(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの低電力の光源と、
出力部と、最小負荷要件を有する電子トランスからの交流低電圧を受け取るのに適した入力部とを有する電力入力段と、
前記電力入力段の出力部に接続されている入力部と電力出力部とを有する電力バッファ段と、
前記光源を駆動するドライバであって、前記電力バッファ段からの電力供給を受け取るように前記電力バッファ段の電力出力部に接続されている電力入力部を有する、ドライバと、
を有する照明装置であって、
前記電力入力段は、前記電力バッファ段を充電するための電流出力を生成する電流生成モードと、出力電流が生成されないオフモードとの間を、交互するように設計されており、
前記電流生成モードにおいて、前記電力入力段が入力電流を得るように設計されており、前記入力電流は、前記最小負荷要件よりも高い電流振幅を常に有する、
照明装置。
【請求項２】
少なくとも１つの低電力光源は、ＬＥＤを有している、
前記電力バッファ段は、実質的に一定の出力電圧を供給する、及び／又は
前記電力バッファ段は、少なくとも１つのコンデンサを有する、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記ドライバは、定電流によって光源を駆動するように設計されており、更に、
−  前記ドライバは、前記定電流の振幅を変化させることによって前記光源を調光するように設計されることができ、及び／又は
−  前記ドライバは、常に同じ振幅のパルスランプ電流を生成するように設計されることができ、前記ドライバは、この電流パルスのデューティサイクルを変化させることによって前記光源を調光するように設計される、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記電力入力段が、スイッチングされるモードコンバータを有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記電力入力段が、ブーストコンバータ、バック―ブーストコンバータ、又はＳＥＰＩＣコンバータを有する、請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記電力入力段は、入力部において受け取られる前記入力電圧と同期してオフモードから電流生成モードに切り替わる及び／又は前記電流生成モードから前記オフモードに切り替わるように設計されている、請求項４に記載の照明装置。
【請求項７】
前記電力入力段は、更に、前記電力バッファ段の電圧を測定するセンサを備えており、前記電力入力段は、前記センサからの測定信号に応答して前記オフモードから前記電流生成モードに及び／又は前記電流生成モードから前記オフモードに切り替わるように設計されている、請求項４又は６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記測定されたバッファ電圧を、平均して実質的に一定に保持するように、前記電力入力段のスイッチングを制御するための制御装置を更に有する、請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記電流生成モードにおいて、前記コンバータは、比較的高い周波数においてスイッチングされる、請求項４に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記ドライバは、前記電力バッファ段の出力電圧が実質的に一定に留まるような態様において、前記光源に流れる電流を制御する電流制御装置を有している、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１１】
当該照明装置は、前記電流を示している信号を前記電力入力段にフィードバックする電流フィードバックループを更に有し、前記電力入力段は、前記信号を受け取る、及び前記電流が供給電圧の変化とは独立である態様において前記電力入力段の入力電流を制御するように適応化される入力電流制御手段を有している、請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記入力電流制御手段は、許容限度の予め規定された範囲のみにおいて、供給電圧の変化を補償するように適応化される、請求項１１に記載の照明装置。
【請求項１３】
接続端子を担持していると共に請求項１乃至１２の何れか一項に記載の照明装置を収容している一体化されたハウジングを有するランプユニット。
【請求項１４】
光源を駆動するための方法であって、
出力部を有すると共に、最小負荷要件を有する電子トランスからの交流低電圧を受け取るのに適している入力部を有する電力入力段を設けるステップであって、前記電力入力段は、電力バッファ段を充電するために電流出力を生成するための電流生成モードと、出力電流が生成されないオフモードとの間で交互するように設計されており、前記電流生成モードにおいて、前記電力入力段は、入力電流を得るように設計されており、前記入力電流は、常に、前記最小負荷要件よりも高い電流振幅を有する、ステップと、
入力部及び電力出力部を有する前記電力バッファ段を設けるステップであって、前記電力バッファ段段の入力部は、前記入力段の出力部に接続されている、ステップと、
前記光源を駆動するドライバであって、前記ドライバは、前記電力バッファ段から電力供給を受け取るように前記電力バッファ段の電力出力部に接続されている電力入力部を有しており、前記ドライバの出力部は、前記光源に結合されている、ドライバを設けるステップと、
前記ドライバが、平均ＬＥＤ電流を決定するのを可能にするステップと、
前記電力入力段の制御を、平均して、前記電力バッファの電力保有量が一定に留まるように、適応化するステップと、
を有する方法。
【請求項１５】
出力部と、最小負荷要件を有している電子トランスからの交流低電圧を受け取るのに適している入力部とを有する電力入力段を設けるステップであって、前記電力入力段は、電力バッファ段を充電する電流出力を生成する電流生成モードと、出力電流が生成されないオフモードとの間を交互するように設計されており、前記電流生成モードにおいて、前記電力入力段は、最小負荷要件よりも高い電流振幅を常に有する入力電流を得るように設計されている、ステップと、
入力部及び電力出力部を有する前記電力バッファ段を設けるステップであって、前記電力バッファ段の入力部は、前記入力段の出力部に接続されている、ステップと、
前記光源を駆動するドライバを設けるステップであって、前記ドライバは、前記電力バッファ段からの電力供給を受け取るように前記電力バッファ段の電力出力に接続されており、前記ドライバの出力は、前記光源に結合されている、ステップと、
前記電力入力段が、平均ＬＥＤ電流を決定することを可能にするステップと、
前記ドライバの制御を、前記電力バッファの電力含有量が一定に留まるように適応化するステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、照明の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明の分野において、多くの異なる種類の光源が、照明のために開発されている。用途に応じて、各種類の光源には、特定の有利な点及び不利な点を有することができる。如何なる場合においても、各種類の光源は特定の仕様を有しており、このような光源のための電源（又はドライバ）は、特定の仕様を満たすように開発されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
最近の開発は、照明のための光源としてのハイパワーＬＥＤである。勿論、光源としてＬＥＤを利用している照明装置のためのドライバが、開発されている一方で、既存の照明装置の光源に対する置き換え（レトロフィット）としてＬＥＤを利用したいという願望も存在し、この場合、前記ランプに対する電気的入力信号が、既存の（非ＬＥＤ）光源の特定の仕様を満たすために適応化された既存のドライバにより生成される。このことは、幾つかの問題及び／又は難点となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、特に、ハロゲンランプ（例えば、ＭＲ１６、ＧＵ５．３取付ピンを有する１２Ｖハロゲンランプであり、代替的な例は、ＭＲ１１ランプ、又はＧ４若しくはＧ９ピン構成である）のような、低電圧ランプの場合におけるレトロフィットの問題に関する。しかしながら、本発明の原理は、調光可能性に関する限り、ランプが電源上で動作される場合にも適用されることができる。
【０００５】
低電圧照明システムの場合、通常の電源電圧（典型的には、２３０ＶＡＣ（欧州における５０Ｈｚ））は、安全な低電圧に変換される。この目的のために使用されるトランスの大多数は、比較的高いスイッチング周波数で動作する電子的スイッチングモード電源として実施化され、前記スイッチング周波数は、電源周波数よりも高く、結果として、トランスの大きさを小さくする。問題は、この種のトランスは、ＬＥＤとの協働において、難点を有することである。典型的には、このトランスの動作は不安定であり得て、結果として、光フリッカを生じる。
【０００６】
本発明の目的は、これらの問題を解決する又は少なくとも低減させることにある。
【０００７】
詳細には、本発明は、ＬＥＤと電子トランスとの間の互換性を改善することを目的とする。
【０００８】
更に詳細には、本発明は、光源として１つ以上のＬＥＤを組み込むと共に電子トランスと確実に協働できる照明装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、電子トランスが、正確に動作するために最小負荷（最小出力電流）を必要とすることと、ＬＥＤは、このような最小負荷を提供することができないことがあることとの認識に基づいている。典型的には、電子トランスの最小負荷の要件は、２０Ｗ〜６０Ｗの範囲にあるのに対し、ＬＥＤは、非常により低い負荷を提供する（この低電力は、実際にＬＥＤの重要な利点であり、これらを使用して最初にハイパワーランプを交換するための重量な理由として、認められている）。
【００１０】
１つの重要な見地において、本発明によるＬＥＤドライバは、電力入力段及び電力バッファ段を備えている。前記電力入力段は、標準的な電子トランスに接続するためのものであり、比較的短い、高レベルの電流パルス（即ち当該電源の周期よりも短い）を生じるように設計されている。これらのパルス間で、前記トランスから得られる電流は存在せず、この電流トランスは、オフであるとみなされることができる。これらのパルスにおいて、電流のレベルは、例えば、前記電子トランスの最小負荷の要件を満たすのに十分なように高い。電力バッファ段は、電子トランスから得られる電力をバッファするためのものである。ＬＥＤドライバ自体は、電力バッファ段から電力を供給され、比較的低電力の負荷を電力バッファ段に示す。平均して、ＬＥＤドライバによって、電力バッファ段から得られる電力は、前記電力バッファ段によって、前記電力入力段からから得られる電力により補償されなければならず、このことは、高レベルの電流パルスのデューティサイクルを最適に適応化することによって、なされる。
【００１１】
従って、本発明によるドライバは、二段設計を有する。第一段は、供給トランスの負荷の要件を満たすように設計されている一方で、第二段は、ＬＥＤの供給要件に従ってＬＥＤに供給するように設計されている。更に有利な詳細は、添付の従属請求項に記載されている。
【００１２】
国際出願第２００９／０７９９２４号パンフレットは、ハロゲントランスから供給されるような１２Ｖの交流電力を受け取るＬＥＤドライバを開示している。このドライバは、整流器と１２Ｖの交流入力電圧のピークにより充電されるバッファコンデンサとを有している。ＬＥＤによって消費される電力が低い場合、このドライバも、低いトランス電流のみを必要とする。いずれにせよ、従来技術の解決策の重要な不利な点は、前記ランプへのピーク電流が未定義であり、トランスから得られる前記ピーク電流が未定義であり、こうして、変換されたものから得られる電流があまりに低く前記トランスが正確に動作することができないことがあり得ることにある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によって実施化される照明装置のブロック図を模式的に示している。
【図２】電力入力段及び電力バッファ段を示している模式的なブロック図である。
【図３】電流及び電圧の幾つかの波形を模式的に示しているグラフである。
【図４】本発明によるＬＥＤランプを模式的に示している。
【図５】ＬＥＤドライバを示している模式的なブロック図である。
【図６Ａ】図１の照明装置の変化を示している模式的なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のこれら及び他の見地、フィーチャ及び有利な点は、添付図面を参照して、以下の１つ以上の好ましい実施例によって、更に説明される。添付図面において、同じ符号は、同一又は類似の部分を示している。
【００１５】
図１は、本発明により実施化される照明装置１のブロック図を模式的に示しており、照明装置１は、電子トランスＥＴに接続されており、電子トランスＥＴは、電源Ｍに接続されている。照明装置１は、三段設計を有しており、電力入力段２０と、電力バッファ段３０と、ＬＥＤドライバ段４０と、最後に１つ以上のＬＥＤ５０とを有している。より詳細に説明されるように、電力入力段２０の主なタスクは、供給の（特にトランスＥＴの）要件を考慮して、バッファ３０が充填されているのを保持することであるのに対し、ドライバ４０の主なタスクは、ＬＥＤの要件を考慮して、前記バッファから得られる電力によって、前記ＬＥＤを駆動させることである。従って、このような要件が相互に矛盾し得る場合でさえも、これらの要件は、異なる電流回路における表現になるので「衝突」しない。定常状態において、電力バッファ３０の中身は、平均して、一定である。１つの特定の実施化において、制御は、ＬＥＤ回路により決定される。例えば、調光の場合、前記ＬＥＤの電力が設定され、このことが、当該電力がバッファから得られるレートを決定し、前記電力入力段のタスクは、これに従って、バッファの充填レートを適応化することである。他の特定の実施化において、制御は、電源回路により決定される。例えば、調光の場合、電源の電力が設定され、このことが、当該電力がバッファに入力されるレートを決定し、ＬＥＤドライバ段のタスクは、これに従って、このバッファのデプリーションレートを適応化する、従って前記ＬＥＤ電力を適応化することにある。
【００１６】
ＬＥＤドライバ４０は、電力バッファ段３０の電力出力部３９に接続されている電力入力部４１を有する。ＬＥＤドライバ４０は、特別な適応化を必要とすることなく、標準的な、独立の（autonomous）従来技術のドライバであっても良いため、更なる記述はここでは省略する。例えば、電力入力部４１が適切な電圧レベルの定電源に接続されている場合に正確に動作できる如何なるドライバも、ドライバ４０として使用されることができる。
【００１７】
電力バッファ段３０は、典型的には１つ以上のコンデンサを有しており、電力入力段２０の電力出力部２９に接続されているバッファ入力部３１を有し、電力入力段２０は、電子トランスＥＴに接続されている電力入力部を有する。アーキテクチャに関する限り、照明装置１は、好ましくは完全なランプユニットとして実施化され、トランスの出力部に接続されている標準的なコネクタのソケットＣＳとの結合のためのランプコネクタ１０を含んでいる。しかしながら、ランプ５０及びドライバ４０の組み合わせから成る標準的なランプユニッが使用され、このユニットが、ランプコネクタ１０と類似のランプコネクタを備えていると共にコネクタＣＳに結合されることができ、電力入力段２０及び電力バッファ段３０の組み合わせが、自身の入力部においては、ランプコネクタ１０と類似のランプコネクタを備えていると共にコネクタＣＳに結合されることができる中間の電力装置６０であって、自身の出力においては、ソケットＣＳと類似の標準的なコネクタソケットを備えている中間の電力装置６０として、実施化されることも可能である。
【００１８】
図２は、かなり詳細な、電力入力段２０及び電力バッファ段３０の幾つかの見地を示している模式的なブロック図である。
【００１９】
電力バッファ段３０は、典型的には、コンデンサ３２を有しており、コンデンサ３２は、出力端子３８、３９に並列に接続されている。
【００２０】
電力入力段２０は、整流器２２を有していても良く、好ましくはコンバータとして実施化される。図２は、ブーストコンバータの設計を示しているが、電力入力段２０は、バック―ブーストコンバータ、ＳＥＰＩＣコンバータ等としても実施化されることができる。これらの実施化の全てにおいて、トランスＥＴの出力電圧よりも高い出力電圧（従って、電力バッファ段３０の動作電圧）を得ることが可能である。示されている実施例において、電力入力段２０は、入力部２１（又は整流器２２）と出力部２９との間に接続されているインダクタ２６及びダイオード２７の直列配置を有する。制御可能なスイッチ２３は、インダクタ２６とダイオード２７との間のノードにおいて、出力端子２８、２９に並列に接続されている。制御可能なスイッチ２３は、導通状態（オン）か又は非導通状態（オフ）かの何れかである制御装置２４によって制御される。
【００２１】
動作は、以下の通りである。スイッチ２３がオンである場合、前記トランスは、インダクタ２６を充電するために使用される増大する振幅の電流を供給する。スイッチ２３がオフである場合、インダクタ２６は、コンデンサ３２に減少する振幅の電流を供給し、インダクタ２６からコンデンサまでのエネルギの輸送をもたらす。
【００２２】
当該装置の動作は、幾つかの信号の波形を示しているグラフである図３を参照して更に詳細に説明される。制御装置２４は、比較的高い周波数（図３の曲線４１）において、スイッチ２３を切替える。当業者にとって明らかなはずであるように、達成される出力電圧は、このＨＦスイッチングのデューティサイクルに依存する。図３は、トランスＥＴの出力電圧、即ち電力入力段２０（曲線４２）のための入力電圧Ｖｉｎを示している。トランス（曲線４３）から得られる電流ＩＥＴは、典型的には、フィルタキャパシタが入力部２１において使用されない限り、インダクタ２６における電流に比例し、この場合、インダクタ電流におけるリップルは、トランス電流において滑らかにされる。当該制御装置は、出力電流が入力電圧に比例することを可能にするように設定されることができるが、前記制御装置は、前記出力電流を、（おそらく、ある程度のＨＦリップルを伴うとはいえ）一定に保持するように設定される。
【００２３】
制御装置２４は、比較的低い周波数において、スイッチングモードとオフモードとの間を行き来するように、即ち、スイッチングが生じずにスイッチ２３がオフのままである期間を有してスイッチングＨＦの期間を交互させるように設計されている。制御装置２４は、第１の継続期間ｔ１にわたってスイッチングモードに留まり、第２の継続期間ｔ２にわたってオフモードに留まり、この結果、全体的なスイッチング周期は、Ｔ＝ｔ１＋ｔ２である。このＬＦスイッチングのためのデューティサイクルＤは、ｔ１／Ｔとして規定される。
【００２４】
トランスＥＴに関する限り、これは、デューティサイクルＤにおいて、負荷をかけられ、即ち負荷をかけられている期間（ｔ１）と負荷をかけられていない期間（ｔ２）との間で交互になる。負荷をかけられている期間（ｔ１）において、トランスＥＴは、前記電子トランスの最小負荷の要件Ｉｍｉｎよりも常に高い振幅ＩＥＴを有する比較的高い電流を供給する。この点において、異なる種類のトランスが、最小の負荷要件に対して異なる値を有することができることに留意されたい。照明装置１は、特有の種類のトランスに関連する既知の最小負荷の要件を考慮して、前記特定の種類のランスと協働するように設計されることができるが、照明装置１が複数の種類のトランスと協働するように設計されることも可能であり、この場合、照明装置１は、異なるトランスの種類に関連する既知の最小負荷の要件の集まりのうちの最も高い値を考慮に入れることができる。
【００２５】
上述したように、電力入力段２０は、バッファ段によって、負荷をかけられる。ＬＥＤの電力が、ＬＥＤ駆動回路において決定されると仮定する。このことは、例えば、ＬＥＤドライバ４０が、ユーザがＬＥＤ５０を調光することを可能にするためのユーザ入力（図示略）を有するからであっても良く、又はＬＥＤの異なる見本及び／又は種類が、最大電力の条件の下で異なる電流要件を有するからであっても良い。ＬＥＤドライバ４０に関する限り、バッファ３０は定電圧源として振る舞い、ドライバは、通常のように独立して動作する。ＬＥＤドライバ４０自体が、ＬＥＤの光出力の輝度を変化させるために（調光）デューティサイクルの動作を実行できることに留意されたい。従って、ドライバ４０によって必要とされる電力が変化することもあり得る。従って、ＬＥＤドライバ４０は、バッファ３０に対する電力出力レートを決定する。特に、ＬＥＤが、調光状態において動作されている場合、前記ＬＥＤにより消費される平均電力は低く、従って、バッファ３０から得られる平均電力は、低い。電力入力段２０は、自身の電力出力を、即ちバッファ３０のための電力入力レート適応化させることによって、このことを補償しなければならない。正しい設定のための条件（criterium）は、当該バッファの中身が、平均して、一定に保持されることである。このことは、バッファ電圧を測定することにより評価されることができる。このために、この実施例において、電力入力段２０は、電力入力段２０の出力電圧（実質的にコンデンサ３２の両端の電圧に対応している）を測定する電圧センサ２５を更に有することができる。代替的には、電力バッファ段３０が、測定信号を電力入力段２０にフィードバックする出力電圧センサを有することも可能である。いずれにせよ、制御装置２４は、例えば、最適にプログラムされたマイクロプロセッサとして実施化されることができ、従来技術における当業者にとっては明らかなはずであるような、少なくとも、十分に大きいタイムスケールにおける平均において、測定される電圧を実質的に一定に保持するようにスイッチ２３のタイミングを制御する。
【００２６】
従って、制御装置２４は、バッファ３０における電圧を保持するようにデューティサイクルＤを適応化させ、トランスＥＴから得られる平均電力が、前記ＬＥＤにより消費される平均電力に従うことを意味する。このように、ドライバ４０及び制御装置２４のスイッチング周波数と、ドライバ４０及び制御装置２４において利用されるデューティサイクル２４とは、相互に独立であることに留意されたい。前記入力側の電流の振る舞いは、出力側における前記電流の振る舞いから分離されている。
【００２７】
前記制御装置は、前記スイッチングモードと前記オフモードとの間を交互する異なる制御方式を利用し得ることに留意されたい。例えば、制御装置２４は、出力電圧センサ２５のみに基づいて、自身のモードのスイッチングに対する決定をすることが可能である。制御装置２４は、制御装置２４が出力電圧が或る所定の第１のしきい値未満に低下していることを発見した場合、スイッチングモードに入り、制御装置２４が、前記出力電圧が、前記第１のしきい値より高い或る所定の第２のしきい値に到達したことを発見した場合、オフモードに入る。このような場合、全体的なスイッチング周期Ｔは、変化する。しかしながら、示されているように、制御装置２４がトランスＥＴの出力電圧と同期して動作することが好ましい。制御装置２４は、相の第１の値において、（例えば、零交差において、）スイッチングモードに入り、前記出力電圧が或る所定のしきい値に到達した場合にオフモードに入る。このような場合、全体的なスイッチング周期Ｔは、一定である。制御装置２４が、入力電圧の前記周期において、２回以上スイッチングモードに入ることも可能であるが、制御装置２４が、入力電圧の前記周期（又は周期の半分）において、１回だけスイッチングモードに入ることが好ましい。
【００２８】
図４は、本発明によるランプユニット１００の好ましい物理的な実施化を模式的に示しており、ランプユニット１００は、ドライバ電子回路２０、３０、４０を収容していると共にソケットへの接続のための接続ピン１１１を担持している第１のハウジング部１１０と、１つ以上のＬＥＤを収容している第２のハウジング部とを有している。
【００２９】
上述の説明においては、電源Ｍ及び電子トランスＥＴが固定された電力を提供し、ＬＥＤ５０がＬＥＤドライバ４０により調光されることを仮定していた。このような場合、ユーザは、ＬＥＤ５０の電力消費を減少させるように、従ってＬＥＤドライバ４０によって必要とされる電力を減少させるようにＬＥＤドライバ４０を制御し、電力入力段２０における制御は、電源から電力入力段２０によって得られる電力を制御し、この結果、前記照明装置の入力電力は、照明装置の出力電力に適応化される。平衡状態において、電力入力段２０から電力バッファ段３０へ輸送される電力の平均量は、電力バッファ段３０からＬＥＤドライバ４０へ輸送される電力の平均量に等しい。しかしながら、調光可能な電源（これ自体はよく知られている ）を使用することも可能であり、この結果、前記ＬＥＤ電力は、電源を設定することにより決定される。前述の実施例とは対照的に、バッファ３０のための電力の入力レートが、主要であり、前記電源により指向される。詳細には、前記電源が、調光状態において動作される場合、バッファ３０に入力される平均的な電力は、低い。ＬＥＤドライバ４０は、前記電力を適応化することによって、このことを補償しなければならず、前記電力は、バッファから流出し、従って、電力出力を適応化させる。このことは、前記ＬＥＤの出力電力が、入力において、供給される電力に適応化されるべきであることを意味する。正しい設定のための基準は、当該バッファの中身が、平均して、一定に保持されることである。このことは、バッファの電圧を測定することにより評価されることができる。図５は、この願望の比較的簡単な解決策を提供するＬＥＤドライバ４０の実施例を模式的に示している模式的なブロック図である。
【００３０】
本実施例において、電圧センサ４５は、入力４１の両端に接続されることができ、従って、ドライバ４０の入力電圧（実質的に電力バッファ段３０の出力電圧に対応する）を検出する。代替的には、電力バッファ段３０がドライバ４０に測定信号を供給する出力電圧センサを有することも可能である。
【００３１】
図５は、バックコンバータとしてのＬＥＤドライバ４０を示しているが、他の設計も可能である。示されている実施例において、ＬＥＤドライバ４０は、入力４１とＬＥＤ５０との間に接続されている制御可能なスイッチ４３及びインダクタ４６の直列配置を有する。ダイオード４７は、スイッチ４３とインダクタ４６との間のノードにおいて、ＬＥＤ５０と並列に接続されている。制御可能なスイッチ４３は、制御装置４４により制御され、制御装置４４は、例えば、導通状態（オン）か又は非導通状態（オフ）かの何れかであるように、最適にプログラムされたマイクロプロセッサとして実施化されることができる。電圧センサ４５は、制御装置４４のために測定信号を生成し、制御装置４４は、当業者にとっては明らかであるはずのように、少なくとも、十分に大きいタイムスケールにおいて、測定された電圧を実質的に一定に保持するように、スイッチ４３のタイミングを制御する。バックコンバータは、一般に知られているので、ここでは詳細な記述を省略する。電力バッファ段３０から得られる電力が、制御可能なスイッチ４３が切替えられるデューティサイクルに依存し、このデューティサイクルは、ＬＥＤに入力される平均ＬＥＤ電流、従って平均電力も決定するといえば、十分であろう。平衡状態において、前記デューティサイクルが、電圧センサ４５により測定されるような電力バッファ段３０の出力電圧が一定であるように、正確に設定される場合、電力バッファ段３０から得られる電力は、電力入力段２０により供給される電力の量に等しく、前記ＬＥＤに入力される電力の量は、調光された電力供給Ｍ、ＥＴにより提供される電力の量に等しい（損失がない場合）又は少なくとも比例する。効果的には、ＬＥＤ５０は、電源の調光により調光される。
【００３２】
制御装置４４に関して、幾つかの実施化が可能であることに留意されたい。電力バッファ段３０の出力電圧は、幾らかの高周波リップルを有しているので、制御装置４４は、このリップルをフィルタリングすると共に前記バッファ段の出力電圧の平均的な変形を提供するためのフィルタを備えることができる。制御装置４４が、特に、前記バッファ段の出力電圧の最小ピーク又最大ピークを一定に保持することも可能である。このコントローラ自体は、如何なる種類のＰ、ＰＩ、ＰＩＤ又は他の線形フィルタのコントローラ、又は非線形のコントローラであっても良い。最も好適な実施化において、前記コントローラは、前記バッファ電圧が設定値に近い場合には低いゲインを有すると共に、前記バッファ電圧が設定値から遠く離れている場合には高いゲインを有する非線形ゲインコントローラである。後者は、前記制御ループの速い反応が必要とされている場合において、調光ノブが向きを速く変えられる際に生じる。
【００３３】
図６Ａは、模式的なブロック図であり、図１に相当しており、照明装置１の更なる仕上げを模式的に示しており、特に、図５を参照して議論される実施例の組み合わせにおいて、便利である。図６Ｂは、模式的なブロック図であり、図５に相当しており、この実施例におけるＬＥＤドライバ４０の更なる詳細を示している一方で、図６Ｃは、模式的なブロック図であり、図２に相当しており、この実施例において、電力入力段２０の更なる詳細を示している。
【００３４】
図６Ｂは、図５のドライバの設計を示しているが、このことは、必須でない。この図は、制御デバイス４４が、非反転入力において第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１を受け取ると共に、反転入力において電圧センサ４５からの出力信号を受け取る差動アンプを有しても良いことを示し地得る。スイッチ４３の制御は、（平均して）検出された電圧が基準電圧に等しくなるように、従って、バッファ電圧が一定になるように、なされる。図６Ａ―Ｃの実施例において、照明装置１は、電力入力段２０にＬＥＤ電流を表す信号をフィードバックするフィードバックループ６０を有している。図６Ｂに示すように、フィードバックループ６０は、このために、ＬＥＤドライバ４０のＬＥＤ出力電流を検出すると共に検出ライン６２にセンサ出力信号を供給する電流センサ６１を含んでいる。図６Ｃに示されているように、検出ライン６２は、制御装置２４の入力に接続されている。
【００３５】
制御装置２４は、電源（即ち電子トランスＥＴ）から得られる電力入力段２０の平均入力電流が、実質的に一定であるような仕方において、スイッチ２３を制御する。この電流のための設定値は、予め規定され、制御装置２４のメモリ構成要素内に記憶され、このために装置１が設計されているＬＥＤ（又はＬＥＤアレイ）５０の公称動作条件に関する考慮に基づいている。前記ＬＥＤが調光されない場合、前記ＬＥＤは、「フルパワー」とも称されることができる公称動作条件において、動作している。この「フルパワー」条件において、ＬＥＤ５０は、或る公称ＬＥＤ電流を必要とし、或る公称値電力を消費する。簡単にするために、如何なる損失も生じないと仮定し、この公称ＬＥＤ電力は、平衡状態において、電源から電力入力段２０によって得られる（平均）入力電力に等しくなければならない。しかしながら、制御デバイス２４が、電力入力段２０の入力電流を決定できると共に、入力電圧は、電源（即ち電子トランスＥＴ）の出力電圧により決定される。実際、このような電源の個々の見本の出力電圧は、これらが同じ種類のものである場合でさえも、或る公差の範囲内で変動することができ、時間及び／又は動作条件（例えば、温度）によってさえも変化し得る。従って、入力電力は、或る公差の範囲において、電源依存のものであり得る。
【００３６】
フィードバックループ６０を有することなく、このことは、特に、図５に示されているような実施例において、容易にＬＥＤの電力の変化に変換されることができる。図６Ａ―６Ｃの実施例において、制御装置２４は、動作電力入力段２０の平均入力電流に対する動作設定値を測定されるＬＥＤ電流に基づいて設定することによって、前記電源のこのような公差を補償することができ、この結果、前記ＬＥＤ電流は、一定（制御装置２４のメモリ構成要素に記憶されている基準値に等しい）に留まる。即ち、損失を無視すると、前記入力電流は、前記入力電力が前記出力電力に等しいように、前記入力電圧に適応化される。図６Ｃにおいて、制御装置２４は、反転入力において、検出ライン６２を受け取る差動アンプ２４ａを有するものとして、説明的に示されている。前記設定値はこの増幅器の非反転入力に結合される基準信号Ｖｒｅｆ２として表されている。ブロック２４ｂは、後述されるように、スイッチ２３の制御が、（平均して）検出される電流がＶｒｅｆ２により表される設定値に等しくなるようになされる。
【００３７】
この効果は、前記電源が調光される場合でさえも、前記ＬＥＤ出力が平均電源電圧から独立していることにあることは明らかである。このことは、調光可能性が問題となっていない場合には、問題ない。公差の補償の有利な点を調光可能性の有利な点による組み合わせるために、制御装置２４は、例えば、所定の固定された設定値のプラス・マイナス１０％の間で、平均入力電流に対する動作上の設定値を設定するための自由度の限定された範囲を有するように設計されることができる。結果として、この電源による慎重な（deliberate）調光は、前記範囲に依存する「遅延」を伴って前記ＬＥＤによって、「従われる（obeyed）」。例えば、前記フルパワー条件において、電子トランスＥＴは、公称設計値よりも５％高い出力電圧を供給すると仮定する。制御デバイス２４は、このことを、所定の固定された設定値に対して５％だけ前記入力電流設定値を低下させることによって、補償する。ここで、電子トランスＥＴが調光されることを仮定する。制御装置２４は、ＬＥＤ出力が一定に留まるように入力電流の設定値を増大させることによって、応答する。電子トランスＥＴは、１５％だけ調光され、入力電流の設定値は、前記所定の固定設定値よりも１０％だけ高くされる。電子トランスＥＴが更に調光されている場合のみ、前記入力電流の設定値は、（前記所定の固定設定値よりも１０％高いところにおいて）一定に保持され、前記ＬＥＤの出力電力は、低下する。
【００３８】
要約すると、本発明は、
少なくとも１つの低電力光源５０と、
電子トランスから交流の低電圧受け取るのに適した電力入力段２０と、
入力段の出力部２９に接続されている入力部３１を有する電力バッファ段３０と、
前記光源を駆動させると共に前記電力バッファ段からの電源供給を受け取るドライバ４０と、
を有する照明装置１を提供する。
【００３９】
前記電力入力段は、比較的低い周波数において、前記電力バッファ段を充電するための出力電流パルスを生成し、各出力電流パルスにおいて、前記電力入力段は入力電流を生じ、前記入力電流は、前記電子トランスの最小負荷要件よりも高い電流振幅を常に有する。
【００４０】
本発明は、添付図面及び上述の記載において、詳細に説明され記載されたが、当業者であれば、このような図面及び記載が、限定的ではなく説明的又は例示的なものであると考えられるべきであることは、明らかである。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。幾つかの変形及び変更は、添付の請求項に規定されている本発明の保護範囲内で可能である。
【００４１】
例えば、電力入力段２０及び電力バッファ段３０は、１つのユニットに組み込まれることができる。
【００４２】
更に、図３の制御の仕組みと同様に、図５及び６の制御の仕組みが実施化される実施例を有することも可能である一方で、動作中、一方の仕組みが、例えば、ユーザの選択により、他方の仕組みよりも高い優先度を得ることもできる。
【００４３】
更に、本発明は、ＬＥＤの場合に関して記載されたが、本発明の原理は、低電圧トランスから如何なる低電力光源に電力を供給する場合にも便利である。
【００４４】
開示されている実施例に対する他の変更は、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。「有する」という語は、他の構成要素又はステップの存在を排除するものではなく、単数形の構成要素は、複数のこのような構成要素を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、添付の請求項に列挙されている幾つかの項目の機能を実現しても良い。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。
【００４５】
上述において、本発明は、本発明による装置の機能的なブロックを示しているブロック図を参照して説明された。これらの機能的なブロックの１つ以上は、ハードウェアにおいて、実施化されることができ、このような機能的なブロックの機能が個々のハードウェアの構成要素により実施されるが、これらの機能的ブロックの１つ以上が、ソフトウェアにおいて実施化されることも可能であり、この結果、このような機能ブロックの機能は、コンピュータプログラムの１つ以上のプログラムライン、又はマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ若しくはデジタル信号プロセッサ等のような、プログラム可能な装置により実施されることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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