(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバ回路のための電流制限コントローラであって、
前記ドライバ回路によって負荷の両端に生ずる電圧に対応する故障検出電圧を検出するよう構成される電圧検出器と、
前記故障検出電圧が閾値電圧レベルを下回ることに応答して、前記ドライバ回路から前記負荷へ供給される電流を制限するよう構成される電流リミッタと、
前記故障検出電圧が前記閾値電圧レベルを下回った後、第１の時間インターバルの満了時に前記電流リミッタを無効にするよう構成され、且つ、前記故障検出電圧が第２の時間インターバル後に前記閾値電圧レベルを下回ったままであるとき、前記電流リミッタが前記ドライバ回路から前記負荷へ供給される電流を再び制限することを可能にするよう構成されるリセット回路と、
前記ドライバ回路から前記負荷へ供給される前記電流が前記電流リミッタによって制限される限り、前記ドライバ回路のＤＣ出力電圧を調整する出力電圧制御要素と、
前記電流が制限されずその正常値に達する場合に前記出力電圧制御要素に取って代わり、前記ドライバ回路が電流モード制御に入るようにする出力電流制御要素と
を有し、
前記リセット回路は、
前記第１の時間インターバルを設定するよう構成される遅延回路と、
第１の状態及び第２の状態を有し、前記第１の状態において前記電流リミッタを無効にするよう構成され、且つ、前記第２の状態において前記電流リミッタが前記故障検出電圧に応答することを可能にするよう構成されるスイッチと、
前記第１の時間インターバルが終了するときに前記スイッチを前記第１の状態に設定し、前記第２の時間インターバルが終了するときに前記スイッチを前記第２の状態に設定するよう構成される単接トランジスタと
を有する、電流制限コントローラ。
【請求項２】
前記電圧検出器は、
閾値電圧を供給する閾値電圧発生器と
前記閾値電圧を受けるよう構成される第１の端子、前記故障検出電圧を受けるよう構成される第２の端子、及び、前記故障検出電圧が前記閾値電圧よりも低いかどうかを示す出力信号を供給するよう構成される出力端子を有する増幅器と
を有する、請求項１に記載の電流制限コントローラ。
【請求項３】
前記閾値電圧発生器は、
基準電圧を受けるよう構成される基準電圧入力部と、
前記閾値電圧を供給するよう、選択された比によって前記基準電圧を分圧する分割器ネットワークと
を有する、請求項２に記載の電流制限コントローラ。
【請求項４】
前記電流リミッタは制御端子を有するトランジスタを有し、該トランジスタの前記制御端子は、前記電圧検出器の前記出力信号を受け、該出力信号に応答して、前記ドライバ回路から前記負荷へ供給される電流を選択的に制限するよう構成される、請求項２に記載の電流制限コントローラ。
【請求項５】
前記リセット回路は弛張発振器を有する、請求項１に記載の電流制限コントローラ。
【請求項６】
前記単接トランジスタは、プログラム可能な単接トランジスタである、請求項１に記載の電流制限コントローラ。
【請求項７】
前記故障検出電圧が前記閾値電圧レベルを下回ったままである限り、前記リセット回路は、前記電流リミッタが、前記第１の時間インターバルに対応する第１の時間期間の間、前記ドライバ回路から前記負荷へ供給される電流を制限することを可能にすることと、前記電流リミッタが、前記第２の時間インターバルに対応する第２の時間期間の間、前記電流リミッタを無効にすることとの間で連続的に循環する、請求項１に記載の電流制限コントローラ。
【請求項８】
負荷を駆動するドライバ回路を制御する方法であって、
ドライバ回路から負荷へ負荷電流を供給する段階と、
前記負荷での故障を検出する段階と、
前記検出された故障に応答して、第１の時間インターバルの間、前記負荷電流を制限された電流値に制限し、単接トランジスタのエミッタ電圧を充電する段階と、
前記第１の時間インターバルの満了時に、第２の時間インターバルの間、前記負荷電流の制限を無効にするよう前記単接トランジスタに電流に電流を流し、前記負荷電流が前記制限された電流値を超えることを可能にする段階と、
前記第２の時間インターバルの満了時に前記単接トランジスタをオフし、前記故障が前記第２の時間インターバルの後に残っているかどうかを検出する段階と、
前記第２の時間インターバル後に依然として前記故障が検出されたことに応答して、もう一度前記負荷電流を前記制限された電流値に制限する段階と、
前記ドライバ回路から前記負荷へ供給される前記負荷電流が制限される限り、前記ドライバ回路のＤＣ出力電圧を調整する段階と、
前記負荷電流が制限されずその正常値に達する場合に前記ＤＣ出力電圧を調整する段階に取って代わり、前記ドライバ回路が電流モード制御に入るようにする段階と
を有する方法。
【請求項９】
前記故障が依然として検出される限り、前記第１の時間インターバルに対応する第１の時間期間の間、前記負荷電流を前記制限された電流値に制限することと、前記第２の時間インターバルに対応する第２の時間期間の間、前記負荷電流が前記制限された電流値を超えることを可能にすることとの間で連続的に循環する段階
を更に有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記負荷での故障を検出する段階は、
前記ドライバ回路によって前記負荷の両端に生ずる電圧に対応する故障検出電圧を発生させる段階と、
閾値電圧を生成する段階と、
前記故障検出電圧を前記閾値電圧と比較する段階と、
前記故障検出電圧が前記閾値電圧よりも低いかどうかを示す出力信号を生成する段階と
を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記閾値電圧を生成する段階は、
基準電圧を受け取る段階と、
前記閾値電圧を生成するよう、選択された比によって前記基準電圧を分圧する段階と
を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の時間インターバルを設定するよう、弛張発振器において抵抗及びキャパシタの夫々の値を選択する段階
を更に有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
ドライバ回路のための電流制限コントローラであって、
前記ドライバ回路によって駆動されている負荷で故障を検出するよう構成される故障検出器と、
前記検出された故障に応答して、前記ドライバ回路から前記負荷へ供給される電流を制限するよう構成される電流リミッタと、
前記故障が検出された後、第１の時間インターバルの満了時に前記電流リミッタを無効にするよう構成され、且つ、前記検出された故障が第２の時間インターバル後に残っているとき、前記電流リミッタが再び、前記ドライバ回路から前記負荷へ供給される電流を制限することを可能にするよう構成されるリセット回路と、
前記ドライバ回路から前記負荷へ供給される前記電流が前記電流リミッタによって制限される限り、前記ドライバ回路のＤＣ出力電圧を調整する出力電圧制御要素と、
前記電流が制限されずその正常値に達する場合に前記出力電圧制御要素に取って代わり、前記ドライバ回路が電流モード制御に入るようにする出力電流制御要素と
を有し、
前記リセット回路は、
前記第１の時間インターバルを設定するよう構成される遅延回路と、
第１の状態及び第２の状態を有し、前記第１の状態において前記電流リミッタを無効にするよう構成され、且つ、前記第２の状態において前記電流リミッタが前記故障の検出に応答することを可能にするよう構成されるスイッチと、
前記第１の時間インターバルが終了するときに前記スイッチを前記第１の状態に設定し、前記第２の時間インターバルが終了するときに前記スイッチを前記第２の状態に設定するよう構成される単接トランジスタと
を有する、電流制限コントローラ。
【請求項１４】
前記故障検出器は、
閾値電圧を供給する閾値電圧発生器と
前記閾値電圧を受けるよう構成される第１の端子、前記ドライバ回路によって前記負荷の両端に生ずる電圧に対応する故障検出電圧を受けるよう構成される第２の端子、及び、前記故障が検出されるかどうかを示す出力信号を供給するよう構成される出力端子を有する増幅器と
を有する、請求項１３に記載の電流制限コントローラ。
【請求項１５】
前記電流リミッタは制御端子を有するトランジスタを有し、該トランジスタの前記制御端子は、前記故障検出器の前記出力信号を受け、該出力信号に応答して、前記ドライバ回路から前記負荷へ供給される電流を選択的に制限するよう構成される、請求項１４に記載の電流制限コントローラ。
【請求項１６】
前記リセット回路は弛張発振器を有する、請求項１３に記載の電流制限コントローラ。
【請求項１７】
前記単接トランジスタは、プログラム可能な単接トランジスタである、請求項１３に記載の電流制限コントローラ。
【請求項１８】
前記故障が検出される限り、前記リセット回路は、前記電流リミッタが、前記第１の時間インターバルに対応する第１の時間期間の間、前記ドライバ回路から前記負荷へ供給される電流を制限することを可能にすることと、前記電流リミッタが、前記第２の時間インターバルに対応する第２の時間期間の間、前記電流リミッタを無効にすることとの間で連続的に循環する、請求項１３に記載の電流制限コントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、１又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）のためのドライバ回路等のドライバ回路を対象とする。より具体的には、ここで開示される種々の発明方法及び装置は、故障の除去後にＬＥＤドライバを正常動作に自動的にリセットする電流制限コントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル照明技術、すなわち、半導体光源（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等）に基づく照明は、従来の蛍光灯、ＨＩＤ、及び白熱灯に対する様々な代替を提供する。ＬＥＤの機能上の利点には、高いエネルギ変換及び光学効率、耐久性、動作コストの低下、及びその他がある。ＬＥＤ技術における最近の進歩は、多くの用途で様々な照明効果を可能にする、効率が良く且つロバストな光源を提供している。このような光源を具現する備品の一部は、例えば、参照により本願に援用される米国特許第６０１６０３８号明細書（特許文献１）及び米国特許第６２１１６２６号明細書（特許文献２）において詳細に論じられているように、様々な色及び色変化照明効果を発生させるために、異なった色（例えば、赤、緑、及び青）を生じさせることができる１又はそれ以上のＬＥＤと、ＬＥＤの出力を独立に制御するプロセッサとを有する照明モジュールを特色とする。
【０００３】
通常、かかる備品において、ドライバ回路は、１又はそれ以上のＬＥＤ光源（集合的に、ＬＥＤ負荷と呼ばれる。）を駆動するよう動作電流を制御可能に供給するために設けられている。多くの用途で、回路は、高い負荷電流を供給するよう特別に設計されたＬＥＤドライバを有する。このような高電流ＬＥＤドライバは、照明用途のためにＬＥＤ負荷を駆動するよう広範囲にわたって用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６０１６０３８号明細書
【特許文献２】米国特許第６２１１６２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
幾つかの場合において、ＬＥＤ負荷の両端で短絡が起こることがある。これは、ＬＥＤ負荷の機械アセンブリにおける何らかの誤り、短絡を引き起こすＬＥＤアセンブリの機械的なばらつき、ＬＥＤ負荷の欠陥、ＬＥＤ負荷アセンブリへの水漏れ、高い周囲湿度、又は他の理由のために起こり得る。このような状況のうちいずれかが起こる場合、追加措置が取られない限り、ＬＥＤドライバは、通常の完全な動作電流をＬＥＤ負荷に供給しようとし続ける。この高電流は、短絡が存在する部分を加熱して、発火、煙、爆発、ＬＥＤ負荷を保持する照明備品の融解又は、ＬＥＤ負荷若しくはＬＥＤ負荷にＬＥＤドライバを接続する回路への他の損傷を含む多種多様な危険を引き起こすことがある。
【０００６】
この問題に対処するよう、ＬＥＤ負荷で起こるあらゆる種類の短絡又は故障を検出することが望ましい。更に、このような短絡又は故障が起こる場合に、ＬＥＤドライバによってＬＥＤ負荷に供給される電流を、上記種類の危険を引き起こさないより低く、安全な値に制限することが望ましい。
【０００７】
しかし、このような電流制限配置を設けることで他の問題が生じる。多くの場合に、短絡又は故障の原因は（例えば、機械的なばらつき、湿度等の場合に）温度のみであり、しばらくすると、短絡は存在しなくなり、又は取り除かれる。それにも関わらず、たとえ短絡がもはや存在せず、ＬＥＤ負荷が正常動作可能であるとしても、ＬＥＤドライバによってＬＥＤ負荷に供給される負荷電流が低い値に低減されているために、ＬＥＤ負荷はもはや適切に動作することができない。
【０００８】
従って、短絡又は故障が取り除かれた場合にドライバを正常動作にリセットすることができる、ＬＥＤ負荷用のドライバ回路のための電流制限コントローラを提供する必要性が当該技術にはある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、短絡又は故障の場合に、ドライバ回路から負荷に供給される負荷電流を制限し、且つ、短絡又は故障がもはや検出されなくなった後にドライバの正常動作を回復する発明方法及び装置を対象とする。
【００１０】
一般に、１つの態様において、電流制限コントローラは、負荷（例えば、ＬＥＤ負荷）を駆動するよう負荷電流を供給するドライバ回路（例えば、ＬＥＤドライバ回路）を制御する。電流制限コントローラは、ドライバ回路によって負荷の両端で生ずる電圧に基づいて故障検出電圧を生成する電圧検出器を有する。電流制限コントローラは、故障検出電圧が閾値を下回る場合（これは故障状態を示す。）に、ドライバ回路から負荷に供給される負荷電流を制限する電流リミッタを更に有する。電流制限コントローラは、故障検出電圧が閾値電圧を下回った後、第１の時間インターバルの満了時に電流リミッタを無効にし、それによって、ドライバが再び正常電流を供給することを可能にするリセット回路を更に有する。故障検出電圧が閾値電圧を下回ったままである場合、第２の時間インターバルの満了時に、リセット回路は、電流リミッタが、ドライバ回路から負荷へ供給される電流を制限するよう再び動作することを可能にする。
【００１１】
他の態様において、負荷を駆動するドライバ回路の制御方法が提供される。当該方法に従って、正常動作の間、ドライバ回路は、正常負荷電流を負荷に供給する。方法は、故障が負荷に存在するかどうかを検出し、故障の検出に応答して、第１の時間インターバルの間、負荷電流を制限された電流値に制限する。第１の時間インターバルが終了した後、負荷電流は、第２の時間インターバルの間、制限された電流値を超えることを可能にされる。第２の時間インターバル後に依然として故障が検出されている場合は、負荷電流はもう一度制限された電流値に制限される。
【００１２】
更なる他の態様において、ドライバ回路のための電流制限コントローラは、ドライバ回路によって駆動されている負荷での故障を検出する故障検出器を有する。電流リミッタは、検出された故障に応答して、ドライバ回路から負荷に供給される電流を制限する。リセット回路は、故障が検出された後、第１の時間インターバルの満了時に電流リミッタを無効にする。リセット回路は、第２の時間インターバルの満了後に依然として故障が検出される場合は、電流リミッタがもう一度、ドライバ回路から負荷に供給される電流を制限することを可能にする。
【００１３】
本開示のためにここで使用されるように、用語「ＬＥＤ」は、電気信号に応答して放射を発生させることができる何らかのエレクトロルミネセントダイオード又は他のタイプのキャリア注入／接合に基づくシステムを含むと解されるべきである。このように、用語「ＬＥＤ」には、電流に応答して発光する様々な半導体に基づく構造体、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ト・ストリップ等が含まれるが、これらに限られない。具体的に、用語「ＬＥＤ」は、赤外線スペクトル、紫外線スペクトル、及び可視光スペクトル（一般に、約４００ナノメートルから約７００ナノメートルの間の放射波長を含む。）の様々な部分の１又はそれ以上における放射を発生させるよう構成される全てのタイプの発光ダイオード（半導体発光ダイオード及び有機発光ダイオードを含む。）をいう。ＬＥＤの幾つかの例には、様々なタイプの赤外線ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、琥珀色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、及び白色ＬＥＤ（以下で更に論じられる。）が含まれるが、これらに限られない。また、当然に、ＬＥＤは、所与のスペクトルのための様々なバンド幅（例えば、半値全幅、すなわち、ＦＷＨＭ）、及び所与の一般的な色分類の範囲内の様々な主波長を有する放射を発生させるよう構成及び／又は制御されてよい。
【００１４】
例えば、本質的に白色光を発生させるよう構成されるＬＥＤ（例えば、白色ＬＥＤ）の１つの実施は、本質的に白色光を形成するよう組み合わせて混合するエレクトロルミネセンスの異なるスペクトルを夫々発する多数のダイを有してよい。他の実施において、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リン光体材料を伴ってよい。この実施の一例において、比較的短い波長及び狭いバンド幅スペクトルを有するエレクトロルミネセンスは、リン光体材料を励起して、幾分より幅が広いスペクトルを有するより長い波長の放射を発する。
【００１５】
また、当然に、用語「ＬＥＤ」は、ＬＥＤの物理的及び／又は電気的なパッケージタイプを制限しない。例えば、上述されたように、ＬＥＤは、様々な放射スペクトルを夫々発するよう構成されている複数のダイ（個々に制御可能であっても又は制御不可能であってもよい。）を有する単一の発光デバイスをいう。また、ＬＥＤは、ＬＥＤ（例えば、何らかのタイプの白色ＬＥＤ）の欠くことのできない部分と考えられるリン光体を伴ってよい。一般に、用語「ＬＥＤ」は、パッケージドＬＥＤ、非パッケージドＬＥＤ、表面実装型ＬＥＤ、チップオンボード型ＬＥＤ、Ｔパッケージ実装型ＬＥＤ、ラジアルパッケージＬＥＤ、パワーパッケージＬＥＤ、何らかのタイプの包装及び／又は光学素子（例えば、拡散レンズ）を有するＬＥＤをいう。
【００１６】
用語「照明備品」は、ここでは、特定のフォームファクタ、アセンブリ、又はパッケージにおける１又はそれ以上の照明ユニットの実施又は配置に言及するために使用される。用語「照明ユニット」は、ここでは、同じ又は異なったタイプの１又はそれ以上の光源を有する装置に言及するために使用される。所与の照明ユニットは、光源のための様々な配置、筐体／ハウジングの配置及び形状、及び／又は、電気的及び機械的な接続構成のいずれか１つを有してよい。更に、所与の照明ユニットは、任意に、光源の動作に関連する様々な他のコンポーネント（例えば、制御回路）を伴ってよい（例えば、かかるコンポーネントを有し、かかるコンポーネントに結合され、及び／又は、かかるコンポーネントとともにパッケージ化される）。「ＬＥＤに基づく照明ユニット」は、単独で、又は他のＬＥＤに基づかない光源と組み合わせて、上記ＬＥＤに基づく光源を有する照明ユニットをいう。「マルチチャネル照明ユニット」は、異なる放射スペクトルを夫々発生させるよう構成される少なくとも２つの光源を有するＬＥＤに基づく又はＬＥＤに基づかない照明ユニットをいい、夫々の異なる光源スペクトルは、マルチチャネル照明ユニットの「チャネル」と呼ばれてよい。
【００１７】
当然、以下でより詳細に論じられる前述の概念及び付加的な概念の全ての組合せ（このような概念は相互に矛盾しないとする。）は、ここで開示される発明の主題の一部として考えられる。具体的に、本開示の最後に現れる請求される主題の全ての組合せは、ここで開示される発明の主題の一部として考えられる。また、当然に、参照により援用される開示のいずれかに現れる、ここで明示的に用いられる用語は、ここで開示される具体的な概念と最も一致した意味を与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライバのための電流制限コントローラの一実施形態に係る機能ブロック図を表す。
【図２】電流を負荷に供給するドライバのための電流制限コントローラの一実施形態に係る回路図を表す。
【図３】ドライバ用の電流制限コントローラのためのリセット回路の一実施形態を表す。
【図４】電流を負荷に供給するようドライバを制御する処理の一実施形態を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面において、全般的に、同じ参照符号は、異なる図の全てにわたって同じ部分を表している。また、図面は、必ずしも実寸ではなく、本発明の原理を例示するために強調されている。
【００２０】
上述されたように、ドライバによって制御される発光ダイオード（ＬＥＤ）負荷で起こるあらゆる種類の短絡又は故障を検出することが望ましい。更に、このような短絡又は故障が起こる場合に、ドライバによって負荷に供給される電流を、損傷を引き起こさない、又は危険を生み出さない、より低い安全な値に制限することが望ましい。
【００２１】
更に、本発明者は、多くの場合に、短絡又は故障の原因は温度のみであり、しばらくの後、短絡は存在しなくなり、又は取り除かれると認識し理解している。それゆえに、本発明者は、故障の除去後に自動的にドライバを正常動作にリセットすることができることが有利であると理解している。
【００２２】
以上より、本発明の様々な実施形態及び実施は、短絡又は故障が取り除かれ又は存在しなくなる場合にドライバを正常動作にリセットすることができる、ＬＥＤ負荷用のドライバ回路のための電流制限コントローラを対象とする。
【００２３】
図１は、ＬＥＤ負荷２０を駆動するＬＥＤドライバ１０のための電流制限回路１００の一実施形態に係る機能ブロック図を表す。電流制限コントローラ１００は、故障検出器１１０、リセット回路１２０、及び電流リミッタ１３０を有する。動作において、ＬＥＤドライバ１０は、負荷電流をＬＥＤ負荷２０に供給する。ＬＥＤ負荷２０は、ＬＥＤドライバ１０によって自身に供給された負荷電流に応答して照射される１又はそれ以上のＬＥＤを有する。
【００２４】
故障検出器１１０は、故障（例えば、短絡）がＬＥＤ負荷２０に存在するか否かを検出する。故障検出器１１０がＬＥＤ負荷２０での故障を検出しない限り、ＬＥＤドライバ１０は、正常な負荷電流をＬＥＤ負荷２０に供給する。故障検出器１１０がＬＥＤ負荷２０での故障を検出するとき、故障検出器１１０は、故障が検出されたことを示す故障検出信号を電流リミッタ１３０に供給する。故障が検出されたことを示す故障検出信号に応答して、電流リミッタ１３０は、ＬＥＤドライバ１０からＬＥＤ負荷２０に供給される負荷電流を、正常な負荷電流値よりも低い制限された負荷電流値に制限するよう動作する。望ましくは、制限された負荷電流値は、故障が存在する部位に損傷を生じさせない、又は有害な若しくは危険な状態を作り出さない値である。
【００２５】
幾つかの実施形態で、故障検出器１１０は、故障が検出されたことを示す信号をリセット回路１２０にも供給する。故障が検出された後、リセット回路１２０は、電流リミッタ１３０が、第１の時間インターバルの間、ＬＥＤドライバ１０によってＬＥＤ負荷２０に供給される負荷電流を制限することを可能にする。第１の時間インターバルの満了時に、リセット回路１２０は、電流リミッタ１３０を無効にする。すなわち、第１の時間インターバルが終了した後、ＬＥＤドライバ１０は、少なくとも第２の時間インターバルの間、もう一度正常動作電流をＬＥＤ負荷２０に供給する。この時間中に、故障検出器１１０は、依然として故障がＬＥＤ負荷２０に存在しているか否かを検出し続ける。故障検出器１１０が、第２の時間インターバルの満了時に、引き続きＬＥＤ負荷２０での故障を検出する場合に、リセット回路１２０は、電流リミッタ１３０がもう一度、ＬＥＤドライバ１０からＬＥＤ負荷２０に供給される電流を制限することを可能にする。
【００２６】
故障検出器１１０がＬＥＤ負荷２０で故障を検出し続ける限り、リセット回路１２０は、第１の時間インターバルに対応する第１の時間期間の間、負荷電流を制限された電流値に制限することと、第２の時間インターバルに対応する第２の時間期間の間、負荷電流が制限された電流値を超えることを可能にすることとの間で連続的に循環する。
【００２７】
図２は、電流を負荷４０に供給するドライバ回路３０のための電流制限コントローラの一実施形態に係る回路図を表す。図２を参照して、回路は、出力電流制御要素５０、出力電圧制御要素６０、負荷電圧サンプラ２００、電圧検出器２１０、電流リミッタ２３０、及びリセット回路２２０を有する。電圧検出器２１０は、閾値電圧を供給する閾値電圧発生器２１４と、増幅器２１２とを有する。閾値電圧発生器２１４は、基準電圧Ｖｒｅｆを受け取る基準電圧入力部と、閾値電圧を生成するよう、選択された比によって基準電圧を分圧する抵抗分割器ネットワークとを有する。電流リミッタ２３０はトランジスタＱ１を有し、そのゲートは、電圧検出器２１０の出力信号を受ける。リセット回路２２０は、弛張発振器２２６と、トランジスタＱ２として構成されているスイッチ２２４とを有する。弛張発振器２２６は、遅延回路２２２及び単接トランジスタ（ＵＪＴ）２２５を有する。
【００２８】
任意に、多くの実施形態で、出力電圧制御要素６０は、出力電流がその正常値に達するまで、ドライバ３０の直流出力電圧を調整する。出力電流がその正常値に達した時点で、出力電流制御要素５０は交代し、ドライバ３０は電流モード制御に入る。電流モード制御において、ドライバ３０の出力電流は、出力電圧とは無関係に調整される。負荷４０で故障を検出するよう、負荷電圧サンプラ２００は、ドライバ回路３０によって負荷の両端に生ずる電圧に基づいて、故障検出電圧を生成する。
【００２９】
増幅器２１２は、閾値電圧を受ける第１の（非反転）端子と、負荷電圧サンプラ２００から故障検出電圧を受ける第２の（反転）端子と、故障検出電圧が閾値電圧よりも低いかどうかを示す出力信号を供給する出力端子とを有する。
【００３０】
電圧検出器２１０は、負荷４０の両端の出力電圧がある値（例えば、正常ＤＣ出力電圧の３０％）を下回るかどうか（これは、例えば負荷４０での短絡等の故障の存在を示す。）を検出するよう、負荷電圧サンプラ２００とともに動作する。故障検出をトリガする負荷４０の両端の出力電圧（Ｖｓｅｔ）は、以下の式：
（１）    Vset=Vref×Rb/(Ra+Rb)×Rd2/(Rd1+Rd2)
に従って調整される。
【００３１】
式（１）から分かるように、Ｒｄ１及びＲｄ２は、故障を検出するための所望の電圧閾値を選択するよう調整されてよい。
【００３２】
故障検出電圧がＶｓｅｔを下回ると、電圧検出器２１０の増幅器２１２は、故障の検出を示す出力信号（例えば、ハイ電圧）を出力する。これは、電流リミッタ２３０内のトランジスタＱ１をオンし、出力電流制御回路５０の反転端子での電圧をロー値に引っ張る。次いで、これは、ドライバ３０からの負荷電流を、以下の式：
（２）    Iset=Vref×RC2/(RC1+RC3)×1/RCS
に従って、制限された負荷電流値Ｉｓｅｔに下げる。
【００３３】
式（２）から分かるように、ＲＣ１及びＲＣ３は、所望の制限された負荷電流値Ｉｓｅｔを選択するよう調整されてよい。
【００３４】
負荷４０に供給されるドライバ３０の出力電流は、電流リミッタ２３０内のトランジスタＱ１がオンしたままである限り、制限された負荷電流値Ｉｓｅｔのままである。様々な実施形態で、リセット回路２２０は、故障が取り除かれ又は存在しなくなる場合に、ある時間インターバルの後、ドライバ３０が負荷４０に正常動作電流を再び供給し始めることを可能にするよう、設けられている。リセット回路２２０は、スイッチ２２４（トランジスタＱ２）及び弛張発振器２２６を有し、弛張発振器２２６は、遅延回路２２２及び単接トランジスタ２２５を有する。電圧検出器２１０の出力電圧が増大するとき、これは、故障が負荷で検出されたことを示し、弛張発振器２２６は、第１の時間インターバルＴ１の間、単接トランジスタ２２５のエミッタでの電圧を高める。Ｔ１は、遅延回路２２２内のコンポーネントＲτ及びＣτに適切な値を選択することによって選択される。単接トランジスタ２２５のエミッタがその導通閾値に達する場合に、単接トランジスタ２２５は導通し始める。単接トランジスタ２２５が導通し始める場合に、これはスイッチ２２４をオンし、次いでトランジスタＱ１をオフして、電流リミッタ２３０を無効にする。トランジスタＱ１がオフすると、ドライバ３０は、第２の時間インターバルＴ２の間、もう一度、完全な正常負荷電流を負荷４０に供給し、一方、単接トランジスタ２２５のエミッタ電圧は放電する。この時点で、単接トランジスタ２２５はもう一度オフする。有利に、第２の時間インターバルＴ２は、第１の時間インターバルＴ１よりもわずかに短い。
【００３５】
第２の時間インターバルＴ２の終了時、単接トランジスタ２２５が再び導通していない場合、故障が取り除かれ又は存在しなくなっているならば、増幅器２１２の出力信号はロー電圧となり、トランジスタＱ１をオフに保ち、ドライバ３０が正常な故障前の負荷電流を負荷４０に供給し続けることを可能にする。そうではなく、負荷４０の両端の出力電圧がＶｓｅｔよりも低いことを電圧検出器２１０が依然として検出する場合は、これは、故障が残っていることを示し、増幅器２１４の出力信号は、トランジスタＱ１をオンするようにハイ電圧のままであり、ドライバ３０の出力電流はもう一度、制限された負荷電流値Ｉｓｅｔに制限される。弛張発振器２２６は、故障がもはや検出されなくなるまで、周期的に、夫々の続く第１の時間期間Ｔ１の後電流リミッタ２３０を無効にするようスイッチ２２４をオンし、次いで、夫々の続く第２の時間期間Ｔ２の後電流リミッタ２３０を再び有効にするようスイッチ２２４をオフする処理を繰り返す。
【００３６】
正常動作中にリセット回路２２０から電流制限パルスが生成されるのを回避するよう、リセット回路２２０は、直接に電圧検出回路２１０の出力から供給される。更に、単接トランジスタ２２５のバレー（valley）期間の間のスイッチ２２４（トランジスタＱ２）の如何なる誤ったトリガも回避するよう、ツェナーダイオードＺ（例えば、１．９ボルト）が、弛張発振器２２６とスイッチ２２４（トランジスタＱ２）の制御端子（ゲート）との間に接続されている。有利に、ツェナーダイオードＺは、スイッチ２２４のトリガ時に単接トランジスタ２２５のバレー電圧の影響を取り除く。
【００３７】
図３は、ドライバ用の電流制限コントローラのためのリセット回路３２０の他の実施形態を表す。リセット回路３２０は、主に、そのリセット回路３２０が、図２のリセット回路２２０の“不変の”単接トランジスタ２２５に代えて、プログラム可能な単接トランジスタ（ＰＵＴ）３２５を用いる点で、リセット回路２２０と相違する。
【００３８】
図４は、負荷電流を負荷に供給するようドライバを制御するプロセス４００の一実施形態を表すフローチャートである。第１のステップ４１０で、ドライバは、正常負荷電流を負荷に供給する。負荷電流を負荷に供給している間、ステップ４２０で、故障が検出されるか否かが決定される。故障が検出されない場合は、処理は、正常負荷電流を負荷に供給し、且つ、故障が検出されるか否を決定することを続ける。ステップ４２０で故障が検出される場合は、ステップ４３０で、ドライバから負荷に供給される負荷電流の電流レベルが電流制限値に制限される。
【００３９】
ステップ４４０で、負荷へ供給される電流が制限された後に第１の時間インターバルが未だ終了していない場合は、ドライバから負荷に供給される負荷電流の現在のレベルは、ステップ４３０で、電流制限値に制限されたままである。
【００４０】
第１の時間インターバルが終了すると、ステップ４５０で、電流制限は無効にされ、ドライバから負荷に供給される負荷電流の電流レベルは再び正常な故障前の値に戻る。ステップ４６０で、電流制限が無効にされた後に第２の時間インターバルが未だ終了していない場合は、電流制限は、ステップ４５０で、無効にされたままである。第２の時間インターバルが終了すると、ステップ４７０で、故障が残っているかどうかが決定される。故障が残っている場合は、負荷電流はステップ４３０で再び制限され、処理はそこから繰り返す。しかし、故障が残っていない場合は、負荷電流は再び、正常な故障前のレベルに回復される。
【００４１】
幾つかの発明に係る実施形態がここで記載及び図示されてきたが、当業者は、ここで記載される利点の１若しくはそれ以上及び／又は結果を得ること及び／又は機能を実行すること等のための様々な他の手段及び／又は構造に容易に想到可能であり、このような変形及び／又は改良の夫々は、ここで記載される発明に係る実施形態の適用範囲内にあると見なされる。より一般的には、ここで記載される全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例示であるよう意図され、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成が、発明に係る技術が使用される具体的な用途に依存することは、当業者にとって明らかである。当業者は、ここで記載される具体的な実施形態と等価な多数のものを認識し、又は、ただの決まり切った実験によって確かめることができる。従って、当然、上記の実施形態は、単なる一例として提示され、添付の特許請求の範囲及びそれと等価なものの適用範囲内で、発明の実施形態は、具体的に記載及び請求されているものとは違うふうに行われてよい。本開示の実施形態は、ここで記載される夫々の個々の機能、システム、項目、材料、キット、及び方法を対象とする。更に、２又はそれ以上のこのような機能、システム、項目、材料、キット、及び／又は方法の如何なる組合せも、このような特徴、システム、項目、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾していない場合は、本開示の発明範囲内に含まれる。
【００４２】
ここで定義され、使用される全ての定義は、辞書の定義、参照により援用される文献における定義、及び／又は定義される用語の当たり前の定義を含むと理解されるべきである。
【００４３】
明細書及び特許請求の範囲で使用されている不定冠詞「１つの（a又はan）」は、別段明示されない限り、「少なくとも１つ」を意味すると解されるべきである。
【００４４】
明細書及び特許請求の範囲で用いられるように、「少なくとも１つの」という表現は、１又はそれ以上の要素のリストに関連して、このリストに含まれるいずれの要素の１又はそれ以上から選択される少なくとも１つを意味するが、必ずしもリスト内で具体的に挙げられているありとあらゆる要素のうちの少なくとも１つを含むとは限らず、かつ、リストに含まれる要素の何らかの組合せを排除しない。この定義は、また、「少なくとも１つの」という表現によって言及される要素のリスト内で具体的に特定されている以外の要素が、具体的に特定されているそれらの要素に関連があろうとなかろうと、任意に存在してよいことを可能にする。このように、制限されない例として、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」（又は、同等に「Ａ又はＢの少なくとも１つ」、又は、同等に「Ａ及び／又はＢの少なくとも１つ」）は、一実施形態において、任意に、Ｂが存在せず（任意に、Ｂ以外の要素を含んでよい。）１よりも多いＡを含む少なくとも１つ、他の実施形態で、任意に、Ａが存在せず（任意に、Ａ以外の要素を含んでよい。）１よりも多いＢを含む少なくとも１つ、更なる他の実施形態で、任意に、１よりも多いＡを含む少なくとも１つ、及び、任意に、１よりも多いＢを含む（任意に他の要素を含んでよい。）少なくとも１つ等を表すことができる。
【００４５】
また、当然に、別段明示されない限り、１よりも多いステップ又は動作を含む本願で請求される如何なる方法においても、方法の他のステップ又は動作は、必ずしも、方法のステップ又は動作が挙げられている順序に制限されない。
【００４６】
特許請求の範囲及び上記明細書中記載において、「有する、含む、保持する、伴う、備える、持つ、から成る（comprising、including、carrying、having、containing、involving、holding、composed  of）」等の全ての移行句は、制限がない、すなわち、「含む」を意味するが、それに限定されないと解されるべきである。移行句「から成る（composed  of）」及び「本質的に〜から成る（consisting  essentially  of）」のみは、夫々、閉鎖的又は半閉鎖的な移行句である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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