JP6407973B2 - 負荷、特にｌｅｄユニットを駆動するドライバデバイス及び駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、負荷、特に１つ以上のＬＥＤを含むＬＥＤユニットを駆動するドライバデバイス及び対応する駆動方法に関する。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は、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、好適には、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必要不可欠である。また、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広く使用できるように、例えば調光器等である既存の及びレガシー電力調節手段と適合可能であることも求められている。

ドライバ回路は、あらゆる種類の調光器と適合すべきであり、特に、ドライバは、少ない電力損失で主電源電力を調整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。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整するように、当初はデザインされていたこれらの調光器は、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のためのフィラメントの低負荷インピーダンス経路を使用する。この経路を連続的に提供することに代えて、主電源電圧周期の特定の部分について、当該経路を接続すること及び切断することは、調光器の安定動作をもたらす。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関して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、ＬＥＤユニットに並列に接続され、ブリーディング電流を提供するブリーダを含む。ブリーダユニットは、ＬＥＤに接続される制御ユニットによって制御され、整流されたＡＣ電圧の特定の時点において、ブリーディング電流を提供する。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。

米国特許出願公開第２０１２／００５６５５３号は、ＬＥＤユニットを調光器デバイスに接続するドライバデバイスについて開示する。このドライバデバイスでは、主電源電圧周期の様々な部分において、整流された入力電圧を異なるように調節するために、異なる抵抗値を含む２つの並列ブリーディング経路が提供される。２つのブリーディング経路は共に、主電源電圧に接続されるので、高電圧コンポーネントが必要であり、また、主電源電圧の位相が決定されなければならないので、このブリーディング回路は、技術的に複雑で、必要となる大型のコンポーネントの量が、これらのコンポーネントの統合ができないほどに増加する。

本発明は、少ない技術的努力及び小型化と共に、様々な調光器デバイス、特に位相カット調光器との適合性を提供する、負荷、特に１つ以上のＬＥＤを含むＬＥＤユニットを駆動するドライバデバイス及び対応する駆動方法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１つの態様によれば、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、
外部電源から、負荷に給電するための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、ブリーディング電流用の電流経路を提供する接続ユニットとを含み、接続ユニットは、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、接続ユニットは、接続ユニットにおけるブリーディング電流を制御する第１の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、対応する電流経路におけるブリーディング電流を制御する第２の電流制御ユニットを含む。

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、
接続ユニットによって、入力端子を互いに接続して、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の入力端子への電流方向におけるブリーディング電流用の第１の電流経路と、第２の入力端子から第１の入力端子への電流方向におけるブリーディング電流用の第２の電流経路とを提供するステップと、
第１の電流制御ユニットによって、接続ユニットにおけるブリーディング電流を制御するステップと、
第２の電流制御ユニットによって、各電流経路におけるブリーディング電流を制御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つ以上の光ユニット、特に１つ以上のＬＥＤを含むＬＥＤユニットを含む光アセンブリと、光アセンブリを駆動する、本発明によって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、請求項にかかる方法は、請求項にかかるデバイスと同様及び同一で、従属請求項に規定される好適な実施形態を有する。

本発明は、高インピーダンス経路と低インピーダンス経路とを有し、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り替えは、電源、特に主電源電圧の周期と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の後に提供される。ゼロ交差は、能動的に検出されないが、２つの異なる低インピーダンス経路が、異なる電流方向に対して提供され、また、第２の電流制御ユニットによって作動させられる。したがって、様々な電流経路がゼロ交差の前に作動させられ、ブリーディング電流は、入力電圧の極性変化の後に有効にされる対応する電流経路の方向特性によるものである。したがって、ゼロ交差検出を含むブリーディング電流を、少ない技術的努力で提供することができる。更に、第１の電流制御ユニットは、ブリーディング電流をブロックし、第２の電流制御ユニットを高入力電圧から保護するために提供され、したがって、第２の電流制御ユニットの技術的努力が少なくて済み、第２の制御ユニットのサイズも減少される。したがって、ドライバデバイス全体の技術的努力を少なくでき、また、第２の電流制御ユニットを、集積回路に組み込むこともできる。

好適な実施形態では、接続ユニットは、複数の分離デバイスを含み、１つの分離デバイスが、対応する電流経路に提供される電流方向とは反対の電流方向における対応する電流経路におけるブリーディング電流をブロックするために、各電流経路に関連付けられる。これは、少ない技術的努力で、指向性電流経路を提供し、また、必要なゼロ交差検出を提供する単純な解決策である。

更に好適な実施形態では、対応する電流経路において検出される電圧電位に基づいて、第２の制御ユニットを制御する制御ユニットが提供される。これは、少ない技術的努力で、ブリーディング経路を入力電圧の極性に同期させる解決策である。

更に好適な実施形態では、第１の電流制御ユニットは、各電流経路に直列に接続され、電流経路は、互いに並列に接続される。したがって、第１の電流制御ユニットは、接続ユニット全体を有効及び無効にでき、また、第２の制御ユニットを高電圧から保護でき、したがって、第２の電流制御ユニットは、少ない技術的努力で提供され、また、集積回路に組み込まれてもよい。

更に好適な実施形態によれば、ドライバデバイスは、入力電圧を整流し、負荷を駆動するための整流された電圧を負荷に提供する整流器ユニットを含み、第１の電流制御ユニットは、整流器ユニットの第１の出力ノードに接続され、第２の電流制御ユニット各々は、整流器ユニットの２つの分離デバイスに接続される。これは、整流器ユニットの分離デバイスが指向性電流経路にも使用できるように、接続ユニットが整流器ユニットに組み込まれることにより、少ない技術的努力で、指向性電流経路を提供することを可能にする。

更に好適な実施形態では、分離デバイスは、第２の電流制御ユニットと、整流器ユニットの第２の出力ノードとの間に接続され、ブリーディング電流をブロックするために逆方向に調節される。これは、少ない技術的努力で、ブリーディング電流を入力端子に導電することを可能にする。

更に好適な実施形態では、２つの分離デバイス各々は、第２の出力ノードと、入力端子のうちの１つの入力端子との間に直列に接続される。これは、少ない技術的努力で、指向性電流経路を提供し、接続ユニットを整流器ユニットに組み込むように、整流器ユニットの一部を利用することを可能にする。

更に好適な実施形態では、更なる第２の電流制御ユニットを含む第３の電流経路が、第１の電流制御ユニットと整流器ユニットの第２の出力ノードとの間に接続される。これは、２つの指向性電流経路とは異なるインピーダンスを有する追加の極性に依存しない電流経路を提供することを可能にする。

更に好適な実施形態では、第１の制御ユニットは、接続ユニットにおけるブリーディング電流を有効にする、制御する及び／又は制限するために提供され、第２の制御ユニットは、対応する電流経路におけるブリーディング電流を有効にするための制御可能なスイッチである。これは、高いスイッチング時間と少ない技術的努力とで、ブリーディング電流を迅速に有効にする解決策である。

更に好適な実施形態によれば、第１の電流制御ユニット及び第２の電流制御ユニットは、第２の電流制御ユニットのうちの１つが作動され、入力電圧の極性が変化する場合に、ブリーディング電流を有効にするために、第１の電流制御ユニットが作動させられるように互いに接続される。これは、第２の電流制御ユニットを高入力電圧から保護し、したがって、第２の電流制御ユニットが、低電圧に対し適応されることを可能にする。これは、ブリーディング電流は、ブリーディング経路が完全に通るように接続される場合にのみ、有効にされることによる。

更に好適な実施形態では、第２の制御ユニット各々は、２つの制御可能なスイッチを含み、２つの制御可能なスイッチのうちの第１の制御可能なスイッチは、ブリーディング電流を導通させるように適応され、２つの制御可能なスイッチのうちの第２の制御可能なスイッチによって制御される。これは、第２の電流制御ユニットの漏れ電流を減少させる一方で、第２の制御可能なスイッチが第１の制御可能なスイッチを制御することによって、対応する制御可能なスイッチアセンブリの同一のスイッチング挙動を有することを可能にする。

更に好適な実施形態では、制御ユニットは、入力電圧の第１の半周期の間に、第２の電流制御ユニットのうちの１つを作動させ、入力電圧の次の半周期の間に、対応する電流制御ユニットの動作を停止させる。１つの電流方向においてのみ、ブリーディング電流を提供する指向性電流経路によって、入力電圧のゼロ交差は、容易に検出される。これは、入力電圧の極性が変化するとブリーディング電流が開始することによる。したがって、第２の制御ユニットの正確なスイッチングは必要ではないため、少ない技術的努力で、制御ユニットが提供される。

更に好適な実施形態では、制御ユニットは、位相角検出デバイスによって検出される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。これは、入力電圧の位相カットが検出された場合に、接続デバイスを無効にし、調光器デバイスが、ブリーディング電流のタイミングが最適化されるように、入力電圧を主電源電圧に提供することを可能にする。

更なる好適な実施形態では、第１の電流制御ユニットは、高電圧バイポーラトランジスタであり、第２の電流制御ユニットは、低電圧バイポーラトランジスタである。第１のバイポーラトランジスタのベースは、補助電圧源によってバイアスがかけられる。これは、バイアスがかけられたトランジスタのコレクタ‐エミッタ経路が、第２のバイポーラトランジスタのコレクタ電圧に対応するエミッタ電圧を制御することによって作動させられるので、第１のバイポーラトランジスタを第２のバイポーラトランジスタによって制御することを可能にする。したがって、第１の電流制御ユニットは、第２の制御ユニットを外部電圧源の高電圧から保護するために、第２の電流制御ユニットによって容易に制御される。

上記されたように、本発明は、少ない技術的努力で、入力電圧の極性に依存する低インピーダンス電流経路を提供する。低インピーダンス電流経路は、入力電圧のゼロ交差の後に有効にされる。これにより、レトロフィットＬＥＤランプ用の位相カット調光器に適合するドライバデバイスが提供される。入力電圧の極性に依存して、第２の電流制御ユニットによって、対応する電流経路を作動させることによって、各経路は、分離要素（具体的にはダイオード）が、依然として対応する経路をブロックし、入力電圧のゼロ交差及び対応する極性変化の後に、経路を作動させる間に、準備される。追加の第１の電流制御ユニットが接続ユニット内に提供されるので、指向性電流経路における第２の電流制御ユニットは、高入力電圧から保護される。したがって、第２の電流制御ユニットは、少ない技術的努力で提供され、また、特に、ドライバデバイスの全体のサイズを縮小するために、集積回路に組み込まれる。

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２は、極性依存ブリーダの一実施形態の略ブロック図を示す。 図３は、ドライバデバイスの整流電圧及びブリーディング電流と、極性依存ブリーディング経路を制御する制御信号との略タイミング図を示す。 図４は、極性依存ブリーダの更なる実施形態の詳細なブロック図を示す。 図５は、漏れ電流が減少された極性依存ブリーダの更なる実施形態の略ブロック図を示す。

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、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、交流電圧Ｖ１０（例えば主電源電圧）を、調光器デバイス１４に提供する。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ように調節される。コンデンサ１８と抵抗器２０とから形成される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、第１のスイッチングデバイス２４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、スイッチ２４のブレイクオーバー値に達すると、第１のスイッチングデバイス２４は、電流パルスを第２のスイッチングデバイス２６に導通する。第２のスイッチングデバイス２６は、外部電源１６を、調光器デバイスの出力部と接続し、電圧Ｖ１０を、ドライバデバイス１０に提供する。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、位相カットされた電圧を提供する。位相カットされた電圧は、ドライバデバイス１０の入力電圧Ｖ１２となる。

ドライバデバイス１０は、入力電圧Ｖ１２を単位極性電圧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。ドライバデバイス１０は更に、制御可能なスイッチ３８と抵抗器４０とを含むブリーダ（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によって検出されるゼロ交差及び位相カット検出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、制御可能なスイッチ３８によって、ブリーダデバイス３６が作動されて、調光器デバイス１４にブリーディング電流及び連続電流経路が提供される。

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に適合するが、電圧Ｖ１２のゼロ交差は、電圧測定ユニット３２によって測定されなければならず、これは、高インピーダンス状態において達成可能なインピーダンスを制限する。特に、複数のドライバデバイスが調光器デバイス１４に接続される場合、各ドライバデバイスにおける電圧測定ユニット３２各々が、調光器デバイスに負荷をかけ、したがって、望ましくないやり方で全インピーダンスを減少させる。これを補償するために、各電圧測定ユニット３２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ランプを製造するには技術的に複雑かつ高価である。

図２は、本発明の一実施形態の略ブロック図を示す。同一の要素は、同一の参照符号によって示され、ここでは、図１に示される図との相違点のみが詳細に説明される。

ドライバデバイス５０は、位相カット電圧を入力電圧Ｖ１２として受け取るために、調光器デバイス１４の出力端子２８に接続される。調光器デバイス１４の入力端子は、主電源１６に接続され、ノード２９が、主電源１６のニュートラル端子又はグラウンド電位に接続される。ドライバデバイス５０は、ＬＥＤドライバ５２とＬＥＤ５４とを含むＬＥＤユニット１２に接続される。

ドライバデバイス５０は、負荷１２を駆動するための負荷電流Ｉ１を負荷１２に提供する。ドライバデバイス５０は、調光器デバイス１４の出力端子２８、２９に接続され、入力電圧Ｖ１２を整流し、負荷１２を駆動するための整流された単極性電圧Ｖ１４と単極性負荷電流Ｉ１とを提供する整流器ユニット５６を含む。整流器ユニット５６は、入力電圧Ｖ１２を整流し、整流された電圧Ｖ１４を負荷１２に提供するための複数のダイオード５８、６０、６２、６４を含む。ドライバデバイス５０は更に、以下に説明されるように、ブリーディング経路を有効にするために、整流器ユニット５６に接続される接続ユニット６６、即ち、極性依存ブリーダ６６を含む。極性依存ブリーダ６６は、入力端子２８とノード２９との間の電流経路を有効にし、また、極性に基づいて、ブリーディング電流Ｉ２を有効及び無効にすることによって、インピーダンスが、調光器デバイス１４に対して高く又は低く出現する。整流器ユニット５６は、当該整流器ユニット５６をＬＥＤドライバ５２に接続するための第１の出力端子６８及び第２の出力端子７０を含む。

極性依存ブリーダ６６は、入力端子２８及びノード２９を互いに接続し、ＬＥＤドライバ５２のホールド状態の後のゼロ交差検出のためのブリーディング電流Ｉ２を有効とするための低インピーダンス経路を提供するために、整流器ユニット５６に接続されている。極性依存ブリーダ６６は、第１の出力端子６８に接続される第１の電流制御ユニット７２と、それぞれ、抵抗器７８を介して、第１の電流制御ユニット７２に接続される２つの極性依存ブリーディング経路７４、７６とを含む。極性依存ブリーディング経路７４、７６各々は、１つの第２の電流制御ユニット８０、８２を含む。第２の電流制御ユニット８０、８２は、対応する極性依存ブリーディング経路７４、７６を作動させ、ブリーディング電流Ｉ２を有効にするために、制御可能なスイッチ８０、８２として形成されることが好適である。２つの極性依存ブリーディング経路７４、７６の第２の電流制御ユニット８０、８２各々は、ダイオード８４、８６に接続され、これらのダイオード８４、８６は、第２の出力端子７０に接続される。第２の電流制御ユニット８０、８２各々は、整流器ユニット５６のダイオード６２、６４の片方を介して、入力端子２８、２９に接続される。ダイオード８４、８６各々は、ブリーディング電流Ｉ２が第２の出力端子７０への方向においてブロックされるように、逆方向に調節される。ダイオード６２、６４は、ブリーディング電流Ｉ２が、極性依存ブリーダ６６から、入力端子２８、２９各々に提供されるように、順方向に向けられる。

第２の電流制御ユニット８０、８２各々は、ダイオード６４とダイオード８４との間、又は、ダイオード６２とダイオード８６との間で測定された電圧電位に基づいて、制御信号８８、９０によって制御される。第１の電流制御ユニット７２は、制御信号によって制御される制御可能なスイッチ又は制御可能な抵抗器であることが好適である。第１の電流制御ユニット７２は、極性依存ブリーディング経路７４、７６を、対応する入力端子２８、２９に対して、したがって、入力電圧Ｖ１２に対して接続及び切断する。第１の電流制御ユニット７２は、高電圧（例えば主電源電圧）向けにデザインされ、第２の電流制御ユニット８０、８２及びダイオード８４、８６を、入力電圧Ｖ１２から保護するために提供される。したがって、第２の電流制御ユニット８０、８２及びダイオード８４、８６は、低電圧向けにデザインできる。

極性依存ブリーディング経路７４に関連付けられるダイオード６４、８４と、極性依存ブリーディング経路７６に関連付けられるダイオード６２、８６とは、入力電圧Ｖ１２の１つの極性に対してのみ、ブリーディング電流Ｉ２を有効にする。したがって、ブリーディング電流Ｉ２は、対応する制御可能なスイッチ８０、８２が閉じられ、入力電圧Ｖ１２が対応する極性を有する場合にのみ、有効にされる。

ドライバデバイス５０の動作中、第２の電流制御ユニット８０、８２のうちの片方が、対応して関連付けられているダイオード６４、８４及び６２、８６が、ブリーディング電流Ｉ２をブロックするように、交流入力電圧Ｖ１２の第１の半波の間に作動させられる。入力電圧Ｖ１２のゼロ交差を示す極性移行のすぐ後に、対応するダイオード６４、６２が、導通し始め、対応する電流経路７４、７６を予め有効にし、第１の電流制御ユニット７２が作動させられる。したがって、このように提供される極性依存ブリーダ６６の低インピーダンス経路は、ブリーディング電流Ｉ２を有効にし、入力端子２８とノード２９との間に、負荷電流又はインピーダンスを印加する。入力電圧Ｖ１２のカッティング位相が検出された後、対応する第２の電流制御ユニット８０、８２及び第１の電流制御ユニット７２の動作は停止される。負荷に給電するための負荷電流Ｉ１が負荷１２に提供される。したがって、ブリーディング電流Ｉ２は、調光器デバイス１４が適切に動作するためには必要である調光器タイミング回路のための低インピーダンス経路を提供するために、入力電圧Ｖ１２のゼロ交差の後に有効にされる。

第１の電流制御ユニット７２は、ゼロ交差が検出された後にのみ、作動させられるので、第２の電流制御ユニット８０、８２及び関連付けられるダイオード８４、８６は保護され、低電圧デバイスとしてデザインできる。

図３は、入力電圧Ｖ１２の３つの半波に対する整流電圧Ｖ１４、ブリーディング電流Ｉ２、制御信号８８、９０及びゼロ交差検出のタイミング図を示す。

図３ａは、入力電圧Ｖ１２の整流された電圧として、整流電圧Ｖ１４を示す。整流電圧Ｖ１４は、上記された調光器デバイス１４によって提供される前縁９４を含む。前縁９４において、整流電圧Ｖ１４は、急速に増加する。整流電圧Ｖ１４は、入力電圧Ｖ１２又は主電源電圧Ｖ１０のゼロ交差又は極性移行に対応するｔ_１、ｔ_２及びｔ_３において、ゼロである。

図３ｃ及び図３ｄは、対応する第２の電流制御ユニット８０、８２の作動時間に対応する制御信号８８、９０を示す。極性依存ブリーダ６６の機能について、一例として、制御可能なスイッチ８２を駆動する制御信号９０に基づいて説明する。制御可能なスイッチ８２は、ゼロ交差ｔ_１に先立つｔ_ｏｎにおいて閉じられ、ここでは、ダイオード６２、８６が入力電圧Ｖ１２のこの極性方向ではブリーディング電流Ｉ２をブロックするので、ブリーディング電流Ｉ２は、ゼロのままである。ｔ_１において、入力電圧Ｖ１２がゼロとなる又は入力電圧Ｖ１２の極性が移行した後、ダイオード６２は導通し、第１の電流制御ユニット７２は、極性依存ブリーダ６６を作動させる。ｔ_１におけるゼロ交差の後、ブリーディング電流Ｉ２は、前縁９４に達するまでゆっくりと増加する。前縁９４に達すると、ブリーディング電流Ｉ２は、急速に立ち上がる整流電圧Ｖ１４によって、急速に増加する。ｔ_ｏｆｆにおいて、制御可能なスイッチ８２は開かれ、第１の電流制御ユニット７２は、ブリーディング電流Ｉ２が迅速にゼロに減少されるように、極性依存ブリーダ６６を切断する。

したがって、各極性依存ブリーディング経路７４、７６は、ｔ_１におけるゼロ交差に先立つｔ_ｏｎにおいて作動させられる一方で、ダイオード６２、８６は、ブリーディング電流Ｉ２をブロックする。ブリーディング電流Ｉ２は、ｔ_１における入力電圧Ｖ１２のゼロ交差の後に、有効にされ、上昇する。ｔ_ｏｆｆにおいて、制御可能なスイッチ８２は開かれ、第１の電流制御ユニット７２は、それに応じて、低電圧の制御可能なスイッチ８２を、入力電圧Ｖ１２から保護するために、極性依存ブリーダ６６を切断する。したがって、極性依存ブリーダ６６は、ゼロ交差を自動的に検出し、要望通りに、ブリーディング電流Ｉ２を自動的に有効にできる。

図４は、ドライバデバイス５０の更なる実施形態の略ブロック図を示す。同一の要素は、同一の参照符号によって示され、ここでは、相違点のみが詳細に説明される。

第１の電流制御ユニット７２は、バイポーラトランジスタとして形成される。コレクタは、整流器ユニット５６の第１の出力端子６８に接続され、エミッタは、抵抗器７８を介して、２つの極性依存ブリーディング経路７４、７６に接続される。バイポーラトランジスタ７２のベースは、補助電圧源９６に接続される。補助電圧源９６は、ベースに一定なバイアス電圧を提供するために、一定な補助電圧Ｖ１６を提供する。補助電圧源９６は更に、基準電位として第２の出力端子７０に接続される。

２つの第２の電流制御ユニット８０、８２各々は、バイポーラトランジスタとして形成され、各エミッタは、抵抗器７８を介して、第１のバイポーラトランジスタ７２に接続され、各コレクタは、ダイオード６４とダイオード８４との間で、又は、ダイオード６２とダイオード８６との間で、整流器ユニット５６に接続される。第２のバイポーラトランジスタ８０、８２各々は、制御ユニット９８、１００に接続される。制御ユニット９８、１００は、第２のバイポーラトランジスタ８０、８２を切り替え、対応する極性依存ブリーディング経路７４、７６を作動させるために、対応する制御信号８８、９０を提供する。制御ユニット９８、１００は、整流器ユニット５６における電圧電位に基づいて、より具体的には、対応するダイオード６２、６４における電圧電位に基づいて、第２のバイポーラトランジスタ８０、８２を制御するために、対応する第２のバイポーラトランジスタ８０、８２のベース及びコレクタにそれぞれ接続される。

抵抗器７８を第２の出力端子７０に直接的に接続するために、第３のブリーディング経路が、極性依存ブリーディング経路７４、７６と並列に提供されてもよい。

ドライバデバイス５０の動作中、ＬＥＤドライバ５２は、切断フェーズに入り、高インピーダンス経路を形成する。しかし、入力電圧Ｖ１２の次のゼロ交差の後は、調光器デバイス１４の正常機能を確実とするために、ドライバデバイス５０によって低インピーダンス経路が提供されなければならない。ダイオード６０、６２及び８６が導通している又は順バイアスがかけられている場合の入力電圧Ｖ１２の半周期の間、バイポーラトランジスタ８０は、ｔ_ｏｎにおいてオンに切り替えられる一方で、バイポーラトランジスタ８２は、依然として、オフに切り替えられている。このフェーズの間、ダイオード６４、８４は、ブロックしている又は逆バイアスがかけられているので、ブリーディング電流Ｉ２は、ゼロである。バイポーラトランジスタ８０のコレクタにおける電圧と、バイポーラトランジスタ８０のエミッタ電圧とは、補助電圧Ｖ１６とほぼ等しく、したがって、バイポーラトランジスタ７２のベース‐エミッタ電圧は、ほぼゼロであり、バイポーラトランジスタ７２は、ブロックしているか又は導通していない。したがって、高電圧デバイスであるバイポーラトランジスタ７２は、低電圧バイポーラトランジスタ８０、８２及び対応するダイオードを、入力電圧Ｖ１２から保護する。ｔ_１におけるゼロ交差のすぐ後で、ダイオード６４は、導通し始めるか、又は、順バイアスがかけられる。バイポーラトランジスタ８０のエミッタ電圧は下がり、したがって、バイポーラトランジスタ７２のエミッタ電圧も下がる。バイポーラトランジスタ７２は、補助電圧Ｖ１６によってバイアスがかけられるので、バイポーラトランジスタ７２は、導通し始め、ブリーディング電流Ｉ２を有効にする。したがって、極性依存ブリーダ６６は、低インピーダンス経路を提供し、主電源電圧Ｖ１０のゼロ交差のすぐ後に、ブリーディング電流Ｉ２を有効にする。第１の電流制御ユニットは、高電圧デバイスであり、低電圧の第２の電流制御ユニット８０、８２のうちの一方が導通している場合にのみ、導通するので、第１の電流制御ユニット７２は、第２の電流制御ユニット８０、８２を、高電圧から保護できる。つまり、第１のバイポーラトランジスタ７２は、エミッタを介して、第２のバイポーラトランジスタ８０、８２によって制御される。バイポーラトランジスタ８０は、負荷１２に給電するための負荷電流Ｉ１を提供するために、ブリーディング電流Ｉ２が前縁９４の後に増加した後、ｔ_ｏｆｆにおいて、オフに切り替えられる。

バイポーラトランジスタ８２は、バイポーラトランジスタ８０がオフに切り替えられた後に、オンに切り替えられ、入力電圧Ｖ１２の次のゼロ交差のすぐ後に、ブリーディング電流Ｉ２を提供する。

したがって、バイポーラトランジスタ７２として形成される第１の電流制御ユニット７２は、バイポーラトランジスタ７２のベースが通常５乃至１２ボルトである補助電圧Ｖ１６によってバイアスがかけられることにより、エミッタを介して、第２の制御ユニット８０、８２又はダイオード６４、６２によって制御される。

第２の制御ユニット８０、８２は、高電圧から保護され、低電圧デバイスとしてデザインできるので、第２の制御ユニット８０、８２は、費用及び空間を節約するために、集積回路に組み込まれてもよい。

図５は、漏れ電流が減少されたドライバデバイス５０の更なる実施形態を示す。同一の要素は、同一の参照符号によって示され、ここでは、相違点のみが詳細に説明される。

バイポーラトランジスタ８０、８２として形成される第２の制御ユニット８０、８２は、ブロックフェーズの間に、漏れ電流を有する。この電流によって、位相カット調光器１４のタイマが影響を受ける場合がある。漏れ電流は、コレクタ電流とベース電流との比である対応するバイポーラトランジスタの電流利得に強く依存する。これは、これらのバイポーラトランジスタは、導通フェーズの間、バイポーラトランジスタ７２のベース及びコレクタ電流を導通しなければならないことによる。バイポーラトランジスタ８０、８２の漏れ電流を減少させるには、制御トランジスタ１０２、１０４が、バイポーラトランジスタ８０、８２にそれぞれ関連付けられ、漏れ電流としてのエミッタ‐ベース電流を減少させる。バイポーラトランジスタ８０、８２のうちの一方が作動され、ダイオード６２、６４が、対応するゼロ交差の前で、依然としてブロックしていて、ダイオード６２、６４がゼロ交差の後、導通するフェーズの間、対応する制御トランジスタのコレクタは、対応して接続されるバイポーラトランジスタ８０、８２のベースを駆動する。したがって、第２のバイポーラトランジスタ８０、８２の漏れ電流、即ち、ベース‐エミッタ電流は、少ない技術的努力で減少できる。また、制御トランジスタ１０２、１０４も、バイポーラトランジスタ８０、８２と共に、ＩＣに組み込まれてもよい。制御トランジスタ１０２、１０４は、低電圧バイポーラ接合トランジスタであることが好適である。

図５に示される極性依存ブリーダ６６は更に、バイポーラトランジスタ１０８として形成される第３のブリーディング経路１０６と、更なるブリーディング経路を提供するために、第１の電流制御ユニット７２を第２の出力端子７０に接続する制御ユニット１１０とを含む。第３のブリーディング経路１０６も、集積回路に組み込まれてもよい。

第３のブリーディング経路１０６は、任意選択であり、本発明のどの実施形態においても提供されてよい。

当然ながら、制御ユニット９８、１００、１１０は、様々な制御出力端子及び様々な入力端子を有する単一の制御ユニットとして提供されてもよく、また、バイポーラトランジスタ８０、８２、１０２、１０４を有する集積回路に組み込まれてもよい。

ドライバデバイス５０は、光アセンブリに使用されることが好適であるが、（レガシー）前縁調光器デバイス１４に接続されるあらゆる低電力電子デバイスにも使用されてよい。

本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示かつ説明されたが、このような例示及び説明は、例示と解釈されるべきであって、限定と解釈されるべきではない。本発明は、開示されている実施形態に限定されない。開示されている実施形態に対する他の変形態様は、図面、開示内容及び添付の請求項を検討することにより、請求項に係る発明を実施する当業者には理解されかつ実施可能である。

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実現してもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、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。

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. 負荷、特に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、前記負荷に給電するための入力電圧を受け取る入力端子と、
   前記入力端子を互いに接続し、ブリーディング電流用の電流経路を提供する接続ユニットと、
   を含み、
   前記接続ユニットは、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第２の電流経路とを含み、前記接続ユニットは、前記接続ユニットにおける前記ブリーディング電流を制御する第１の電流制御ユニットを含み、前記第１の電流経路及び前記第２の電流経路の各々は、対応する電流経路における前記ブリーディング電流を制御する第２の電流制御ユニットを含む、ドライバデバイス。
2. 前記接続ユニットは、複数の分離デバイスを含み、１つの分離デバイスが、対応する電流経路に提供される電流方向とは反対の電流方向における対応する電流経路における前記ブリーディング電流をブロックするために、前記第１の電流経路及び前記第２の電流経路の各々に関連付けられる、請求項１に記載のドライバデバイス。
3. 対応する電流経路において検出される電圧電位に基づいて、前記第２の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１に記載のドライバデバイス。
4. 前記第１の電流制御ユニットは、前記第１の電流経路及び前記第２の電流経路の各々に直列に接続され、前記第１の電流経路及び前記第２の電流経路は、互いに並列に接続されている、請求項１に記載のドライバデバイス。
5. 前記入力電圧を整流し、前記負荷を駆動するための整流された電圧を前記負荷に提供する整流器ユニットを含み、前記第１の電流制御ユニットは、前記整流器ユニットの第１の出力ノードに接続され、前記第２の電流制御ユニットの各々は、前記整流器ユニットの２つの分離デバイスに接続される、請求項１に記載のドライバデバイス。
6. 前記分離デバイスは、前記第２の電流制御ユニットと、前記整流器ユニットの第２の出力ノードとの間に接続され、前記ブリーディング電流をブロックするために逆方向に調節される、請求項５に記載のドライバデバイス。
7. 前記２つの分離デバイスの各々は、前記第２の出力ノードと、前記入力端子のうちの１つの入力端子との間に直列に接続される、請求項６に記載のドライバデバイス。
8. 第２の電流制御ユニットを含む第３の電流経路が、前記第１の電流制御ユニットと前記整流器ユニットの第２の出力ノードとの間に接続される、請求項５に記載のドライバデバイス。
9. 前記第１の電流制御ユニットは、前記接続ユニットにおける前記ブリーディング電流を有効にするために及び／又は制御するために提供され、前記第２の電流制御ユニットは、対応する電流経路における前記ブリーディング電流を有効にするための制御可能なスイッチである、請求項１に記載のドライバデバイス。
10. 前記第１の電流制御ユニット及び前記第２の電流制御ユニットは、前記第２の電流制御ユニットのうちの１つが作動され、前記入力電圧の極性が変化する場合に、前記ブリーディング電流を有効にするために、前記第１の電流制御ユニットが作動させられるように互いに接続される、請求項１に記載のドライバデバイス。
11. 前記第２の電流制御ユニットの各々は、２つの制御可能なスイッチを含み、前記２つの制御可能なスイッチのうちの第１の制御可能なスイッチは、前記ブリーディング電流を導通させ、前記２つの制御可能なスイッチのうちの第２の制御可能なスイッチによって制御される、請求項１に記載のドライバデバイス。
12. 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、前記第２の電流制御ユニットのうちの１つを作動させ、前記入力電圧の次の半周期の間に、対応する電流制御ユニットの動作を停止させる、請求項３に記載のドライバデバイス。
13. 前記制御ユニットは、位相角検出デバイスによって検出される前記入力電圧の位相角に基づいて、前記第２の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。
14. 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であって、
    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、
    接続ユニットによって、前記入力端子を互いに接続して、前記入力端子のうちの第１の入力端子から前記入力端子のうちの第２の入力端子への電流方向におけるブリーディング電流用の第１の電流経路と、前記第２の入力端子から前記第１の入力端子への電流方向における前記ブリーディング電流用の第２の電流経路とを提供するステップと、
    第１の電流制御ユニットによって、前記接続ユニットにおける前記ブリーディング電流を制御するステップと、
    第２の電流制御ユニットによって、前記第１の電流経路及び前記第２の電流経路の各々における前記ブリーディング電流を制御するステップと、
    を含む、方法。
15. １つ以上の光ユニット、特に１つ以上のＬＥＤを含むＬＥＤユニットを含む光アセンブリと、
    前記光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されるドライバデバイスと、
    を含む、照明装置。

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