JP7463370B2 - Ｌｅｄ照明ユニットのための電源 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ照明ユニットの分野に関し、とりわけ、ＬＥＤ照明ユニットのための電源に関する。

発光ダイオードを採用する照明ユニット（即ち、ＬＥＤ照明ユニット）は、一般に周知のハロゲン電球の代替品として、照明設備又は照明器具においてますます一般的になってきている。ＬＥＤ照明ユニットは、一般に、少なくとも１つのＬＥＤ構成を有し、ＬＥＤ構成が光を出力するオン状態と、ＬＥＤ構成が光を出力しないオフ状態との間で切り替え可能である。

最近、単なる照明にとどまらない付加的な機能を供給するために、例えば、検出機能及び／又は通信機能を供給するために、ＬＥＤ照明ユニットに他の構成要素を含める傾向がある。ＬＥＤ照明ユニットに含めるための可能な付加的な構成要素の例は、送信機、受信機、送受信機、温度センサ、動きセンサ、周囲光センサなどを含む。

しかしながら、ＬＥＤ照明ユニットが発光しないよう制御されているときでも、これらの付加的な構成要素に途切れなく電力を供給したいという要望がある。それ故、ＬＥＤ構成は給電されないが、ＬＥＤ照明ユニットの他の構成要素は給電されるスタンバイ状態（STANDBY-state）という概念が提案されている。これは、ＬＥＤ照明ユニットの全ての構成要素が給電されないオフ状態と区別できるものである。

ＬＥＤ照明ユニットのための既存の電源は、主電源電圧を、ＬＥＤユニットを駆動するのに十分な電力レベルに変換するよう設計されている。この電力レベルは、（ＬＥＤがオン状態にあるときに）ＬＥＤ構成を駆動すると共に、（ＬＥＤ照明ユニットがオン状態又はスタンバイ状態にあるときに）ＬＥＤ照明ユニットの他の構成要素を駆動するために使用される。

このような電源装置を改善したいという継続的な要望がある。

本発明は、請求項によって規定されている。

本発明の或る態様による例によれば、少なくとも１つのＬＥＤ構成と、少なくとも１つの他の構成要素とを有するＬＥＤ照明ユニットのための電源であり、主電源を受け取るための入力端子構成と、前記ＬＥＤ照明ユニットに接続可能であるよう適合されると共に、前記ＬＥＤ照明ユニットに接続されるときに、前記ＬＥＤ照明ユニットに供給される電力を規定するよう適合される出力端子構成と、受け取った主電源を変換するよう設計される第１電力変換器と、前記第１電力変換器とは別の第２電力変換器であって、受け取った主電源を変換するよう設計される第２電力変換器と、前記第１電力変換器及び前記第２電力変換器のうちのどちらが、前記主電源を変換し、変換された前記主電源を前記出力端子構成に供給するかを選択的に制御して、それによって、接続されるＬＥＤ照明ユニットに供給される電力を、前記第１電力変換器によって変換された電力と、前記第２電力変換器によって変換された電力との間で切り替えるよう適合されるコントローラとを有する電源であって、前記変換された主電源が、非ゼロの第１電力レベルにある場合、前記第１電力変換器が、前記第２電力変換器よりも、前記主電源を変換するときの効率が良く、前記変換された主電源が、異なる非ゼロの第２電力レベルにある場合、前記第２電力変換器が、前記第１電力変換器よりも、前記主電源を変換するときの効率が良い電源が提供される。

提案されている構成は、２つの異なる電力変換器が同じ出力位置（例えば、出力構成の同じピン又はノード）においてＬＥＤ照明ユニットに電力を供給することを可能にする。２つの別々の電力変換器を使用することにより、異なる電力レベルために設計される特定の変換器が使用されることができ、それによって、前記ＬＥＤ照明ユニットによって引き出される異なる電力レベルを構成する第１電力レベル及び異なる第２電力レベルの両方における主電源電力の効率的な変換を可能にする。同じ端子構成（例えば、出力構成の同じピン）において電力を供給することによって、前記電源と前記ＬＥＤ照明ユニットとの間の配線／接続の数が最小限に抑えられる。

換言すれば、各個別の電力変換器が、（単一の）特定の電力レベルのために調整又は設計されることができ、（例えば、効率の悪い可変電力変換器ではなく）効率的な電力変換器設計を使用することを可能にする。これは、前記電源全体のエネルギ効率を向上させる。

これは、効率的な電源を使用し続けながら、前記ＬＥＤ照明ユニットを、（前記ＬＥＤ照明ユニットが、前記ＬＥＤを含む、前記ＬＥＤ照明ユニットの全ての構成要素を駆動するための電力を引き出す）受電（powered）又はオンモード／状態と、（前記ＬＥＤ照明ユニットが、例えば前記ＬＥＤを除く、前記ＬＥＤ照明ユニットの他の構成要素のみを駆動するための電力を引き出す）スタンバイモード／状態との間で切り替えることを可能にする。

各電力変換器は、特定の電力レベルを供給するときに（例えば、他の電力レベルを供給する電力変換器と比較して）より効率的／最も効率的であるように設計される。当業者は、様々な電力変換器が、或る特定の電力レベルを供給するときに、他の電力レベルを供給するときと比較して、とりわけ効率的であるように設計されることができることは理解するだろう。とりわけ、異なる電力変換器は、異なる電力レベルを供給するのに効率的であるよう、構成要素値（例えば、インダクタンス／キャパシタンス値）又は構造に関して、異なり得る。これは、電力変換器が変圧器を有する例においては、異なる電力変換器は、異なる数の巻線及び／又は材料から形成される変圧器を有することになり得る。

前記コントローラは、どちらの電力変換器が、電力を、前記出力端子構成に供給し、それによって、接続されるＬＥＤ照明ユニットに供給するかを制御するよう設計される。換言すれば、前記コントローラは、前記第１電力変換器の出力のみが前記出力端子構成に電力を供給する（前記第２電力変換器の出力は供給しない）第１状態、及び前記第２電力変換器の出力のみが前記出力端子構成に電力を供給する（前記第１電力変換器の出力は供給しない）第２状態において、動作可能である。従って、前記コントローラは、どちらの電力変換器が、接続されるＬＥＤ照明ユニットに電力レベルを供給するかを、切り替え得る。

このような制御は、電力変換器の出力が前記出力端子構成に接続されるかどうか、及び／又は電力変換器の入力が前記入力端子構成に接続されるかどうかを（例えば、スイッチによって）制御することによって実施され得る。どちらの電力変換器が前記出力端子構成に電力を供給するかを制御する他のやり方は、当業者には明らかであるだろう。

換言すれば、前記第１及び第２電力変換器は、互いに並列であってもよく、前記出力端子構成に電力を供給するように交互に切り替えられてもよい／制御されてもよい。

当然、実施形態においては、前記コントローラは、更に、前記第１及び第２電力変換器の両方が前記出力端子構成に電力を供給するように、並びに／又は（例えば、前記ＬＥＤ照明ユニットを完全にオフに切り替えるよう）前記第１及び第２電力変換器のどちらも前記出力端子構成に電力を供給しないように、動作可能であってもよい。

誤解を避けるために、前記第１及び第２電力レベルは互いに異なることに留意されたい。換言すれば、前記第１電力変換器は、第１電力レベルを提供／供給するときに（即ち、接続されるＬＥＤ構成が第１電力レベルを引き出すときに）効率的であるよう設計され、前記第２電力変換器は、異なる第２電力レベルを提供／供給するときに（即ち、接続されるＬＥＤ照明ユニットが異なる第２電力レベルを引き出すときに）効率的であるよう設計される。

特定の例においては、前記第２電力レベルは、前記第１電力レベルの±１％若しくは±５％の範囲外である、又はその逆である。即ち、前記第１電力レベルと前記第２電力レベルとの間の差は、前記第１電力レベル又は前記第２電力レベルの値の１％以上であってもよい。好ましくは、前記第１電力レベルと前記第２電力レベルとの間の差は、前記第１電力レベルの値の９０％以上である。

実施形態においては、前記変換された主電源が、第１電力範囲内にある場合、前記第１電力変換器が、前記第２電力変換器よりも、前記主電源を変換するときの効率が良く、前記変換された主電源が、異なる第２電力範囲内にある場合、前記第２電力変換器が、前記第１電力変換器よりも、前記主電源を変換するときの効率が良い。

幾つかの実施形態においては、前記第２電力レベルは、前記第１電力レベルよりも低くてもよい。このやり方においては、前記第１電力変換器は、「高電力変換器」の役割を果たしてもよく、前記第２電力変換器は、「低電力変換器」の役割を果たしてもよい。従って、前記第１電力変換器は、前記第２電力変換器に比べて、より高い電力レベル（例えば、＞０．５Ｗ又は＞５Ｗ）を供給するときに、より効率的であってもよい。

好ましくは、前記非ゼロの第１電力レベルは、前記ＬＥＤ照明ユニットの前記少なくとも１つのＬＥＤ構成に給電するのに十分であり、前記非ゼロの第２電力レベルは、前記ＬＥＤ照明ユニットの前記少なくとも１つのＬＥＤ構成に給電するのに十分ではない。

換言すれば、前記第１電力変換器は、オン状態にある（例えば、前記ＬＥＤ構成が発光するよう制御されるときの）ＬＥＤ照明ユニットによって引き出される電力を供給するよう設計されてもよい。前記第２電力変換器は、スタンバイ状態にある（例えば、前記ＬＥＤ構成が発光しないよう制御されるときの）前記ＬＥＤ照明ユニットによって引き出される電力レベルを供給するよう設計されてもよい。

実施形態においては、前記第１電力変換器は、非ゼロの第１電圧レベルを供給するよう適合され、前記第２電力変換器は、異なる非ゼロの第２電圧レベルを供給するよう適合される。

従って、前記電力変換器は、異なる電力レベルを供給するために設計されてもよいだけでなく、異なる非ゼロの電圧レベルを供給するよう設計されてもよい。これは、２つの異なる電圧レベルを、前記出力端子構成の同じピンにおいて制御可能に供給することを可能にし、それによって、前記ＬＥＤ照明ユニットの給電レール（power rail）において制御可能に供給することを可能にする。

好ましくは、前記非ゼロの第１電圧レベルは、前記非ゼロの第２電圧レベルよりも大きい。好ましくは、前記非ゼロの第１電圧レベルは、前記ＬＥＤ照明ユニットの前記ＬＥＤ構成の両端の電圧降下よりも大きく、前記非ゼロの第２電圧レベルは、前記ＬＥＤ照明ユニットの前記ＬＥＤ構成の両端の電圧降下よりも小さい。

従って、（前記第２電力変換器からの）前記第２電圧レベルが供給されるときは、前記照明ユニットの前記ＬＥＤ構成は、電力を引き出すことができないかもしれない。これは、 前記ＬＥＤ構成を実質的にオフに切り替える。

このやり方においては、どちらの電力変換器が前記ＬＥＤ照明ユニットに電力を供給するかの制御が、前記照明ユニットの状態、例えば前記ＬＥＤ照明ユニットがオン状態にあるのかスタンバイ状態にあるのかを制御することができる。これは、（例えば独立した制御を持たない）よりシンプルなＬＥＤ照明ユニットを前記電源と共に使用することを可能にし、交換用ＬＥＤ照明ユニットのコストを低減する。換言すれば、前記ＬＥＤ照明ユニットの状態の制御が、前記電源にシフトされ得る。

実施形態においては、前記非ゼロの第１電圧レベルは２５Ｖよりも大きく、前記非ゼロの第２電圧レベルは１０Ｖよりも小さい。好ましい実施形態においては、前記非ゼロの第２電圧レベルは、５Ｖ又は３．３Ｖなどの、規格に従った電圧レベルである。

実施形態においては、前記入力端子構成は、前記主電源を受け取るための１つ以上のピンと、前記主電源をフィルタリングするよう適合されるＥＭＩフィルタ回路と、前記主電源における電力サージから前記電源を保護するサージ保護ユニットとを有する。

前記コントローラは、接続されるＬＥＤ照明ユニットの前記少なくとも１つのＬＥＤ構成が電力を引き出しているかどうかを決定し、接続されるＬＥＤ照明ユニットの前記少なくとも１つのＬＥＤ構成が電力を引き出していないという決定に応じて、前記ＬＥＤ照明ユニットに供給される電力レベルが前記非ゼロの第２電力レベルに保持されるように、前記第２電力変換器を前記出力端子構成に接続するよう適合されてもよい。これは、前記コントローラによる自動切り替えを可能にする。

好ましくは、前記第１電力変換器及び／又は前記第２電力変換器は、フライバックコンバータを有する。フライバックコンバータは、高い電力レベルを生成するための効率的な変換器を供給する。

前記コントローラは、前記出力端子構成への接続を、前記第１電力変換器の出力と前記第２電力変換器の出力との間で選択的に切り替えて、それによって、どちらの電力変換器が前記出力端子構成に電力を供給するかを切り替えるよう適合されるスイッチを有してもよい。

従って、スイッチは、前記第１電力変換器によって供給される電力レベル又は前記第２電力変換器によって供給される電力レベルを受け取る（即ち、同時に両方によって供給される電力レベルは受け取らない）よう前記出力端子構成を接続してもよい。これは、２つの電力変換器における潜在的な電力サージが、他方の電力変換器に影響を及ぼす又は損傷を与えるのを防ぐ。

本発明の実施形態は、記載されている任意の電源と、前記電源の前記出力端子構成に接続されるＬＥＤ照明ユニットとを有する照明器具であって、前記ＬＥＤ照明ユニットが、前記出力端子構成から電力レベルを受け取るよう適合される給電レールと、前記給電レールから電力を受け取るよう適合される少なくとも１つのＬＥＤ構成と、前記給電レールから電力を受け取るよう適合される少なくとも１つの他の構成要素とを有する照明器具を提供してもよい。

前記少なくとも１つのＬＥＤ構成は、発光するために前記第２電力レベルよりも大きい電力レベルを必要とするよう適合されてもよく、各少なくとも１つの他の構成要素は、アクティブであるために前記第２電力レベル以下の電力レベルを必要とするよう適合されてもよい。

従って、前記少なくとも１つの他の構成要素を動作させるために必要とされる電力レベルは、前記ＬＥＤを動作させるために必要とされる電力レベルよりも小さい。それ故、光出力が必要とされないときは、電力を節約するために、第２電力変換器が、前記他の構成要素に給電するための異なる電力レベル（例えば、より低い電力レベル）を供給してもよく、前記第２電力変換器は、第２電力変換器のための電力要件に適するよう設計されることができ、それによって、より効率的なシステムを提供する。

好ましくは、各少なくとも１つのＬＥＤ構成が、直列に接続される複数のＬＥＤを有する。前記少なくとも１つの他の構成要素は、通信ユニット及び／又は検出ユニットを有してもよい。例は、送信機、受信機、送受信機、温度センサ、動きセンサ、周囲光センサなどを含む。

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。

本発明のより良い理解のために、及び本発明がどのようにして実施され得るかをより明確に示すために、ここで、ほんの一例として、添付図面を参照する。
本発明の実施形態による電源を図示する回路図である。 本発明の実施形態による照明器具を図示するブロック図である。

図を参照して本発明について説明する。

詳細な説明及び特定の例は、装置、システム及び方法の例示的な実施形態を示しているが、説明の目的のためのものでしかなく、本発明の範囲を限定しようとするものではないことは理解されたい。本発明の装置、システム及び方法のこれら及び他の特徴、態様及び利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲及び添付の図面からよりよく理解されるようになるだろう。図は、単に概略的なものに過ぎず、縮尺通りには描かれていないことは、理解されたい。図の全体を通して、同じ参照符号は、同じ又は同様のパーツを示すために使用されていることも、理解されたい。

本発明の概念によれば、ＬＥＤ照明ユニットのための電源が提案される。電源は、２つの電力変換器であって、前記２つの電力変換器のいずれかが、ＬＥＤ照明ユニットの構成要素によって引き出される電力を供給し得る２つの電力変換器を有する。とりわけ、電源のコントローラは、どちらの電力変換器が、主電源を、接続されるＬＥＤ照明ユニットのための電力レベルに変換するかを制御する。２つの電力変換器は、異なる電力レベルを供給する場合に効率的であるよう設計される。

実施形態は、少なくとも部分的には、電力変換器は、或る電力レベルを供給するときは、他の電力レベルを供給するときに比べて、より効率的であるという認識に基づいている。従って、（例えば、ＬＥＤとＬＥＤ照明ユニットの他の構成要素との両方を駆動するために）第１電力レベルが必要とされるときには第１電力変換器が使用されてもよく、（例えば、ＬＥＤ照明ユニットの他の構成要素しか駆動せず、ＬＥＤは駆動しないために）異なる第２電力レベルしか必要とされないときには第２電力変換器が使用されてもよい。これは、より効率的でカスタマイズ可能な電源を提供する。

例示した実施形態は、例えば、照明器具又は他の照明システムにおいて採用されてもよい。

図１は、本発明の実施形態による、接続されるＬＥＤ照明ユニット１０のための電源１の回路図を図示している。以下、本発明の実施形態の背景（context）を示すために、例示的なＬＥＤ照明ユニット１０について説明する。

ＬＥＤ照明ユニット１０は、（例えば１つ以上のＬＥＤで形成される）ＬＥＤ構成Ｄ３と、（ＬＥＤ照明ユニットが電源に接続されているときに）ＬＥＤ構成Ｄ３が、電力を引き出して、それによって、光を出力しようとするかどうかを制御するよう適合されるＬＥＤスイッチＳ３と、少なくとも１つの他の構成要素Ｒとを有する。ＬＥＤ構成Ｄ３及び少なくとも１つの他の構成要素Ｒは、同じ給電レールＰ１から電力を引き出す。

ＬＥＤスイッチＳ３が閉じているときは、ＬＥＤ照明ユニット１０は、オン状態にある（ＬＥＤ構成Ｄ３及び少なくとも１つの他の構成要素Ｒを駆動するのに十分な電力を引き出す）。ＬＥＤスイッチＳ３が開いているときは、ＬＥＤ照明ユニット１０は、スタンバイ状態にある（少なくとも１つの他の構成要素Ｒを駆動するのに十分な電力を引き出す）。

少なくとも1つの他の構成要素Ｒは、例えば、処理ユニット、制御ユニット、通信ユニット及び／又は検出ユニットを含んでもよい。適切な例は、マイクロプロセッサ、送信機、受信機、送受信機、温度センサ、動きセンサ、周囲光センサなどを含む。ＬＥＤ照明ユニット１０は、（１つのＬＥＤ構成Ｄ３しか図示されていないが）２つ以上のＬＥＤ構成Ｄ３を有してもよい。各ＬＥＤ構成は、１つ以上のＬＥＤのストリングを有し、好ましくは、２つ以上のＬＥＤのストリングを有する。

電源１は、主電源Ｖ_ｉｎを受け取るための入力端子構成２を有する。入力端子構成は、任意の標準的な主電源端子（例えば、２ピンプラグ又は３ピンプラグ）を有してもよい。ここでは、主電源Ｖ_ｉｎは、接地を含む２出力電圧源としてモデル化されており、入力端子構成２は、主電源Ｖ_ｉｎに接続するための第１ピン２ａ及び第２ピン２ｂを有する。

電源は、出力端子構成３も有する。出力端子構成は、接続されるＬＥＤ照明ユニット１０に電力を供給するよう適合される。ここでは、出力端子構成は、ＬＥＤ照明ユニットに接続するための、接地を含む、第１ピン３ａ及び第２ピン３ｂを有する。出力端子構成の他の実施形態は、異なる数のピン（例えば、接地を供給するための追加のピン、又は三相ピン出力）を有してもよい。出力端子構成３は、ＬＥＤ照明ユニット１０の給電レールＰ_１に供給される電力を規定する。

電源１は、２つの電力変換器Ｌ１、Ｌ２を有する。各電力変換器は、ここでは、変圧器を有するが、マトリックスコンバータ又はスイッチドモード電源などの代替電力変換器も考えられる。

第１電力変換器Ｌ１は、受け取った主電源Ｖ_ｉｎを第１電力レベルに変換するために設計又は調整される。第２電力変換器Ｌ２は、受け取った主電源Ｖ_ｉｎを異なる第２電力レベルに変換するために設計又は調整される。このやり方においては、それぞれの２つの異なる電力レベルを供給するために設計される２つの異なる電力変換器が存在する。

とりわけ、変換された主電源が、非ゼロの第１電力レベルにある場合、第１電力変換器が、第２電力変換器よりも、主電源を変換するときの効率が良く、変換された主電源が、異なる非ゼロの第２電力レベルにある場合、第２電力変換器が、第１電力変換器よりも、前記主電源を変換するときの効率が良い。

電力レベルは、１％より多く、５％より多く、５０％より多く又は９０％より多く異なっていてもよい。例えば、第１電力レベルと第２電力レベルとの間の差は、第１電力レベルの値の１％以上であってもよく、第１電力レベルの値の５％以上であってもよく、又は第１電力レベルの値の５０％以上であってもよく、第１電力レベルの値の９０％以上であってもよい。例においては、第１電力レベルは約４０Ｗであり、第２電力レベルは約０．５Ｗである。

「主電源を第１／第２電力レベルに変換するよう設計される」という語句は、主電源を第１／第２電力レベルに変換するときに、他の電力レベルを供給するときと比較して、より効率的／最も効率的であるように、電力変換器が設計されることを意味する。それによって、各電力変換器Ｌ１、Ｌ２は、或る特定の電力レベルを効率的に供給するよう設計されることができる。効率は、当業者にはよく知られているように、電力変換器の入力における電力と、電力変換器の出力における（有用な）電力とを比較することによって、測定可能である。

当然、変換器によって供給される実際の電力レベルは、（特に、主電源を変換するシンプルな変圧器ベースの変換器の場合は）変換器に接続される負荷によって引き出される電力量に依存し得ることは認識されている。しかしながら、当業者は、或る特定の電力レベルを供給するときにとりわけ効率的であるように、即ち、「…を第１／第２電力レベルに変換するよう設計される」ように、（例えば、異なる構成要素値を有する、異なる数の巻線及び／又は材料で形成される、異なる構造を有するなど）異なる電力変換器が設計されることができることを理解するだろう。

例においては、変換された主電源が、第１電力範囲内にある場合、第１電力変換器が、第２電力変換器よりも、主電源を変換するときの効率が良く、変換された主電源が、異なる第２電力範囲内にある場合、第２電力変換器が、第１電力変換器よりも、主電源を変換するときの効率が良い。第１電力範囲は、第１電力レベルを含み、第２電力範囲は、第２電力レベルを含む。

ここでは第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２を有するコントローラが、どちらの電力変換器Ｌ１、Ｌ２が出力端子構成３に電力を供給するかを制御し、それによって、どちらの電力変換器が、接続されるＬＥＤ照明ユニットの給電レールＰ_１であって、ＬＥＤ照明ユニットの構成要素が電力を引き出す給電レールＰ_１に電力を供給するかを制御する。コントローラは、どちらの電力変換器が出力端子構成に電力を供給又は提供するかを制御するよう、電源内の接続を制御してもよい。

とりわけ、電源１は、第１電力変換器Ｌ１又は第２電力変換器Ｌ２のいずれかの出力が、出力端子構成の同じピンに（直接又は更なる回路を介して）接続されることができるように設計される。コントローラは、電源内の接続（例えばスイッチの開閉）を制御することによって、第１電力変換器Ｌ１及び第２電力変換器Ｌ２のどちらが出力端子構成のこれらのピンに電力を供給するかを切り替える又は規定する。

従って、第１電力変換器Ｌ１及び第２電力変換器Ｌ２は並列に配置され、故に、各電力変換器の出力は同じノードにおいて供給される。電力変換器は、どちらの電力変換器がこのノードにおいて出力を供給するかを選択的に切り替えるよう制御される。

それ故、出力端子構成に接続されるＬＥD照明構成１０は、第１電力変換器Ｌ１によって変換された電力又は第２電力変換器Ｌ２によって変換された電力を、出力端子構成３の同じピン３ａから引き出し得る。

第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２などのスイッチは、ＭＯＳＦＥＴ又は他のトランジスタなどの、電流を遮断する／迂回させるための任意の既知のスイッチから形成されてもよい。

第１ダイオードＤ１及び第２ダイオードＤ２は、それぞれ第１電力変換器Ｌ１及び第２電力変換器Ｌ２によって供給される電源を整流する。平滑コンデンサＣは、（第１／第２電力変換器からの）整流された電源をＤＣ信号に変換するために設けられる。従って、ダイオードＤ１、Ｄ２及びコンデンサＣは、実質的にＡＣ／ＤＣコンバータの役割を果たし、第１電力変換器Ｌ１及び／又は第２電力変換器Ｌ２にフライバックコンバータの役割を果たさせるために使用されることができる。コンデンサＣなどの或る特定の構成要素は、効率性の目的のために２つの電力変換器によって共有されてもよい。

ダイオードＤ１、Ｄ２及びコンデンサＣは、他の適切なＡＣ／ＤＣコンバータ又は回路に置き換えられてもよい。例えば、ダイオードＤ１、Ｄ２は、他の整流回路に置き換えられてもよい。幾つかの実施形態においては、このようなコンバータは、電力変換器Ｌ１、Ｌ２に組み込まれ、電力変換器の一部を形成するとみなされ得る。

第１電力レベルは、オン状態にある（例えば、ＬＥＤ構成Ｄ３が発光するよう制御され、他の構成要素Ｒも電力を引き出すときの）ＬＥＤ照明ユニットを駆動するのに十分な電力であってもよい。第２電力レベルは、スタンバイ状態にある（例えば、ＬＥＤ構成Ｄ３が発光しないよう制御され、他の構成要素Ｒしか電力を引き出さないときの）ＬＥＤ照明ユニットを駆動するのに十分な電力であってもよい。

従って、第２電力レベルは、第１電力レベルよりも低くてもよい。例えば、第２電力レベルは、第１電力レベルの５０％又は９０％よりも小さくてもよい。例えば、第１電力レベルは約４０Ｗであってもよく、第２電力レベルは約０．５Ｗであってもよい。

このやり方においては、第１電力変換器は、「高電力変換器」であってもよく、第２電力変換器は、「低電力変換器」であってもよい。

しかしながら、第１電力レベル及び第２電力レベルの正確な値は、実施の詳細に依存して（例えば、ＬＥＤ照明ユニット１０の特性であって、電源が前記特性に合わせて設計される特性に基づいて）変化するだろう。

コントローラはまた、第１電源Ｌ１又は第２電源Ｌ２のどちらも出力端子構成に電力を供給しない（例えば、両方とも入力及び／又は出力から切り離されている）状態で動作するよう構成されてもよい。これは、電源がＬＥD照明ユニットに電力を全く供給しないので、ＬＥＤユニットを実質的にオフ状態にする。

前述から、各電力変換器によって生成された電力が、出力端子構成に選択的に供給されることができ、故に、接続されるＬＥＤ照明ユニット１０は、異なる電力変換器によって変換された電力を同じワイヤを通じて（例えば、同じ給電レールにおいて）引き出すことができることは明らかである。

図示されている例においては、電力変換器の出力は、出力端子構成に恒久的に接続されており、コントローラは、電力変換器が主電源Ｖ_ｉｎからの電力を引き出す／変換することができるかどうかを制御する。第１スイッチＳ１は、第１電力変換器Ｌ１が主電源から電力を引き出すかどうかを制御する。第２スイッチＳ２は、第２電力変換器Ｌ２が主電源から電力を引き出すかどうかを制御する。従って、電力変換器は、出力端子構成に電力を供給しないよう制御されるときは、主電源から切り離されてもよい。これは、電源１全体の効率を向上させる。

しかしながら、コントローラは、その代わりに、電力変換器の出力が出力端子構成３に接続されるかどうかを制御してもよい（例えば、各電力変換器の入力は入力端子構成に恒久的に接続されてもよい）。例えば、実施形態においては、第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２は、その代わりに、電力変換器の他方の側（即ち、電力変換器の「出力側」）に配置されてもよい。

別の例においては、コントローラは、（例えば、単極双投スイッチを使用して）出力端子構成への接続を、第１電力変換器の出力と、第２電力変換器の出力との間で切り替えるよう適合される単一のスイッチを有する。このような実施形態においては、各電力変換器の入力は、入力端子構成に恒久的に接続されてもよい。

同様に、例においては、コントローラは、（例えば、単極双投スイッチを使用して）入力端子構成への接続を、第１電力変換器の入力と、第２電力変換器の入力との間で切り替えるよう適合される単一のスイッチを有してもよい。このような実施形態においては、各電力変換器の出力は、出力端子構成に恒久的に接続されてもよい。

コントローラは、マイクロプロセッサ又はフィールドプログラマブルゲートアレイなどの制御論理回路（図示せず）を更に有してもよい。制御論理回路は、スイッチＳ１、Ｓ２（又は実施形態に応じたスイッチ）の動作を制御するよう適合されてもよく、例えば、コマンド又はユーザ入力に応じて動作してもよい。従って、制御論理回路は、ＬＥＤ照明ユニットの状態を変更する要求に応答してもよい。

更に他の例においては、制御論理回路は、ＬＥＤ照明ユニットの状態の変化に応答してもよい。例えば、ＬＥＤ照明ユニットがオン状態からスタンバイ状態に切り替わる（例えば、ＬＥＤ構成が切り離される）場合には、制御論理回路は、状態の変化を検出し、電力変換器Ｌ１、Ｌ２への／からの接続を適切に制御することができてもよい。

例においては、制御論理回路は、（例えば、電力計によって検出されるような）接続されるＬＥＤ照明ユニットによって引き出される電力に応答してもよい。このような例の以下の実施形態においては、第１電力レベルは第２電力レベルよりも高いと仮定される。

このような例では、コントローラは、ＬＥＤ照明ユニットによって引き出される電力が所定の閾値よりも小さいことに応答して、第２電力変換器が、出力端子構成に電力を供給し、それによって、ＬＥＤ照明ユニットに電力を供給するように、接続を制御してもよい。コントローラは、ＬＥＤ照明ユニットによって引き出される電力が所定の閾値よりも大きいことに応答して、第１電力変換器が出力端子構成に電力を供給するように、接続を制御してもよい。

所定の閾値の値は、第１及び第２電力レベルであって、第１及び第２電力変換器がそれぞれ前記第１及び第２電力レベルに合わせて設計される第１及び第２電力レベルによって規定されてもよい。シンプルな実施形態においては、所定の閾値は、第２電力レベルであって、第２電力変換器が前記第２電力レベルに合わせて設計される第２電力レベルの値と等しくてもよい。別の実施形態においては、所定の閾値は、第２電力変換器が第１電力変換器よりも電力の供給における効率が良い最大電力レベルによって規定されてもよい（例えば、前記最大電力レベルに等しい）。それ故、所定の閾値は、実施の詳細に基づいて変化してもよい。

所定の閾値は、引き出される電力の自然な変化を考慮に入れ、コントローラによる不必要な修正を防止するために、ヒステリシスをかけてもよい。従って、コントローラが、第１電力変換器を使用しての出力端子構成への電力供給から、第２電力変換器を使用しての出力端子構成への電力供給に切り替えるときを規定する第１の所定の閾値と、コントローラが、第２電力変換器を使用しての出力端子構成への電力供給から、第１電力変換器を使用しての出力端子構成への電力供給に切り替えるときを規定する（異なる）第２の所定の閾値とがあってもよい。

第１電力変換器が、電力レベルであって、第２電力変換器が前記電力レベルに合わせて設計される電力レベルよりも高い電力レベルを供給するよう設計される場合には、第１の所定の閾値は、第２の所定の閾値よりも低い。

第１の所定の閾値及び第２の所定の閾値は、第２電力変換器が第１電力変換器よりも電力の供給における効率が良い最大電力レベルによって規定されてもよい。例えば、第１の所定の閾値は、この最大電力レベルに等しくてもよく、第２の所定の閾値は、この最大電力レベルよりも大きい（例えば、５％大きい又は１０％大きい）設定値又はパーセンテージであってもよい。

他の例においては、第１及び第２の所定の閾値は、第１及び／又は第２電力レベルであって、第１／第２電力変換器が前記第１及び／又は第２電力レベルに合わせて設計される第１及び／又は第２電力レベルによって規定される。例えば、第１の所定の閾値は、第２電力レベルに等しくてもよく、第２の所定の閾値は、第２電力レベルよりも大きい（例えば、５％大きい又は１０％大きい）設定値又はパーセンテージであってもよい。

幾つかの実施形態においては、第１及び第２電力レベルは、異なる電圧レベルを、出力端子構成に供給し、それによって、接続されるＬＥＤ照明ユニット１０に供給することによって、更に、互いに区別されてもよい。

換言すれば、第１電力変換器Ｌ１は、（非ゼロの）第１電圧レベルを供給するよう設計されてもよく、第２電力変換器Ｌ２は、異なる（非ゼロの）第２電圧レベルを供給するよう設計されてもよい。電力変換器が、各々、変圧器を有する場合には、異なる巻線比を使用することによって異なる電圧レベルが供給されてもよいが、他の方法も当業者には知られているだろう。

幾つかの例においては、第１電圧レベルは、ＬＥＤ構成Ｄ３を駆動するよう十分に高い電圧であってもよいのに対して、第２電圧レベルは、ＬＥＤ構成Ｄ３を駆動するのに足りるほど十分に高い電圧でなくてもよい（が、他の構成要素Ｒを駆動するのには十分である）。

とりわけ、第１電圧レベルは、ＬＥＤ構成Ｄ３の両端の電圧降下以上であってもよく、第２電圧レベルは、ＬＥＤ構成の両端の電圧降下以下であってもよい。

説明として、一般的なＬＥＤ構成Ｄ３は、ＬＥＤの両端の電圧降下のために、ＬＥＤ構成Ｄ３を駆動するために最低限の電圧レベル（例えば１５Ｖ又は４５Ｖ）を必要とする場合がある。従って、最低限の電圧レベルを下回る電圧レベルがＬＥＤ照明ユニットに供給される場合には、ＬＥＤ照明ユニットは、ＬＥＤ構成が給電レールから電力を引き出すかどうかを制御するためのＬＥＤ照明ユニットにおける制御又は切り替えを必要とせずに、自動的に、（ＬＥＤが駆動されない）スタンバイ状態にされることができる。

これは、どちらの電力変換器Ｌ１、Ｌ２がＬＥＤ照明ユニットに電力を供給するかを制御することによって、ＬＥＤ照明ユニットの状態の制御が行われることを可能にする。これは、ＬＥＤ照明ユニットの状態の制御を、実質的に、ＬＥＤ照明ユニットから電源に移す。従って、接続されるＬＥＤ照明ユニットは、（ＬＥＤ構成Ｄ３のための制御システムＳ３をＬＥＤ照明ユニットから取り除くことによって）シンプルにされ得る。

第１電圧レベル及び第２電圧レベルの正確な値は、実施の詳細に依存して（例えば、ＬＥD照明ユニット１０の特性であって、電源が前記特性に合わせて設計される特性に基づいて）変化するだろう。

しかしながら、好ましい実施形態においては、非ゼロの第１電圧レベルは２５Ｖよりも大きく、非ゼロの第２電圧レベルは１０Ｖよりも小さい。幾つかの例においては、非ゼロの第１電圧レベルは４５Ｖであってもよく、且つ／又は非ゼロの第２電圧レベルは約３．３Ｖ又は５Ｖであってもよい。

幾つかの実施形態においては、入力構成２は、主電源をフィルタリングするよう適合されるＥＭＩ（electro-magnetic interference）フィルタ回路（図示せず）、及び／又は主電源における電力サージから電源を保護するサージ保護ユニット（図示せず）を更に有する。電力変換器Ｌ１、Ｌ２は、このような付加的な回路及び／又は更なる付加的な回路を介して、入力構成のピン２ａ、２ｂに接続されてもよい。

本発明の実施形態は、例えば互いに接続される、電源１とＬＥＤ照明ユニット１０とで形成される照明器具を含み得る。

図２、本発明の実施形態による照明器具２０を図示するブロック図である。照明器具２０は、電源１と、ＬＥＤ照明ユニット１０とを有する。電源１は、それだけで、本発明の実施形態を形成し得る。

電源１は、入力端子構成２と、出力端子構成３と、第１電力変換器Ｌ１と、第２電力変換器Ｌ２と、コントローラ５とを有する。

ＬＥＤ照明ユニット１０は、電源の出力端子構成３に接続され、給電レールＰ_１と、ＬＥＤ構成Ｄ３と、少なくとも１つの他の構成要素１２、１３、１５とを有する。給電レールＰ_１は、電力を受け取るために出力端子構成２に接続する。ＬＥＤ構成Ｄ３及び少なくとも１つの他の構成要素は、給電レールから電力を引き出すよう適合される。

電源１の第１電力変換器Ｌ１及び第２電力変換器Ｌ２は、各々、入力端子構成２に接続される主電源（図示せず）をそれぞれの電力レベルに変換するように設計される。コントローラ５は、どちらの電力変換器Ｌ１、Ｌ２が、電力を、出力端子構成３に供給し、それによって、ＬＥＤ照明ユニット１０の給電レールＰ_１に供給するかを制御する。それによって、コントローラ５は、どちらの電力変換器が給電レールＰ_１において電力を供給するかを規定する。

少なくとも1つの他の構成要素１２、１３、１５は、例えば、（無線周波数送受信機、送信機及び／若しくは受信機などの）通信ユニット並びに／又は検出ユニットを含んでもよい。

更なる実施形態においては、照明器具２０は、制御モジュール８を更に有してもよい。制御モジュールは、電力変換器がＬＥＤ照明ユニット１０に電力を供給していない場合でも、電力変換器のうちの１つ（例えば、第２電力変換器Ｌ２）によって給電されてもよい。制御モジュールは、ＬＥＤ照明ユニットのための／への制御信号を処理及び／又は供給するよう適合されてもよい。

制御モジュール８は、電源１の或る態様として形成されてもよい。

ＬＥＤ照明ユニット１０は、少なくとも１つの他の構成要素の一部として、ＬＥＤ照明ユニット１０のための制御信号を受信及び／又は処理するための対応する制御論理回路１５を有してもよい。例えば、制御論理回路１５は、ＬＥＤ構成Ｄ３及び／又は少なくとも１つの他の構成要素１２、１３の動作を制御してもよい。制御論理回路１５は、ＬＥＤ照明ユニットの少なくとも１つの他の構成要素のうちの１つを形成してもよい（即ち、制御論理回路１５は、電力線Ｐ_１から電力を引き出す）。

制御論理回路１５は、制御モジュール８との通信を受信及び／又は送信してもよい。制御モジュール８と制御論理回路１５との間の通信は、Ｉ^２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）などの、任意の既知の通信プロトコルを使用して行われてもよい。

基準線／接地線は、存在するが、分かりやすくするために図示されていない。

当業者は、記載されている任意の電源又は照明器具を制御するための方法を容易に開発することができるだろう、このような方法は本発明において想定されている。方法は、とりわけ、電源に接続されるＬＥＤ照明ユニットによって引き出される電力レベルを決定することと、本明細書において記載されている電源の第１及び第２電力変換器のどちらが、決定された電力レベルに基づいてＬＥＤ照明ユニットによって引き出される電力を供給するかを制御することとを含み得る。

コンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータにおいて実行されるときに記載されている任意の方法を実施するためのコード手段を含むコンピュータプログラムの概念も提案されている。従って、実施形態によるコンピュータプログラムのコードの様々な部分、行又はブロックが、本明細書において記載されている任意の方法を実施するよう、プロセッサ／コンピュータによって実行され得る。

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、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (12)

1. 少なくとも１つのＬＥＤ構成と、少なくとも１つの他の構成要素とを有するＬＥＤ照明ユニット、及び電源を有する照明器具であって、前記電源が、
   主電源を受け取るための入力端子構成と、
   前記ＬＥＤ照明ユニットに接続可能であるよう適合されると共に、前記ＬＥＤ照明ユニットに接続されるときに、前記ＬＥＤ照明ユニットに供給される電力を規定するよう適合される出力端子構成と、
   受け取った前記主電源を変換するよう設計される第１電力変換器と、
   前記第１電力変換器とは別の第２電力変換器であって、前記受け取った主電源を変換するよう設計される第２電力変換器と、
   前記第１電力変換器及び前記第２電力変換器のうちのどちらが、前記主電源を変換し、変換された前記主電源を前記出力端子構成に供給するかを選択的に制御して、それによって、接続される前記ＬＥＤ照明ユニットに供給される前記電力を、前記第１電力変換器によって変換された電力と、前記第２電力変換器によって変換された電力との間で切り替えるよう適合されるコントローラとを有し、
   前記変換された主電源が、非ゼロの第１電力レベルにある場合、前記第１電力変換器が、前記第２電力変換器よりも、前記主電源を変換するときの効率が良く、
   前記変換された主電源が、前記非ゼロの第１電力レベルとは異なる非ゼロの第２電力レベルにある場合、前記第２電力変換器が、前記第１電力変換器よりも、前記主電源を変換するときの効率が良く、
   前記非ゼロの第１電力レベルが、前記ＬＥＤ照明ユニットの前記少なくとも１つのＬＥＤ構成に給電するのに十分であり、前記非ゼロの第２電力レベルが、前記ＬＥＤ照明ユニットの前記少なくとも１つのＬＥＤ構成に給電するのに十分ではなく、
   前記少なくとも１つのＬＥＤ構成と、前記少なくとも１つの他の構成要素とが、同じ給電レールから電力を引き出すよう適合され、前記出力端子構成が、前記給電レールに結合される照明器具。
2. 前記第１電力変換器が、非ゼロの第１電圧レベルを供給するよう適合され、前記第２電力変換器が、異なる非ゼロの第２電圧レベルを供給するよう適合される請求項１に記載の照明器具。
3. 前記非ゼロの第１電圧レベルが、前記非ゼロの第２電圧レベルよりも大きい請求項２に記載の照明器具。
4. 前記非ゼロの第１電圧レベルが２５Ｖよりも大きく、前記非ゼロの第２電圧レベルが１０Ｖよりも小さい請求項２又は３に記載の照明器具。
5. 前記非ゼロの第１電圧レベルが、前記ＬＥＤ照明ユニットの前記ＬＥＤ構成の両端の電圧降下よりも大きく、前記非ゼロの第２電圧レベルが、前記ＬＥＤ照明ユニットの前記ＬＥＤ構成の両端の電圧降下よりも小さい請求項２乃至４のいずれか一項に記載の照明器具。
6. 前記入力端子構成が、
   前記主電源を受け取るための１つ以上のピンと、
   前記主電源をフィルタリングするよう適合されるＥＭＩフィルタ回路と、
   前記主電源における電力サージから前記電源を保護するサージ保護ユニットとを有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明器具。
7. 前記コントローラが、
   接続されるＬＥＤ照明ユニットの前記少なくとも１つのＬＥＤ構成が電力を引き出しているかどうかを決定し、
   接続されるＬＥＤ照明ユニットの前記少なくとも１つのＬＥＤ構成が電力を引き出していないという決定に応じて、前記ＬＥＤ照明ユニットに供給される電力レベルが前記非ゼロの第２電力レベルに保持されるように、前記第２電力変換器を前記出力端子構成に接続するよう適合される請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明器具。
8. 前記第１電力変換器が、フライバックコンバータを有する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明器具。
9. 前記コントローラが、前記出力端子構成への接続を、前記第１電力変換器の出力と前記第２電力変換器の出力との間で選択的に切り替えて、それによって、どちらの電力変換器が前記出力端子構成に電力を供給するかを切り替えるよう適合されるスイッチを有する請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明器具。
10. 前記少なくとも１つのＬＥＤ構成が、発光するために前記非ゼロの第２電力レベルよりも大きい電力レベルを必要とするよう適合され、前記少なくとも１つの他の構成要素が、アクティブであるために前記非ゼロの第２電力レベル以下の電力レベルを必要とするよう適合される請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明器具。
11. 各少なくとも１つのＬＥＤ構成が、直列に接続される複数のＬＥＤを有する請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明器具。
12. 前記少なくとも１つの他の構成要素が、通信ユニット及び／又は検出ユニットを有する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明器具。

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