 前記スイッチ回路は第１及び第２のスイッチを有し、前記ブリッジは、第１及び第２のダイオード要素と前記第１及び第２のスイッチとを有し、前記ブリッジの第１の入力端子は、前記第１のダイオード要素を介して前記ブリッジの第１の出力端子に結合されていると共に、前記第２のダイオード要素を介して前記ブリッジの第２の出力端子に結合されており、前記第１のスイッチの主接点は、前記ブリッジの第２の入力端子及び前記第１の出力端子に結合されており、前記第２のスイッチの主接点は、前記ブリッジの前記第２の入力端子及び前記第２の出力端子に結合されている、請求項２に記載の駆動回路。
5. 前記スイッチ回路は、第１及び第２のスイッチを有し、前記ブリッジは、第１及び第２のダイオード要素及び前記第１及び第２のスイッチを有し、前記ブリッジの第１の入力端子は前記第１のダイオード要素を介して前記ブリッジの第１の出力端子に結合されており、前記ブリッジの第２の入力端子は、前記第２のダイオード要素を介して前記ブリッジの前記第１の出力端子に結合されており、前記第１のスイッチの主接点は、前記ブリッジの前記第１の入力端子及び第２の出力端子に結合されており、前記第２のスイッチの第２の主接点は、前記ブリッジの前記第２の入力端子及び前記第２の出力端子に結合されている、請求項２に記載の駆動回路。
6. 前記スイッチ回路は第１及び第２のスイッチを有し、前記ブリッジは４つのダイオード要素を有し、前記第１及び第２のスイッチの第１の主接点は前記ブリッジの前記入力端子に結合されており、前記第１及び第２のスイッチの第２の主接点は互いに結合されている、請求項２に記載の駆動回路。
7. 前記蛍光灯バラストの出力インピーダンスと前記整流器の入力インピーダンスとを整合させる整合回路、
   を更に有する請求項１に記載の駆動回路。
8. 前記整合回路は、前記整流器の第１の入力端子に結合されている第１の側と前記蛍光灯バラストの出力端子に結合されている第２の側とを備えるインダクタと、前記インダクタの前記第２の側に結合されている第１の側と 前記整流器の第２の入力端子に結合されている第２の側とを備えるコンデンサとを更に有する、請求項７に記載の駆動回路。
9. 前記スタートアップ回路は、コンデンサとスイッチとの並列接続を有し、前記並列接続の第１の側は前記整流器の第１の入力端子に結合されており、前記並列接続の第２の側は前記蛍光灯バラストの出力端子に結合されており、前記スイッチは、スタートアップ時に非導通状態にあり、時間間隔の経過の後に導通状態に持ち込まれる、請求項１に記載の駆動回路。
10. 前記負荷を流れている電流信号の振幅に関して前記コントローラに知らせるための電流センサ、
    を更に有する請求項１に記載の駆動回路。
11. 前記負荷の両端に存在する電圧信号の振幅に関して前記コントローラに知らせるための電圧センサ、
    を更に有する請求項１に記載の駆動回路。
12. 前記蛍光灯バラストは、アクティブ電子バラストを有し、前記コントローラは、前記スイッチ回路の前記スイッチング周波数と、前記第１の電流信号の周波数に等しい前記アクティブ電子バラストのスイッチング周波数とを同期させるように配されている、請求項１に記載の駆動回路。
13. 前記第１の電流信号の零交差点に関して前記コントローラに知らせるための検出器、
    を更に有する請求項１２に記載の駆動回路。
14. 請求項１に記載の駆動回路を有する装置であって、前記蛍光灯バラスト及び／又は前記負荷を更に有する装置。

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