(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ電力を受け取るように結合可能な複数の発光ダイオードに電力を供給する方法であって、
前記複数の発光ダイオードは直列に結合され、かつ発光ダイオードの複数のセグメントを形成し、発光ダイオードの各セグメントは１つまたは複数の発光ダイオードを備え、発光ダイオードの前記複数のセグメントは直列に結合され、かつ、発光ダイオードの選択されたセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように、対応する複数のスイッチに結合され、
ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に第１のパラメータに応答して、第２のパラメータの値を求めて記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと、
前記ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間、第２のパラメータを監視し、前記第２のパラメータの現在の値が前記第２のパラメータの前記記憶されている値と実質的に等しいことに応答して、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることと、
前記ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定することと、
前記ＡＣ電圧が位相変調されていることに応答して、位相変調されたＡＣ電圧レベルに対応する発光ダイオードのセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと、
を含む方法。
【請求項２】
ＡＣ電力を受け取るように結合可能な複数の発光ダイオードに電力を供給する方法であって、
前記複数の発光ダイオードは直列に結合され、かつ発光ダイオードの複数のセグメントを形成し、発光ダイオードの各セグメントは１つまたは複数の発光ダイオードを備え、発光ダイオードの前記複数のセグメントは直列に結合され、かつ、発光ダイオードの選択されたセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように、対応する複数のスイッチに結合され、
ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に第１のパラメータに応答して、第２のパラメータの値を求めて記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと、
前記ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間、第２のパラメータを監視し、前記第２のパラメータの現在の値が前記第２のパラメータの前記記憶されている値と実質的に等しいことに応答して、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることと、
前記ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定することと、
前記ＡＣ電圧が位相変調されていることに応答して、前記位相変調されたＡＣ電圧の時間間隔に対応する発光ダイオードのセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと、
を含む方法。
【請求項３】
前記ＡＣ電圧は整流ＡＣ電圧を含み、前記方法は、
前記整流ＡＣ電圧が実質的に零に近い時点を判定することをさらに含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記整流ＡＣ電圧が実質的に零に近い時点を判定することによって前記ＡＣ電圧間隔を求めることをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分用の発光ダイオードのセグメントの数に対応する第１の複数の時間間隔を求めることと、
前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分用の発光ダイオードのセグメントの数に対応する第２の複数の時間間隔を求めることとをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に、前記第１の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、発光ダイオードの次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと、
前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記第２の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、逆の順序で、発光ダイオードの前記次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることとをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のパラメータおよび前記第２のパラメータは、時間パラメータ、時間間隔、または時間ベースのパラメータ、またはクロック・サイクル・カウントの少なくとも１つである、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記ＡＣ電圧を整流して整流ＡＣ電圧を生成することをさらに含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のパラメータは発光ダイオード電流レベルであり、前記第２のパラメータは整流ＡＣ入力電圧レベルである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
発光ダイオード電流レベルが前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に所定のピーク値に達したことに応答して、前記整流ＡＣ入力電圧レベルの第１の値を求めて記憶し、発光ダイオードの第１のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと、
前記発光ダイオード電流レベルを監視することと、
その後、前記発光ダイオード電流レベルが前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に前記所定のピーク値に達したことに応答して、前記整流ＡＣ入力電圧レベルの第２の値を求めて記憶し、発光ダイオードの第２のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることとをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記整流ＡＣ入力電圧レベルを監視することと、
前記整流ＡＣ入力電圧レベルが、前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に前記第２の値に達したことに応答して、発光ダイオードの前記第２のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることと、
前記整流ＡＣ入力電圧レベルが、前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に前記第１の値に達したことに応答して、発光ダイオードの前記第１のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることとさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが連続的に所定のピーク値に達したことに応答して、前記整流ＡＣ入力電圧レベルの対応する値を求めて記憶し、かつ発光ダイオードの対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように連続的に切り替えることと、
前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記整流ＡＣ入力電圧レベルが対応する電圧レベルまで低下したことに応答して、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることとをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることは、発光ダイオードの対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように連続的に切り替えることと逆の順序で行われる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
発光ダイオード電流レベルが前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に所定のピーク値に達したことに応答して、前記整流ＡＣ入力電圧レベルの第１の値を求めて記憶することと、
前記整流ＡＣ入力電圧レベルの前記第１の値が実質的に所定の電圧しきい値以上であることに応答して、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることとをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
発光ダイオードの次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えた場合に発光ダイオード電流レベルが所定のピーク値に達するのに十分な時間が前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に残っているかどうかを判定することをさらに含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記発光ダイオード電流レベルが前記所定のピーク値に達するのに十分な時間が前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に残っていることに応答して、発光ダイオードの前記次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記発光ダイオード電流レベルが前記所定のピーク値に達するのに十分な時間が前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に残っていないときに、発光ダイオードの前記次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるのを控えることをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
発光ダイオード電流レベルを監視することと、
前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記発光ダイオード電流レベルが所定のピーク値よりも所定のマージンだけ高いことに応答して、前記第２のパラメータの新しい値を求めて記憶し、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることとをさらに含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項１９】
発光ダイオードの第１の複数のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えることと、
発光ダイオードの第２の複数のセグメントを、前記第１の直列発光ダイオード電流経路に並列に第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えることとをさらに含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項２０】
前記直列発光ダイオード電流経路は、第１直列発光ダイオード電流経路であって、
前記ＡＣ電圧間隔の第３の部分の間に、発光ダイオードの第２の複数のセグメントを、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に形成される前記第１の直列発光ダイオード電流経路とは逆の極性を有する第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えることと、
前記ＡＣ電圧間隔の第４の部分の間に、発光ダイオードの前記第２の複数のセグメントを前記第２の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることとをさらに含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項２１】
発光ダイオードの前記複数のセグメントのうちの発光ダイオードの選択されたセグメントはそれぞれ、異なる色または波長の発光スペクトルを有する発光ダイオードを備える、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項２２】
発光ダイオードの前記選択されたセグメントを選択的に前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えて、対応する照明効果を実現することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
発光ダイオードの前記選択されたセグメントを選択的に前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えて、対応する色温度を実現することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
ＡＣ電圧を受け取るように結合可能な装置であって、
整流ＡＣ電圧を生成するように構成された整流器と、
直列に結合された複数の発光ダイオードであって、前記複数の発光ダイオードは、直列に結合された発光ダイオードの複数のセグメントを形成し、発光ダイオードの前記複数のセグメントは直列に結合される、複数の発光ダイオードと、
発光ダイオードの前記複数のセグメントに対応して結合され、かつ、発光ダイオードの選択されたセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成された複数のスイッチと、
発光ダイオード電流レベルを検知するように構成された電流センサと、
整流ＡＣ電圧レベルを検知するように構成された電圧センサと、
複数のパラメータを記憶するように構成されたメモリと、
前記複数のスイッチ、前記メモリ、前記電流センサ、および前記電圧センサに結合されたコントローラであって、整流ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、前記発光ダイオード電流レベルが所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めてメモリに記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、かつ、前記整流ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間、前記整流ＡＣ電圧レベルを監視し、前記整流ＡＣ電圧レベルの現在の値が前記整流ＡＣ電圧レベルの記憶されている対応する値に実質的に等しくなったことに応答して、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成された、コントローラと、を備え、
前記コントローラはさらに、前記整流ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定するように構成され、
前記整流ＡＣ電圧が位相変調されていることに応答して、前記コントローラはさらに、前記整流ＡＣ電圧レベルに対応する発光ダイオードのセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、装置。
【請求項２５】
ＡＣ電圧を受け取るように結合可能な装置であって、
整流ＡＣ電圧を生成するように構成された整流器と、
直列に結合された複数の発光ダイオードであって、前記複数の発光ダイオードは、直列に結合された発光ダイオードの複数のセグメントを形成し、発光ダイオードの前記複数のセグメントは直列に結合される、複数の発光ダイオードと、
発光ダイオードの前記複数のセグメントに対応して結合され、かつ、発光ダイオードの選択されたセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成された複数のスイッチと、
発光ダイオード電流レベルを検知するように構成された電流センサと、
整流ＡＣ電圧レベルを検知するように構成された電圧センサと、
複数のパラメータを記憶するように構成されたメモリと、
前記複数のスイッチ、前記メモリ、前記電流センサ、および前記電圧センサに結合されたコントローラであって、整流ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、前記発光ダイオード電流レベルが所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めてメモリに記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、かつ、前記整流ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間、前記整流ＡＣ電圧レベルを監視し、前記整流ＡＣ電圧レベルの現在の値が前記整流ＡＣ電圧レベルの記憶されている対応する値に実質的に等しくなったことに応答して、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成された、コントローラと、を備え、
前記コントローラはさらに、前記整流ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定するように構成され、
前記整流ＡＣ電圧が位相変調されていることに応答して、前記コントローラはさらに、前記整流ＡＣ電圧レベルの時間間隔に対応する発光ダイオードのセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、装置。
【請求項２６】
前記コントローラはさらに、前記整流ＡＣ電圧レベルが実質的に零に近いことに応答して、対応する同期信号を生成するように構成される、請求項２４又は請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記コントローラはさらに、前記整流ＡＣ電圧レベルが実質的に零に近いことを判定することによって、前記整流ＡＣ電圧間隔を求める、請求項２４又は請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記コントローラはさらに、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に前記発光ダイオード電流レベルが前記所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの第１の値を求めて前記メモリに記憶し、発光ダイオードの第１のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、前記発光ダイオード電流レベルを監視し、かつ、その後、前記発光ダイオード電流レベルが、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に前記所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの第２の値を求めて前記メモリに記憶し、発光ダイオードの第２のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、請求項２４又は請求項２５に記載の装置。
【請求項２９】
前記コントローラはさらに、前記整流ＡＣ電圧レベルを監視し、前記整流ＡＣ電圧レベルが前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に前記記憶されている第２の値に達したことに応答して、発光ダイオードの前記第２のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替え、かつ、前記整流ＡＣ電圧レベルが前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に前記記憶されている第１の値に達したことに応答して、発光ダイオードの前記第１のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成される、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記コントローラはさらに、前記発光ダイオード電流レベルを監視し、前記発光ダイオード電流レベルがＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に再び前記所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの対応する次の値を求めて前記メモリに記憶し、発光ダイオードの次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、請求項２４又は請求項２５に記載の装置。
【請求項３１】
前記コントローラはさらに、前記整流ＡＣ電圧レベルを監視し、前記整流ＡＣ電圧レベルが前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に前記次の整流ＡＣ電圧レベルに達したことに応答して、発光ダイオードの前記対応する次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成される、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記コントローラはさらに、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に、前記発光ダイオード電流レベルが前記所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めて記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように連続的に切り替え、かつ、前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記整流ＡＣ電圧レベルが対応する値まで低下したことに応答して、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成される、請求項２４又は請求項２５に記載の装置。
【請求項３３】
前記コントローラはさらに、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることを、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと逆の順序で行うように構成される、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記コントローラはさらに、発光ダイオードの次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えた場合に前記発光ダイオード電流レベルが前記所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達するのに十分な時間が前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に残っているかどうかを判定するように構成される、請求項２４又は請求項２５に記載の装置。
【請求項３５】
前記コントローラはさらに、前記発光ダイオード電流レベルが前記所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達するのに十分な時間が前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に残っていることに応答して、発光ダイオードの前記次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、かつ前記発光ダイオード電流レベルが前記所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達するのに十分な時間が前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に残っていないことに応答して、発光ダイオードの前記次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えないように構成される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記コントローラはさらに、発光ダイオード電流レベルを監視し、前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記発光ダイオード電流レベルが所定のピーク・レベルよりも所定のマージンだけ高いことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの対応する他の値を求めて記憶し、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、請求項２４又は請求項２５に記載の装置。
【請求項３７】
前記コントローラはさらに、発光ダイオードの第１の複数のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替え、発光ダイオードの第２の複数のセグメントを、前記第１の直列発光ダイオード電流経路に並列に第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えるように構成される、請求項２４又は請求項２５に記載の装置。
【請求項３８】
発光ダイオードの前記複数のセグメントのうちの発光ダイオードの選択されたセグメントはそれぞれ、異なる色または波長の発光スペクトルを有する発光ダイオードを備える、請求項２４又は請求項２５に記載の装置。
【請求項３９】
前記コントローラはさらに、発光ダイオードの前記選択されたセグメントを対応する照明効果を実現するように選択的に前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記コントローラはさらに、発光ダイオードの前記選択されたセグメントを対応する色温度を実現するように選択的に前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、請求項３８に記載の装置。
【請求項４１】
ＡＣ電圧を受け取るように結合可能な装置であって、
直列に結合された第１の複数の発光ダイオードであって、前記第１の複数の発光ダイオードは、直列に結合された発光ダイオードの第１の複数のセグメントを形成し、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントは直列に結合される、第１の複数の発光ダイオードと、
制御信号に応答して、発光ダイオードの選択されたセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントに結合された第１の複数のスイッチと、
メモリと、
前記第１の複数のスイッチおよび前記メモリに結合され、第１のパラメータに応答して、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、第２のパラメータの値を求めて前記メモリに記憶し、第１の制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、前記ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、前記第２のパラメータの現在の値が実質的に前記第２のパラメータの前記記憶されている値と等しいことに応答して、第２の制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成されるコントローラと、を備え、
前記コントローラはさらに、前記ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定するように構成され、
前記ＡＣ電圧が位相変調されていることに応答して、前記コントローラはさらに、対応する制御信号を生成して、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの位相変調されたＡＣ電圧レベルに対応するセグメントを、前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、装置。
【請求項４２】
ＡＣ電圧を受け取るように結合可能な装置であって、
直列に結合された第１の複数の発光ダイオードであって、前記第１の複数の発光ダイオードは、直列に結合された発光ダイオードの第１の複数のセグメントを形成し、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントは直列に結合される、第１の複数の発光ダイオードと、
制御信号に応答して、発光ダイオードの選択されたセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントに結合された第１の複数のスイッチと、
メモリと、
前記第１の複数のスイッチおよび前記メモリに結合され、第１のパラメータに応答して、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、第２のパラメータの値を求めて前記メモリに記憶し、第１の制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、前記ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、前記第２のパラメータの現在の値が実質的に前記第２のパラメータの前記記憶されている値と等しいことに応答して、第２の制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成されるコントローラと、を備え、
前記コントローラはさらに、前記ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定するように構成され、
前記ＡＣ電圧が位相変調されていることに応答して、前記コントローラはさらに、対応する制御信号を生成して、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの前記位相変調されたＡＣ電圧レベルの時間間隔に対応するセグメントを、前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、装置。
【請求項４３】
前記第１のパラメータおよび前記第２のパラメータは、時間パラメータ、時間間隔、時間ベースのパラメータ、クロック・サイクル・カウントの少なくとも１つを含む、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記コントローラはさらに、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分用の発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードのセグメントの数に対応する第１の複数の時間間隔、および前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分用の発光ダイオードのセグメントの数に対応する第２の複数の時間間隔を求めるように構成される、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記コントローラはさらに、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分用の発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードのセグメントの数に対応する第１の複数の時間間隔、および前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分用の発光ダイオードのセグメントの数に対応する第２の複数の時間間隔を前記メモリから取り込むように構成される、請求項４３に記載の装置。
【請求項４６】
前記コントローラはさらに、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に、前記第１の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記第２の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、逆の順序で、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの前記次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成される、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
整流ＡＣ電圧を生成するように構成された整流器をさらに備える、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項４８】
前記コントローラはさらに、前記整流ＡＣ電圧が実質的に零に近いことを判定することによって前記ＡＣ電圧間隔を求めるように構成される、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
前記コントローラに結合された電流センサと、
前記コントローラに結合された電圧センサとをさらに備える、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項５０】
前記第１のパラメータは発光ダイオード電流レベルであり、前記第２のパラメータは整流ＡＣ電圧レベルである、請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
前記コントローラはさらに、発光ダイオード電流レベルが前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に所定のピーク値に達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの第１の値を求めて前記メモリに記憶し、前記第１の制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの第１のセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、その後、前記発光ダイオード電流が前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に前記所定のピーク値に達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの次の値を求めて前記メモリに記憶し、次の制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの次のセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
前記コントローラはさらに、前記整流ＡＣ電圧レベルが前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に前記次の値に達したことに応答して、他の制御信号を生成して前記次のセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替え、かつ前記整流ＡＣ電圧レベルが前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に前記第１の値に達したことに応答して、前記第２の制御信号を生成して前記第１のセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成される、請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記コントローラはさらに、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが連続的に所定のピーク・レベルに達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めて記憶し、対応する制御信号を連続的に生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、かつ前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記整流ＡＣ電圧レベルが対応する電圧レベルまで低下したことに応答して、対応する制御信号を連続的に生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの前記対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成される、請求項５０に記載の装置。
【請求項５４】
前記コントローラはさらに、対応する制御信号を連続的に生成して、前記対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるのと逆の順序で前記対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成される、請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
前記コントローラはさらに、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの次のセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替える場合に発光ダイオード電流レベルが所定のピーク・レベルに達するのに十分な時間が前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に残っているかどうかを判定するように構成される、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項５６】
前記発光ダイオード電流が前記所定のピーク・レベルに達するのに十分な時間が前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に残っていることに応答して、前記コントローラはさらに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの前記次のセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記発光ダイオード電流レベルが所定のピーク・レベルよりも所定のマージンだけ高いことに応答して、前記コントローラはさらに、前記第２のパラメータの新しい値を求めて記憶し、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの前記対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項５８】
前記コントローラはさらに、対応する制御信号を生成して、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの複数のセグメントを、前記第１の直列発光ダイオード電流経路に並列に第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えるように構成される、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項５９】
前記第２の直列発光ダイオード電流経路は、前記第１の直列発光ダイオード電流経路と逆の極性を有する、請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
前記第１の直列発光ダイオード電流経路を通る第１の電流の流れが、前記第２の直列発光ダイオード電流経路を通る第２の電流の流れとは逆の方向を有する、請求項５８に記載の装置。
【請求項６１】
前記コントローラはさらに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの複数のセグメントを、前記ＡＣ電圧の正の極性の間に前記第１の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替え、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの前記第２の複数のセグメントのうちの複数のセグメントを、前記ＡＣ電圧の負の極性の間に前記第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えるように構成される、請求項５８に記載の装置。
【請求項６２】
前記第１の複数のスイッチは、複数のバイポーラ接合トランジスタまたは複数の電界効果トランジスタを備える、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項６３】
前記第１の複数のスイッチの各スイッチは、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントの第１の端子に結合され、かつ発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの最後のセグメントの第２の端子に結合される、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項６４】
前記第１の複数のスイッチに対応して結合された複数の演算増幅器と、
前記第１の複数のスイッチに対応して結合された第２の複数のスイッチと、
前記第１の複数のスイッチに対応して結合された第３の複数のスイッチとを備える複数のトライステート・スイッチをさらに備える、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項６５】
前記第１の複数のスイッチの各スイッチは、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントの第１の端子に結合され、かつ発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの前記対応するセグメントの第２の端子に結合される、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項６６】
第２の複数のスイッチをさらに備える、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項６７】
前記第１の複数のスイッチの各スイッチは、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの前記第１のセグメントの第１の端子に結合され、かつ発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントの第２の端子に結合され、前記第２の複数のスイッチの各スイッチは、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントの第２の端子に結合され、かつ発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの最後のセグメントの第２の端子に結合される、請求項６６に記載の装置。
【請求項６８】
電流制限回路をさらに備える、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項６９】
調光インタフェース回路をさらに備える、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項７０】
前記コントローラに結合されたＤＣ電源回路をさらに備える、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項７１】
温度保護回路をさらに備える、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項７２】
発光ダイオードの前記複数のセグメントのうちの発光ダイオードの選択されたセグメントはそれぞれ、異なる色の発光スペクトルを有する発光ダイオードを備える、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項７３】
前記コントローラはさらに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの前記選択されたセグメントを選択的に前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、対応する照明効果を実現するように構成される、請求項７２に記載の装置。
【請求項７４】
前記コントローラはさらに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの前記選択されたセグメントを選択的に前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、対応する色温度を実現するように構成される、請求項７２に記載の装置。
【請求項７５】
前記コントローラはさらに、
第１のセンサに結合可能な第１のアナログ・デジタル変換器と、
第２のセンサに結合可能な第２のアナログ・デジタル変換器と、
デジタル論理回路と、
前記第１の複数のスイッチに対応して結合された複数のスイッチ・ドライバとをさらに備える、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項７６】
前記コントローラは複数のアナログ比較器を備える、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項７７】
前記第１のパラメータおよび前記第２のパラメータは、以下のパラメータ、すなわち、期間、ピーク電流レベル、平均電流レベル、移動平均電流レベル、瞬間電流レベル、ピーク電圧レベル、平均電圧レベル、移動平均電圧レベル、瞬間電圧レベル、平均出力光学輝度レベル、移動平均出力光学輝度レベル、ピーク出力光学輝度レベル、または瞬間出力光学輝度レベルのうちの少なくとも１つを含む、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項７８】
前記第１のパラメータと前記第２のパラメータは同じパラメータである、請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項７９】
ＡＣ電圧を受け取るように結合可能な装置であって、
直列に結合された第１の複数の発光ダイオードであって、前記第１の複数の発光ダイオードは、直列に結合された発光ダイオードの第１の複数のセグメントを形成し、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントは直列に結合される、第１の複数の発光ダイオードと、
発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントに結合され、かつ制御信号に応答して発光ダイオードの選択されたセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成された第１の複数のスイッチと、
センサと、
前記第１の複数のスイッチおよび前記センサに結合され、第１のパラメータに応答して、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、第２のパラメータの値を求め、第１の制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、前記ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、前記第２のパラメータの現在の値が対応する求められた値に実質的に等しいことに応答して、第２の制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成される制御回路と、を備え、
前記制御回路はさらに、前記ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定するように構成され、
前記ＡＣ電圧が位相変調されていることに応答して、前記制御回路はさらに、対応する制御信号を生成して、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの位相変調されたＡＣ電圧レベルに対応するセグメントを、前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、装置。
【請求項８０】
ＡＣ電圧を受け取るように結合可能な装置であって、
直列に結合された第１の複数の発光ダイオードであって、前記第１の複数の発光ダイオードは、直列に結合された発光ダイオードの第１の複数のセグメントを形成し、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントは直列に結合される、第１の複数の発光ダイオードと、
発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントに結合され、かつ制御信号に応答して発光ダイオードの選択されたセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成された第１の複数のスイッチと、
センサと、
前記第１の複数のスイッチおよび前記センサに結合され、第１のパラメータに応答して、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、第２のパラメータの値を求め、第１の制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、前記ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、前記第２のパラメータの現在の値が対応する求められた値に実質的に等しいことに応答して、第２の制御信号を生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成される制御回路と、を備え、
前記制御回路はさらに、前記ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定するように構成され、
前記ＡＣ電圧が位相変調されていることに応答して、前記制御回路はさらに、対応する制御信号を生成して、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの前記位相変調されたＡＣ電圧レベルの時間間隔に対応するセグメントを、前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、装置。
【請求項８１】
前記第１のパラメータおよび前記第２のパラメータは、時間パラメータ、時間間隔、時間ベースのパラメータ、クロック・サイクル・カウントの少なくとも１つを含む、請求項７９又は請求項８０に記載の装置。
【請求項８２】
前記制御回路はさらに、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分用の発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードのセグメントの数に対応する第１の複数の時間間隔を算出するかあるいはメモリから取得し、かつ前記ＡＣ電圧間隔の第２の部分用の発光ダイオードのセグメントの数に対応する第２の複数の時間間隔を算出するかあるいはメモリから取得するように構成される、請求項８１に記載の装置。
【請求項８３】
前記制御回路はさらに、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に、前記第１の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの次のセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記第２の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、逆の順序で、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの前記次のセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替える、請求項８２に記載の装置。
【請求項８４】
求められた複数の値を記憶するように構成されたメモリをさらに備える、請求項７９又は請求項８０に記載の装置。
【請求項８５】
前記第１のパラメータは発光ダイオード電流レベルであり、前記第２のパラメータは電圧レベルであり、前記制御回路はさらに、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが連続的に所定のレベルに達したことに応答して、前記ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めて前記メモリに記憶し、対応する制御信号を連続的に生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、かつ前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記ＡＣ電圧レベルが対応する電圧レベルまで低下したことに応答して、対応する制御信号を連続的に生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの前記対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成される、請求項８４に記載の装置。
【請求項８６】
前記第１のパラメータと前記第２のパラメータは、電圧レベルまたは電流レベルを含む同じパラメータであり、前記制御回路はさらに、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に、前記電圧レベルまたは電流レベルが連続的に所定のレベルに達したことに応答して、対応する制御信号を連続的に生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、かつ前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記電圧レベルまたは電流レベルが対応するレベルまで低下したことに応答して、対応する制御信号を連続的に生成して発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの前記対応するセグメントを前記第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替える、請求項７９又は請求項８０に記載の装置。
【請求項８７】
ＡＣ電圧を受け取るように結合可能な装置であって、
整流ＡＣ電圧を生成するように構成された整流器と、
直列に結合された複数の発光ダイオードであって、前記複数の発光ダイオードは、直列に結合された発光ダイオードの複数のセグメントを形成し、発光ダイオードの前記複数のセグメントは直列に結合される、複数の発光ダイオードと、
各々が、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントの第１の端子に結合され、かつ発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの最後のセグメントの第２の端子に結合された複数のスイッチと、
発光ダイオード電流レベルを検知するように構成された電流センサと、
整流ＡＣ電圧レベルを検知するように構成された電圧センサと、
複数のパラメータを記憶するように構成されたメモリと、
前記複数のスイッチ、前記メモリ、前記電流センサ、および前記電圧センサに結合され、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、前記発光ダイオード電流レベルが所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めて前記メモリに記憶し、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、前記整流ＡＣ電圧レベルの現在の値が前記整流ＡＣ電圧レベルの前記記憶されている対応する値に実質的に等しいことに応答して、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成されたコントローラと、を備え、
前記コントローラはさらに、前記ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定するように構成され、
前記ＡＣ電圧が位相変調されていることに応答して、前記コントローラはさらに、対応する制御信号を生成して、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの位相変調されたＡＣ電圧レベルに対応するセグメントを、前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、装置。
【請求項８８】
ＡＣ電圧を受け取るように結合可能な装置であって、
整流ＡＣ電圧を生成するように構成された整流器と、
直列に結合された複数の発光ダイオードであって、前記複数の発光ダイオードは、直列に結合された発光ダイオードの複数のセグメントを形成し、発光ダイオードの前記複数のセグメントは直列に結合される、複数の発光ダイオードと、
各々が、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントの第１の端子に結合され、かつ発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの最後のセグメントの第２の端子に結合された複数のスイッチと、
発光ダイオード電流レベルを検知するように構成された電流センサと、
整流ＡＣ電圧レベルを検知するように構成された電圧センサと、
複数のパラメータを記憶するように構成されたメモリと、
前記複数のスイッチ、前記メモリ、前記電流センサ、および前記電圧センサに結合され、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、前記発光ダイオード電流レベルが所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めて前記メモリに記憶し、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、前記整流ＡＣ電圧レベルの現在の値が前記整流ＡＣ電圧レベルの前記記憶されている対応する値に実質的に等しいことに応答して、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように構成されたコントローラと、を備え、
前記コントローラはさらに、前記ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定するように構成され、
前記ＡＣ電圧が位相変調されていることに応答して、前記コントローラはさらに、対応する制御信号を生成して、発光ダイオードの前記第１の複数のセグメントのうちの前記位相変調されたＡＣ電圧レベルの時間間隔に対応するセグメントを、前記第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるように構成される、装置。
【請求項８９】
少なくとも１つのコンピュータ装置による実行に応答して、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に処理をさせる命令を有するコンピュータプログラムであって、
直列に結合された複数の発光ダイオードはＡＣ電圧を受け取るように結合可能であり、前記複数の発光ダイオードは発光ダイオードの複数のセグメントを形成し、
前記処理は、
ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に第１のパラメータに応答して、第２のパラメータの値を求めて記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替ることと、
前記ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間、第２のパラメータを監視し、前記第２のパラメータの現在の値が前記記憶されている値と実質的に等しいことに応答して、発光ダイオードの対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることを含み、
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
前記ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定させ、
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
前記ＡＣ電圧が位相変調されているときに、位相変調されたＡＣ電圧レベルに対応する発光ダイオードのセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えさせる、コンピュータプログラム。
【請求項９０】
少なくとも１つのコンピュータ装置による実行に応答して、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に処理をさせる命令を有するコンピュータプログラムであって、
直列に結合された複数の発光ダイオードはＡＣ電圧を受け取るように結合可能であり、前記複数の発光ダイオードは発光ダイオードの複数のセグメントを形成し、
前記処理は、
ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に第１のパラメータに応答して、第２のパラメータの値を求めて記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替ることと、
前記ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間、第２のパラメータを監視し、前記第２のパラメータの現在の値が前記記憶されている値と実質的に等しいことに応答して、発光ダイオードの対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることを含み、
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
前記ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定させ、
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
前記ＡＣ電圧が位相変調されているときに、前記位相変調されたＡＣ電圧の時間間隔に対応する発光ダイオードのセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えさせる、コンピュータプログラム。
【請求項９１】
前記命令は、さらに、前記少なくとも1つのコンピュータ装置に、
整流ＡＣ電圧を生成させ、
前記整流ＡＣ電圧が実質的に零に近い時点を判定させる、請求項８９又は請求項９０に記載のコンピュータプログラム。
【請求項９２】
前記命令は、さらに、前記少なくとも1つのコンピュータ装置に、前記整流ＡＣ電圧が実質的に零に近い時点を少なくとも一回判定することによって前記ＡＣ電圧間隔を求めさせる、請求項９１に記載のコンピュータプログラム。
【請求項９３】
前記命令は、さらに、前記少なくとも1つのコンピュータ装置に、
前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分用の発光ダイオードのセグメントの数に対応する第１の複数の時間間隔を求めさせ、
前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分用の発光ダイオードのセグメントの数に対応する第２の複数の時間間隔を求めさせる、請求項９２に記載のコンピュータプログラム。
【請求項９４】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に、前記第１の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、発光ダイオードの次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えさせ、
前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記第２の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、逆の順序で、発光ダイオードの前記次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えさせる、請求項９３に記載のコンピュータプログラム。
【請求項９５】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
前記ＡＣ電圧を整流して整流ＡＣ電圧を生成させる、請求項８９又は請求項９０に記載のコンピュータプログラム。
【請求項９６】
前記第１のパラメータは発光ダイオード電流レベルであり、前記第２のパラメータは整流ＡＣ入力電圧レベルである、請求項９５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項９７】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
発光ダイオード電流レベルが前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に所定のピーク値に達したことに応答して、前記整流ＡＣ入力電圧レベルの第１の値を求めて記憶させ、発光ダイオードの第１のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えさせ、
前記発光ダイオード電流レベルを監視させ、
その後、前記発光ダイオード電流レベルが前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に前記所定のピーク値に達したことに応答して、前記整流ＡＣ入力電圧レベルの第２の値を求めて記憶させ、発光ダイオードの第２のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えさせる、請求項９６に記載のコンピュータプログラム。
【請求項９８】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
前記整流ＡＣ電圧レベルを監視させ、
前記整流ＡＣ電圧レベルが、前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に前記第２の値に達したことに応答して、発光ダイオードの前記第２のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えさせ、
前記整流ＡＣ電圧レベルが、前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に前記第１の値に達したことに応答して、発光ダイオードの前記第１のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えさせる、請求項９７に記載のコンピュータプログラム。
【請求項９９】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが連続的に所定のピーク値に達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めて記憶させ、かつ発光ダイオードの対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように連続的に切り替えさせ、
前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記整流ＡＣ電圧レベルが対応する電圧レベルまで低下したことに応答して、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えさせる、請求項９６に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１００】
発光ダイオードの前記対応するセグメントは、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと逆の順序で、前記直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えられる、請求項９９に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０１】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
発光ダイオード電流レベルが前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分の間に所定のピーク値に達したことに応答して、前記整流ＡＣ電圧レベルの第１の値を求めて記憶させ、
前記整流ＡＣ電圧レベルの前記第１の値が実質的に所定の電圧しきい値以上であることに応答して、発光ダイオードの前記対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えさせる、請求項９６に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０２】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
前記ＡＣ電圧が位相変調されているときに、発光ダイオードの次のセグメントを第２のスイッチによって前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるのと同時に第１のスイッチによって並列発光ダイオード電流経路を維持させる、請求項８９又は請求項９０に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０３】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
発光ダイオードの次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えた場合に発光ダイオード電流レベルが所定のピーク値に達するのに十分な時間が前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に残っているかどうかを判定させる、請求項８９又は請求項９０に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０４】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
前記発光ダイオード電流レベルが前記所定のピーク値に達するのに十分な時間が前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に残っていることに応答して、発光ダイオードの前記次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えさせる、請求項１０３に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０５】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、前記発光ダイオード電流レベルが前記所定のピーク値に達するのに十分な時間が前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に残っていないことに応答して、発光ダイオードの前記次のセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えさせない、請求項１０３に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０６】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
発光ダイオード電流レベルを監視させ、
前記ＡＣ電圧間隔の前記第２の部分の間に、前記発光ダイオード電流レベルが所定のピーク値よりも所定のマージンだけ高いことに応答して、前記第２のパラメータの新しい値を求めて記憶させ、発光ダイオードの対応するセグメントを前記直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えさせる、請求項８９又は請求項９０に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０７】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
発光ダイオードの第１の複数のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えさせ、
発光ダイオードの第２の複数のセグメントを、前記第１の直列発光ダイオード電流経路に並列に第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えさせる、請求項８９又は請求項９０に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０８】
前記命令は、さらに、前記少なくとも１つのコンピュータ装置に、
前記ＡＣ電圧間隔の第３の部分の間に、発光ダイオードの第２の複数のセグメントを、前記ＡＣ電圧間隔の前記第１の部分に形成される前記直列発光ダイオード電流経路とは逆の極性を有する第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えさせ、
前記ＡＣ電圧間隔の第４の部分の間に、発光ダイオードの前記第２の複数のセグメントを前記第２の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えさせる、請求項８９又は請求項９０に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して電力変換に関し、特にＡＣ線電力を発光ダイオード（「ＬＥＤ」）などの照明デバイスに供給するシステム、装置、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体照明システム（半導体、ＬＥＤ方式の光源）が広く普及しているため、入出力電圧変換比が高く、それに応じてエネルギーを節約することができるＬＥＤドライバのような非常に効率的な電力変換器が要求されている。様々なオフラインＬＥＤドライバが公知であるが、家庭または職場で使用される代表的な（単相）ＡＣ線（またはＡＣ主電源）のような交流（「ＡＣ」）入力電圧に結合することのできる、ランプまたは家庭照明器具用のソケットのような典型的な「エジソン」型のソケットに利用可能な白熱電球または小形電球型蛍光灯と直接交換するのには適していない。
【０００３】
この問題を解決するための初期の試みの結果として得られた従来技術のＬＥＤドライバは、絶縁されておらず、効率が低く、出力が比較的低く、ＬＥＤにせいぜい一定の電流を供給するに過ぎず、温度補償を行わず、調光構成を有さず、また従来技術の調光器スイッチとの互換性も有さず、ＬＥＤに対して電圧保護も電流保護も施さない。構成要素の数を減らすために、このような変換器が、非常に低いデューティ・サイクル（時比率）で動作する第２の段を有する２段変換器を使用することによって絶縁変圧器なしで構成されることがあり、それによって、最大周波数が制限され、その結果、変換器のサイズが大きくなり（動作周波数が比較的低いため）、最終的に、結合変圧器をなくすという目的が満たされなくなる。他の例では、ＬＥＤドライバは高輝度ＬＥＤを利用し、そのため、期待される光出力を生成するのに比較的大きい電流が必要であり、システム効率が低下し、エネルギーコストが増大する。
【０００４】
他の従来技術のＬＥＤドライバは過度に複雑である。複雑な制御方法を必要とするＬＥＤドライバや、設計および実現が困難なＬＥＤドライバや、多数の電子構成要素を必要とするＬＥＤドライバもある。構成要素が多いとコストがかかり信頼性が低くなる。多くのドライバは、電流モード・レギュレータをパルス幅変調（「ＰＷＭ」）回路におけるランプ補償機能と一緒に使用する。このような電流モード・レギュレータは、比較的多くの機能回路を必要とし、それにもかかわらず、デューティ・サイクルすなわち時比率が５０％を超える連続電流モードで使用されるときに引き続き安定性の問題が生じる。これらの問題を解決するための様々な従来技術の試みでは、コンスタント・オフタイム・ブースト変換器またはヒステリシス・パルス列ブースタが使用された。これらの従来技術の解決策は不安定性の問題に対処したが、これらのヒステリシス・パルス列変換器では、電磁干渉が強くなること、他の電磁互換性要件を満たせないこと、相対的効率が低いことのような他の問題が生じた。他の試みでは、本来の電力変換器段を超えた解決策が実施され、他のフィードバック回路およびその他の回路が追加され、ＬＥＤドライバがずっと大形になりかつより複雑になる。
【０００５】
提案された他の解決策は、検知された電圧に基づいて各回路に好ましい数のＬＥＤを設けるように再構成可能な回路を実現するが、やはり過度に複雑であり、各電流経路に別個の電流調整器があり、経路遮断用にかなりの数のダイオードが必要であるため効率が損なわれる。このような複雑なＬＥＤドライバ回路は、コストが高く、消費者が典型的な白熱電球または小形電球型蛍光灯の代替品として使用するのに適していない。
【０００６】
他の従来技術のＬＥＤ電球代替解決策は、様々な入力電圧レベルに対応することができない。それどころか、それぞれが異なる入力電圧レベル（１１０Ｖ、１１０Ｖ、２２０Ｖ、２３０Ｖ）に対応する様々な製品が必要になる。
【０００７】
しかし、典型的なＡＣ入力電圧レベルは、（ＲＭＳレベルの）分散が大きく、たとえば、１１０Ｖが前提とされているのに対して８５Ｖから１３５Ｖまでの範囲であるため、上記の問題は世界の多くの地域で重大である。したがって、このような従来技術のデバイスでは、出力輝度が著しく変動し、８５Ｖから１３５Ｖまでの範囲では出力光束の変化が３倍になる。出力輝度がこのように変動することは典型的な消費者には受け入れられない。
【０００８】
標準的なＡＣ入力電圧と一緒に使用される従来技術のデバイスの他の重大な問題は、稼働率が低いことであり、印加されるＡＣ電圧が可変であるため、ＬＥＤはＡＣサイクル全体にわたって通電するわけではない。具体的には、ＡＣサイクル中に入力電圧が比較的低くなると、ＬＥＤ電流がなくなり、発光が停止する。たとえば、整流ＡＣサイクルのほぼ中間の３分の１の間のみＬＥＤ電流が存在し、１８０度整流ＡＣサイクルの最初の６０度および最後の６０度の間にはＬＥＤ電流がなくなる場合がある。このような状況では、ＬＥＤ稼働率は２０％程度に低くなることがあり、これは、特に関連するコストが比較的高い場合には非常に低い稼働率である。
【０００９】
消費者用途向けのＬＥＤドライバに対する従来技術の試みには他の多数の問題がある。たとえば、場合によっては、電流のエクスカーションを制限するのに大形の高価な抵抗器を使用する必要が生じ、それに応じて電力が失われ、かなりの電力が失われることがあり、固体照明に切り替える目的の一部が満たせなくなることがある。
【００１０】
したがって、高輝度用途向けのＬＥＤを含む１つまたは複数のＬＥＤにＡＣ線電力を供給し、同時にＬＥＤドライバの全体的な小形化およびコスト削減を実現し、ＬＥＤの効率および稼働率を向上させる装置、方法、およびシステムが依然として必要である。このような装置、方法、およびシステムは、比較的広いＡＣ入力電圧範囲にわたって適切に機能し、一方、過度の内部電圧を生成することも構成要素を高い電圧ストレスまたは過度の電圧ストレスにさらすこともなしに、所望の出力電圧または電流を供給することができる必要がある。また、このような装置、方法、およびシステムは、入力電力用のＡＣ線に接続されたときに有効な力率補正を実施する必要がある。また、照明デバイスの輝度、色温度、および色を調節するこのような装置、方法、およびシステムを提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の例示的な実施形態は、ＬＥＤのような非線形負荷への電力の供給に関する多数の利点をもたらす。本発明の様々な例示的な実施形態は、高輝度用途向けのＬＥＤを含む１つまたは複数のＬＥＤにＡＣ線電力を供給し、同時にＬＥＤドライバの全体的な小形化およびコスト削減を実現し、ＬＥＤの効率および稼働率を向上させる。例示的な装置実施形態、方法実施形態、およびシステム実施形態は、比較的広いＡＣ入力電圧範囲にわたって適切に適応しかつ機能し、一方、過度の内部電圧を生成することも構成要素を高い電圧ストレスまたは過度の電圧ストレスにさらすこともなしに、所望の出力電圧または電流を供給する。また、様々な例示的な装置実施形態、方法実施形態、およびシステム実施形態は、入力電力用のＡＣ線に接続されたときに有効な力率補正を実施する。例示的な実施形態はまた、ＬＥＤの出力でキャパシタンスを大幅に低減させ、それによって信頼性を著しく向上させる。最後に、様々な例示的な装置、方法、およびシステムの実施形態は、輝度、色温度、および照明デバイスの色を調節する機能を実現する。
【００１２】
ここで、例示的な実施形態のいくつかの重要な利点を強調する必要がある。第１に、例示的な実施形態は、力率補正を実施することができ、それによって出力輝度がかなり高くなるとともにエネルギーが著しく節約される。第２に、ＬＥＤの稼働率がかなり高く、ＡＣサイクルのあらゆる部分の大部分にわたって少なくともいくつかのＬＥＤが使用される。このように稼働率が高いため、ＬＥＤの全体的な数を少なくし、それにもかかわらず、より多くのＬＥＤを有する他のデバイスに匹敵する光出力を生成することができる。
【００１３】
各セグメントが少なくとも１つの発光ダイオードを備え、発光ダイオードの選択されたセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように対応する複数のスイッチに結合された、発光ダイオードの複数のセグメントを形成するように直列に結合された、ＡＣ電力を受け取るように結合可能な複数の発光ダイオードに電力を供給する例示的な方法実施形態が開示される。この例示的な方法実施形態は、第１のパラメータを監視することと、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、第１のパラメータが第１の所定のレベルに達したときに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、第１のパラメータが第２の所定のレベルまで低下したときに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることとを含む。
【００１４】
例示的な実施形態では、第１のパラメータは直列発光ダイオード電流経路の電流レベルである。様々な例示的な実施形態では、この方法は、直列発光ダイオード電流経路の電流レベルを第１の所定のレベルに実質的に一定に維持することを含む。また、様々な例示的な実施形態では、この方法は、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、第１のパラメータが第３の所定のレベルに達したときに、発光ダイオードの対応する次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、第１のパラメータが第４の所定のレベルまで低下したときに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることとをさらに含む。
【００１５】
様々な例示的な方法実施形態は、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、発光ダイオード電流が連続的に所定のピーク・レベルに達するときに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように連続的に切り替えることと、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、整流ＡＣ電圧レベルが対応する電圧レベルまで低下したときに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることとをさらに含んでもよい。様々な例示的な実施形態では、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることは、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと逆の順序で行われる。
【００１６】
例示的な実施形態では、時間または時間間隔をパラメータとして利用することができる。たとえば、第１のパラメータおよび第２のパラメータは時間であっても、１つまたは複数の時間間隔であっても、時間ベースのパラメータであっても、１つまたは複数のクロック・サイクル・カウントであってもよい。また、たとえば、例示的な方法実施形態は、ＡＣ電圧間隔の第１の部分用の発光ダイオードのセグメントの数に対応する第１の複数の時間間隔を求めることと、ＡＣ電圧間隔の第２の部分用の発光ダイオードのセグメントの数に対応する第２の複数の時間間隔を求めることとをさらに含んでよい。このような例示的な実施形態では、この方法は、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、第１の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、第２の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることとをさらに含んでよい。
【００１７】
様々な例示的な方法実施形態は、調光器スイッチなどによってＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定することをさらに含んでもよい。このような例示的な方法実施形態は、ＡＣ電圧が位相変調されているときに、位相変調されたＡＣ電圧レベルに対応する発光ダイオードのセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるか、あるいはＡＣ電圧が位相変調されているときに、位相変調されたＡＣ電圧レベルの時間間隔に対応する発光ダイオードのセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることをさらに含んでよい。また、例示的な方法実施形態は、ＡＣ電圧が位相変調されているときに、発光ダイオードの次のセグメントを第２のスイッチによって直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるのと同時に第１のスイッチによって並列発光ダイオード電流経路を維持することをさらに含んでよい。
【００１８】
様々な例示的な実施形態は、ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定することをさらに含んでもよい。この方法は、ＡＣ電圧が位相変調されているときに、位相変調されたＡＣ電圧レベルに対応する発光ダイオードのセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるか、ＡＣ電圧が位相変調されているときに、位相変調されたＡＣ電流レベルに対応する発光ダイオードのセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるか、ＡＣ電圧が位相変調されているときに、位相変調されたＡＣ電圧の時間間隔に対応する発光ダイオードのセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるか、あるいはＡＣ電圧が位相変調されているときに、発光ダイオードの次のセグメントを第２のスイッチによって直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるのと同時に第１のスイッチによって並列発光ダイオード電流経路を維持することをさらに含んでよい。
【００１９】
様々な例示的な実施形態は、力率補正を実施することもできる。このような例示的な方法実施形態は、発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えた場合に発光ダイオード電流が所定のピーク・レベルに達するのに十分な時間がＡＣ電圧間隔の第１の部分に残っているかどうかを判定することと、発光ダイオード電流が所定のピーク・レベルに達するのに十分な時間がＡＣ電圧間隔の第１の部分に残っているときに、発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることとをさらに含んでよい。同様に、この例示的な方法実施形態は、発光ダイオード電流が所定のピーク・レベルに達するのに十分な時間がＡＣ電圧間隔の第１の部分に残っていないときに、発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えないことをさらに含んでよい。
【００２０】
また、様々な例示的な実施形態では、この方法は、発光ダイオードの複数のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えることと、発光ダイオードの複数のセグメントを、第１の直列発光ダイオード電流経路と並列に第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えることとをさらに含んでよい。
【００２１】
例示的な実施形態では、発光ダイオードの複数のセグメントのうちの発光ダイオードの選択されたセグメントはそれぞれ、異なる色または波長の発光スペクトルを有する発光ダイオードを備えてよい。このような例示的な実施形態では、この方法は、発光ダイオードの選択されたセグメントを選択的に直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えて、対応する照明効果を実現し、かつ／あるいは発光ダイオードの選択されたセグメントを選択的に直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えて、対応する色温度を実現することをさらに含んでよい。
【００２２】
例示的な実施形態では、ＡＣ電圧を受け取るように結合可能な装置であって、整流ＡＣ電圧を生成する整流器と、発光ダイオードの複数のセグメントを形成するように直列に結合された複数の発光ダイオードと、発光ダイオードの選択されたセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように発光ダイオードの複数のセグメントに対応して結合された複数のスイッチと、発光ダイオード電流レベルを検知する電流センサと、複数のスイッチおよび電流センサに結合され、整流ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが第１の所定の電流レベルまで上昇したときに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、整流ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが第２の所定の電流レベルまで低下したときに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるコントローラとを備える装置が開示される。
【００２３】
例示的な実施形態では、コントローラはさらに、発光ダイオード電流レベルを第１の所定のレベルに実質的に一定に維持する。ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが第３の所定のレベルに達したときに、コントローラはさらに、発光ダイオードの対応する次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが第４の所定のレベルまで低下したときに、コントローラはさらに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替える。
【００２４】
このような例示的な装置実施形態では、この装置は、各々が複数のスイッチのうちの対応するスイッチに直列に結合された複数の抵抗器をさらに備えてよい。各抵抗器は、対応するスイッチの高電圧側に結合されても、あるいは対応するスイッチの低電圧側に結合されてもよい。この例示的な装置は、発光ダイオードの複数のセグメントのうちの発光ダイオードの少なくとも１つのセグメントと直列に結合されたスイッチおよび抵抗器をさらに備えてよい。
【００２５】
例示的な実施形態では、発光ダイオードの複数のセグメントのうちの発光ダイオードの最後のセグメントは常に、直列発光ダイオード電流経路に結合される。コントローラはさらに、対応するノード電圧レベルを受け取るように発光ダイオードの複数のセグメントに結合されてもよい。例示的な他の実施形態では、複数のスイッチのうちの少なくとも１つのスイッチが整流ＡＣ電圧を受け取るように整流器に結合される。
【００２６】
例示的な他の装置実施形態では、整流ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが所定のピーク・レベルに達するときに、コントローラはさらに、整流ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めて記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように連続的に切り替えてよく、かつ整流ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、整流ＡＣ電圧レベルが対応する値まで低下したときに、コントローラはさらに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替え、この切り替えを、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと逆の順序で行ってよい。
【００２７】
様々な例示的な実施形態では、コントローラはさらに、整流ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定してよい。このような例示的な方法実施形態では、コントローラは、整流ＡＣ電圧が位相変調されているときに、さらに、整流ＡＣ電圧レベルに対応する発光ダイオードのセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるか、あるいは整流ＡＣ電圧レベルの時間間隔に対応する発光ダイオードのセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えてよい。例示的な他の装置実施形態では、コントローラは、整流ＡＣ電圧が位相変調されているときに、さらに、発光ダイオードの次のセグメントを第２のスイッチによって直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるのと同時に第１のスイッチによって並列発光ダイオード電流経路を維持してよい。
【００２８】
様々な例示的な実施形態では、コントローラは、ある形態の力率補正を実施することもできる。このような例示的な装置実施形態では、コントローラはさらに、発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えた場合に発光ダイオード電流レベルが所定のピーク・レベルに達するのに十分な時間が整流ＡＣ電圧間隔の第１の部分に残っているかどうかを判定してよい。このような例示的な実施形態では、発光ダイオード電流レベルが所定のピーク・レベルに達するのに十分な時間が整流ＡＣ電圧間隔の第１の部分に残っているときに、コントローラはさらに、発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えてよく、かつ発光ダイオード電流レベルが所定のピーク・レベルに達するのに十分な時間が整流ＡＣ電圧間隔の第１の部分に残っていないときに、コントローラはさらに、発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えなくてよい。
【００２９】
例示的な他の実施形態では、コントローラはさらに、発光ダイオードの複数のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替え、発光ダイオードの複数のセグメントを、第１の直列発光ダイオード電流経路と並列に第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替える。
【００３０】
様々な例示的な実施形態では、この装置は、実質的に約１００Ｈｚ、１２０Ｈｚ、３００Ｈｚ、３６０Ｈｚ、または４００Ｈｚの整流ＡＣ電圧周波数で動作してよい。また、この装置は、各々が複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードに結合され、かつ各々の発光減衰時定数が約２ｍｓｅｃから３ｍｓｅｃの間である複数の蛍光体コーティングまたは蛍光体層をさらに備えてよい。
【００３１】
例示的な他の装置は、ＡＣ電圧を受け取るように結合可能であり、発光ダイオードの第１の複数のセグメントを形成するように直列に結合された第１の複数の発光ダイオードと、制御信号に応答して、発光ダイオードの選択されたセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように発光ダイオードの第１の複数のセグメントに結合された第１の複数のスイッチと、発光ダイオード電流レベルを検知する電流センサと、複数のスイッチおよび電流センサに結合され、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、発光ダイオード電流レベルに応答して、第１の制御信号を生成し、発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、発光ダイオード電流レベルに応答して、発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるコントローラとを備える装置である。
【００３２】
例示的な装置実施形態では、この装置は、発光ダイオードの第２の複数のセグメントを形成するように直列に結合された第２の複数の発光ダイオードと、発光ダイオードの第２の複数のセグメントのうちの選択されたセグメントを第２の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは第２の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように発光ダイオードの第２の複数のセグメントに結合された第２の複数のスイッチとをさらに備えてよく、その場合、コントローラはさらに、第２の複数のスイッチに結合され、さらに、対応する制御信号を生成して、発光ダイオードの第２の複数のセグメントのうちの複数のセグメントを、第１の直列発光ダイオード電流経路に並列に第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替える。第２の直列発光ダイオード電流経路は、第１の直列発光ダイオード電流経路と逆の極性を有してよいか、あるいは第１の直列発光ダイオード電流経路を通る第１の電流の流れが、第２の直列発光ダイオード電流経路を通る第２の電流の流れとは逆の方向を有する。
【００３３】
様々な例示的な実施形態のうちの他の実施形態では、この装置は、電流制限回路、調光インタフェース回路、コントローラに結合されたＤＣ電源回路、および／または温度保護回路をさらに備えてよい。
【００３４】
各々が少なくとも１つの発光ダイオードを備える発光ダイオードの複数のセグメントを形成するように直列に結合され、発光ダイオードの選択されたセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように、発光ダイオードの複数のセグメントが対応する複数のスイッチに結合された、ＡＣ電圧を受け取るように結合可能な複数の発光ダイオードに電力を供給する他の例示的な方法実施形態が開示される。この例示的な方法実施形態は、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に第１のパラメータに応答して、第２のパラメータの値を求めて記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間、第２のパラメータを監視し、第２のパラメータの現在の値が記憶されている値と実質的に等しいときに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることとを含む。
【００３５】
例示的な実施形態では、ＡＣ電圧は整流ＡＣ電圧を含み、例示的な方法は、整流ＡＣ電圧が実質的に零に近い時点を判定することと、同期信号を生成することとをさらに含む。例示的な方法は、整流ＡＣ電圧が実質的に零に近い時点を少なくとも１回判定することによってＡＣ電圧間隔を求めることをさらに含んでよい。
【００３６】
様々な例示的な実施形態では、この方法は、ＡＣ電圧を整流して整流ＡＣ電圧を生成することをさらに含んでよい。たとえば、このような例示的な実施形態では、第１のパラメータは発光ダイオード電流レベルであってよく、第２のパラメータは整流ＡＣ入力電圧レベルであってよい。たとえば、ＬＥＤ電流レベル、ピークＬＥＤ電流レベル、電圧レベル、光学輝度レベルを含む、パラメータの他の組み合わせも請求される発明の範囲内である。このような例示的な実施形態では、この方法は、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に発光ダイオード電流レベルが所定のピーク値に達したときに、整流ＡＣ入力電圧レベルの第１の値を求めて記憶し、発光ダイオードの第１のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと、発光ダイオード電流レベルを監視することと、その後、発光ダイオード電流がＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に所定のピーク値に達したときに、整流ＡＣ入力電圧レベルの第２の値を求めて記憶し、発光ダイオードの第２のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることとをさらに含んでよい。（このような所定の値は、事前にオフラインで指定するか、または事前に、直前のＡＣサイクル中のような回路の動作中に指定または算出するような様々な方法で求められてよい）。この例示的な方法は、整流ＡＣ電圧レベルを監視することと、整流ＡＣ電圧レベルが、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に第２の値に達したときに、発光ダイオードの第２のセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることと、整流ＡＣ電圧レベルが、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に第１の値に達したときに、発光ダイオードの第１のセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることとをさらに含んでもよい。
【００３７】
また、様々な例示的な実施形態では、この方法は、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、発光ダイオード電流が首尾よく所定のピーク・レベルに達したときに、整流ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めて記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、整流ＡＣ電圧レベルが対応する電圧レベルまで低下したときに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることとをさらに含んでよい。このような例示的な方法実施形態では、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることは、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることと逆の順序であってよい。
【００３８】
他の例示的な実施形態では、この方法は、発光ダイオード電流がＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に所定のピーク・レベルに達したときに、整流ＡＣ入力電圧レベルの第１の値を求めて記憶することと、整流ＡＣ入力電圧レベルの第１の値が実質的に所定の電圧しきい値以上であるときに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることとをさらに含んでよい。
【００３９】
様々な例示的な実施形態では、この方法は、発光ダイオード電流レベルを監視することと、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが所定のピーク・レベルよりも所定のマージンだけ高いときに、第２のパラメータの新しい値を求めて記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えることとをさらに含んでよい。
【００４０】
例示的な他の方法実施形態では、この方法は、発光ダイオードの複数のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えることと、発光ダイオードの複数のセグメントを、第１の直列発光ダイオード電流経路に並列に第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えることとをさらに含んでよい。
【００４１】
様々な例示的な実施形態は、第１の直列発光ダイオード電流経路がＡＣサイクルの正の部分の間に通電するときに、ＡＣサイクルの負の部分の間に通電することなどのために第１の直列発光ダイオード電流経路とは逆の方向および極性を有する第２の直列発光ダイオード電流経路を実現してもよい。このような例示的な実施形態では、この方法は、ＡＣ電圧間隔の第３の部分の間に、発光ダイオードの第２の複数のセグメントを、ＡＣ電圧間隔の第１の部分に形成される直列発光ダイオード電流経路とは逆の極性を有する第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えることと、ＡＣ電圧間隔の第４の部分の間に、発光ダイオードの第２の複数のセグメントを第２の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることとをさらに含んでよい。
【００４２】
例示的な他の実施形態は、ＡＣ電圧を受け取るように結合可能な装置である。例示的な装置は、整流ＡＣ電圧レベルを生成する整流器と、発光ダイオードの複数のセグメントを形成するように直列に結合された複数の発光ダイオードと、発光ダイオードの選択されたセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように発光ダイオードの複数のセグメントに対応して結合された複数のスイッチと、発光ダイオード電流レベルを検知する電流センサと、整流ＡＣ電圧レベルを検知する電圧センサと、複数のパラメータを記憶するメモリと、複数のスイッチ、メモリ、電流センサ、および電圧センサに結合され、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達したときに、整流ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めてメモリに記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、整流ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間、整流ＡＣ電圧レベルを監視し、整流ＡＣ電圧レベルの現在の値が整流ＡＣ電圧レベルの記憶されている対応する値に実質的に等しいときに、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるコントローラとを備える。
【００４３】
このような例示的な装置実施形態では、整流ＡＣ電圧レベルが実質的に零に近いときに、コントローラはさらに、対応する同期信号を生成する。様々な例示的な実施形態では、コントローラはさらに、整流ＡＣ電圧レベルは実質的に零に近いことを少なくとも１回判定することによって整流ＡＣ電圧間隔を求めてよい。
【００４４】
例示的な実施形態では、発光ダイオード電流レベルが整流ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達したときに、コントローラはさらに、整流ＡＣ電圧レベルの第１の値を求めてメモリに記憶し、発光ダイオードの第１のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、発光ダイオード電流レベルを監視し、その後、発光ダイオード電流レベルが、整流ＡＣ電圧レベルの第１の部分の間に所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達したときに、コントローラはさらに、整流ＡＣ電圧レベルの第２の値を求めてメモリに記憶し、発光ダイオードの第２のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替える。
【００４５】
このような例示的な装置実施形態では、コントローラはさらに、整流ＡＣ電圧レベルを監視し、整流ＡＣ電圧レベルが整流ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に記憶されている第２の値に達したときに、発光ダイオードの第２のセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替え、整流ＡＣ電圧レベルが整流ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に記憶されている第１の値に達したときに、発光ダイオードの第１のセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替える。
【００４６】
例示的な他の装置実施形態では、コントローラはさらに、発光ダイオード電流レベルを監視し、発光ダイオード電流レベルが整流ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に再び所定のピーク・レベルに達したときに、さらに、整流ＡＣ電圧レベルの対応する次の値を求めてメモリに記憶し、発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えてよい。このような例示的な装置実施形態では、コントローラはさらに、整流ＡＣ電圧レベルを監視し、整流ＡＣ電圧レベルが整流ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に次の整流ＡＣ電圧レベルに達したときに、発光ダイオードの対応する次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えてよい。
【００４７】
様々な例示的な実施形態では、コントローラはさらに、発光ダイオード電流レベルを監視し、整流ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが所定のピーク・レベルよりも所定のマージンだけ高いときに、整流ＡＣ電圧レベルの対応する他の値を求めて記憶し、発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えてよい。
【００４８】
また、様々な例示的実施形態では、コントローラはさらに、発光ダイオードの複数のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替え、発光ダイオードの複数のセグメントを、第１の直列発光ダイオード電流経路に並列に第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えてよい。
【００４９】
上述のように、様々な例示的な実施形態では、発光ダイオードの複数のセグメントのうちの発光ダイオードの選択されるセグメントはそれぞれ、異なる色または波長の発光スペクトルを有する発光ダイオードを備えてよい。このような例示的な装置実施形態では、コントローラはさらに、発光ダイオードの選択されたセグメントを対応する照明効果を実現するように選択的に直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、かつ／あるいは発光ダイオードの選択されたセグメントを対応する色温度を実現するように選択的に直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えてよい。
【００５０】
例示的な他の装置実施形態は、やはりＡＣ電圧を受け取るように結合可能であり、発光ダイオードの第１の複数のセグメントを形成するように直列に結合された第１の複数の発光ダイオードと、制御信号に応答して、発光ダイオードの選択されたセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように発光ダイオードの第１の複数のセグメントに対応して結合された第１の複数のスイッチと、メモリと、複数のスイッチおよびメモリに結合され、第１のパラメータに応答して、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、第２のパラメータの値を求めてメモリに記憶し、第１の制御信号を生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、第２のパラメータの現在の値が実質的に記憶されている値と等しいときに、第２の制御信号を生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるコントローラとを備える。
【００５１】
例示的な実施形態では、第１のパラメータおよび第２のパラメータは、時間パラメータ、１つまたは複数の時間間隔、時間ベースのパラメータ、１つまたは複数のクロック・サイクル・カウントの少なくとも１つを含む。このような例示的な装置実施形態では、コントローラは、さらに、ＡＣ電圧間隔の第１の部分用の発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードのセグメントの数に対応する第１の複数の時間間隔を求め、ＡＣ電圧間隔の第２の部分用の発光ダイオードのセグメントの数に対応する第２の複数の時間間隔を求めてよい。
【００５２】
例示的な他の実施形態では、コントローラはさらに、ＡＣ電圧間隔の第１の部分用の発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードのセグメントの数に対応する第１の複数の時間間隔、およびＡＣ電圧間隔の第２の部分用の発光ダイオードのセグメントの数に対応する第２の複数の時間間隔をメモリから取り込んでよい。
【００５３】
このような例示的な実施形態では、コントローラは、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、第１の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、さらに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、第２の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、逆の順序で、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えてよい。
【００５４】
様々な例示的な実施形態では、この装置は、整流ＡＣ電圧を生成する整流器をさらに備えてよい。このような例示的な実施形態では、コントローラは、整流ＡＣ電圧が実質的に零に近いときに、対応する同期信号を生成してよい。また、このような例示的な実施形態では、コントローラは、整流ＡＣ電圧が実質的に零に近いことを少なくとも１回判定することによってＡＣ電圧間隔を求めてよい。
【００５５】
また、様々な例示的な実施形態では、この装置は、コントローラに結合された電流センサと、コントローラに結合された電圧センサとをさらに備えてよい。たとえば、第１のパラメータは発光ダイオード電流レベルであってよく、第２のパラメータは電圧レベルであってよい。
【００５６】
このような例示的な実施形態では、発光ダイオード電流がＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に所定のピーク・レベルに達したときに、コントローラはさらに、ＡＣ電圧レベルの第１の値を求めてメモリに記憶し、第１の制御信号を生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの第１のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、その後、発光ダイオード電流がＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に所定のピーク・レベルに達したときに、コントローラはさらに、ＡＣ電圧レベルの次の値を求めてメモリに記憶し、次の制御信号を生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの次のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えてよい。ＡＣ電圧レベルが整流ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に次の値に達したときに、コントローラはさらに、他の制御信号を生成して次のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えてよく、かつＡＣ電圧レベルが整流ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に第１の値に達したときに、第２の制御信号を生成して第１のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えてよい。
【００５７】
様々な例示的な実施形態では、整流ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、発光ダイオード電流が連続的に所定のピーク・レベルに達するときに、コントローラはさらに、ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めて記憶し、対応する制御信号を連続的に生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、かつＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、ＡＣ電圧レベルが対応する電圧レベルまで低下したときに、コントローラはさらに、対応する制御信号を連続的に生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えてよい。たとえば、コントローラはさらに、対応する制御信号を連続的に生成して、対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるのと逆の順序で対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えてよい。
【００５８】
様々な例示的な実施形態では、コントローラはさらに、ＡＣ電圧が位相変調されているかどうかを判定してよい。このような例示的な実施形態では、コントローラは、ＡＣ電圧が位相変調されているときに、さらに、対応する制御信号を生成して、位相変調されたＡＣ電圧レベルおよび／または位相変調されたＡＣ電圧レベルの時間間隔に対応する発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちのセグメントを、第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えてよい。このような例示的な実施形態では、コントローラはさらに、ＡＣ電圧が位相変調されているときに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの次のセグメントを第２のスイッチによって第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるのと同時に第１のスイッチによって並列した第２の発光ダイオード電流経路を維持してよい。
【００５９】
様々な例示的な実施形態のうちの他の実施形態では、コントローラはさらに、発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの次のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替える場合に発光ダイオード電流が所定のピーク・レベルに達するのに十分な時間がＡＣ電圧間隔の第１の部分に残っているかどうかを判定して、発光ダイオード電流が所定のピーク・レベルに達するのに十分な時間がＡＣ電圧間隔の第１の部分に残っている場合、さらに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの次のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えてよい。
【００６０】
様々な例示的な実施形態のうちの他の実施形態では、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが所定のピーク・レベルよりも所定のマージンだけ高いときに、コントローラはさらに、第２のパラメータの新しい値を求めて記憶し、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えてよい。
【００６１】
様々な例示的実施形態では、コントローラは、対応する制御信号を生成して、発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの複数のセグメントを、第１の直列発光ダイオード電流経路に並列に第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えてよい。
【００６２】
様々な装置実施形態では、この装置は、発光ダイオードの第２の複数のセグメントを形成するように直列に結合された第２の複数の発光ダイオードと、発光ダイオードの第２の複数のセグメントのうちの選択されたセグメントを第２の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは第２の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように発光ダイオードの第２の複数のセグメントに結合された第２の複数のスイッチとをさらに備えてよく、この場合、コントローラはさらに、第２の複数のスイッチに結合され、さらに、対応する制御信号を生成して、発光ダイオードの第２の複数のセグメントのうちの複数のセグメントを、第１の直列発光ダイオード電流経路と並列に第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えてよい。たとえば、第２の直列発光ダイオード電流経路は、第１の直列発光ダイオード電流経路と逆の極性を有してよい。また、たとえば、第１の直列発光ダイオード電流経路を通る第１の電流の流れが、第２の直列発光ダイオード電流経路を通る第２の電流の流れとは逆の方向を有してよい。また、たとえば、コントローラはさらに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの複数のセグメントを、ＡＣ電圧の正の極性の間に第１の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替え、さらに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの第２の複数のセグメントのうちの複数のセグメントを、ＡＣ電圧の負の極性の間に第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替えてよい。
【００６３】
様々な例示的な装置実施形態では、第１の複数のスイッチは、複数のバイポーラ接合トランジスタまたは複数の電界効果トランジスタを備えてよい。また、様々な例示的な装置実施形態では、この装置は、第１の複数のスイッチに対応して結合された複数の演算増幅器と、第１の複数のスイッチに対応して結合された第２の複数のスイッチと、第１の複数のスイッチに対応して結合された第３の複数のスイッチとを備える複数のトライステート・スイッチをさらに備えてよい。
【００６４】
様々な例示的な実施形態は、様々な切り替え構成または切り替え構造を実現してもよい。様々な例示的な実施形態では、第１の複数のスイッチの各スイッチは、発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントの第１の端子に結合され、かつ発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの最後のセグメントの第２の端子に結合される。様々な例示的な実施形態のうちの他の実施形態では、第１の複数のスイッチの各スイッチは、発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントの第１の端子に結合され、かつ発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントの第２の端子に結合される。
【００６５】
様々な例示的な実施形態のうちの他の実施形態では、この装置は、第２の複数のスイッチをさらに備えてよい。このような例示的な実施形態では、第１の複数のスイッチの各スイッチは、発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの第１のセグメントの第１の端子に結合され、かつ発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントの第２の端子に結合されてよく、第２の複数のスイッチの各スイッチは、発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントの第２の端子に結合され、かつ発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの最後のセグメントの第２の端子に結合されてよい。
【００６６】
他の例示的な実施形態では、発光ダイオードの複数のセグメントのうちの発光ダイオードの選択されたセグメントはそれぞれ、異なる色の発光スペクトルを有する発光ダイオードを備える。このような例示的な実施形態では、コントローラは、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの選択されたセグメントを選択的に第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、対応する照明効果を実現し、かつ／あるいは対応する色温度を実現してよい。
【００６７】
様々な例示的な実施形態では、コントローラはさらに、第１のセンサに結合可能な第１のアナログ・デジタル変換器と、第２のセンサに結合可能な第２のアナログ・デジタル変換器と、デジタル論理回路と、第１の複数のスイッチに対応して結合された複数のスイッチ・ドライバとをさらに備えてよい。他の例示的な実施形態では、コントローラは複数のアナログ比較器を備えてよい。
【００６８】
様々な例示的な実施形態では、第１のパラメータおよび第２のパラメータは、以下のパラメータ、すなわち、期間、ピーク電流レベル、平均電流レベル、移動平均電流レベル、瞬間電流レベル、ピーク電圧レベル、平均電圧レベル、移動平均電圧レベル、瞬間電圧レベル、平均出力光学輝度レベル、移動平均出力光学輝度レベル、ピーク出力光学輝度レベル、または瞬間出力光学輝度レベルのうちの少なくとも１つを含んでよい。また、他の例示的な実施形態では、第１のパラメータと第２のパラメータは、電圧レベルまたは電流レベルのような同じパラメータである。
【００６９】
例示的な他の装置実施形態は、ＡＣ電圧を受け取るように結合可能であり、発光ダイオードの第１の複数のセグメントを形成するように直列に結合された第１の複数の発光ダイオードと、制御信号に応答して発光ダイオードの選択されたセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替えるかあるいは第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるように発光ダイオードの第１の複数のセグメントに結合された第１の複数のスイッチと、少なくとも１つのセンサと、複数のスイッチおよび少なくとも１つのセンサに結合され、第１のパラメータに応答して、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、第２のパラメータの値を求め、第１の制御信号を生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、第２のパラメータの現在の値が対応する求められた値に実質的に等しいときに、第２の制御信号を生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードの対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替える制御回路とを備える。
【００７０】
例示的な実施形態では、制御回路はさらに、ＡＣ電圧間隔の第１の部分用の発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの発光ダイオードのセグメントの数に対応する第１の複数の時間間隔を算出するかあるいはメモリから取得し、かつＡＣ電圧間隔の第２の部分用の発光ダイオードのセグメントの数に対応する第２の複数の時間間隔を算出するかあるいはメモリから取得する。このような例示的な実施形態では、制御回路は、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、第１の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、さらに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、第２の複数の時間間隔の各時間間隔が満了したときに、逆の順序で、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの次のセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替える。
【００７１】
他の例示的な実施形態では、この装置は、求められた複数の値を記憶するメモリをさらに備える。様々な例示的な実施形態では、第１のパラメータは発光ダイオード電流レベルであり、第２のパラメータは電圧レベルであり、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、発光ダイオード電流が連続的に所定のレベルに達するときに、制御回路はさらに、ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めてメモリに記憶し、対応する制御信号を連続的に生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、かつＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、ＡＣ電圧レベルが対応する電圧レベルまで低下したときに、コントローラはさらに、対応する制御信号を連続的に生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替える。例示的な他の実施形態では、第１のパラメータと第２のパラメータは、電圧レベルまたは電流レベルを含む同じパラメータであり、ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、電圧レベルまたは電流レベルが連続的に所定のレベルに達するときに、制御回路はさらに、対応する制御信号を連続的に生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、かつＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、電圧レベルまたは電流レベルが対応するレベルまで低下したときに、コントローラはさらに、対応する制御信号を連続的に生成して発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替える。
【００７２】
例示的な他の装置実施形態は、ＡＣ電圧を受け取るように結合可能であり、整流ＡＣ電圧を生成する整流器と、発光ダイオードの複数のセグメントを形成するように直列に結合された複数の発光ダイオードと、各々が、発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの対応するセグメントの第１の端子に結合され、かつ発光ダイオードの第１の複数のセグメントのうちの最後のセグメントの第２の端子に結合された複数のスイッチと、発光ダイオード電流レベルを検知する電流センサと、整流ＡＣ電圧レベルを検知する電圧センサと、複数のパラメータを記憶するメモリと、複数のスイッチ、メモリ、電流センサ、および電圧センサに結合され、整流ＡＣ電圧間隔の第１の部分の間に、発光ダイオード電流レベルが所定のピーク発光ダイオード電流レベルに達したときに、整流ＡＣ電圧レベルの対応する値を求めてメモリに記憶し、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路に含められるように切り替え、整流ＡＣ電圧間隔の第２の部分の間に、整流ＡＣ電圧レベルの現在の値が整流ＡＣ電圧レベルの記憶されている対応する値に実質的に等しいときに、対応する制御信号を生成して発光ダイオードの対応するセグメントを直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えるコントローラとを備える。
【００７３】
本発明の多数の他の利点および特徴が、本発明についての以下の詳細な説明およびその実施形態、特許請求の範囲、ならびに添付の図面から容易に明らかになろう。
【００７４】
本発明の目的、特徴、および利点は、以下の開示を参照し、添付の図面に関連して検討したときにより容易に理解されよう。図面において、同じ参照符号は、様々な図において同一の構成要素を識別するのに使用されており、アルファベット文字を含む参照符号は、様々な図における選択された構成要素実施形態の追加的な種類、例示、または変形例を識別するのに利用されている。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の教示による第１の例示的なシステムおよび第１の例示的な装置の回路・ブロック図である。
【図２】本発明の教示による第１の例示的な負荷電流波形および入力電圧レベルを示す図である。
【図３】本発明の教示による第２の例示的な負荷電流波形および入力電圧レベルを示す図である。
【図４】本発明の教示による第２の例示的なシステムおよび第２の例示的な装置のブロック回路図である。
【図５】本発明の教示による第３の例示的なシステムおよび第３の例示的な装置のブロック回路図である。
【図６】本発明の教示による第４の例示的なシステムおよび第４の例示的な装置のブロック回路図である。
【図７】本発明の教示による第５の例示的なシステムおよび第５の例示的な装置のブロック回路図である。
【図８】本発明の教示による第６の例示的なシステムおよび第６の例示的な装置のブロック回路図である。
【図９】本発明の教示による第１の例示的な電流制限器を示すブロック回路図である。
【図１０】本発明の教示による第２の例示的な電流制限器を示す回路図である。
【図１１】本発明の教示による第３の例示的な電流制限器および温度保護回路を示す回路図である。
【図１２】本発明の教示による第４の例示的な電流制限器を示す回路図である。
【図１３】本発明の教示による第１の例示的なインタフェース回路を示すブロック回路図である。
【図１４】本発明の教示による第２の例示的なインタフェース回路を示すブロック回路図である。
【図１５】本発明の教示による第３の例示的なインタフェース回路を示すブロック回路図である。
【図１６】本発明の教示による第４の例示的なインタフェース回路を示すブロック回路図である。
【図１７】本発明の教示による第５の例示的なインタフェース回路を示すブロック回路図である。
【図１８】本発明の教示による第１の例示的なＤＣ電源回路を示す回路図である。
【図１９】本発明の教示による第２の例示的なＤＣ電源回路を示す回路図である。
【図２０】本発明の教示による第３の例示的なＤＣ電源回路を示す回路図である。
【図２１】本発明の教示による例示的なコントローラを示すブロック図である。
【図２２】本発明の教示による第１の例示的な方法を示す流れ図である。
【図２３Ａ】本発明の教示による第２の例示的な方法を示す流れ図である。
【図２３Ｂ】本発明の教示による第２の例示的な方法を示す流れ図である。
【図２３Ｃ】本発明の教示による第２の例示的な方法を示す流れ図である。
【図２４】本発明の教示による第７の例示的なシステムおよび第７の例示的な装置のブロック回路図である。
【図２５】本発明の教示による第８の例示的なシステムおよび第８の例示的な装置のブロック回路図である。
【図２６】本発明の教示による第９の例示的なシステムおよび第９の例示的な装置のブロック回路図である。
【図２７】本発明の教示による第１０の例示的なシステムおよび第１０の例示的な装置のブロック回路図である。
【図２８】本発明の教示による第１１の例示的なシステムおよび第１１の例示的な装置のブロック回路図である。
【図２９】本発明の教示による第１２の例示的なシステムおよび第１２の例示的な装置のブロック回路図である。
【図３０】本発明の教示による第１３の例示的なシステムおよび第１３の例示的な装置のブロック回路図である。
【図３１Ａ】本発明の教示による第３の例示的な方法を示す流れ図である。
【図３１Ｂ】本発明の教示による第３の例示的な方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
本発明には多数の異なる形態の実施形態が可能であるが、本発明の例示的な特定の実施形態について図示し本明細書で説明する。本開示が、本発明の原則を例示するものとみなされるべきであり、本発明を例示される特定の実施形態に制限するものではないことを理解されたい。このため、本発明に整合する少なくとも１つの実施形態について詳しく説明する前に、本発明の用途が構成の細部に限定されず、かつ本発明が上記および以下に記載されるか、図示されるか、あるいは例を挙げて説明する各構成要素の構成に限定されないことを理解されたい。本発明に整合する方法および装置は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施することができる。また、本明細書で使用される表現および用語と以下に含まれる要約が、説明のためのものであり、限定とみなすべきものではないことを理解されたい。
【００７７】
図１は、本発明の教示による第１の例示的なシステム５０および第１の例示的な装置１００の回路・ブロック図である。第１の例示的なシステム５０は、電力会社から供給される家庭ＡＣ線または他のＡＣ主電源のような、本明細書では同等にＡＣ電力線またはＡＣ電源とも呼ばれる交流（「ＡＣ」）線１０２に結合された第１の例示的な装置１００（同等にオフラインＡＣ  ＬＥＤドライバとも呼ばれる）を含む。そのようなＡＣ電圧または電流に関連して例示的な実施形態について説明するが、請求される発明が以下に詳しく定義される時変電圧または時変電流に適用可能であることを理解されたい。第１の例示的な装置１００は、複数のＬＥＤ１４０と、複数のスイッチ１１０（一例としてＭＯＳＦＥＴとして示されている）と、コントローラ１２０と、（第１の）電流センサ１１５と、整流器１０５とを備え、適宜、電圧センサ１９５と、コントローラ１２０および選択される他の構成要素に電力を供給するＤＣ電源（「Ｖｃｃ」）とを備える。例示的なＤＣ電源回路１２５は、様々な構成で実現されてよく、様々な例示的な装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００）内の様々な位置に設けられてよい。例示的ないくつかのＤＣ電源回路１２５を図１８〜２０を参照して例示し論じる。また、例示的なＤＣ電源１２５は、限定するものではないが、たとえば、ノード１３１とノード１１７の間またはノード１３１とノード１３４の間のような様々な方法で例示的な装置に結合されてよい。例示的な電圧センサ１９５も、様々な構成で実現されてよく、様々な例示的な装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００）内の様々な位置に設けられてよい。電圧ドライバ回路として実現される例示的な電圧センサ１９５Ａを図４および５を参照して例示し論じる。また、たとえば、例示的な電圧センサ１９５は、限定するものではないが、たとえば、ノード１３１とノード１１７の間またはその他の位置のような様々な方法で例示的な装置に結合されてよい。また、適宜、様々な期間、電流レベル、または電圧レベルを記憶するメモリ１８５を含めてよく、様々な例示的な実施形態において、コントローラ１２０は、様々な種類のメモリ１８５（たとえば、レジスタ）をすでに含んでいてよく、したがって、メモリ１８５は別個の構成要素でなくてよい。所望の照明効果または選択される照明効果に関する入力用のような（たとえば、光出力のような様々な選択に関するユーザ入力用の）ユーザ・インタフェース１９０を様々な例示的な実施形態におけるオプションとして含めてもよい。別段に図示されていないが、同等の実装形態が、絶縁変圧器を使用することなどによる絶縁を含んでもよく、このような実装形態は請求される発明の範囲内である。
【００７８】
複数のスイッチ１１０のうちの任意のスイッチ１１０が、図示のｎチャネルＭＯＳＦＥＴだけでなく、限定ではないが、バイポーラ接合トランジスタ（「ＢＪＴ」）、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ、様々なエンハンスメント・モードＦＥＴまたはデプレション・モードＦＥＴなどを含む任意の種類のスイッチまたはトランジスタであってよく、かつ選択される実施形態に応じて、任意の種類の複数の他の電源スイッチを回路内で利用してよいことに留意されたい。
【００７９】
整流器１０５は、ブリッジ整流器として示され、ＡＣ線１０２に結合されており、全（または半）波整流入力電圧（「ＶＩＮ」）および電流を、ＬＥＤ１４０１、１４０２、１４０３〜１４０ｎとして示され、複数の直列結合セグメント（またはストリング）１７５（ＬＥＤセグメント１７５１、１７５２、１７５３〜１７５ｎとして示されている）として配置または構成された、複数の直列結合発光ダイオード（ＬＥＤ）１４０の第１の発光ダイオード１４０１に供給する。（整流器１０５は、全波整流器、全波ブリッジ、半波整流器、電気機械整流器、または他の種類の整流器であってよい。）各ＬＥＤセグメント１７５は、図示を容易にするために、対応する１つのＬＥＤ１４０のみを有するように図１に示されているが、このような各ＬＥＤセグメント１７５が通常、対応する複数の直列結合ＬＥＤ１４０、すなわち、連続的に直列結合された各ＬＥＤセグメント１７５内の１個〜「ｍ」個のＬＥＤ１４０を備えることを理解されたい。様々なＬＥＤセグメント１７５を同じ（等しい）数のＬＥＤ１４０または異なる（等しくない）数のＬＥＤ１４０で構成されてよく、そのようなすべての変形例が同等でありかつ本発明の範囲内であるとみなされることも理解されたい。限定するものではないが、たとえば、例示的な実施形態では、９つのＬＥＤセグメント１７５の各々に５つから７つものＬＥＤ１４０が含まれる。様々なＬＥＤセグメント１７５、およびそれらを備える対応するＬＥＤ１４０は、互いに連続的に直列結合され、第１のＬＥＤセグメント１７５１が第２のＬＥＤセグメント１７５２に直列結合され、第２のＬＥＤセグメント１７５２が第３のＬＥＤセグメント１７５３に直列結合され、他のＬＥＤセグメントについても同様であり、最後から２番目のＬＥＤセグメント１７５ｎ−１が最後のＬＥＤセグメント１７５ｎに直列結合される。
【００８０】
図示のように、整流器１０５は第１のＬＥＤ１４０１のアノードに直接結合されている。ただし、図示し以下に詳しく論じる電流制限器回路２８０またはインタフェース回路２４０またはＤＣ電源１２５との結合のような、抵抗または他の構成要素による結合のような他の結合構成も本発明の範囲内である。整流器１０５を使用しない同等の実装形態も利用可能であり、このような実装形態について以下に論じる。電流センサ１１５は、電流センサの例示的な種類として電流検知抵抗器１６５として例示され実施されており、すべての電流センサ変形例は同等であり、本発明の範囲内であるとみなされる。このような電流センサ１１５は、装置１００内の他の位置に設けられてもよく、そのようなすべての構成変形例が同等であり、請求される発明の範囲内であるとみなされる。電流センサ１１５はグランド電位１１７に結合されるように図示されているため、コントローラ１２０の１つの入力１６０のみを使用してＬＥＤセグメント１７５および／またはスイッチ１１０（「Ｉ」）を通る電流のレベルのフィードバックを行うことができ、他の実施形態では、限定するものではないが、たとえば、電流検知に利用される２つ以上の電圧レベルの入力用のような追加的な入力を利用してもよい。限定するものではないが、たとえば、電流センサ１１５および／または電圧センサ１９５の代わりにまたは電流センサ１１５および／または電圧センサ１９５に加えて（図７の第２のセンサ２２５などの）光学輝度センサのような他の種類のセンサを利用してもよい。また、電流検知抵抗器１６５は電流制限抵抗器として働いてもよい。コントローラ１２０用の様々なＤＣ電源１２５を実施することができ、すべてのそのような変形例が同等であり、請求される発明の範囲内であるとみなされる。
【００８１】
コントローラ１２０（および後述の他のコントローラ１２０Ａ〜１２０Ｉ）は、以下に詳しく論じるように任意の種類の回路を使用して、公知のように実現されてよく、あるいは当技術分野で公知になり、より一般的には制御回路とみなされてよい。限定するものではないが、たとえば、コントローラ１２０（および他のコントローラ１２０Ａ〜１２０Ｉ）または同等の制御回路は、メモリ回路を含んでも含まなくてもよいデジタル回路、アナログ回路、またはデジタル回路とアナログ回路の両方の組み合わせを使用して実現されてよい。コントローラ１２０は、主として切り替え制御を実行し、パラメータの変動（たとえば、ＬＥＤ１４０電流レベル、電圧レベル、光学輝度値など）を監視してそれに応答するのに利用され、かつ調光または色温度制御のような様々な照明効果のうちの任意の照明効果を実現するのに利用されてもよい。
【００８２】
スイッチ１１０は、スイッチ１１０１、１１０２、１１０３〜１１０ｎ−１として示されており、スイッチの例示的な種類としての例示されたＭＯＳＦＥＴ、以下に詳しく論じる他の同等の種類のスイッチ１１０のような任意の種類のスイッチであってよく、そのようなすべての変形例は同等であり、請求される発明の範囲内であるとみなされる。スイッチ１１０は、ＬＥＤセグメント１７５の端子に対応して結合されている。図示されているように、対応する複数のスイッチ１１０は、各ＬＥＤセグメント１７５の端子において（ただし、最後のＬＥＤセグメント１７５ｎは例外である）ＬＥＤ１４０のカソードに一対一対応で結合されている。特に、この例示的な実施形態では、各スイッチ１１０の第１の端子（たとえば、ドレーン端子）が各ＬＥＤセグメント１７５の対応するＬＥＤ１４０の対応する端子（この例ではカソード）に結合され、各スイッチ１１０の第２の端子（たとえば、ソース端子）が電流センサ１１５（あるいはたとえば、グランド電位１１７、または他のセンサ、電流制限器（後述）、もしくは他のノード（たとえば１３２））に結合されている。各スイッチ１１０のゲートが、出力１５０１、１５０２、１５０３〜１５０ｎ−１として示されている（コントローラ１２０の制御下で）コントローラ１２０の対応する出力１５０に結合されている。この第１の例示的な装置１００では、各スイッチ１１０は、電流バイパス機能を実行し、それによって、スイッチ１１０がオンであり通電しているときに、電流は対応するスイッチを通過し、残りの（または対応する）１つまたは複数のＬＥＤセグメント１７５を迂回する。たとえば、スイッチ１１０１がオンであって通電しており、残りのスイッチ１１０がオフであるときは、電流がＬＥＤセグメント１７５１を通って流れ、ＬＥＤセグメント１７５２〜１７５ｎを迂回し、スイッチ１１０２がオンであって通電しており、残りのスイッチ１１０がオフであるときは、電流がＬＥＤセグメント１７５１をおよび１７５２を通って流れ、ＬＥＤセグメント１７５３〜１７５ｎを迂回し、スイッチ１１０３がオンであって通電しており、残りのスイッチ１１０がオフであるときは、電流がＬＥＤセグメント１７５１、１７５２、および１７５３を通って流れ、残りのＬＥＤセグメント（〜１７５ｎ）を迂回し、オンにされていて通電しているスイッチ１１０がなく（すべてのスイッチ１１０がオフである）ときは、電流がすべてのＬＥＤセグメント１７５１、１７５２、１７５３〜１７５ｎを通って流れる。
【００８３】
したがって、複数のＬＥＤセグメント１７５１、１７５２、１７５３〜１７５ｎは直列に結合されており、複数のスイッチ１１０（１１０１〜１１０ｎ−１）に対応して結合されている。選択されるＬＥＤセグメント１７５は、様々なスイッチの状態に応じて、本明細書では同等に直列ＬＥＤ１４０経路とも呼ばれる直列ＬＥＤ１４０電流経路を形成し、それによって、電流が選択されたＬＥＤセグメント１７５を通って流れ、残りの（選択されない）ＬＥＤセグメント１７５（技術的には、依然として選択されたＬＥＤセグメント１７５に物理的に結合されるが、残りのＬＥＤセグメント１７５への電流の流れが迂回または方向転換されるため、もはや選択されたＬＥＤセグメント１７５に電気的には結合されていない）を迂回するように結合されてよい。回路構成に応じて、すべてのスイッチ１１０がオフである場合、複数のＬＥＤセグメント１７５のうちのすべてのＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路を形成するように結合され、すなわち、ＬＥＤセグメント１７５への電流の流れのうちで迂回または方向転換される流れはない。図示の回路構成では、回路構成（たとえば、様々なスイッチ１１０の位置）に応じて、複数のＬＥＤセグメント１７５のうちの少なくとも１つのＬＥＤセグメント１７５が、直列ＬＥＤ１４０電流経路を形成するように結合され、すなわち、電流の流れがあるとき、この構成では、常に少なくとも１つのＬＥＤセグメントを通って流れる。
【００８４】
コントローラ１２０の制御下で、複数のスイッチ１１０は、電流の流れの観点からは、選択されたＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えるかあるいは直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えるものとみなされてよく、すなわち、ＬＥＤセグメント１７５は、スイッチ１１０によって迂回されていないときに直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられ、スイッチ１００によってあるいはスイッチ１１０を通して迂回されるときに直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えられる。言い換えれば、ＬＥＤセグメント１７５は、ＬＥＤセグメント１７５が受け取る電流がスイッチ１１０によって他の場所に迂回されていないかあるいは送られていないときには直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられ、電流がスイッチ１１０によって他の場所に送られるためにＬＥＤセグメント１７５が電流を受け取らないときには直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えられる。
【００８５】
同様に、コントローラが、ＦＥＴまたはＢＪＴとして実現されるときのスイッチ１１０の対応するゲートまたはベースへの比較的高い電圧の信号（２進論理１）、およびやはりＦＥＴまたはＢＪＴとして実現されるときのスイッチ１１０の対応するゲートまたはベースへの比較的低い電圧の信号（２進論理０）のような複数のスイッチ１１０への対応する制御信号を生成し、それによって、複数のＬＥＤセグメント１７５のうちの対応するＬＥＤセグメント１７５を選択的に直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えるかあるいは直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えることを理解されたい。したがって、コントローラ１１０がＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えるかあるいは直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えるための基準が、コントローラが、ＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えるかあるいは直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替える、複数のスイッチ１１０および／または任意の介在するドライバまたはバッファ回路（図２１にスイッチ・ドライバ４０５として示されている）への対応する制御信号を生成することを暗黙的に意味しかつ含むことを理解されたい。
【００８６】
この切り替え構成の利点は、デフォルトでは、開路スイッチ障害が生じた場合に、ＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に入り、それによって照明デバイスを引き続き動作させ出力光を生成させるように、スイッチを通る電流の流れが必要になるのではなく、ＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に電気的に結合されることである。
【００８７】
しかし、以下に図６を参照して論じる装置４００のような様々な例示的な他の実施形態も、限定するものではないが、たとえば、１つまたは複数のＬＥＤセグメント１７５が第１の直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられ、１つまたは複数のＬＥＤセグメント１７５が第２の直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられ、次いで互いに並列になるように切り替えられるように、ＬＥＤセグメント１７５を、並列ＬＥＤ１４０電流経路と直列ＬＥＤ１４０電流経路の両方に含められるように切り替えること、および並列ＬＥＤ１４０電流経路と直列ＬＥＤ１４０電流経路の両方から除外するように切り替えることを実現する。したがって、例示的な実施形態の様々な回路構造および切り替えの組み合わせに対応するように、「ＬＥＤ１４０電流経路」は、直列ＬＥＤ１４０電流経路もしくは並列ＬＥＤ１４０電流経路のいずれかもしくは両方、および／またはそれらの任意の組み合わせを意味しかつ含む。当業者には、様々な回路構造に応じて、どのＬＥＤ１４０電流経路が直列ＬＥＤ１４０電流経路で、どれが並列直列ＬＥＤ１４０電流経路で、どれが両方の組み合わせであるかが認識されよう。
【００８８】
この切り替え構成が与えられた場合、様々な切り替え方式が可能であり、対応する電流が、任意の数の対応するパターン、量、持続時間、および時間で１つまたは複数のＬＥＤセグメント１７５に供給され、電流が、１つのＬＥＤセグメント１７５からいくつかのＬＥＤセグメント１７５、すべてのＬＥＤセグメント１７５まで供給される。たとえば、期間ｔ１（たとえば、選択される開始時間および持続時間）の間、スイッチ１１０１がオンで導電状態であり、残りのスイッチ１１０がオフであり、電流はＬＥＤセグメント１７５１を通って流れ、ＬＥＤセグメント１７５２〜１７５ｎを迂回し、期間ｔ２の間、スイッチ１１０２がオンで導電状態であり、残りのスイッチ１１０がオフであり、電流はＬＥＤセグメント１７５１および１７５２を通って流れ、ＬＥＤセグメント１７５３〜１７５ｎを迂回し、期間ｔ３の間、スイッチ１１０３がオンで導電状態であり、残りのスイッチ１１０がオフであり、電流はＬＥＤセグメント１７５１、１７５２、および１７５３を通って流れ、残りのＬＥＤセグメント（１７５ｎ）を迂回し、期間ｔｎの間、オンにされていて通電しているスイッチ１１０がなく（すべてのスイッチ１１０がオフであり）、電流はすべてのＬＥＤセグメント１７５１、１７５２、１７５３、１７５ｎを通って流れる。
【００８９】
第１の例示的な実施形態では、実質的に（ＡＣ線１０２によって整流器１０５を介して供給される）整流ＡＣ電圧またはより一般的にはＡＣ電圧に対応し、場合によっては整流ＡＣ電圧またはＡＣ電圧に追従し、整流ＡＣ電圧が比較的高いときには電流が大部分またはすべてのＬＥＤセグメント１７５を通じて供給され、整流ＡＣ電圧が比較的低くあるいは零に近いときには電流がより少ないＬＥＤセグメント１７５または１つのＬＥＤセグメント１７５を通じて供給されるかあるいはＬＥＤセグメント１７５をまったく通さずに供給されるような（スイッチ１１０を介した）電流の切り替えに関して、複数の期間ｔ１〜ｔｎおよび／または対応する入力電圧レベル（ＶＩＮ）（ＶＩＮ１、ＶＩＮ２〜ＶＩＮｎ）および／または他のパラメータ・レベルが決定される。当業者には、限定するものではないが、たとえば、期間、ピーク電流レベルまたはピーク電圧レベル、平均電流レベルまたは平均電圧レベル、移動平均電流レベルまたは移動平均電圧レベル、瞬間電流レベルまたは瞬間電圧レベル、出力（平均、ピーク、または瞬間）光学輝度レベルのような様々なパラメータ・レベルを同等に利用することでき、かつそのようなあらゆる変形例が請求される発明の範囲内であることが認識されかつ理解されよう。第２の例示的な実施形態では、（選択されるかまたは調光器スイッチとの結合を介して装置１００に入力されるかあるいは（任意の）ユーザ・インタフェース１９０を介してユーザによって入力される）調光のような所望の照明効果に対応し、整流ＡＣ電圧が比較的高いときには電流が大部分またはすべてのＬＥＤセグメント１７５を通じて供給され、より低い整流ＡＣ電圧が選択されたときには電流がより少ないＬＥＤセグメント１７５または１つのＬＥＤセグメント１７５を通じて供給されるかあるいはＬＥＤセグメント１７５をまったく通さずに供給されるような（スイッチ１１０を介した）電流の切り替えに関して、複数の期間ｔ１〜ｔｎおよび／または対応する入力電圧レベル（ＶＩＮ）（ＶＩＮ１、ＶＩＮ２〜ＶＩＮｎ）および／または他のパラメータ・レベル（たとえば、出力光学輝度レベル）が決定される。たとえば、比較的低いレベルの輝度が選択されたときには、電流が、所定の時間間隔または選択された時間間隔の間比較的少ないＬＥＤセグメント１７５を通じて供給されるかあるいはどのＬＥＤセグメント１７５も通さずに供給されてよい。
【００９０】
他の例示的な実施形態では、複数のＬＥＤセグメント１７５は、赤色、緑色、青色、琥珀色のような可視範囲の波長を有する発光のような様々な発光スペクトルを有する様々な種類のＬＥＤ１４０で構成されてよい。たとえば、ＬＥＤセグメント１７５１は赤色ＬＥＤ１４０で構成されてよく、ＬＥＤセグメント１７５２は緑色ＬＥＤ１４０で構成され、ＬＥＤセグメント１７５３は青色ＬＥＤ１４０で構成され、他のＬＥＤセグメント１７５ｎ−１は琥珀色または白色ＬＥＤ１４０で構成されてよく、他のＬＥＤセグメント１７５についても同様である。このような例示的な実施形態では、環境光色調節または出力色調節のような他の所望の建築照明効果に対応し、電流が、赤色、緑色、青色、琥珀色のような対応する波長およびそのような波長の対応する組み合わせ（たとえば、赤色と緑色の組み合わせとしての黄色）で対応する発光を生成するように対応するＬＥＤセグメント１７５を通じて供給されるような（スイッチ１１０を介した）電流の切り替えに関して、複数の期間ｔ１〜ｔｎおよび／または対応する入力電圧レベル（ＶＩＮ）（ＶＩＮ１、ＶＩＮ２〜ＶＩＮｎ）および／または他のパラメータ・レベルが決定される。当業者には、任意の選択される照明効果を実現するのに利用することができ、すべてが請求される本発明の範囲内であるＬＥＤ１４０の無数の切り替えパターンおよび種類が認識されよう。
【００９１】
実質的に（ＡＣ線１０２によって整流器１０５を介して供給される）整流ＡＣ電圧に対応し、場合によっては（所定の分散または他の公差または所望の仕様内で）整流ＡＣ電圧に追従する（スイッチ１１０を介した）電流の切り替えに関して複数の期間ｔ１〜ｔｎおよび／または対応する入力電圧レベル（ＶＩＮ）（ＶＩＮ１、ＶＩＮ２〜ＶＩＮｎ）および／または他のパラメータ・レベルが決定される上述の第１の例示的な実施形態では、コントローラ１２０は、整流ＡＣ電圧が比較的高いときには電流が大部分またはすべてのＬＥＤセグメント１７５を通じて供給され、整流ＡＣ電圧が比較的低いかあるいは零に近いときには電流がより少ないＬＥＤセグメント１７５または１つのＬＥＤセグメント１７５を通じて供給されるかあるいはＬＥＤセグメント１７５をまったく通さずに供給されるように、電流が供給される直列結合されるＬＥＤセグメント１７５の数を周期的に調整する。たとえば、選択される実施形態では、ＬＥＤセグメント１７５を通るピーク電流（「ＩＰ」）は実質的に一定に維持され、それによって、整流ＡＣ電圧レベルが高くなり、電流が、現在直列経路に接続されている１つまたは複数のＬＥＤセグメント１７５を通して所定のピーク電流レベルまたは選択されたピーク電流レベルまで増大すると、他のＬＥＤセグメント１７５が直列経路に含められるように切り替えられ、逆に、整流ＡＣ電圧レベルが低くなるにつれて、現在直列経路に接続されているＬＥＤセグメント１７５が連続的に直列経路から除外されるように切り替えられ迂回される。ＬＥＤセグメント１７５が経路（直列ＬＥＤ１４０電流経路）に含められるように切り替えられ、その後ＬＥＤセグメント１７５が経路（直列ＬＥＤ１４０電流経路）から除外されるように切り替えられることによるＬＥＤ１４０を通るこのような電流レベルが図２および３に示されている。特に、図２は、本発明の教示による第１の例示的な負荷電流波形（たとえば全輝度レベル）および入力電圧レベルを示すグラフであり、図３は、本発明の教示による第２の例示的な負荷電流波形（たとえば、より低い輝度レベルまたは調光された輝度レベル）および入力電圧レベルを示すグラフである。
【００９２】
図２および３を参照すると、さらに、整流ＡＣ線電圧が約零ボルトからそのピーク・レベルまで上昇する、ＡＣ（電圧）間隔の第１の部分としての第１の時間間隔（時間象限「Ｑ１」１４６と呼ばれる）、および整流ＡＣ線電圧がそのピーク・レベルから約零ボルトまで低下する、ＡＣ（電圧）間隔の第２の部分としての第２の時間間隔（時間象限「Ｑ２」１４７と呼ばれる）に分割される、整流６０Ｈｚ  ＡＣサイクル（入力電圧ＶＩＮが点線１４２として示されている）の第１の半部の間の選択されたＬＥＤセグメント１７５を通る電流レベルが示されている。ＡＣ電圧が整流されるにつれて、整流６０Ｈｚ  ＡＣサイクルの第２の半部の間、時間象限「Ｑ１」１４６および時間象限「Ｑ２」１４７ならびに対応する電圧レベルが繰り返される。（整流ＡＣ電圧ＶＩＮが理想的で教科書的な例として示されており、実際の使用時にはこの図とは異なる可能性が高いことにも留意されたい。）図２を参照すると、各時間象限Ｑ１およびＱ２について、限定するものではないが、たとえば、７つのＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えることまたは直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えることに対応する７つの時間間隔が示されている。時間間隔１４５１の間の、ＡＣサイクルの開始時には、スイッチ１１０１がオンで通電しており、残りのスイッチ１１０がオフであり、電流（「ＩＳ」）は、ＬＥＤセグメント１７５１を通って流れ、所定のピーク電流レベルまたは選択されたピーク電流レベルＩＰまで上昇する。コントローラ１２０は、電流センサ１１５を使用して、電流がＩＰに達したときに、スイッチ１１０２をオンに切り替え、スイッチ１１０１をオフに切り替え、残りのスイッチ１１０をオフに維持し、それによって時間間隔１４５２を開始することによって次のＬＥＤセグメント１７５２が電流経路に含められるように切り替える。コントローラ１２０はまた、様々な例示的な実施形態で例示される電圧センサ１９５を使用することなどによって、時間間隔１４５１の持続時間、またはＬＥＤセグメント１７５のこの特定の直列組み合わせ（この例では、第１のＬＥＤセグメント１７５１のみである）についてＩＰに達したときの線電圧レベルのような同等のパラメータを測定するかあるいは他の方法で求め、対応する情報をメモリ１８５または他のレジスタもしくはメモリに記憶する。ＬＥＤセグメント１７５の選択された組み合わせについてのこの間隔情報は、時間パラメータであるか、電圧パラメータであるか、測定可能な他のパラメータであるかにかかわらず、第２の時間象限「Ｑ２」１４７中に、対応するＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外するように切り替えるのに利用される（概ね逆の順序）。
【００９３】
引き続き図２を参照すると分かるように、ＡＣサイクルにおいて時間間隔１４５１よりもわずかに遅い時間間隔１４５２の間、スイッチ１１０２がオンで通電しており、残りのスイッチ１１０がオフであり、電流（「ＩＳ」）は、ＬＥＤセグメント１７５１および１７５２を通って流れ、再び所定のピーク電流レベルまたは選択されたピーク電流レベルＩＰまで上昇する。コントローラ１２０は、電流センサ１１５を使用して、電流がＩＰに達したときに、スイッチ１１０３をオンに切り替え、スイッチ１１０２をオフに切り替え、残りのスイッチ１１０をオフに維持し、それによって時間間隔１４５３を開始することによって次のＬＥＤセグメント１７５３が電流経路に含められるように切り替える。コントローラ１２０はまた、時間間隔１４５２の持続時間、またはＬＥＤセグメント１７５のこの特定の直列組み合わせ（この例では、ＬＥＤセグメント１７５１および１７５２である）についてＩＰに達したときの線電圧レベルのような同等のパラメータを測定するかあるいは他の方法で求め、対応する情報をメモリ１８５または他のレジスタもしくはメモリに記憶する。ＬＥＤセグメント１７５の選択された組み合わせについてのこの間隔情報、すなわち、時間パラメータ、電圧パラメータ、または測定可能な他のパラメータは、第２の時間象限「Ｑ２」１４７中に、対応するＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外するように切り替えるのに利用される。整流ＡＣ電圧レベルが高くなるにつれて、このプロセスは、時間間隔１４５ｎで、すべてのＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられ（すなわち、すべてのスイッチ１１０がオフになり、迂回されるＬＥＤセグメント１７５がなくなり）、対応するすべての間隔情報がメモリ１８５に記憶されるまで継続する。
【００９４】
したがって、整流ＡＣ線電圧（ＶＩＮ、図２および３における１４２）が高くなるにつれて、追加的なＬＥＤセグメント１７５が電流経路に含められるように切り替えられることによって、整流ＡＣ線電圧の上昇に応じて利用されるＬＥＤ１４０の数が増えていく。このように、ＬＥＤ１４０を使用することは、実質的にＡＣ線電圧に追従するかあるいはＡＣ線電圧に対応し、それによって、ＬＥＤ１４０によって適切な電流を（たとえば、ＬＥＤデバイス仕様内に）維持することができ、エネルギー貯蔵デバイスを複雑にすることも電力変換器デバイスを複雑にすることもなしに整流ＡＣ線電圧を十分に利用することが可能になる。それによって、この装置１００構成および切り替え方法は、効率を高くし、ＬＥＤ１４０の稼働率を向上させ、全体的により小形の多数のＬＥＤ１４０を使用するのを可能にし、それによって、光出力の効率も高くするとともに放熱および熱管理も向上させる。また、切り替えが頻繁に行われるため、ＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えるかあるいは直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えることによる出力輝度の変化を平均的な人間の観察者が知覚することはできない。
【００９５】
平衡抵抗器がないとき、切り替えの前から後まで、すなわち、時間象限「Ｑ１」１４６（整流ＡＣ電圧が上昇する）の間の電流のジャンプは、数式１で表され、
【００９６】
【数１】
0005635598.tif 000002
上式で、「Ｖｓｗｉｔｃｈ」は切り替えが行われるときの線電圧であり、「Ｒｄ」は１つのＬＥＤ１４０のダイナミック・インピーダンスであり、「Ｎ」は、他のＬＥＤセグメント１７５が電流経路に含められるように切り替えられる前の直列ＬＥＤ１４０電流経路内のＬＥＤ１４０の数であり、△Ｎは、直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられる追加的なＬＥＤ１４０の数である。電圧が時間象限「Ｑ２」１４７の間に低下するときについても同様の数式を導くことができる。（もちろん、この場合、ダイオード電流が零まで低下するため、電流ジャンプによって電流が負になることはない。）数式１は、△Ｎを導電するＬＥＤ１４０の数と比べて小さくするか、あるいはＬＥＤに比較的高いダイナミック・インピーダンスを持たせるか、あるいはその両方を行うことによって電流ジャンプが低減することを示している。
【００９７】
例示的な実施形態では、第２の時間象限「Ｑ２」１４７の間に、整流ＡＣ線形電圧が低下するときに、記憶されている間隔、電圧、またはその他のパラメータ情報を利用して対応するＬＥＤセグメント１７５を逆の順序で（たとえば、「ミラーリングして」）順次、直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替え、すなわち、（Ｑ１の終了時に）直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられたすべてのＬＥＤセグメント１７５の切り替えを開始し、直列ＬＥＤ１４０電流経路内に残るＬＥＤセグメントが１つ（ＬＥＤセグメント１７５１）だけになるまで対応するＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えていく。引き続き図２を参照すると、時間間隔１４８ｎ、すなわち、ＡＣサイクルのピークまたは頂点に続く間隔の間に、すべてのＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられ（すべてのスイッチ１１０がオフになり、迂回されるＬＥＤセグメント１７５がなくなり）、電流（「ＩＳ」）は、すべてのＬＥＤセグメント１７５を通って流れ、その所定のピーク電流レベルまたは選択されたピーク電流レベルＩＰから低下していく。コントローラ１２０は、記憶されている間隔、電圧、または対応する持続時間もしくは電圧レベルのような他のパラメータ情報を使用して、対応する時間が経過するか、あるいは整流ＡＣ入力電圧が記憶されている電圧レベルまで低下するか、あるいは記憶されている他のパラメータ・レベルに達したときに、スイッチ１１０ｎ−１をオンにし、残りのスイッチ１１０をオフに維持し、それによって時間間隔１４８ｎ−１を開始することによって、次のＬＥＤセグメント１７５ｎを電流経路から除外されるように切り替える。次の時間間隔１４８ｎ−１の間、ＬＥＤセグメント１７５ｎ以外のすべてのＬＥＤセグメント１７５が依然として直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられ、電流ＩＳは、これらのＬＥＤセグメント１７５を通って流れ、再びその所定のピーク電流レベルまたは選択されたピーク電流レベルＩＰから低下していく。コントローラ１２０は、やはり対応する持続時間または電圧レベルのような記憶されている間隔情報を使用して、対応する時間が経過するか、電圧レベルに達するか、あるいは記憶されている他のパラメータ・レベルに達したときに、スイッチ１１０ｎ−２をオンにし、スイッチ１１０ｎ−１をオフにし、残りのスイッチ１１０をオフに維持し、それによって時間間隔１４８ｎ−２を開始することによって、次のＬＥＤセグメント１７５ｎ−１を電流経路から除外されるように切り替える。整流ＡＣ電圧レベルが低下するにつれて、このプロセスは、時間間隔１４８１で、直列ＬＥＤ１４０電流経路に残るＬＥＤセグメント１７５が１つだけになるまで継続し、直列ＬＥＤ１４０電流経路に残るＬＥＤセグメント１７５が１つだけになったときに、切り替えプロセスを再開し、次の第１の時間象限「Ｑ１」１４６の間、追加的なＬＥＤセグメント１７５を連続的に直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えてよい。
【００９８】
上述のように、様々なパラメータを利用して、持続時間（時間単位であっても、デバイス・クロック・サイクル・カウント単位であってもよい）、電圧レベル、電流レベルのような第２の時間象限「Ｑ２」１４７で切り替え制御に利用される間隔情報を生成することができる。また、時間象限「Ｑ２」１４７で使用される間隔情報は、先行する最新の第１の時間象限「Ｑ１」１４６で求められた情報であってよく、あるいは例示的な他の実施形態によれば、以下に図２３を参照して詳しく論じるように、力率補正の増強などが実施されるように調整または修正されてよく、ＬＥＤ１４０の温度としてのしきい値を変更すると、使用時にデジタル・フィルタリングを増強して雑音、供給されるＡＣ線電圧の非対称性、予期されない電圧の上昇または低下、通常の過程での他の電圧変動などを低減させることができる。また、たとえば、力率補正のために、ＬＥＤ１４０の電流レベルがＩＰに達するのに十分な時間が所定の間隔に残っているかどうかなどについての時間の計算および見積もりのような様々な計算を実行してもよい。ＩＰを超えるかあるいは超えつつある場合の電流制限、または調光器スイッチのような様々なデバイスとの相互作用に十分な電流を流すことなどのための他の電流管理のような様々な他のプロセスを実行してもよい。
【００９９】
また、例示的な実施形態では、図２に示されている順次切り替えだけでなく、他の切り替え方式を使用してもよい。たとえば、整流ＡＣ電圧レベルの上昇を示す測定値のような実時間情報に基づいて、限定するものではないが、たとえば、２つのＬＥＤセグメント１７５から５つのＬＥＤセグメント１７５に急増するように、追加的なＬＥＤセグメント１７５を電流経路に含められるように切り替えてよく、同様の非順次切り替えを電圧降下などに利用することができ、したがって、順次切り替え、非順次切り替えのような任意の種類の切り替え、および全輝度、調光された輝度、特殊効果、および色温度のような任意の種類の照明効果用の任意の種類の切り替えが、請求される発明の範囲内である。
【０１００】
調光用途用の切り替え変形例のような他の切り替え変形例が図３に示されている。図示のように、追加的なＬＥＤセグメント１７５を、次の第１の時間象限「Ｑ１」１４６の間に直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように順次切り替えることは実行されず、様々なＬＥＤセグメント１７５の組み合わせが省略される。このような用途では、整流ＡＣ入力電圧が位相変調されてよく、たとえば、ＡＣサイクルの各半部の第１の部分（たとえば、３０度〜７０度）の間電圧を供給せず、次に、その位相で電圧を急激に上昇させてよい（図３の１４３）。この場合、時間間隔１４５ｎ−１の間に、ＬＥＤセグメント１７５ｎ以外のすべてのＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられ、電流ＩＳが比較的低速でＩＰまで上昇し、それによって、平均ＬＥＤ１４０電流が変化し、出力輝度レベルが低下する。別段に図示されていないが、ＬＥＤセグメント１７５の同様の省略をＱ２で実行してよく、その場合、やはり出力輝度レベルが低下する。電子分野の当業者には、例示された切り替えだけでなく、このような輝度調整を実現するために実施することのできる互いに無数の異なる切り替えの組み合わせが認識されよう。例示された切り替え方法だけでなく、各間隔の間の平均電流値の修正、各間隔の間のパルス幅変調を含むこのようなすべての変形例が、請求される発明の範囲内である。
【０１０１】
当業者には、請求される発明の範囲内で実施することのできる無数の異なる切り替え間隔方式および対応する切り替え方式が認識されよう。たとえば、所定の切り替え間隔を各ＬＥＤセグメント１７５について個々に事前に決定するか、あるいは他の方法であらかじめ決定してよく、この切り替え間隔は、他の切り替え間隔と等しくても等しくなくてもよく、切り替え間隔は、各ＬＥＤセグメント１７５について等しくなるように選択またはプログラムされてもよく、切り替え間隔は、望ましい照明効果または選択された照明効果を得ることなどのために各ＬＥＤセグメント１７５について動的に決定されてもよく、電圧レベルまたは電流レベルのような測定されたパラメータのフィードバックに基づいて各ＬＥＤセグメント１７５について動的に決定されてもよく、各ＬＥＤセグメント１７５に等しい電流が供給されるように動的に決定されるかまたは事前に決定されてよく、望ましい照明効果または選択された照明効果を得ることなどのために各ＬＥＤセグメント１７５に等しくない電流が供給されるように動的に決定されるかまたは事前に決定されてもよい。
【０１０２】
様々な例示的な装置実施形態が、任意の要素であり必須の要素ではない整流器１０５を含むように図示されていることにも留意されたい。当業者には、非整流ＡＣ電圧または非整流ＡＣ電流を使用して例示的な実施形態を実現できることが認識されよう。また、例示的な実施形態は、逆極性（すなわち、逆方向）で接続された１つまたは複数のＬＥＤセグメント１７５を使用して構成されても、あるいは限定するものではないが、たとえば、１組のＬＥＤセグメント１７５を第１の極性（方向）で接続し、他の１組のＬＥＤセグメント１７５を第２の極性（方向）で接続し、それによって、各ＬＥＤセグメント１７５が非整流ＡＣサイクルのそれぞれの異なる半部の間に電流を受け取るように構成されてもよい。引き続きこの例で説明すると、第１組のＬＥＤセグメント１７５を非整流ＡＣサイクルの第１の半部の間に第１のＬＥＤ１４０電流経路を形成するように切り替え、逆方向または逆極性で配置された第２組のＬＥＤセグメント１７５を非整流ＡＣサイクルの第２の半部の間に第２のＬＥＤ１４０電流経路を形成するように（たとえば、順次または他の順序で）切り替えてよい。
【０１０３】
この例についてさらに説明すると、非整流ＡＣ入力電圧の場合、様々な実施形態は、この場合Ｑ１およびＱ２に分割されているＡＣサイクルの第１の半部について、ＡＣ電圧間隔の第１の部分としてのＱ１の間に、発光ダイオードの第１の複数のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替え、Ｑ２の間、発光ダイオードの第１の複数のセグメントを第１の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることができる。したがって、様々な実施形態は、この場合上記に対応してＱ３部分およびＱ４部分（それぞれＱ１およびＱ２と同一であるが逆極性を有する）に分割されてよいＡＣサイクルの第２の半部について、ＡＣ電圧間隔の第３の部分（Ｑ３）の間に、発光ダイオードの第２の複数のセグメントを、ＡＣ電圧間隔の第１の部分に形成された直列発光ダイオード電流経路とは逆の極性を有する第２の直列発光ダイオード電流経路を形成するように切り替え、ＡＣ電圧間隔の第４の部分（Ｑ４）の間、発光ダイオードの第２の複数のセグメントを第２の直列発光ダイオード電流経路から除外されるように切り替えることができる。このようなすべての変形例が同等であり、請求される発明の範囲内であるとみなされる。
【０１０４】
上述のように、例示的な実施形態は、有力なあるいは有効な力率補正を実施することができる。再び図２を参照すると分かるように、例示的な実施形態では、ＬＥＤ１４０が、入力電圧レベルＶＩＮ（１４９）と実質的にほぼ同時にピーク値（１４１）に到達することができる。様々な実施形態では、電流を小さくする可能性がある、ＬＥＤセグメント１７５ｎのような次のセグメントの切り替えを行う前に、このＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられた場合にＩＰに達するのに十分な時間が象限Ｑ１に残っているかどうかを判定することができる。Ｑ１に十分な時間が残っている場合、このＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられ、Ｑ１に十分な時間が残っていない場合、追加的なＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられることはない。後者の場合、実際のピークＬＥＤ１４０電流が、ＬＥＤ１４０または他の回路構成要素に悪影響を与えるのを避けることなどのために対応するしきい値または他の仕様レベルよりも低く維持される場合には、ＬＥＤ１４０電流がピーク値ＩＰを超えることがある（図２には別段に示されていない）。このような過度の電流レベルを回避する様々な電流制限回路について以下に詳しく論じる。
【０１０５】
図４は、本発明の教示による第２の例示的なシステム２５０、第２の例示的な装置２００、および第１の例示的な電圧センサ１９５Ａを示すブロック・回路図である。第２の例示的なシステム２５０は、交流（「ＡＣ」）線１０２に結合された（同等にオフラインＡＣ  ＬＥＤドライバとも呼ばれる）第２の例示的な装置２００を備える。第２の例示的な装置２００は、複数のＬＥＤ１４０と、複数のスイッチ１１０（一例としてＭＯＳＦＥＴとして示されている）と、コントローラ１２０Ａと、電流センサ１１５と、整流器１０５と、電流調整器１８０（例示的な実施形態として、演算増幅器によって実現されるように示されている）と、補助スイッチ１１１および１１２とを備え、適宜、検知された入力電圧レベルをコントローラ１２０Ａに供給する第１の例示的な電圧センサ１９５Ａ（抵抗器１３０および１３５を使用する分圧器として示されている）を備える。また、適宜、上述のようにメモリ１８５および／またはユーザ・インタフェース１９０を含めてもよい。図示を容易にするために、ＤＣ電源回路１２５は、図４には別段に示されていないが、上記で論じかつ以下により詳しく論じるように任意の回路位置に含めてよい。
【０１０６】
第２の例示的なシステム２５０および第２の例示的な装置２００は、ＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えるかあるいは直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えることに関するかぎり上述の第１のシステム５０および第１の装置１００と同様に動作するが、異なるフィードバック機構および異なる切り替え実装形態を利用して、ＬＥＤセグメント１７５の組ごとに別々の制御をピーク電流に対して施すことができる（たとえば、ＬＥＤセグメント１７５１には第１のピーク電流、ＬＥＤセグメント１７５１および１７５２には第２のピーク電流、ＬＥＤセグメント１７５１、１７５２、および１７５３には第３のピーク電流、すべてのＬＥＤセグメント１７５１〜１７５ｎについて第ｎのピーク電流レベル）。特に、電流センサ１１５からの測定された電流レベルまたは他の方法で求められた電流レベルＩＳのフィードバックが、電流調整を行う演算増幅器として実現される電流調整器１８０１、１８０２、１８０３〜１８０ｎとして示されている電流調整器１８０の対応する反転端子に供給される。ＬＥＤセグメント１７５の対応する各組についての所望のピーク電流レベルまたは選択された電流レベルが、ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３〜ＩＰｎとして示されており、コントローラ１２０Ａによって（出力１７０１、１７０２、１７０３〜１７０ｎを介して）電流調整器１８０の対応する非反転端子に供給される。各電流調整器１８０１、１８０２、１８０３〜１８０ｎの出力が、対応するスイッチ１１０１、１１０２、１１０３〜１１０ｎのゲートに結合されており、また、補助スイッチ１１１（１１１１、１１１２、１１１３〜１１１ｎ）および１１２（１１２１、１１２２、１１２３〜１１２ｎ）はそれぞれ、（スイッチ１１１の場合は出力１７２１、１７２２、１７２３〜１７２ｎを介し、スイッチ１１２の場合は出力１７１１、１７１２、１７１３〜１７１ｎを介して）コントローラ１２０Ａに結合されかつコントローラ１２０Ａによって制御されるゲートを有しており、それによってトライステート制御およびより詳細な電流調整が可能である。補助スイッチ１１１および１１２のうちでオンになっているスイッチがなく、かつスイッチ１１０が、電流センサ１１５からフィードバックされる電流ＩＳをコントローラ１２０から供給されるピーク電流レベルと比較し、それによって、スイッチ１１０および対応する１組のＬＥＤセグメント１７５を通る電流をゲーティングする対応する電流調整器１８０によって制御されるときには、第１の線形制御モードが実行される。補助スイッチ１１１がオンであり、かつ対応するスイッチ１１２がオフであるときには第２の飽和制御モードが実行される。補助スイッチ１１２がオンであり、かつ対応するスイッチ１１１がオフであり、それによって、電流が対応するスイッチ１１０を流れないときには第３の無効制御モードが実行される。第２の例示的なシステム２５０および第２の例示的な装置２００によって実行される制御は、限定ではないが、１組のＬＥＤセグメント１７５全体を省略することを含め、電流および通電時間を個別に設定して対応する各組のセグメントを駆動するうえで融通性に富んでいる。
【０１０７】
図５は、本発明の教示による第３の例示的なシステム３５０および第３の例示的な装置３００を示すブロック・回路図である。第３の例示的なシステム３５０は、交流（「ＡＣ」）線１０２に結合された（同等にオフラインＡＣ  ＬＥＤドライバとも呼ばれる）第３の例示的な装置３００も備える。第３の例示的な装置３００は、複数のＬＥＤ１４０と、複数のスイッチ１１０（一例としてＭＯＳＦＥＴとして示されている）と、コントローラ１２０Ｂと、電流センサ１１５と、整流器１０５とを備え、適宜、検知された入力電圧レベルをコントローラ１２０Ｂに供給する電圧センサ１９５（抵抗器１３０および１３５を使用する分圧器である電圧センサ１９５Ａとして示されている）を備える。また、適宜、上述のようにメモリ１８５および／またはユーザ・インタフェース１９０を含めてもよい。図示を容易にするために、ＤＣ電源回路１２５は、図５には別段に示されていないが、上記で論じかつ以下により詳しく論じるように任意の回路位置に含めてよい。
【０１０８】
３つのスイッチ１１０および３つのＬＥＤセグメント１７５が図示されているが、このシステム３５０および装置３００の構成は容易にＬＥＤセグメント１７５を増やして拡張するかあるいはＬＥＤセグメント１７５を減らして縮小することができる。また、ＬＥＤセグメント１７５１、１７５２、および１７５３にはそれぞれ、１つ、２つ、および４つのＬＥＤ１４０が示されているが、任意の所定のＬＥＤセグメント１７５内のＬＥＤ１４０の数はこれらより多くても少なくてもよく、互いに等しくても等しくなくてもよく、すべての変形例が請求される発明の範囲内である。この例示的な装置３００およびシステム３５０では、各スイッチ１１０が対応するＬＥＤセグメント１７５の対応する各端子に結合され、すなわち、スイッチ１１０１のドレーンが（ＬＥＤ１４０１のアノードの所で）ＬＥＤセグメント１７５１の第１の端子に結合され、かつスイッチ１１０１のソースが（ＬＥＤ１４０１のカソードの所で）ＬＥＤセグメント１７５１の第２の端子に結合され、スイッチ１１０２のドレーンが（ＬＥＤ１４０２のアノードの所で）ＬＥＤセグメント１７５２の第１の端子に結合され、かつスイッチ１１０２のソースが（ＬＥＤ１４０３のカソードの所で）ＬＥＤセグメント１７５２の第２の端子に結合され、スイッチ１１０３のドレーンが（ＬＥＤ１４０４のアノードの所で）ＬＥＤセグメント１７５３の第１の端子に結合され、かつスイッチ１１０３のソースが（ＬＥＤ１４０７のカソードの所で）ＬＥＤセグメント１７５３の第２の端子に結合されている。この回路構成では、スイッチ１１０は、選択されたＬＥＤセグメント１７５を迂回するとともに、電流の流れを遮断し、７つのスイッチではなく３つのスイッチ１１０のみを使用して７つの回路状態を実現するのを可能にする。また、各ＬＥＤセグメント１７５が、ＡＣサイクルの間同じ持続時間にわたって直列ＬＥＤ１４０電流経路に結合され、かつ各ＬＥＤセグメント１７５が、実質的に同じであるかあるいは概ね同じである電流を導通させる、各ＬＥＤセグメント１７５について実質的に平衡した仕事量または等しい仕事量のような選択された任意の使用量または仕事量を実現する切り替え間隔を事前に選択するかあるいは動的に決定してよい。
【０１０９】
表１には、例示的な装置３００およびシステム３５０の様々な回路状態についてまとめている。表１では、「Ｎ」がある整数個のＬＥＤ１４０に等しいより一般的なケースとして、ＬＥＤセグメント１７５１は「１Ｎ」個のＬＥＤ１４０を有し、ＬＥＤセグメント１７５２は「２Ｎ」個のＬＥＤ１４０を有し、ＬＥＤセグメント１７５３は「３Ｎ」個のＬＥＤ１４０を有しており、最後の列が、ＬＥＤセグメント１７５１が１つのＬＥＤ１４０を有し、ＬＥＤセグメント１７５２が２つのＬＥＤ１４０を有し、ＬＥＤセグメント１７５３が４つのＬＥＤ１４０を有する、図５に示されているより特定のケース（Ｎ＝１）を示している。
【０１１０】
【表１】
0005635598.tif 000003
【０１１１】
状態１では、電流がＬＥＤセグメント１７５１を通って流れる（スイッチ１１０１がオフであり、そのバイパス経路で電流が遮断されるため）とともにスイッチ１１０２、１１０３を通って流れる。状態２では、電流がスイッチ１１０１、ＬＥＤセグメント１７５２、およびスイッチ１１０３を通って流れる。状態３では、電流がＬＥＤセグメント１７５１、ＬＥＤセグメント１７５２、およびスイッチ１１０３を通って流れ、他の状態についても表１に示されているように電流が流れる。上記に図１および２に関して説明したように、整流ＡＣ電圧が高くなるにつれて、直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられるＬＥＤ１４０が多くなり、整流ＡＣ電圧が低くなるにつれて、対応する数のＬＥＤ１４０が迂回される（直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えられる）ような切り替え間隔および切り替え状態を例示的な装置３００およびシステム３５０に設定してよく、数式１を使用して電流の変化をモデル化することもできることに留意されたい。例示的な装置３００およびシステム３５０のこのような各ＬＥＤセグメント１７５内のＬＥＤセグメント１７５の数およびＬＥＤ１４０の数を変更することによって、対応する任意の照明効果、回路パラメータ（たとえば、電圧レベルまたは電流レベル）などの必要に応じてあるいはそのような照明効果、回路パラメータなどに望ましいように、ＬＥＤ１４０の事実上あらゆる組み合わせおよび事実上あらゆる数のＬＥＤ１４０のオン・オフを切り替えることができることにも留意されたい。この例示的な構成では、すべてのスイッチ１１０を同時にオンにして通電させるべきではないことにも留意されたい。
【０１１２】
図６は、本発明の教示による第４の例示的なシステム４５０および第４の例示的な装置４００を示すブロック・回路図である。第４の例示的なシステム４５０は、交流（「ＡＣ」）線１０２に結合された（同等にオフラインＡＣ  ＬＥＤドライバとも呼ばれる）第４の例示的な装置４００も備える。第４の例示的な装置４００は、複数のＬＥＤ１４０と、複数の（第１のまたは「ハイ側」）スイッチ１１０（一例としてＭＯＳＦＥＴとして示されている）と、コントローラ１２０Ｃと、電流センサ１１５と、整流器１０５と、複数の（第２のまたは「ロー側」）スイッチ２１０と、複数の分離（またはブロッキング）ダイオード２０５とを備え、適宜、検知された入力電圧レベルをコントローラ１２０Ｂに供給する電圧センサ１９５（分圧器である電圧センサ１９５Ａとして示されている）を備える。また、適宜、上述のようにメモリ１８５および／またはユーザ・インタフェース１９０を含めてもよい。
【０１１３】
第４の例示的なシステム４５０および第４の例示的な装置４００は、ＬＥＤセグメント１７５の直列構成と並列構成の両方を無数の組み合わせで実現する。図示および説明を容易にするために、図６では４つのＬＥＤセグメント１７５と各ＬＥＤセグメント１７５内の２つのＬＥＤ１４０とが示されているが、当業者には、容易にＬＥＤセグメント１７５を増やして拡張するかあるいはＬＥＤセグメント１７５を減らして縮小することができ、かつ任意の所定のＬＥＤセグメント１７５内のＬＥＤ１４０の数が上記より多くても少なくてもよく、互いに等しくても等しくなくてもよく、かつすべての変形例が請求される発明の範囲内であることが認識されよう。しかし、組み合わせによっては、ＬＥＤセグメント１７５の数が均等であることが望ましいことがある。
【０１１４】
スイッチ１１０１、１１０２、および１１０３として示されている（第１の）各スイッチ１１０は、図示のように対応するＬＥＤセグメント１７５の第１のＬＥＤ１４０および分離ダイオード２０５に対応して結合されている。スイッチ２１０１、２１０２、および２１０３として示されている（第２の）各スイッチ２１０は、対応するＬＥＤセグメント１７５の最後のＬＥＤ１４０および電流センサ１１５（またはたとえば、グランド電位１１７もしくは他のセンサもしくは他のノード）に対応して結合されている。各スイッチ２１０のゲートは、出力２２０１、２２０２、および２２０３として示されているコントローラ１２０Ｃの対応する出力２２０に結合されている（かつコントローラ１２０Ｃの制御下にある）。この第４の例示的なシステム４５０および第４の例示的な装置４００では、各スイッチ１１０および２１０は電流バイパス機能を実行し、それによって、スイッチ１１０および／または２１０がオンであり通電しているとき、電流は、対応するスイッチを通って流れ、残りの（または対応する）１つまたは複数のＬＥＤセグメント１７５を迂回する。
【０１１５】
第４の例示的なシステム４５０および第４の例示的な装置４００では、任意のＬＥＤセグメント１７５を個々に制御することも、他のＬＥＤセグメント１７５に関連して制御することもできる。限定するものではないが、たとえば、スイッチ２１０１がオンであり、かつ残りのスイッチ１１０および２１０がオフであるとき、電流はＬＥＤセグメント１７５１にのみ供給され、スイッチ１１０１および２１０２がオンであり、かつ残りのスイッチ１１０および２１０がオフであるとき、電流はＬＥＤセグメント１７５２にのみ供給され、スイッチ１１０２および２１０３がオンであり、かつ残りのスイッチ１１０および２１０がオフであるとき、電流はＬＥＤセグメント１７５３にのみ供給され、スイッチ１１０３がオンであり、かつ残りのスイッチ１１０および２１０がオフであるとき、電流はＬＥＤセグメント１７５４にのみ供給される。
【０１１６】
また、限定するものではないが、たとえば、スイッチ２１０２がオンであって残りのスイッチ１１０および２１０がオフであるときに、電流がＬＥＤセグメント１７５１およびＬＥＤセグメント１７５２に直列にのみ供給され、スイッチ１１０２がオンであって残りのスイッチ１１０および２１０がオフであるときに、電流がＬＥＤセグメント１７５３およびＬＥＤセグメント１７５４に直列にのみ供給され、スイッチ１１０１および２１０３がオンであって残りのスイッチ１１０および２１０がオフであるときに、電流がＬＥＤセグメント１７５２およびＬＥＤセグメント１７５３に直列にのみ供給される、といった具合になど、任意のＬＥＤセグメント１７５が、直列ＬＥＤ１４０電流経路を形成するように任意の直列組み合わせとして構成されてよい。
【０１１７】
また、ＬＥＤセグメント１７５の様々な並列組み合わせおよび直列組み合わせも利用可能である。やはり限定するものではないが、たとえば、すべてのスイッチ１１０および２１０がオンであるとき、すべてのＬＥＤセグメント１７５が並列に構成され、それによって複数の並列ＬＥＤ１４０電流経路が形成され、スイッチ１１０２および２１０２がオンであり、残りのスイッチ１１０および２２０がオフであるとき、ＬＥＤセグメント１７５１とＬＥＤセグメント１７５２が互いに直列に接続され、第１の直列ＬＥＤ１４０電流経路を形成し、ＬＥＤセグメント１７５３とＬＥＤセグメント１７５４が互いに直列に接続され、第２の直列ＬＥＤ１４０電流経路を形成し、この２つの直列組み合わせがさらに互いに並列に組み合わされ（ＬＥＤセグメント１７５１とＬＥＤセグメント１７５２の直列組み合わせがＬＥＤセグメント１７５３とＬＥＤセグメント１７５４の直列組み合わせに並列に接続され）、２つの直列ＬＥＤ１４０電流経路の並列組み合わせを備える並列ＬＥＤ１４０電流経路を形成し、すべてのスイッチ１１０および２１０がオフであるとき、すべてのＬＥＤセグメント１７５が、整流ＡＣ電圧に接続されたＬＥＤ１４０の１つのストリングとして１つの直列ＬＥＤ１４０電流経路を形成するように構成される。
【０１１８】
任意の組み合わせで直列、並列、または直列と並列の両方に結合されるＬＥＤ１４０の数を増やすことによって整流ＡＣ電圧レベルに実質的に追従することなどのために、上述のように、例示的な装置４００およびシステム４５０のこのような各ＬＥＤセグメント１７５内のＬＥＤセグメント１７５の数およびＬＥＤ１４０の数を変更することによって、対応する任意の照明効果、回路パラメータ（たとえば、電圧レベルまたは電流レベル）などの必要に応じてあるいはそのような照明効果、回路パラメータなどに望ましいように、ＬＥＤ１４０の事実上あらゆる組み合わせおよび事実上あらゆる数のＬＥＤ１４０のオン・オフを切り替えることができることにも留意されたい。
【０１１９】
図７は、本発明の教示による第５の例示的なシステム５５０および第５の例示的な装置５００を示すブロック・回路図である。第５の例示的なシステム５５０と第５の例示的な装置５００は、構造が類似しており、第１の例示的なシステム５０および第１の例示的な装置１００と実質的に同様に動作し、第５の例示的なシステムおよび第５の例示的な装置５００が、（電流センサ１１５に加えて）選択されたフィードバックをコントローラ入力２３０を通してコントローラ１２０Ｄに供給する（第２の）センサ２２５をさらに備え、電源などの例示的な他の回路位置を示すＤＣ電源回路１２５Ｃも備える点が異なる。図７は、入力電圧センサ１９５も概略的に示している。入力電圧センサ１９５は、抵抗器１３０および１３５を使用する分圧器として実現されてもよい。この例示的な実施形態では、ＤＣ電源回路１２５Ｃは最後のＬＥＤセグメント１７５ｎに直列に実装されており、第３の例示的なＤＣ電源回路１２５Ｃについて以下に図２０を参照して論じる。
【０１２０】
限定するものではないが、たとえば、第２のセンサ２２５は光学センサまたは熱センサであってよい。引き続き上記の例で説明すると、第２のセンサ２２５が、ＬＥＤ１４０から放出される光に関するフィードバックをコントローラ１２０Ｄに供給する光学センサである例示的な実施形態では、複数のＬＥＤセグメント１７５は、赤色、緑色、青色、琥珀色のような可視範囲の波長を有する発光のようなそれぞれの異なる発光スペクトルを有する様々な種類のＬＥＤ１４０で構成されてよい。たとえば、ＬＥＤセグメント１７５１は赤色ＬＥＤ１４０で構成されてよく、ＬＥＤセグメント１７５２は緑色ＬＥＤ１４０で構成されてよく、ＬＥＤセグメント１７５３は青色ＬＥＤ１４０で構成されてよく、他のＬＥＤセグメント１７５ｎ−１は琥珀色または白色ＬＥＤ１４０で構成されてよく、他のＬＥＤセグメント１７５についても同様である。上述のように、第２の光学センサ２２５からのフィードバックを使用するこのような例示的な実施形態では、環境光色調節または出力色調節（すなわち、色温度の調節）のような所望の建築照明効果または選択された建築照明効果に対応し、電流が、赤色、緑色、青色、琥珀色、白色のような対応する波長およびそのような波長の対応する組み合わせ（たとえば、赤色と緑色の組み合わせとしての黄色）で対応する発光を生成するように対応するＬＥＤセグメント１７５を通じて供給されるような（スイッチ１１０を介した）電流の切り替えに関して、コントローラ１２０Ｄによって複数の期間ｔ１〜ｔｎが決定される。当業者には、選択された任意の照明効果を実現するのに使用することができ、すべてが請求される発明の範囲内である無数の切り替えパターンおよび種類が認識されよう。
【０１２１】
図８は、本発明の教示による第６の例示的なシステム６５０および第６の例示的な装置６００を示すブロック・回路図である。第６の例示的なシステム６５０は、交流（「ＡＣ」）線１０２に結合された（同等にオフラインＡＣ  ＬＥＤドライバとも呼ばれる）第６の例示的な装置６００を備える。第６の例示的な装置６００は、複数のＬＥＤ１４０と、複数のスイッチ１１０（一例としてＭＯＳＦＥＴとして示されている）と、コントローラ１２０Ｅと、（第１の）電流センサ１１５と、整流器１０５とを備え、適宜、検知された入力電圧レベルをコントローラ１２０に供給する電圧センサ１９５を備える。また、適宜、上述のようにメモリ１８５および／またはユーザ・インタフェース１９０を含めてもよい。
【０１２２】
任意の構成用として、第６の例示的な装置６００は、電流制限器回路２６０、２７０、または２８０をさらに備え、インタフェース回路２４０を備えてもよく、電圧センサ１９５を備えてもよく、温度保護回路２９０を備えてもよい。電流制限器回路２６０、２７０、または２８０は、複数のＬＥＤ１４０が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられる間に整流ＡＣ電圧が異常に高くなったような場合に、ＬＥＤ１４０電流が大幅に増大する可能性を防止するのに利用される。電流制限器回路２６０、２７０、または２８０は、能動的であり、コントローラ１２０Ｅの制御を受け、場合によってはバイアス電圧または動作電圧を有してよく、あるいは受動的であり、コントローラ１２０Ｅおよびバイアス電圧または動作電圧から独立していてよい。電流制限回路２６０、２７０、または２８０の３つの位置および互いに異なるいくつかの実施形態が図示されているが、任意の所定の装置実装形態に対して電流制限器回路２６０、２７０、または２８０の１つが選択されることを理解されたい。電流制限器回路２６０は、第６の例示的な装置６００の「ロー側」の、電流センサ１１５（ノード１３４）とスイッチ１１０のソース（および最後のＬＥＤ１４０ｎのカソード）（ノード１３２）との間に配置されており、同様に、このような電流制限器回路２６０は電流センサ１１５とグランド電位１１７（または整流器１０５の戻り経路）との間に配置されてもよい。代替構成として、電流制限器回路２８０は、第６の例示的な装置６００の「ハイ側」の、ノード１３１と直列ＬＥＤ１４０電流経路の第１のＬＥＤ１４０１のアノードとの間に配置される。他の代替構成として、電流制限器回路２７０は、第６の例示的な装置６００の「ハイ側」と「ロー側」の間に利用され、上部レール（ノード１３１）とグランド電位１１７（または電流センサ１１５のロー側またはハイ側（ノード１３４）、またはノード１３１を含む他の回路ノード）との間に結合されてよい。電流制限器回路２６０、２７０、または２８０は、様々な構成で実現されてよく、第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）内の様々な位置に設けられてよい。例示的ないくつかの電流制限器回路２６０、２７０、または２８０について図９〜１２を参照して例示し論じる。
【０１２３】
インタフェース回路２４０は、位相変調調光を行うことができ、かつ適切に動作するのに最小保持電流または最小ラッチ電流を必要とすることがある調光器スイッチ２８５のような従来技術のスイッチとの後方（または逆）互換性を実現するのに利用される。様々な状況下で、ＡＣサイクル中の様々な時間に、１つまたは複数のＬＥＤ１４０はそのような最小保持電流または最小ラッチ電流を流すことも流さないこともあり、したがって、そのような調光器スイッチ２８５の動作が不適切になる可能性がある。一般に、デバイス製造業者には、第６の例示的な装置６００のような照明デバイスが調光器スイッチ２８５と一緒に利用されるかどうかが事前に分からないため、照明デバイスにインタフェース回路２４０を含めることができる。例示的なインタフェース回路２４０は一般に、ＬＥＤ１４０電流を監視し、ＬＥＤ１４０電流が所定のしきい値（たとえば、５０ｍＡ）よりも小さい場合、第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）により大きい電流を流す。例示的なインタフェース回路２４０は、様々な構成で実現されてよく、第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）内の様々な位置に設けられてよい。例示的ないくつかのインタフェース回路２４０について図１３〜１７を参照して例示し論じる。
【０１２４】
電圧センサ１９５は、整流器１０５からの整流ＡＣ電圧の入力電圧レベルを検知するのに利用される。例示的な入力電圧センサ１９５は、上述のように、抵抗器１３０および１３５を使用する分圧器として実現されてもよい。電圧センサ１９５は、上記に例示された分圧器に加えて、電子分野で公知であるかあるいは公知になるように、様々な構成で実現されてよく、かつ第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）内の様々な位置に設けられてよく、このようなすべての構成および位置が、同等でありかつ請求される発明の範囲内であるとみなされる。
【０１２５】
温度保護回路２９０は、温度が所定のしきい値を超えて上昇したことを検出し、そのような温度上昇が生じた場合に、ＬＥＤ１４０電流を小さくするのに利用され、それによって例示的な装置６００を温度に関連する損傷の可能性からある程度保護する働きをする。例示的な温度保護回路２９０は、様々な構成で実現されてよく、かつ第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）内の様々な位置に設けられてよい。例示的な温度保護回路２９０Ａについて、図１１を参照して例示し論じる。
【０１２６】
図９は、本発明の教示による第１の例示的な電流制限器２６０Ａを示すブロック・回路図である。例示的な電流制限器２６０Ａは、第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）の「ロー側」の、ノード１３４とノード１３２との間に実装されており、「能動」電流制限回路である。所定の第１のしきい値電流または動的に決定された第１のしきい値電流レベル（「ＩＴＨ１」）（たとえば、選択された仕様に関する高電流レベルまたは最大電流レベル）が、コントローラ１２０Ｅ（出力２６５）によって誤差増幅器１８１の非反転端子に供給され、誤差増幅器１８１が、（対応する電圧としての）しきい値電流ＩＴＨ１を（電流センサ１１５から）ＬＥＤ１４０を通る（やはり対応する電圧としての）電流ＩＳと比較する。ＬＥＤ１４０を通る電流ＩＳがしきい値電流ＩＴＨ１よりも小さいとき、誤差増幅器１８１の出力が高くなり、スイッチ１１４（パス素子とも呼ぶ）をオン状態に維持するのに十分な高さの出力になり、電流ＩＳが流れることが可能になる。ＬＥＤ１４０を通る電流ＩＳがしきい値電流ＩＴＨ１よりも大きくなると、誤差増幅器１８１の出力が線形モードで低下し、スイッチ１１４を線形モードで制御（またはゲーティング）し、流れる電流ＩＳのレベルを低くする。
【０１２７】
図１０は、本発明の教示による第２の例示的な電流制限器２７０Ａを示すブロック・回路図である。例示的な電流制限器２７０Ａは、第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）の「ハイ側」（ノード１３１）と「ロー側」の間の、ノード１１７（電流センサ１１５のロー側）の所およびノード１３２（直列接続された最後のＬＥＤ１４０ｎのカソード）の所に実装されており、「受動」電流制限回路である。第１の抵抗器２７１と第２の抵抗器２７２は、ノード１３１（たとえば、整流器１０５の正の端子）とスイッチ１１６（パス素子とも呼ばれる）のゲートとの間に結合されたバイアス・ネットワークを形成するように直列に結合されており、典型的な動作の間、スイッチ１１６を導電モードでバイアスさせる。ＮＰＮトランジスタ２７４が、そのコレクタの所で第２の抵抗器２７２に結合され、そのベース−エミッタ接合部を介して電流センサ１１５に結合されている。電流センサ１１５（たとえば、抵抗器１６５）の両端間の電圧降下がトランジスタ２７４のベース−エミッタ接合部の降伏電圧に達した場合、トランジスタ２７４が通電を開始し、スイッチ１１６を線形モードで制御（またはゲーティング）し、流れる電流ＩＳのレベルを低くする。この第２の例示的な電流制限器２７０Ａが動作するのに動作（バイアス）電圧を必要としないことに留意されたい。ツェナー・ダイオード２７３がトランジスタ（ＦＥＴ）１１６へのゲート−ソース電圧を制限する働きをする。
【０１２８】
図１１は、本発明の教示による第３の例示的な電流制限器２７０Ｂおよび温度保護回路２９０Ａを示すブロック・回路図である。例示的な電流制限器２７０Ｂは、第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）の「ハイ側」（ノード１３１）と「ロー側」の間の、ノード１１７（電流センサ１１５のロー側）の所、ノード１３４（電流センサ１１５の「ハイ」側）の所、およびノード１３２（直列接続された最後のＬＥＤ１４０ｎのカソード）の所に実装されており、「受動」電流制限回路である。第３の例示的な電流制限器２７０Ｂは、抵抗器２８３と、ツェナー・ダイオード２８７と、トランジスタ（ＦＥＴ）２９１およびＮＰＮバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）として示されている２つのスイッチまたはトランジスタとを備える。動作時には、トランジスタ（ＦＥＴ）２９１は通常、オンであってＬＥＤ１４０電流を（ノード１３２とノード１３４の間を）通電させ、抵抗器２８３およびツェナー・ダイオード２８７によってバイアスが生成される。（ノード１３４とノード１１７の間の）電流センサ１１５の両端間の電圧がトランジスタ２９３のベース−エミッタ接合部をバイアスさせ、ＬＥＤ１４０電流が所定の限界を超えた場合、この電圧はトランジスタ２９３をオンにするのに十分な高さの電圧になり、ノード２８８（およびトランジスタ（ＦＥＴ）２９１のゲート）がグランド電位にプルされ、トランジスタ（ＦＥＴ）２９１における通電が低下し、それによってＬＥＤ１４０電流が制限される。ツェナー・ダイオード２８７がトランジスタ（ＦＥＴ）２９１へのゲート−ソース電圧を制限する働きをする。
【０１２９】
例示的な温度保護回路２９０Ａは、分圧器として構成された第１の抵抗器２８１および第２の温度依存抵抗器２８２と、ツェナー・ダイオード２８９および２８７と、ＦＥＴ２９２および２９１として示されている２つのスイッチまたはトランジスタとを備える。動作温度が高くなるにつれて、抵抗器２８２の抵抗が大きくなり、トランジスタ（ＦＥＴ）２９２のゲートに印加される電圧が高くなり、やはりノード２８８（およびトランジスタ（ＦＥＴ）２９１のゲート）がグランド電位にプルされ、トランジスタ（ＦＥＴ）２９１における通電が低下し、それによってＬＥＤ１４０電流が制限される。ツェナー・ダイオード２８９がトランジスタ（ＦＥＴ）２９２へのゲート−ソース電圧を制限する働きをする。
【０１３０】
図１２は、本発明の教示による第４の例示的な電流制限器２８０Ａを示すブロック・回路図である。例示的な電流制限器回路２８０Ａは、第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）の「ハイ側」の、ノード１３１と直列ＬＥＤ１４０電流経路の第１のＬＥＤ１４０１との間に配置され、さらにノード１３４（電流センサ１１５の「ハイ」側）に結合されている。第４の例示的な電流制限器２８０Ａは、抵抗器３０１として実現された第２の電流センサと、ツェナー・ダイオード３０６と、トランジスタ（Ｐ型ＦＥＴ）３０８およびトランジスタ（ＰＮＰ  ＢＪＴ）３０９として示されている２つのスイッチまたはトランジスタと（ノード１３４（電流センサ１１５の「ハイ」側）に結合された任意の第２の抵抗器３０２と）を備える。第２の電流センサ３０１の両端間の電圧がトランジスタ３０９のベース−エミッタ接合部をバイアスさせ、ＬＥＤ１４０電流が所定の限界を超えた場合、この電圧がトランジスタ３０９をオンにするのに十分な高さの電圧になり、ノード３０７（およびトランジスタ（ＦＥＴ）３０８のゲート）がより高い電圧にプルされ、トランジスタ（ＦＥＴ）３０８における通電が低下し、それによってＬＥＤ１４０電流が制限される。ツェナー・ダイオード３０６がトランジスタ（ＦＥＴ）３０８へのゲート−ソース電圧を制限する働きをする。
【０１３１】
上述のように、インタフェース回路２４０は、位相変調調光を行うことができ、かつ適切に動作するのに最小保持電流または最小ラッチ電流を必要とすることがある調光器スイッチ２８５のような従来技術のスイッチとの後方（または逆）互換性を実現するのに利用される。例示的なインタフェース回路２４０は、様々な構成で実現されてよく、以下に例示し論じる装置を含む例示的な装置１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００内の様々な位置に設けられてよい。
【０１３２】
図１３は、本発明の教示による第１の例示的なインタフェース回路２４０Ａを示すブロック・回路図である。例示的なインタフェース回路２４０Ａは、第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）の「ハイ側」（ノード１３１）と「ロー側」の間の、ノード１３４（電流センサ１１５の「ハイ」側）の所または他のロー側ノード１３２の所に実装されている。第１の例示的なインタフェース回路２４０Ａは、第１および第２のスイッチ１１８および１１９と誤差増幅器（または比較器）１８３とを備える。スイッチ（ＦＥＴ）１１９として示されているパス素子は、ＬＥＤ１４０Ｐ１〜１４０Ｐｎとして示されている（直列ＬＥＤ１４０電流経路に並列接続された）追加的な１つまたは複数のＬＥＤ１４０に結合され、有用な光出力を生成し、スイッチ１１９の通電時の無効な電力損失を回避する。所定の第２のしきい値電流または動的に決定された第２のしきい値電流レベル（「ＩＴＨ２」）（たとえば、調光器２８５の最小保持電流レベルまたは最小ラッチング電流レベル）が、コントローラ１２０Ｅ（出力２７５）によって誤差増幅器（または比較器）１８３の非反転端子に供給され、誤差増幅器１８３が、（対応する電圧としての）しきい値電流ＩＴＨ２を（電流センサ１１５から）ＬＥＤ１４０を通る（やはり対応する電圧としての）電流ＩＳと比較する。コントローラ１２０Ｅは、電流センサ１１５から（たとえば、電圧レベルとしての）電流レベルＩＳの情報も受け取る。ＬＥＤ１４０を通る電流ＩＳが最小保持電流または最小ラッチング電流のようなしきい値電流ＩＴＨ２よりも大きいとき、コントローラ１２０Ｅは、（スイッチ１１９のゲートに接続された）スイッチ１１８をオンにし、スイッチ１１９を事実上オフにし、第１の例示的なインタフェース回路２４０Ａの電流シンク機能を無効化し、したがって、第１の例示的なインタフェース回路２４０Ａがさらなる電流を流すことはない。ＬＥＤ１４０を通る電流ＩＳが、しきい値電流ＩＴＨ２よりも小さくなり、たとえば、最小保持電流または最小ラッチング電流よりも小さくなると、コントローラ１２０Ｅがスイッチ１１８をオフにし、スイッチ１１９が誤差増幅器（または比較器）１８３の出力によって線形モードで動作させられ、さらなる電流ＩＳがＬＥＤ１４０Ｐ１〜１４０Ｐｎおよびスイッチ１１９を通って流れることができる。
【０１３３】
図１４は、本発明の教示による第２の例示的なインタフェース回路２４０Ｂを示すブロック・回路図である。例示的なインタフェース回路２４０Ｂは、第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）の「ハイ側」（ノード１３１）と「ロー側」の間に実装され、たとえば、電流センサ１１５（抵抗器１６５として実現されている）を介してノード１３４および１１７の所に結合される。第２の例示的なインタフェース回路２４０Ｂは、第１および第２および第３の抵抗器３１６、３１７と、（トランジスタ３１９のゲート電圧をクランプする）ツェナー・ダイオード３１１と、Ｎ型ＦＥＴ３１９およびトランジスタ（ＮＰＮ  ＢＪＴ）３１４として示されている２つのスイッチまたはトランジスタとを備える。ＬＥＤ１４０を通る電流ＩＳが最小保持電流または最小ラッチング電流のようなしきい値電流ＩＴＨ２よりも大きいとき、（抵抗器１６５として実現された）電流センサ１１５の両端間に電圧が生成され、トランジスタ３１４のベース−エミッタ接合部をバイアスさせ、トランジスタ３１４をオンにして通電させるかあるいはトランジスタ３１４のオン状態を維持し、それによって、ノード３１８をノード１１７の電圧、この場合はグランド電位にプルし、事実上トランジスタ３１９をオフにして通電しないようにするかあるいはトランジスタ３１９のオフ状態を維持し、第２の例示的なインタフェース回路２４０Ｂの電流シンク機能を無効化し、それによって、第２の例示的なインタフェース回路２４０Ｂがさらなる電流を流さないようにする。ＬＥＤ１４０を通る電流ＩＳがしきい値電流ＩＴＨ２よりも小さくなり、たとえば、最小保持電流または最小ラッチング電流よりも小さくなると、（抵抗器１６５として実現された）電流センサ１１５の両端間で生成される電圧が、トランジスタ３１４のベース−エミッタ接合部をバイアスさせるには不十分な電圧になり、トランジスタ３１４をオン・通電状態にするかあるいはオン・通電状態に維持することができなくなる。抵抗器３１６の両端間で生成された電圧が、ノード３１８を高電圧までプルしてトランジスタ３１９をオンにし、それによって、さらなる電流ＩＳが抵抗器３１７およびトランジスタ３１９を流れるようにする。
【０１３４】
図１５は、本発明の教示による第３の例示的なインタフェース回路２４０Ｃを示す回路図である。例示的なインタフェース回路２４０Ｃは、上記に第２の例示的なインタフェース回路２４０Ｂについて説明したように構成され配置されてよく、ダイオード３１１を通る放電経路が生じるのを防止し、かつ電流センサ１１５（抵抗器１６５として実現されている）を通過しない電流経路が生じるのを回避する追加的な抵抗器３３３およびブロッキング・ダイオード３３６を備える。
【０１３５】
図１６は、本発明の教示による第４の例示的なインタフェース回路２４０Ｄを示すブロック・回路図である。例示的なインタフェース回路２４０Ｄも、第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）の「ハイ側」（ノード１３１）と「ロー側」の間に実装され、たとえば、電流センサ１１５（抵抗器１６５として実現されている）を介してノード１３４および１１７の所に結合される。第４の例示的なインタフェース回路２４０Ｄは、第１、第２、および第３の抵抗器３２１、３２２、および３２３と、（トランジスタ３２８のゲート電圧をクランプする）ツェナー・ダイオード３２４と、ブロッキング・ダイオード３２６と、演算増幅器（「ｏｐ  ａｍｐ」）３２５と、Ｎ型ＦＥＴ３２８およびＮＰＮ  ＢＪＴ３９として示されている２つのスイッチまたはトランジスタとを備える。ｏｐ  ａｍｐ３２５は、電流センサ１１５（抵抗器１６５として実現されている）の両端間に発生する電圧差を増幅し、比較的低いインピーダンスまたは抵抗を有する電流センサ１１５を使用するのを可能にする。ＬＥＤ１４０を通る電流ＩＳが最小保持電流または最小ラッチング電流のようなしきい値電流ＩＴＨ２よりも大きいとき、（トランジスタ３２９のベース−エミッタ接合部をバイアスさせる）この増幅された電圧が、トランジスタ３２９をオンにして通電させるかあるいはトランジスタ３２９のオン状態を維持し、それによって、ノード３２７をノード１１７の電圧、この場合はグランド電位にプルし、事実上トランジスタ３２８をオフにして通電しないようにするかあるいはトランジスタ３２８のオフ状態を維持し、第２の例示的なインタフェース回路２４０Ｃの電流シンク機能を無効化し、それによって、第２の例示的なインタフェース回路２４０Ｃがさらなる電流を流さないようにする。ＬＥＤ１４０を通る電流ＩＳがしきい値電流ＩＴＨ２よりも小さくなり、たとえば、最小保持電流または最小ラッチング電流よりも小さくなると、増幅された電圧が、トランジスタ３２９のベース−エミッタ接合部をバイアスさせるには不十分な電圧になり、トランジスタ３２９をオン・通電状態にするかあるいはオン・通電状態に維持することができなくなる。抵抗器３２１の両端間で生成された電圧が、ノード３２７を高電圧までプルしてトランジスタ３２８をオンにし、それによって、さらなる電流ＩＳが抵抗器３２２およびトランジスタ３２８を流れるようにする。
【０１３６】
図１７は、本発明の教示による第５の例示的なインタフェース回路２４０Ｅを示すブロック・回路図である。例示的なインタフェース回路２４０Ｅは、上記に第４の例示的なインタフェース回路２４０Ｄについて説明したように構成され配置されてよく、追加的な抵抗器３４１およびスイッチ３５１（コントローラ１２０によって制御される）を備える。この第５の例示的なインタフェース回路２４０Ｅでは、やはり様々なＬＥＤ１７５を利用して十分な電流を流し、ＬＥＤ１４０を通る電流ＩＳがしきい値電流ＩＴＨ２以上になるようにする。動作時には、ＬＥＤ１４０ピーク電流（ＩＰ）がしきい値電流ＩＴＨ２よりもかなりのあるいは妥当なマージンだけ大きくなり、たとえば、しきい値電流ＩＴＨ２の２〜３倍になる。しかし、ＬＥＤセグメントが直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられたとき、ＬＥＤ１４０電流は最初、しきい値電流ＩＴＨ２よりも小さい。したがって、ＬＥＤセグメント１７５１（残りのＬＥＤセグメント１７５はない）が最初に通電状態であり、かつしきい値電流ＩＴＨ２よりも小さい電流を有するとき、コントローラ１２０はスイッチ３５１を閉じ、ＬＥＤ１４０電流がしきい値電流ＩＴＨ２よりも大きくなりかつトランジスタ３２９がノード３２７を低電位に戻すまでトランジスタ３２８が抵抗器３２２にさらなる電流を流すのを可能にする。その後、コントローラはスイッチ３５１を開位置に維持し、ＬＥＤセグメント１７５１はＬＥＤセグメント１７５に十分な電流が維持されるのを可能にする。
【０１３７】
したがって、コントローラ１２０は、次のＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられたときにＬＥＤ１４０電流のレベルがしきい値電流ＩＴＨ２よりも小さくなるのを回避するために、ＬＥＤセグメント１７５２のような次のＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられたときに、２つのスイッチ１１０、この場合はスイッチ１１０１とスイッチ１１０２の両方をオンにして通電させ、ＬＥＤセグメント１７５２で電流が増大する間、ＬＥＤセグメント１７５１に十分なＬＥＤ１４０電流を流れ続けさせる。ＬＥＤセグメント１７５２にも十分な電流が流れるときには、スイッチ１１０１がオフになり、スイッチ１１０２のみがオンのままになり、プロセスは残りの各ＬＥＤセグメント１７５について継続する。たとえば、ＬＥＤセグメント１７５３などの、上記のような次のＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられると、コントローラ１２０は、２つのスイッチ１１０、この場合はスイッチ１１０２とスイッチ１１０３の両方をオンにして通電させ、ＬＥＤセグメント１７５３で電流が増大する間、ＬＥＤセグメント１７５２に十分なＬＥＤ１４０電流を流れ続けさせる。
【０１３８】
別段に図示されていないが、利用可能な他の種類のインタフェース回路２４０が、ＬＥＤ１４０を通る電流ＩＳとは無関係に最小保持電流または最小ラッチング電流のようなしきい値電流ＩＴＨ２以上の電流を流す定電流源として実現されてよい。
【０１３９】
図１８は、本発明の教示による第１の例示的なＤＣ電源回路１２５Ａを示す回路図である。上述のように、例示的なＤＣ電源回路１２５は、例示的な装置１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００内の他の構成要素によって使用されるＶｃｃなどのＤＣ電力を供給するのに利用されてよい。例示的なＤＣ電源回路１２５は、本明細書で例示し論じる様々な構成だけでなく非常に様々な構成で実現されてよく、かつ第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）内の様々な位置に設けられてよく、これらのすべてが同等でありかつ請求される発明の範囲内であるとみなされる。
【０１４０】
例示的なＤＣ電源回路１２５Ａは、ノード１３４（電流センサ１１５の「ハイ」側）の所または他のロー側ノード１３２または１１７の所のような、第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）の「ハイ側」（ノード１３１）と「ロー側」の間に実装されている。例示的なＤＣ電源回路１２５Ａは、ＬＥＤ１４０ｖ１、１４０ｖ２〜１４０ｖｚとして示されている複数のＬＥＤ１４０と、複数のダイオード３６１、３６２、および３６３と、１つまたは複数のキャパシタ３６４および３６５と、任意のスイッチ３６７（コントローラ１２０によって制御される）とを備える。（整流器１０５からの）整流ＡＣ電圧が高くなると、電流がキャパシタ３６５を充電するダイオード３６１、ＬＥＤ１４０ｖｎ〜１４０ｖｚ、およびキャパシタ３６４を充電するダイオード３６２を通じて供給される。出力電圧Ｖｃｃはノード３６６（すなわち、キャパシタ３６４）に供給される。ＬＥＤ１４０ｖｎ〜１４０ｖｚとしては、実質的に安定した電圧降下または所定の電圧降下（たとえば１８Ｖ）を発生させ、かつ他の発光源を構成するＬＥＤ１４０が選択される。（整流器１０５からの）整流ＡＣ電圧が低くなると、キャパシタ３６５は、比較的高い電圧を有することができ、やはり他の発光源を構成しかつ他の場合には消散される可能性がある発光のエネルギーを利用し、光出力効率を高める働きをするＬＥＤ１４０ｖ１〜１４０ｖｍを通して放電することができる。出力電圧Ｖｃｃが所定の電圧レベルまたはしきい値よりも高くなった場合、コントローラ１２０によって過電圧保護を実行することができ、それによってスイッチ３６７を閉じて電圧レベルを低下することができる。
【０１４１】
図１９は、本発明の教示による第２の例示的なＤＣ電源回路を示す回路図である。例示的なＤＣ電源回路１２５Ｂは、ノード１３４（電流センサ１１５の「ハイ」側）の所または他のロー側ノード１３２または１１７の所のような、第６の例示的な装置６００（または他の装置１００、２００、３００、４００、５００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００のうちの任意の装置）の「ハイ側」（ノード１３１）と「ロー側」の間に実装されている。例示的なＤＣ電源回路１２５Ｂは、スイッチまたはトランジスタ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴとして例示されている）３７４と、抵抗器３７１と、ダイオード３７３と、ツェナー・ダイオード３７２と、キャパシタ３７６と、任意のスイッチ３７７（コントローラ１２０によって制御される）とを備える。スイッチまたはトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）３７４は、抵抗器３７１の両端間に生成される（かつツェナー・ダイオード３７２によってクランプされる）電圧によって通電するようにバイアスされ、それによって、電流が、キャパシタ３７６を充電するダイオード３７３を通じて供給される。出力電圧Ｖｃｃはノード３７８（すなわち、キャパシタ３７６）に供給される。出力電圧Ｖｃｃが所定の電圧レベルまたはしきい値よりも高くなった場合、コントローラ１２０によって過電圧保護を実行することができ、それによってスイッチ３７７を閉じて電圧レベルを低下することができる。
【０１４２】
図２０は、本発明の教示による第３の例示的なＤＣ電源回路１２５Ｃを示す回路図である。例示的なＤＣ電源回路１２５Ｃは、上記に図５を参照して論じたように最後のＬＥＤセグメント１７５ｎに直列に実装されている。例示的なＤＣ電源回路１２５Ｃは、スイッチまたはトランジスタ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴとして示されている）３８１と、比較器（または誤差増幅器）３８２と、分離ダイオード３８６と、キャパシタ３８５と、抵抗器３８３および３８４（分圧器として構成されている）と、ツェナー・ダイオード３８７とを備え、コントローラ１２０から供給される基準電圧ＶＲＥＦを使用する。動作時には、電流が分離ダイオード３８６を通って流れ、キャパシタ３８５を充電し、出力電圧Ｖｃｃがノード３８８（キャパシタ３８５）に供給され、ツェナー・ダイオード３８７が、過渡電流を減衰させ、起動時のキャパシタ３８５のオーバフローを回避する。ツェナー・ダイオード３８７は一般に、最大ＬＥＤ１４０電流と一致する定格電流を有する必要がある。分圧器として構成された抵抗器３８３および３８４は、比較器３８２によって使用される出力電圧Ｖｃｃを検知するのに利用される。出力電圧Ｖｃｃが所定のレベル（コントローラ１２０から供給される基準電圧ＶＲＥＦに相当する）よりも低いとき、比較器３８２はトランジスタ（またはスイッチ）３８１をオフにし、それによって、ＬＥＤ１４０電流の大部分によってキャパシタ３８５が充電される。出力電圧Ｖｃｃが所定のレベル（基準電圧ＶＲＥＦに相当する）に達すると、比較器３８２はトランジスタ（またはスイッチ）３８１をオンにし、ＬＥＤ１４０電流にキャパシタ３８５を迂回させる。キャパシタ３８５は、バイアス源用のエネルギー（出力電圧Ｖｃｃ）を供給するときに、充電率よりも実質的に低い率で放電するように構成される。また、様々な時間に、トランジスタ（またはスイッチ）３８１がオフに切り替えられて新しいサイクルを開始すると、比較器３８２がまた、あるヒステリシスを有するように構成されて高周波数切り替えを回避し、キャパシタ３８５の両端間のＡＣリプルが、電子分野の当業者には容易に決定することのできるキャパシタンスの値および比較器３８２のヒステリシスによって低減される。
【０１４３】
図２１は、本発明の教示による例示的なコントローラ１２０Ｆを示すブロック図である。例示的なコントローラ１２０Ｆは、デジタル論理回路４６０と、複数のスイッチ・ドライバ回路４０５と、アナログ−デジタル（「Ａ／Ｄ」）変換器４１０および４１５とを備え、適宜、（たとえば、メモリ１８５に加えてあるいはメモリ１８５の代わりに）メモリ回路４６５と、調光器制御回路４２０と、比較器４２５および同期信号発生器４３０と、Ｖｃｃ発生器４３５（他の場所に他のＤＣ電源回路を設けないとき）と、パワーオン・リセット回路４４５と、不足電圧検出器４５０と、過電圧検出器４５５と、クロック４４０（外部または他の回路に設けられてもよい）も含んでよい。別段に図示されていないが、追加的な構成要素（たとえば、充電ポンプ）を利用して、たとえばバッファ回路として実現することのできるスイッチ・ドライバ回路４０５に電力を供給することができる。上述の他のＤＣ電力発生回路、ＤＣ電力保護回路、およびＤＣ電力制限回路に加えてあるいはその代わりに実現されるような、パワーオン・リセット回路４４５、Ｖｃｃ発生器４３５、不足電圧検出器４５０、および過電圧検出器４５５などの様々な任意の構成要素を必要に応じてあるいは望ましいように実現することができる。
【０１４４】
Ａ／Ｄ変換器４１０は、電流センサ１１５に結合されており、ＬＥＤ１４０電流に対応するパラメータ測定値（たとえば、電圧レベル）を受け取り、パラメータ測定値を、特にＬＥＤ１４０電流が所定のピーク・レベルＩＰに達しているかどうかをデジタル論理回路４６０が判定する際に使用されるデジタル値に変換する。Ａ／Ｄ変換器４１５は、入力電圧センサ１９５に結合されており、整流ＡＣ入力電圧ＶＩＮに対応するパラメータ測定値（たとえば、電圧レベル）を受け取り、パラメータ測定値を、やはり特に、上述のように、ＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えるかそれとも直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えるかをデジタル論理回路４６０が判定する際に使用されるデジタル値に変換する。メモリ４６５（またはメモリ１８５）は、Ｑ２の間のＬＥＤセグメント１７５の切り替えを決定するのに使用される間隔、電圧、または他のパラメータ情報を記憶するのに利用される。デジタル論理回路４６０は、デジタル入力値をＬＥＤ１４０電流、整流ＡＣ入力電圧レベルＶＩＮ、および／または（クロック４４０を介して）時間間隔情報に使用して、複数のスイッチ・ドライバ回路４０５（各スイッチ１１０、２１０、またはコントローラ１２０の制御を受ける様々な他のスイッチに対応するスイッチ・ドライバ回路４０５１、４０５２、４０５３〜４０５ｎとして示されている）を制御して、ＶＩＮに実質的に追従するかあるいは所望の照明効果（たとえば、調光または色温度調節）を実現するように、かつ以下に図２３に関して論じるように、様々なＬＥＤセグメント１７５を上述のように直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えるかまたは直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替える（あるいは、様々な並列経路に含められるように切り替えるかまたは様々な並列経路から除外されるように切り替える）のを制御する。
【０１４５】
たとえば、上記に第１の方法に関して述べたように、コントローラ１２０は（比較器４２５、同期信号発生器４３０、およびデジタル論理回路４６０を使用して）、象限Ｑ１が開始したことを判定し、整流ＡＣ入力電圧ＶＩＮがほぼ零であるかあるいは実質的に零に近い（他の場合には負から正への零交差であってよく、非整流ＡＣ入力電圧の場合は正から負への零交差であってよい）（図２および３では１４４として示されており、本明細書では同等に実質的な零電圧または零交差と呼ばれることもある）ときに対応する同期信号（または同期パルス）を生成することができ、かつ対応するクロック・サイクル・カウントまたは時間値をメモリ４６５（またはメモリ１８５）に記憶することができる。象限Ｑ１の間に、コントローラ１２０は（デジタル論理回路４６０を使用して）、ＬＥＤ１４０電流が直列ＬＥＤ１４０電流経路内の１つまたは複数のＬＥＤセグメント１７５について所定のピーク値ＩＰに達したときに生じる整流ＡＣ入力電圧ＶＩＮのデジタル値をメモリ４６５に記憶し、対応する信号を複数のスイッチ・ドライバ回路４０５に供給して次のＬＥＤセグメント１７５が電流経路に含められるように切り替えられるのを制御し、これらの測定および情報の記憶を、各ＬＥＤセグメント１７５が連続的に電流経路に含められるように切り替えられるたびに繰り返すことができる。したがって、やはり、（ＬＥＤセグメント１７５の第２の組を形成するように）電流経路に含められるように切り替えられる次のＬＥＤセグメント１７５を含む１組のＬＥＤセグメント１７５の最低電圧レベルに実質的に等しい、次のＬＥＤセグメント１７５を電流経路に含められるように切り替える前の現在の（すなわち、第１の）組のＬＥＤセグメント１７５の最高電圧レベルに相当する電圧レベルが記憶される。象限Ｑ２の間に、整流ＡＣ入力電圧ＶＩＮが低下するにつれて、ＬＥＤ１４０電流が所定の１組のＬＥＤセグメント１７５について所定のピーク値ＩＰから低下していき、その後、各ＬＥＤセグメント１７５が連続的に直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えられるたびにＬＥＤ１４０電流が所定のピーク値ＩＰまで上昇していく。したがって、象限Ｑ２の間に、コントローラ１２０は（デジタル論理回路４６０を使用して）、第２組のＬＥＤセグメント１７５の最低電圧レベルに相当する、ＬＥＤ１４０電流が直前に第１組のＬＥＤセグメント１７５の所定のピーク値ＩＰに達したときに生じた整流ＡＣ入力電圧ＶＩＮのデジタル値をメモリ４６５から取り込み、対応する信号を複数のスイッチ・ドライバ回路４０５に供給してＬＥＤセグメント１７５をＬＥＤセグメント１７５の第２組から除外されるように切り替えるのを制御し、それによって、第１組のＬＥＤセグメント１７５同士が接続され、ＬＥＤ１４０電流がその電圧レベルでの所定のピーク値ＩＰに戻り、各ＬＥＤセグメント１７５が連続的に電流経路から除外されるように切り替えるたびにこれらの測定および情報取り込みを繰り返すことができる。
【０１４６】
また、たとえば、上記に第２の、時間ベースの方法に関して述べたように、コントローラ１２０はまた（比較器４２５、同期信号発生器４３０、およびデジタル論理回路４６０を使用して）、象限Ｑ１が開始したことを判定し、整流ＡＣ入力電圧ＶＩＮがほぼ零であるかあるいは実質的に零に近いときに対応する同期信号を生成することができ、かつ対応するクロック・サイクル・カウントまたは時間値をメモリ４６５（またはメモリ１８５）に記憶することができる。象限Ｑ１の間に、コントローラ１２０は（デジタル論理回路４６０を使用して）、ＬＥＤ１４０電流が直列ＬＥＤ１４０電流経路内の１つまたは複数のＬＥＤセグメント１７５について所定のピーク値ＩＰに達したときの時間（たとえば、クロック・サイクル・カウント）のデジタル値をメモリ４６５に記憶し、対応する信号を複数のスイッチ・ドライバ回路４０５に供給して次のＬＥＤセグメント１７５が電流経路に含められるように切り替えられるのを制御し、これらの測定、時間カウント、および情報の記憶を、各ＬＥＤセグメント１７５が連続的に電流経路に含められるように切り替えられるたびに繰り返すことができる。コントローラ１２０は（デジタル論理回路４６０を使用して）さらに、ＩＰに達したときのクロック・カウントから切り替え時のクロック・カウントを引くことなどによって、所定の１組のＬＥＤセグメント１７５が切り替え後にＩＰに達するのにかかった持続時間（クロック・サイクル数または時間間隔）のような対応する間隔情報を記憶することができる。したがって、所定の（第１の）組のＬＥＤセグメント１７５の切り替え時間と、次の（第２の）組のＬＥＤセグメントの切り替え時間に相当する所定の（第１の）組のＬＥＤセグメント１７５がＩＰに到達した時間とに相当する時間・間隔情報が記憶される。象限Ｑ２の間に、整流ＡＣ入力電圧ＶＩＮが低下するにつれて、ＬＥＤ１４０電流が所定の１組のＬＥＤセグメント１７５について所定のピーク値ＩＰから低下していき、その後、各ＬＥＤセグメント１７５が連続的に直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えられるたびにＬＥＤ１４０電流が所定のピーク値ＩＰまで上昇していく。したがって、象限Ｑ２の間に、コントローラ１２０は（デジタル論理回路４６０を使用して）、対応する間隔情報をメモリ４６５（またはメモリ１８５）から取り込み、次のＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えるべき時間またはクロック・サイクル・カウントを算出し、対応する信号を複数のスイッチ・ドライバ回路４０５に供給してＬＥＤセグメント１７５をＬＥＤセグメント１７５の第２組から除外されるように切り替えるのを制御し、それによって、第１組のＬＥＤセグメント１７５同士が接続され、ＬＥＤ１４０電流が所定のピーク値ＩＰに戻り、各ＬＥＤセグメント１７５が連続的に電流経路から除外されるように切り替えるたびにこれらの測定、計算、および情報取り込みを繰り返すことができる。
【０１４７】
例示的な電圧ベースの方法と例示的な時間ベースの方法の両方の場合に、コントローラ１２０は（デジタル論理回路４６０を使用して）、力率補正を実施することもできる。上記に図２および３を参照して述べたように、整流ＡＣ入力電圧ＶＩＮがＱ１の終了時にピーク値（１４９）に達したときに、ＬＥＤ１４０電流も実質的に同時に所定のピーク値ＩＰに達することが電力効率上望ましいと考えられる。したがって、コントローラ１２０は（デジタル論理回路４６０を使用して）、電流の減少を生じさせる可能性がある、ＬＥＤセグメント１７５ｎのような次のセグメントに対する切り替えを行う前に、現在の１組のＬＥＤセグメント１７５がＩＰに達したときに次の１組のＬＥＤセグメント１７５が電流経路に含められるように切り替えられる場合にこの１組のＬＥＤセグメント１７５がＩＰに達するのに十分な時間がＱ１に残っているかどうかを判定することができる。（デジタル論理回路４６０を使用した）コントローラ１２０の計算によって、Ｑ１に十分な時間が残っていることが分かった場合、コントローラ１２０は、複数のスイッチ・ドライバ回路４０５への対応する信号を生成し、それによって、次のＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替え、Ｑ１に十分な時間が残っていない場合、追加的なＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられることはない。後者の場合、実際のピークＬＥＤ１４０電流が、上記で論じたように過度の電流レベルを回避するためにやはり様々な電流制限回路によって制限されることがあるＬＥＤ１４０または他の回路構成要素に悪影響を与える可能性を避けることなどのために対応するしきい値または他の仕様レベルよりも低く維持される場合には、ＬＥＤ１４０電流がピーク値ＩＰを超えることがある（図２には別段に示されていない）。
【０１４８】
コントローラ１２０は、概して直前のＱ１で行われた最新の１組の測定および判定に基づいてＱ２で利用される時間、間隔、電圧、およびその他のパラメータによって適応的に実施されてもよい。したがって、ＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えられるときに、ＬＥＤ１４０電流が過度に大きくなり、たとえば、所定のピーク値ＩＰを超えるかあるいは所定のピーク値ＩＰを所定のマージンだけ超えた場合、そのＬＥＤセグメント１７５が再び直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられ、ＬＥＤ１４０電流がＩＰよりも低いレベルまたはＩＰに所定のマージンを加えたレベルよりも低いレベルに戻される。実質的にこれと同時に、コントローラ１２０は（デジタル論理回路４６０を使用して）、時間、間隔、電圧、または他のパラメータ情報を調整し、たとえば、時間間隔を延ばす（増分する）か、あるいはそのＬＥＤセグメント１７５を次のＱ２で使用できるように直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替える電圧レベルを低下させる（減分する）。
【０１４９】
例示的な実施形態では、コントローラ１２０は、整流ＡＣ電圧ＶＩＮを検知し、整流ＡＣ電圧ＶＩＮが実質的に零になったこと（零交差）に対応する同期パルスを生成することができる。コントローラ１２０は（デジタル論理回路４６０を使用して）、２つの同期パルス（ほぼまたは概ね電力線周波数の２倍に反比例する整流周期）間の時間を測定または算出し、次いで整流周期を２で割って各象限Ｑ１およびＱ２の持続時間を求め、Ｑ１が終了する点を近似することができる。ＩＰに達したときに必ずＬＥＤセグメント１７５を切り替えるわけではない実施形態の場合、他の実施形態では、各象限は、ＬＥＤセグメント１７５の数「ｎ」に対応する概ねまたは実質的に等しい間隔に分割されてよく、それによって、各切り替え時間が実質的に同じになる。コントローラ１２０は次に、Ｑ１の間に、複数のスイッチ・ドライバ回路４０５への対応する信号を生成し、それによって、対応する間隔の間連続するＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替え、次に、Ｑ２では、複数のスイッチ・ドライバ回路４０５への対応する信号を生成し、それによって、新しいＱ１が次の同期パルスで開始するように、上述のように逆の（ミラー）順序で、対応する間隔の間連続するＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替える。
【０１５０】
ＬＥＤセグメント１７５の数「ｎ」に対応する実質的に等しい間隔を作成するかあるいは割り当てることだけでなく、そのような間隔を割り当てる様々な他の方法があり、それらの方法のすべてが請求される発明の範囲内であり、限定するものではないが、たとえば、任意の所望の照明効果を実現する様々なＬＥＤセグメント１７５に不均一な間隔期間を割り当てること、上述のように電流フィードバックまたは電圧フィードバックを使用した動的割り当て、各ＬＥＤセグメント１７５に実質的に等しい電流を供給し、それによって、各セグメントを全体的にほぼ同等に使用すること、各ＬＥＤセグメント１７５に不均一な電流を供給して任意の所望の照明効果を実現するかあるいはＡＣ線性能またはＡＣ線効率を最適化するかまたは向上させることが挙げられる。
【０１５１】
他の調光方法も請求される発明の範囲内である。図３から明らかなように、整流ＡＣ電圧ＶＩＮが実質的に零であること（または零交差）を使用して象限Ｑ１およびＱ２の持続時間を求める方法は、整流ＡＣ電圧ＶＩＮの第１の部分を切り取るかあるいは除外する位相変調調光状況では異なる。したがって、連続する同期パルス（零交差）間の時間を、５０Ｈｚ  ＡＣ線については１０ｍｓ、６０Ｈｚ  ＡＣ線については８．３６ｍｓのようなメモリ４６５（またはメモリ１８５）に記憶されている値と比較することができる。連続する同期パルス（零交差）間の時間がメモリ４６５（またはメモリ１８５）に記憶されている関連する値または選択された値とほぼ同じであるかまたは実質的に同じである（所定の分散内）とき、典型的な非調光用途であることが分かり、前述のように動作を進めてよい。連続する同期パルス（零交差）間の時間がメモリ４６５（またはメモリ１８５）に記憶されている関連する値または選択された値（このような値に所定の分散またはしきい値を加えるかあるいはそのような値からの所定の分散またはしきい値を引いた値）よりも短いとき、調光用途であることが分かる。連続する同期パルス（零交差）間の時間とメモリ４６５（またはメモリ１８５）に記憶されている関連する値または選択された値との上記の比較または差に基づいて、ＬＥＤセグメント１７５の対応する切り替えシーケンスを判定するかあるいはメモリ４６５（またはメモリ１８５）から取り込むことができる。たとえば、この比較は、４５度位相変調を示すことができ、したがって、上記に図３を参照して例示し論じたように、省略すべき間隔はいくつかを示すことができる。他の例として、１組のＬＥＤセグメント１７５全体が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられ、任意の調光が選択された位相変調によって直接実行されてよい。
【０１５２】
このような調光用途の場合、高輝度ＬＥＤのような様々な種類のＬＥＤ１４０についてかなり明確に説明できることにも留意されたい。特に、ＬＥＤとしては、ＬＥＤ電流が零からその許容最大電流まで変化するときにＬＥＤの電圧が（可能なら）２：１よりも大きく変化する特性を有し、したがって、ＡＣ線の位相変調によって照明デバイスを調光することができるＬＥＤを選択してよい。「Ｎ個の」ＬＥＤが通電しており、整流ＡＣ電圧ＶＩＮが上昇し、電流がＩＰに達したときに次のＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられると仮定すると、切り替えが行われる直前の電圧は（数式２）で表され、
ＶＬＥＤ＝ＶＩＮ＝Ｎ（ＶＦＤ＋ＩＰ＊Ｒｄ）
上式で、ＬＥＤが電圧（ＶＦＤ）プラス抵抗器モデルとしてモデル化されることを使用する。さらに△Ｎ個のＬＥＤがオンに切り替えられた後、電圧は（数式３）のようになる。
ＶＩＮ＝（Ｎ＋△Ｎ）（ＶＦＤ＋ＩａｆｔｅｒＲｄ）
（数式２および３の）２つの線電圧ＶＩＮを等しく設定すると、（数式４）が得られる。
【０１５３】
【数２】
0005635598.tif 000004
【０１５４】
したがって、次のＬＥＤセグメント１７５のＬＥＤ１４０がオンにされた後の電流を正にするために、ＮＩｐＲｄ＞△ＮＶＦＤであり、さらに、電流が常駐調光器のラッチング電流（ＩＬＡＴＣＨ）よりも大きいままであることを望む場合、（数式５）が得られる。
【０１５５】
【数３】
0005635598.tif 000005
【０１５６】
数式５から、「Ｉｍａｘ」と呼ばれ、次のＬＥＤセグメント１７５が切り替えられるときに所望のＩＬＡＴＣＨ電流をもたらすＩＰの値を導くことができる（数式６）。
【０１５７】
【数４】
0005635598.tif 000006
【０１５８】
数式（１）から、セグメント切り替え時のＩＰ＝Ｉｍａｘの値が求められる（数式７）。
【０１５９】
【数５】
0005635598.tif 000007
【０１６０】
数式６および７を互いに等しく設定すると、ＬＥＤセグメント１７５でＩＬＡＴＣＨ電流を生成するしきい値入力電圧「ＶＩＮＴ」の値を求めることができる（数式８）。
ＶＩＮＴ＝Ｎ（ＦＦＤ＋ＩｍａｘＲｄ）
【０１６１】
数式２〜８は、コントローラ１２０（およびその変形例１２０Ａ〜１２０Ｅ）の制御下で様々な例示的な装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００）内で実現することができる、追加的なブリーディング抵抗器なしに壁調光器とのドライバ・インタフェースを制御するプロセスの理論的な背景を示している。この制御方法を実施するために、デバイス製造業者、販売業者、エンド・ユーザなどによって、セグメント内の様々なＬＥＤセグメント１７５を構成するＬＥＤ１４０の数、順方向電圧降下（各ＬＥＤ１４０についての順方向電圧降下または選択されるＬＥＤセグメント１７５当たりの総降下量）、動的抵抗Ｒｄ、限定するものではないが、たとえば、調光器（２８５）ラッチ電流ＩＬＡＴＣＨ、セグメントのピーク電流ＩＰ、および（次のＬＥＤセグメント１７５が切り替えられた後で）ＩＬＡＴＣＨに等しい最小電流をもたらすＬＥＤセグメント１７５の最大電流のような動作パラメータを含む装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００）の１つまたは複数の動作パラメータまたは特性がメモリ１８５に記憶される。また、（ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられるときの）各ＬＥＤセグメント１７５およびＬＥＤセグメント１７５の組み合わせについての入力電圧ＶＩＮＴの値を数式８を使用して算出してメモリ１８５に記憶することができ、あるいはコントローラ１２０による動作時に動的に求めて（後述の第１の例示的な方法の一部として）メモリに記憶することができる。ピーク電流および最大電流のようなこれらの様々なパラメータおよび／または特性は、あらゆるＬＥＤセグメント１７５について同じであっても、各ＬＥＤセグメント１７５に固有のパラメータおよび／または特性であってもよい。
【０１６２】
図２２は、（１つまたは複数の装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００）が結合されてよい）調光器スイッチ２８５を適切に動作させるのに十分な最小電流を維持するこの制御方法を実施する、本発明の教示による第１の例示的な方法を示す流れ図である。この方法は、開始ステップ６０１で開始し、ステップ６０５で、通常、コントローラ１２０によって、現在のアクティブなＬＥＤセグメント１７５の入力電圧ＶＩＮＴの値のような、上記の様々なパラメータのうちの１つまたは複数が、メモリ１８５から取り込まれるかあるいは他の方法で取得される。コントローラ１２０は次いで、ステップ６１０で、ＬＥＤセグメント１７５を（回路構造に応じて常に直列ＬＥＤ１４０電流経路内に位置する可能性がある第１のＬＥＤセグメント１７５１の場合を除いて）ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替え、ステップ６１５で、ＬＥＤ１４０電流経路を通る電流を監視する。ステップ６２０で、ＬＥＤ１４０電流経路を通る電流がピーク電流ＩＰ（電流センサ１１５を使用して求められる）に達すると、ステップ６２５で、入力電圧ＶＩＮが測定または検知され（やはり電圧センサ１９５を使用して求められる）、ステップ６３０で、測定された入力電圧ＶＩＮがしきい値入力電圧ＶＩＮＴ（事前にメモリ１８５に記憶されメモリ１８５から取り込まれるパラメータの１つ）と比較される。この比較に基づいて、ステップ６３５で、測定された入力電圧ＶＩＮがしきい値入力電圧ＶＩＮＴ以上であるとき、ステップ６４０で、コントローラ１２０は次のＬＥＤセグメント１７５をＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替える。ステップ６３５で、測定された入力電圧ＶＩＮがしきい値入力電圧ＶＩＮＴよりも小さいとき、コントローラ１２０は次のＬＥＤセグメント１７５をＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えることをせず（すなわち、現在ＬＥＤ１４０電流経路内に位置するＬＥＤセグメント１７５を使用して引き続き装置を動作させる）、引き続き入力電圧ＶＩＮを監視し、ステップ６２５に戻り、測定された入力電圧ＶＩＮがしきい値入力電圧ＶＩＮＴ以上になったときに（ステップ６３５）次のＬＥＤセグメント１７５をＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替える（ステップ６４０）。ステップ６４０に続いて、ステップ６４５で、電源がオフにされていないとき、ステップ６１５に戻って別のＬＥＤセグメント１７５に対してこの方法が繰り返され、電源がオフにされているとき、この方法は、リターン・ステップ６５１で終了することができる。
【０１６３】
図２３は、本発明の教示による第２の例示的な方法を示す流れ図であり、整流ＡＣ電圧ＶＩＮに追従するかあるいは調光のような所望の照明効果を実現する方法の有用な概要を示している。この方法の判定ステップ、計算ステップ、および制御ステップはたとえば、コントローラ１２０内の状態マシンとして実施されてよい。ステップの多くは、図２３に示されているシーケンスに加えて、すべてが同等でありかつ請求される発明の範囲であるとみなされる、切り替え方法を開始する様々な異なる方法によって、同時におよび／または任意の数の異なる順序で行われてよい。
【０１６４】
特に、説明を容易にするために、図２３に示された方法は、１つまたは複数の零交差、すなわち、整流ＡＣ電圧ＶＩＮが実質的に零に等しいことを１回または複数回連続的に判定することから始まる。この判定周期の間、すべてのＬＥＤセグメント１７５が電流経路に含められるように切り替えられても、電流経路に含められるように切り替えられるＬＥＤセグメント１７５が１つもなくても、１つまたは複数のＬＥＤセグメント１７５が電流経路に含められるように切り替えられてもよい。電子分野の当業者には、いくつかについては以下でも論じられる無数の他の開始方法があることが認識されよう。
【０１６５】
この方法は、電源オンなどの開始ステップ５０１から始まり、ステップ５０５で、整流ＡＣ電圧ＶＩＮが実質的に零に等しい（たとえば、零交差）かどうかが判定される。整流ＡＣ電圧ＶＩＮが実質的に零に等しい場合、この方法は、ステップ５１０で、時間測定（たとえば、クロック・サイクルをカウントすること）を開始し、かつ／あるいは同期信号または同期パルスを生成する。ステップ５０５で、整流ＡＣ電圧ＶＩＮが実質的に零に等しくない場合、この方法は次の零交差を待つ。例示的な実施形態では、ステップ５１５で、測定判定を容易にするために、整流ＡＣ電圧ＶＩＮが実質的に零に等しいときに、ステップ５０５および５１０が第２の（またはそれよりも多くの）零交差に対して繰り返される。この方法は次に、ステップ５２０で、整流ＡＣ間隔（周期）を求め、ステップ５２５で、整流ＡＣ間隔（周期）の第１の半部の持続時間、すなわち第１の象限Ｑ１、および上述のようにＱ１がＬＥＤセグメント１７５の数に対応するいくつかの等しい時間間隔に分割されたときに得られるようなあらゆる切り替え間隔を求める。この方法は次に、ステップ５３０で、上述のように零交差情報によって示されるような、輝度調整が行われているかどうかの判定を行うこともできる。輝度調整が行われる場合、この方法は、ステップ５３５で、図３を参照して論じたように省略できるセグメントの組の数のようなＬＥＤセグメント１７５の最初の組と、ステップ５４０で、選択された数のＬＥＤセグメント１７５を電流経路に含められるように切り替えるための、零交差に続く間隔（位相変調に対応する）とを判定することができる。ステップ５４０に続いて、あるいは輝度調整が行われていないとき、あるいは輝度調整が行われているが整流ＡＣ電圧ＶＩＮに追従している場合、この方法は、一般に実質的に同時に実行されるステップ５４５および５５１に進む。
【０１６６】
ステップ５４５で、この方法は、時間（たとえば、クロック・サイクル・カウント）または電圧もしくは他の測定済みパラメータを求め、対応する値をメモリ４６５（またはメモリ１８５）に記憶する。上述のように、これらの値はＱ２で利用することができる。ステップ５５１で、この方法は、所望のシーケンスまたは時間間隔、電圧レベル、その他の測定パラメータ、または所望の照明効果に対応する数のＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替える。この方法は次に、ステップ５５５で、Ｑ１が終了する（すなわち、時間が、整流ＡＣ間隔（周期）の２分の１の時間に十分に近いかあるいは等しく、たとえば、Ｑ１の終了時刻から所定の時間以内である）ことを時間または時間間隔が示しているかどうかを判定し、ステップ５６０で、直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えてよいＬＥＤセグメント１７５が残っているかどうかを判定する。Ｑ１がまだ終了せず、ＬＥＤセグメント１７５が残っているとき、この方法は、ステップ５６５で、ＬＥＤ１４０電流が所定のピーク値ＩＰに達しているかどうかを判定する（あるいは時間ベースの制御を使用して、現在の間隔が経過したかどうかを判定する）。ステップ５６５で、ＬＥＤ１４０電流が所定のピーク値ＩＰに達していないとき（あるいは現在の間隔が経過していないとき）、この方法はステップ５５５に戻る。ステップ５６５で、ＬＥＤ１４０電流が所定のピーク値ＩＰに達しているとき（あるいは現在の間隔が経過しているとき）、この方法は、ステップ５７０で、次のＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられる場合にＩＰに達するのに十分な時間がＱ１に残っているかどうかを判定する。ステップ５７０で、ＩＰに達するのに十分な時間がＱ１に残っているとき、ステップ５４５および５５１に戻ってこの方法が繰り返され、時間（たとえば、クロック・サイクル・カウント）、または電圧もしくはその他の測定パラメータが求められて対応する値が記憶され（ステップ５４５）、次のＬＥＤセグメント１７５が電流経路に含められるように切り替えられる（ステップ５５１）。
【０１６７】
ステップ５５５で、Ｑ１が終了する（すなわち、ステップ５５５で、時間が、整流ＡＣ間隔（周期）の２分の１の時間に十分に近いかあるいは等しいか、あるいはステップ５６０で、電流経路に含められるように切り替えるべきＬＥＤセグメント１７５が残っていないとき、あるいはステップ５７０で、次のＬＥＤセグメント１７５を電流経路に含められるように切り替えてＬＥＤ１４０電流をＩＰに到達させるのに十分な時間がＱ１に残っていないとき、この方法は、Ｑ２、すなわち、整流ＡＣ間隔（周期）の第２の半部を開始する。ステップ５５５、５６０、または５７０に続いて、この方法は、ステップ５７５で、電圧レベル、時間間隔、その他の測定パラメータを求める。この方法は次に、ステップ５８０で、現在求められている電圧レベル、時間間隔、その他の測定パラメータが、対応する１組のＬＥＤセグメント１７５についての対応する記憶されている値に達しているかどうか、たとえば、整流ＡＣ電圧ＶＩＮが、最後のＬＥＤセグメント１７５ｎを電流経路に含められるように切り替えることに対応するメモリに記憶されている電圧レベルまで低下しているかどうかを判定し、そのような値またはレベルに達している場合、この方法は、ステップ５８５で、対応するＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替える。
【０１６８】
この方法は次に、ステップ５９０で、ＬＥＤ１４０電流がＩＰよりも大きい所定のしきい値（すなわち、ＩＰに所定のマージンを加えた値）まで増大しているかどうかを判定する。ＬＥＤ１４０電流がＩＰよりも大きい所定のしきい値まで増大している場合、この方法は、ステップ５９５で、直前に直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えられた対応するＬＥＤセグメント１７５を再び直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替え、ステップ６０２で、上述のように、電圧レベル、時間間隔、その他の測定パラメータの新しい値のような、そのＬＥＤセグメント１７５または時間間隔の新しいパラメータ（たとえば、電圧レベルの求められた値または増分された時間値）を求めて記憶する。この方法は次に、ステップ６０６で、所定の期間にわたって待機し、その後ＬＥＤセグメント１７５を再び電流経路から除外されるように切り替える（ステップ５８５に戻る）ことができ、あるいはステップ６０６の代わりに、ステップ５８０に戻り、現在求められている電圧レベル、時間間隔、その他の測定パラメータが、対応する１組のＬＥＤセグメント１７５についての対応する新たに記憶された値に達しているかどうかを判定することができ、この方法が繰り返される。ステップ５９０で、ＬＥＤ１４０電流がＩＰよりも大きい所定のしきい値まで増大していないとき、この方法は、ステップ６１１で、残りのＬＥＤセグメント１７５または残りの時間間隔がＱ２にあるかどうかを判定し、残りのＬＥＤセグメント１７５または残りの時間間隔がある場合、ステップ５７５に戻って上記のことを繰り返し、引き続き次のＬＥＤセグメント１７５を電流経路から除外されるように切り替える。直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えるべき残りのＬＥＤセグメント１７５がないかあるいはＱ２に時間間隔が残っていないとき、この方法は、ステップ６１６で、零交差があるかどうか、すなわち、整流ＡＣ電圧ＶＩＮが実質的に零に等しいかどうかを判定する。零交差が生じており、かつステップ６２１で電源がオフにされていないとき、この方法は、次のＱ１を開始し、ステップ５１０に戻り（あるいはステップ５２０またはステップ５４５および５５１）、ステップ６２１で電源がオフにされているとき、この方法は、リターン・ステップ６２６で終了することができる。
【０１６９】
上述のように、この方法は零交差が生じたときに開始することに限定されない。たとえば。この方法は、整流ＡＣ電圧ＶＩＮのレベルおよび／または実質的に零整流ＡＣ電圧ＶＩＮからの持続時間、時間間隔、その他の測定パラメータを求め、そのパラメータに対応する数のＬＥＤセグメント１７５を電流経路に含められるように切り替えてよい。また、この方法は、連続する電圧測定値または時間測定値に基づいて、整流ＡＣ間隔（周期）のＱ１部分（電圧の上昇）であるかそれともＱ２部分（電圧の低下）であるかを判定し、引き続きそれぞれ、対応するＬＥＤセグメント１７５を電流経路に含められるように切り替えるかあるいは電流経路から除外されるように切り替える。あるいは、この方法は、（たとえば、パワーオン・リセットを介して）実質的にすべてのＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられているかあるいは結合されている状態から開始し、整流ＡＣ電圧ＶＩＮが実質的に零に等しくかつＱ１が開始することを示す同期パルスを待ち、次に、図２３の方法のステップ５２０から、様々な計算を実行し、その電圧レベル、時間間隔、その他の測定パラメータ、または所望の照明効果に対応する数のＬＥＤセグメント１７５の切り替えを開始する。
【０１７０】
図２３には別段に示されていないが、調光用途の場合、ステップ５４５および５５１が他の特徴を伴うことがある。位相変調調光によってＡＣ間隔の９０度以上が切り取られるような、Ｑ１時間間隔がない調光状況がある。そのような状況では、Ｑ２電圧または時間間隔をＱ１で取得された対応する情報から導くことはできない。様々な例示的な実施形態では、コントローラ１２０は、ＬＥＤセグメント１７５の数に対応する時間間隔のようなデフォルト値をメモリ（１８５、４６５）から取得し、これらのデフォルト値を最初Ｑ２で使用し、Ｑ２の間に、ＡＣ入力電圧および直列ＬＥＤ１４０電流経路を通るＬＥＤ１４０電流を監視することによってこれらの値を修正または「訓練」する。たとえば、コントローラ１２０は、これらの値を、メモリに記憶されているデフォルト値から、Ｑ２の間にＩＰに達するまで、ＬＥＤセグメント１７５が電流経路から除外されるように切り替えられるたびに増分し、次に、対応する新しい電圧値を記憶する。
【０１７１】
図２４は、本発明の教示による第７の例示的なシステム７５０および第７の例示的な装置７００を示すブロック図である。第７の例示的なシステム７５０は、ＡＣ線１０２に結合された第７の例示的な装置７００（同等にオフラインＡＣ  ＬＥＤドライバとも呼ばれる）を備える。第７の例示的な装置７００は、複数のＬＥＤ１４０と、複数のスイッチ３１０（一例としてｎチャネル・エンハンスメントＦＥＴとして示されている）と、コントローラ１２０Ｇと、（第１の）電流センサ１１５と、整流器１０５も備える。また、図２４には別段に示されていないが、適宜、上述のようにメモリ１８５および／またはユーザ・インタフェース１９０を含めてもよい。第７の例示的な装置７００は、追加的な電圧センサ（センサ１９５など）も電源（Ｖｃｃ１２５）も必要としない。ただし、これらの構成要素を必要に応じて利用してよい。
【０１７２】
第７の例示的な装置７００（および以下に論じる他の装置８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００）は主として、直列ＬＥＤ１４０電流経路の電流調整を行い、かつ電流パラメータを利用して各ＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えるか直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えるのに利用される。第７の例示的な装置７００（および以下に論じる他の装置８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００）は、主としてコントローラ１２０の位置およびコントローラ１２０に供給されるフィードバックの種類に関して第１の装置１００と異なり、いくつかの装置（１１００、１２００、および１３００）は、異なる切り替え回路構成を利用する。特に、コントローラ１２０Ｇは、異なる回路位置を有し、電流センサ１１５から入力（入力１６０、１６１）を受け取るだけでなく、入力電圧ＶＩＮの入力（入力１６２）を受け取り、ＬＥＤセグメント１７５同士間の各ノード電圧の入力（フィードバック）（入力３２０）を受け取る。この例示的な実施形態では、コントローラ１２０Ｇは、たとえば、これらのノード電圧のいずれかによってあるいはいずれかを介して電力を供給されてよい。コントローラ１２０Ｇは、このような電圧・電流情報を使用して、力率、光生成輝度、効率、およびトライアック・ベースの調光器スイッチとの相互作用を最大にする任意の電流波形を生成するように線形モードまたはスイッチ・モード（あるいはその両方）で制御することができるＦＥＴスイッチ３１０用のゲート（またはバイアス）電圧を生成する。たとえば、コントローラ１２０Ｇは、ＦＥＴスイッチ３１０のゲート電圧を生成して、Ｑ１とＱ２の両方の間、ＬＥＤセグメント１７５の様々な組み合わせについて実質的に一定の電流レベルを維持する。引き続きこの例で説明すると、コントローラ１２０Ｇは、ＦＥＴスイッチ３１０１のゲート電圧を生成して、ＬＥＤセグメント１７５１からなる直列ＬＥＤ１４０電流経路で５０ｍＡの電流を生成し、その後、ＦＥＴスイッチ３１０２のゲート電圧を生成して、ＬＥＤセグメント１７５１およびＬＥＤセグメント１７５２からなる直列ＬＥＤ１４０電流経路で７５ｍＡの電流を生成し、その後、ＦＥＴスイッチ３１０の零ゲート電圧を生成するかあるいはＦＥＴスイッチ３１０のゲート電圧を生成せず、すべてのＬＥＤセグメント１７４からなる直列ＬＥＤ１４０電流経路で１００ｍＡの電流を生成する。このような所望の電流レベルのパラメータまたは比較レベルは、一例としてメモリ１８５に記憶される（別段に図示されていない）か、あるいはやはり一例として、アナログ回路を通じて供給されてよい。この回路トポロジーでは、コントローラ１２０Ｇは、上記のことによって直列ＬＥＤ１４０電流経路内の電流レベルを制御し、ＦＥＴスイッチ３１０の対応する線形制御または切り替え制御を行ってＱ１およびＱ２の間電流の任意の所望のレベルを維持し、限定するものではないが、たとえば、入力電圧／電流レベルに直接追従するか、あるいは入力電圧／電流レベルに段階的に追従するか、あるいは一定の電流レベルを維持する。また、電流センサ１１５からのフィードバックだけでなく、様々なノード電圧を利用してＦＥＴスイッチ３１０のこのような線形制御および／または切り替え制御を行うこともできる。ｎチャネルＦＥＴを使用するように図示されているが、任意の他の種類のスイッチ、トランジスタ（たとえば、ＰＦＥＴ、ＢＪＴ（ｎｐｎまたはｐｎｐ））、またはスイッチとトランジスタの組み合わせ（たとえば、ダーリントン・デバイス）を同等に利用できる（他の装置８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００に関しても同様である）ことに留意されたい。
【０１７３】
図２５は、本発明の教示による第８の例示的なシステム８５０および第８の例示的な装置８００を示すブロック・回路図である。第８の例示的な装置８００は、抵抗器３４０がＦＥＴスイッチ３１０に直列に接続され、かつ対応する電圧レベルまたは電流レベルがコントローラ１２０Ｈにフィードバックとして供給され（入力３３０）、それによって、各ＬＥＤセグメント１７５を通る電流レベルのような追加的な情報がコントローラ１２０Ｈに供給され、かつＬＥＤセグメント１７５としてのスイッチ３１０が、直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられるかあるいは直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えられてよい点で第７の例示的な装置７００と異なる。各ブランチ（ＬＥＤセグメント１７５）内の電流レベルを測定することによって、有利なことに（たとえば、抵抗器１６５と比べて）比較的小さい抵抗３４０を利用することができ、電力消散を低減させることができる。したがって、選択される実施形態に応じて、（電流センサ１１５としての）このような抵抗器１６５は省略されてよい（別段に図示されていない）。
【０１７４】
図２６は、本発明の教示による第９の例示的なシステム９５０および第９の例示的な装置９００を示すブロック・回路図である。第９の例示的な装置９００は、抵抗器３４５が、ロー電圧側ではなく「ハイ側」でＦＥＴスイッチ３１０に直列に接続される点で第８の例示的な装置８００と異なる。この例示的な実施形態では、直列抵抗器３４５（ロー側抵抗器３４０よりも比較的大きい抵抗を有する）は、対応するＦＥＴスイッチ３１０がオンにされたときに直列抵抗器３４５のブランチ内のインピーダンスを高くするのに利用され、このことを利用して、電磁干渉（「ＥＭＩ」）性能を向上させ、追加的なＥＭＩフィルタ（別段に図示されていない）を不要にすることができる。
【０１７５】
図２７は、本発明の教示による第１０の例示的なシステム１０５０および第１０の例示的な装置１０００を示すブロック・回路図である。第１０の例示的な装置１０００は、すべてのＬＥＤセグメント１７５が利用される（どのＬＥＤセグメント１７５も迂回されない）ときに、どちらも直列ＬＥＤ１４０電流経路内のＬＥＤセグメント１７５に直列に結合されたスイッチ３１０ｎ（ｎチャネルＦＥＴとしても図示されている）と直列抵抗器３４０ｎを利用して、直列ＬＥＤ１４０電流経路で追加的な電流制御が行われる点で第８の例示的な装置８００と異なる。スイッチ３１０ｎおよび直列抵抗器３４０ｎを利用して電流制限を行うことができ、この場合、コントローラ１２０Ｉがスイッチ３１０ｎに対応するゲート電圧を供給し（一般に線形モードで供給する。ただし、スイッチ・モードを利用してもよい）、直列抵抗器３４０ｎによって行われる電流制限に加えて、直列ＬＥＤ１４０電流経路に所望の電流レベルを維持する。このことは、特に入力電圧ＶＩＮが高くなり過ぎた場合にも有用であり、ＶＩＮの入力（入力１６２）および（入力３３０ｎにおける直列抵抗器３４０ｎからの）ノード電圧のフィードバックによって、コントローラ１２０Ｉは、スイッチ３１０ｎのゲート電圧を調整することによって、過度の電流が直列ＬＥＤ１４０電流経路内のＬＥＤセグメント１７５を通って流れるのを防止することができる。また、この回路トポロジーでは、他の抵抗器（抵抗器１６５または他の抵抗器３４０）の値を余剰の値にしてもより小さくしてもよく、それにもかかわらず、コントローラ１２０Ｉは所望の性能を発揮するのに十分な情報を有し、したがって、選択される実施形態に応じて、（電流センサ１１５としての）抵抗器１６５を省略してよい（別段に図示されていない）。スイッチ３１０ｎおよび直列抵抗器３４０ｎが、直列ＬＥＤ１４０電流経路の底部または終端だけでなく、他のＬＥＤセグメント１７５同士の間、または直列ＬＥＤ１４０電流経路の頂部もしくは始端、または正もしくは負の電圧レール上のような第１０の例示的な装置１０００内の他の場所にも配置されてよいことにも留意されたい。
【０１７６】
図２８は、本発明の教示による第１１の例示的なシステム１１５０および第１１の例示的な装置１１００を示すブロック・回路図である。第１１の例示的な装置１１００は、直列ＬＥＤ１４０電流経路が常に最後のＬＥＤセグメント１７５ｎを含むようにＦＥＴスイッチ３１０同士が（ＬＥＤセグメント１７５の第１のＬＥＤ１４０の対応するアノードの所で）接続される点で第７の例示的な装置７００と異なる。最後のＬＥＤセグメント１７５ｎは、直列ＬＥＤ１４０電流経路において、最後にオンにされるＬＥＤセグメント１７５ではなく、最初にオンにされ通電するＬＥＤセグメント１７５である。第１１の例示的な装置１１００の回路トポロジーは他の利点を有し、すなわち、コントローラ１２０Ｇ用の電力は、最後のＬＥＤセグメント１７５ｎで得られるノード電圧から供給することができ、様々な電圧レベルおよび電流レベルをこのノードで監視することもでき、場合によっては適宜、直列ＬＥＤ１４０電流経路内の他のノードからの電圧レベルのフィードバックがなくなり、さらにコントローラ１２０Ｇの構成が簡略化される。
【０１７７】
図２９は、本発明の教示による第１２の例示的なシステム１２５０および第１２の例示的な装置１２００を示すブロック・回路図である。上記に第８の例示的な装置８００に関して論じたように、第１２の例示的な装置１２００は、抵抗器３４０がＦＥＴスイッチ３１０に直列に接続され、かつ対応する電圧レベルまたは電流レベルがコントローラ１２０Ｈにフィードバックとして供給され（入力３３０）、それによって、各ＬＥＤセグメント１７５を通る電流レベルのような追加的な情報がコントローラ１２０Ｈに供給され、かつＬＥＤセグメント１７５としてのスイッチ３１０が、直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられるかあるいは直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えられてよい点で第１１の例示的な装置７００と異なる。各ブランチ（ＬＥＤセグメント１７５）内の電流レベルを測定することによって、有利なことに（たとえば、抵抗器１６５と比べて）比較的小さい抵抗３４０を利用することができ、電力消散を低減させることができる。また、この回路トポロジーでは、他の抵抗器（抵抗器１６５など）の値を余剰の値にしてもより小さくしてもよく、それにもかかわらず、コントローラ１２０Ｉは所望の性能を発揮するのに十分な情報を有し、したがって、選択される実施形態に応じて、（電流センサ１１５としての）抵抗器１６５または他の抵抗器３４０を省略してよい（別段に図示されていない）。やはり別段に図示されていないが、前述のように、抵抗器３４５はスイッチ３１０のハイ側で（抵抗器３４０の代わりに）利用されてよい。
【０１７８】
図３０は、本発明の教示による第１３の例示的なシステム１３５０および第１３の例示的な装置１３００を示すブロック・回路図である。上記に第１０の例示的な装置１０００に関して論じたように、第１３の例示的な装置１３００は、すべてのＬＥＤセグメント１７５が利用される（どのＬＥＤセグメント１７５も迂回されない）ときに、どちらも直列ＬＥＤ１４０電流経路内のＬＥＤセグメント１７５に直列に結合されたスイッチ３１０ｎ（ｎチャネルＦＥＴとしても図示されている）と直列抵抗器３４０ｎを利用して、直列ＬＥＤ１４０電流経路で追加的な電流制御が行われる点で第１２の例示的な装置１２００と異なる。スイッチ３１０ｎおよび直列抵抗器３４０ｎを利用して電流制限を行うことができ、この場合、コントローラ１２０Ｉがスイッチ３１０ｎに対応するゲート電圧を供給し（一般に線形モードで供給する。ただし、スイッチ・モードを利用してもよい）、直列抵抗器３４０ｎによって行われる電流制限に加えて、直列ＬＥＤ１４０電流経路に所望の電流レベルを維持する。このことは、特に入力電圧ＶＩＮが高くなり過ぎた場合にも有用であり、ＶＩＮの入力（入力１６２）および（入力３３０ｎにおける直列抵抗器３４０ｎからの）ノード電圧のフィードバックによって、コントローラ１２０Ｉは、スイッチ３１０ｎのゲート電圧を調整することによって、過度の電流が直列ＬＥＤ１４０電流経路内のＬＥＤセグメント１７５を通って流れるのを防止することができる。また、この回路トポロジーでは、他の抵抗器（抵抗器１６５または他の抵抗器３４０）の値を余剰の値にしてもより小さくしてもよく、それにもかかわらず、コントローラ１２０Ｉは所望の性能を発揮するのに十分な情報を有し、したがって、選択される実施形態に応じて、（電流センサ１１５としての）抵抗器１６５を省略してよい（別段に図示されていない）。スイッチ３１０ｎおよび直列抵抗器３４０ｎが、直列ＬＥＤ１４０電流経路の底部または終端だけでなく、他のＬＥＤセグメント１７５同士の間、または直列ＬＥＤ１４０電流経路の頂部もしくは始端、または正もしくは負の電圧レール上のような第１３の例示的な装置１３００内の他の場所にも配置されてよいことにも留意されたい。
【０１７９】
本明細書で説明する様々な装置では、いずれの場合も、第１の直列ＬＥＤ１４０電流経路が、ＬＥＤセグメント１７５１、ＬＥＤセグメント１７５２〜ＬＥＤセグメント１７５ｍのうちの１つまたは複数のＬＥＤセグメントを備え、第２の直列ＬＥＤ１４０電流経路が、ＬＥＤセグメント１７５ｍ＋１、ＬＥＤセグメント１７５ｍ＋２〜ＬＥＤセグメント１７５ｎのうちの１つまたは複数のＬＥＤセグメントを備える、などの２つ以上の直列ＬＥＤ１４０電流経路の並列組み合わせも実現できることにも留意されたい。上記に図６を参照して論じたように、ＬＥＤセグメント１７５の多くの異なる並列組み合わせが利用可能である。当業者には、いずれのＬＥＤセグメント１７５構成についても、容易に並列ＬＥＤ１４０ストリングおよびＬＥＤセグメント１７５を増やして拡張するかあるいはＬＥＤセグメント１７５を減らして縮小することができ、かつ任意の所定のＬＥＤセグメント１７５内のＬＥＤ１４０の数が上記より多くても少なくてもよく、互いに等しくても等しくなくてもよく、かつすべての変形例が請求される発明の範囲内であることが認識されよう。
【０１８０】
並列に配置されたＬＥＤ１４０の複数のストリングを使用して、場合によっては単一の直列ＬＥＤ１４０電流経路で利用されるＬＥＤ１４０の定格電力を高めることに加えて、システム用のより高い電力を供給することもできる。切り替え可能な直列ＬＥＤ１４０電流経路回路トポロジーのこのような並列組み合わせの他の利点は、ＬＥＤセグメント１７５ごとの異なる数のＬＥＤ１４０および様々な検知抵抗器値をＡＣ線電流波形の高調波低減を向上させるように設定することによって並列ＬＥＤストリングの電流波形にスキューを施す機能である。また、電力定格を低減させる場合に、最大動作温度に達するときの電力を低下させるように選択された任意の直列ＬＥＤ１４０電流経路をオフにし遮断してもよい。
【０１８１】
これらの様々な装置実施形態およびシステム実施形態のいずれでも、白色ＬＥＤ１４０に加えてあるいは白色ＬＥＤ１４０の代わりに、様々なカラーＬＥＤ１４０を使用することによって、光色調補正を実施できることに留意されたい。たとえば、ＬＥＤセグメント１７５内の１つまたは複数のＬＥＤ１４０は緑色、赤色、または琥珀色であってよく、ローカルに配置されても、リモートに配置されても、中央に配置されてもよいコントローラ１２０が、選択されたＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように接続するかあるいは選択されたＬＥＤセグメント１７５を迂回することによって色混合および色調節が行われる。
【０１８２】
上述の様々な装置およびシステムが様々な条件下で動作可能であることにも留意されたい。たとえば、上述の様々な装置およびシステムは、３つの位相条件を使用し、すなわち、それぞれ６０Ｈｚ線または５０Ｈｚ線からの１２０Ｈｚ整流器出力または１００Ｈｚ整流器出力だけでなく、３６０Ｈｚ整流器出力または３００Ｈｚ整流器出力を使用して動作することもできる。同様に、上述の様々な装置およびシステムは、４００Ｈｚ入力電圧源を使用する航空機のような他のシステムでも動作する。また、減衰時定数が実質的に約２〜３ｍｓｅｃである比較的長い減衰型の蛍光体をＬＥＤ１４０と一緒に利用してもよく、それによって、励起された蛍光体からの発光が複数のＡＣサイクルにおけるＬＥＤ１４０光出力を平均化し、それによって光出力の知覚されるリプルの大きさが小さくなる。
【０１８３】
様々な装置７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、および１３００は、上述の電流制御に加えて、上記に装置１００、２００、３００、４００、５００、および６００に関して説明したように動作してもよい。たとえば、ＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えるかあるいは直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替える動作は、コントローラ入力３２０における様々なノード電圧のような電圧レベルに基づいて実行されてよい。また、たとえば、力率補正などのために、ＬＥＤセグメント１７５を直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えるかあるいは直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替える動作を、上述のように、ピーク電流レベルに達するのに十分な時間がある時間間隔に残っているかどうかに基づいて実行してもよい。簡単に言えば、上記に装置１００、２００、３００、４００、５００、および６００に関して説明した様々な制御方法はいずれも、様々な装置７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、および１３００のどの装置と一緒に利用してもよい。
【０１８４】
本明細書で説明した様々なコントローラ１２０はいずれも、デジタル論理および／または自動アナログ制御回路のいずれかまたは両方を使用して実現されてよいことにも留意されたい。また、様々なコントローラ１２０は、パラメータ値を記憶するのにいかなる種類のメモリ１８５も使用しなくてよい。その代わり、比較に使用されるパラメータは、限定するものではないが、たとえば抵抗器の抵抗値のような様々な構成要素に関して選択された値によって具体化または決定されてよい。トランジスタのような構成要素は、電流検知機能を実行することができる結合された抵抗器で対応する電圧が生成されたときにオンになる比較機能を実行してもよい。
【０１８５】
図３１は、本発明の教示による第３の例示的な方法を示す流れ図であり、有用な概要を示している。この方法は、開始ステップ７０５から始まり、ステップ７１０で、あるＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられる。少なくとも１つのＬＥＤ１７５が常に直列ＬＥＤ１４０電流経路内に位置するときにステップ７１０を省略してもよい。ステップ７１５で、直列ＬＥＤ１４０電流経路を通る電流が監視または検知される。ステップ７２０で、測定または検知された電流が所定の電流レベルよりも小さいとき、ステップ７１５に戻ってこの方法が繰り返される。ステップ７２０で、測定または検知された電流が所定の電流レベル以上であるときは、ステップ７２５で、次のＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられる。ステップ７３０で、すべてのＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路に含められるように切り替えられているとき、あるいはステップ７３５で、最大電圧レベルまたは最大電流レベルに達しているかまたは整流ＡＣ間隔の第１の半部（Ｑ１）が経過した（Ｑ１が終了した）とき、この方法は、ステップ７４０で、直列ＬＥＤ１４０電流経路を通る電流レベルを監視する。ステップ７４５で、測定または検知された電流が所定の電流レベルよりも大きいとき、ステップ７４０に戻ってこの方法が繰り返される。ステップ７４５で、測定または検知された電流が所定の電流レベル以下であるとき、ステップ７５５で、次のＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えられる。直列ＬＥＤ１４０電流経路内の複数のＬＥＤセグメント１７５が残っているとき、ステップ７４０に戻ってこの方法が繰り返される。ステップ７６０で、１つを除くすべてのＬＥＤセグメント１７５が直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えられており、かつステップ７６５で、電源がオフにされていないとき、ステップ７１５に戻ってこの方法が繰り返され、ステップ７６０で、直列ＬＥＤ１４０電流経路から除外されるように切り替えられていないＬＥＤセグメント１７５が複数あるか、あるいはステップ７６５で、電源がオフにされているとき、この方法は、リターン・ステップ７７０で終了することができる。
【０１８６】
上記に指摘したように、コントローラ１２０（および１２０Ａ〜１２０Ｉ）は、任意の種類のコントローラまたはプロセッサであってよく、本明細書で論じる機能を実行するようになされた任意の種類のデジタル論理として具体化されてよい。語コントローラまたはプロセッサが本明細書で使用されるときは、コントローラまたはプロセッサは、単一の集積回路（「ＩＣ」）の使用を含んでよく、あるいは複数の集積回路、またはコントローラ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）、並列プロセッサ、多重コア・プロセッサ、カスタムＩＣ、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（「ＦＰＧＡ」）、アダプティブ・コンピューティングＩＣ、関連するメモリ（ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭなど）、ならびに他のＩＣおよび構成要素のような互いに接続、配置、もしくはグループ化された他の構成要素の使用を含んでよい。したがって、本明細書では、語コントローラまたはプロセッサは、単一のＩＣ、またはカスタムＩＣ、ＡＳＩＣ、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、ＦＰＧＡ、アダプティブ・コンピューティングＩＣの配列、または本明細書で論じた機能を実行する集積回路の何らかの他のグループ化と、マイクロプロセッサ・メモリまたは追加的なＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＭＲＡＭ、ＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ、ＥＰＲＯＭ、もしくはＥ２ＰＲＯＭのような関連する任意のメモリとを同等に意味しかつ含むものと理解すべきである。コントローラまたはプロセッサ（コントローラ１２０（および１２０Ａ〜１２０Ｉ）など）は、それに関連するメモリと一緒に、前述および後述のように、本発明の方法を実行するように（プログラミング、ＦＰＧＡ相互接続、またはハード配線を介して）なされてよいかあるいは構成されてよい。たとえば、この方法は、関連するメモリ４６５（および／またはメモリ１８５）ならびに他の同等の構成要素を含むコントローラ１２０に、後でコントローラまたはプロセッサが動作している（すなわち、電源がオンであり機能している）ときに実行できる１組のプログラム命令またはその他のコード（または同等の構成もしくはその他のプログラム）としてプログラムされかつ記憶されてよい。同様に、コントローラまたはプロセッサが全体的または部分的にＦＰＧＡ、カスタムＩＣ、および／またはＡＳＩＣとして実施されてよいとき、ＦＰＧＡ、カスタムＩＣまたはＡＳＩＣは、本発明の方法を実施するように設計、構成、および／またはハード配線されてよい。たとえば、コントローラまたはプロセッサは、それぞれ、メモリ１８５に関連して本発明の方法を実施するようにプログラムされるか、設計されるか、なされるか、もしくは構成されたコントローラ、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ、および／またはＡＳＩＣの配列として実現されてよい。
【０１８７】
データ・レポジトリ（またはデータベース）を含んでよいメモリ１８５、４６５は、任意のコンピュータまたは他の機械可読データ記憶媒体内に設けられ、現在公知であるかあるいは将来利用可能になる、メモリ・デバイスまたは情報を記憶もしくは伝送するその他の記憶デバイスもしくは通信デバイスを含み、限定ではないが、揮発性であっても非揮発性であってもよく、脱着可能であっても脱着不能であってもよい、メモリ集積回路（「ＩＣ」）または集積回路のメモリ部分（コントローラまたはプロセッサＩＣ内の情報中のメモリなど）を含み、ＲＡＭ、ＦＬＡＳＨ、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＭＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、またはＥ２ＰＲＯＭ、あるいは磁気ハード・ドライブ、光学ドライブ、磁気ディスクまたはテープ・ドライブ、ハード・ディスク・ドライブ、その他の機械可読記憶媒体またはメモリ媒体、たとえば、フロッピー（登録商標）・ディスク、ＣＤＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、デジタル・バーサティル・ディスク（ＤＶＤ）、または他の光学メモリ、あるいは選択される実施形態に応じて公知であるかまたは公知になる任意の他の種類のメモリ、記憶媒体、またはデータ記憶装置もしくはデータ記憶回路を含むがこれらに限定されない任意の数の形態で具体化されてよい。また、このようなコンピュータ可読媒体には、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラム・モジュール、またはデータ信号もしくは変調信号内のその他のデータを具体化する任意の形態の通信媒体が含まれる。メモリ１８５、４６５は、様々なルックアップ・テーブル、パラメータ、係数、その他の情報およびデータ、（本発明のソフトウェアの）プログラムまたは命令、およびデータベース・テーブルのようなその他の種類のテーブルを記憶するようになされてよい。
【０１８８】
上記に指摘したように、コントローラまたはプロセッサは、本発明のソフトウェアおよびデータ構造を使用して、たとえば、本発明の方法を実行するようにプログラムされてよい。したがって、本発明のシステムおよび方法は、このようなプログラミングを行うか、あるいは上述のコンピュータ可読媒体内に具体化される１組の命令および／またはメタデータのようなその他の命令を下すソフトウェアとして具体化されてよい。また、メタデータは、ルックアップ・テーブルまたはデータベースの様々なデータ構造を定義するのに利用されてもよい。このようなソフトウェアは、限定するものではないが、たとえば、ソース・コードまたはオブジェクト・コードの形態であってよい。ソース・コードはさらに、何らかの形態の命令またはオブジェクト・コード（アセンブリ言語命令または構成情報を含む）にコンパイルされてよい。本発明のソフトウェア、ソース・コード、またはメタデータは、Ｃ、Ｃ＋＋、ＳｙｓｔｅｍＣ、ＬＩＳＡ、ＸＭＬ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｂｒｅｗ、ＳＱＬおよびその変形例（たとえば、ＳＱＬ９９またはＳＱＬの独自バージョン）、ＤＢ２、Ｏｒａｃｌｅ、または本明細書で論じた機能を実行し、様々なハードウェア定義言語もしくはハードウェア・モデリング言語（たとえば、Ｖｅｒｉｌｏｇ、ＶＨＤＬ、ＲＴＬ）および結果として得られるデータベース・ファイル（たとえば、ＧＤＳＩＩ）を含む任意の他の種類のプログラミング言語のような任意の種類のコードとして具体化されてよい。したがって、本明細書で同等に使用される「構成」、「プログラム構成」、「ソフトウェア構成」、または「ソフトウェア」は、任意の構文またはシグネチャを有し、（たとえば、コントローラ１２０を含むプロセッサまたはコンピュータにインスタンス化またはロードされて実行されるときに）指定された関連する機能または方法を実現するかあるいは実現するものと解釈できる任意の種類の任意のプログラミング言語を意味し指す。
【０１８９】
本発明のソフトウェア、メタデータ、または他のソース・コードおよび結果として得られる任意のビット・ファイル（オブジェクト・コード、データベース、またはルックアップ・テーブル）は、コンピュータまたはその他の機械可読データ記憶媒体のいずれかのような任意の有形の記憶媒体内に、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラム・モジュール、または上記にメモリ１８５、４６５、たとえば、フロッピー（登録商標）・ディスク、ＣＤＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、磁気ハード・ドライブ、光学ドライブ、または上述のような任意の種類のデータ記憶装置もしくはデータ記憶媒体に関して論じたようなその他のデータとして具体化されてよい。
【０１９０】
ＬＥＤのような非線形負荷に電力を供給する本発明の例示的な実施形態の多数の利点は、容易に明らかになろう。様々な例示的な実施形態は、高輝度用途向けのＬＥＤを含む１つまたは複数のＬＥＤにＡＣ線電力を供給し、同時に、ＬＥＤドライバの全体的な小形化およびコスト削減を実現し、ＬＥＤの効率および稼働率を向上させる。例示的な装置実施形態、方法実施形態、およびシステム実施形態は、比較的広いＡＣ入力電圧範囲にわたって適切に適応しかつ機能し、一方、過度の内部電圧を生成することも、構成要素を高い電圧ストレスまたは過度の電圧ストレスにさらすこともなしに、所望の出力電圧または出力電流を供給する。また、様々な装置実施形態、方法実施形態、およびシステム実施形態は、入力電力用のＡＣ線に接続されたときに有効な力率補正を実施する。最後に、様々な装置実施形態、方法実施形態、およびシステム実施形態は、照明デバイスの輝度、色温度、および色を調節する機能を実現する。
【０１９１】
本発明をその特定の実施形態に関して説明したが、これらの実施形態は、本発明を例示するものに過ぎず、本発明を制限するものではない。本明細書の説明では、本発明の各実施形態を完全に理解できるように、電子構成要素、電子接続および構造接続、材料、および構造変形例のような多数の特定の詳細が示されている。しかし、当業者には、本発明の実施形態を、１つまたは複数の特定の詳細なしで実施することができるか、あるいは他の装置、システム、アセンブリ、構成要素、材料、部品などと一緒に実施することができることが認識されよう。他の例では、本発明の各実施形態の態様を曖昧にするのを避けるために、公知の構造、材料、または動作については、特に詳細に図示しておらず、また詳述してもいない。また、様々な図は、縮尺通りに描かれてはおらず、限定とみなされるべきではない。
【０１９２】
本明細書において「一実施形態」、「実施形態」、または特定の「実施形態」が言及されている個所は、その実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ずしもすべての実施形態に含まれるわけではなく、さらに必ずしも同じ実施形態を指すわけではないことを意味する。さらに、本発明の任意の特定の実施形態の特定の特徴、構造、または特性は、任意の適切な方法で、かつ選択された特徴の使用を含み、それに対応する他の特徴の使用を含まない、１つまたは複数の他の実施形態との適切な任意の組み合わせで組み合わされてよい。また、特定の用途、状況、または材料を本発明の必須の範囲および趣旨に適合させるために多数の修正がなされてよい。本明細書の教示を考慮することによって、本明細書で説明し図示した本発明の実施形態の他の変形例および修正例が実現可能であり、かつこれらの変形例および修正例が本発明の趣旨および範囲の一部とみなされることを理解されたい。
【０１９３】
特定の用途に応じて好都合なように、図示された要素のうちの１つまたは複数の要素をより別々にあるいは一体的に実現するか、あるいは場合によっては除去するかまたは動作不能にすることも可能であることも理解されよう。特に、互いに離散した構成要素が分離しているのかそれとも組み合わされているのかが不明確であるかあるいは識別できない実施形態では、各構成要素の一体的に形成された組み合わせも本発明の範囲内である。また、「結合している（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）」または「結合可能な（ｃｏｕｐｌａｂｌｅ）」のような変形形態を含め、本明細書で語「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」が使用されることは、一体的に形成された構成要素および他の構成要素を介してまたは他の構成要素を通じて結合される構成要素を含む、任意の直接的または間接的な電気的、構造的、または磁気的な結合、接続、または取り付け、あるいはそのような直接的または間接的な電気的、構造的、または磁気的な結合、接続、または取り付けのための適応または機能を意味しかつ含む。
【０１９４】
語「ＬＥＤ」およびその複数形「ＬＥＤｓ」が、本発明のために本明細書で使用されるときは、電気信号に応答して放射を生成することができる任意のエレクトロルミネセント・ダイオードまたは他の種類のキャリア注入式または接合式システムを含み、電流または電圧に応答して、可視スペクトルまたは紫外線もしくは赤外線のような他のスペクトル内の、任意の帯域幅または任意の色もしくは色温度の光を発する様々な半導体または炭素ベースの構造、発光ポリマー、有機ＬＥＤなどを限定ではないが含むものと理解されたい。
【０１９５】
本明細書では、語「ＡＣ」は、任意の波形（正弦、自乗正弦、整流、整流正弦、方形、矩形、三角形、のこぎり歯形、不規則など）および任意のＤＣオフセットを有する交流電流または対応する交流電圧レベルを含む、任意の形態の時変電流または時変電圧を示し、かつ調光器スイッチから得られるような、裁断波の交流電流もしくは交流電圧または正相もしくは逆相の変調交流電流もしくは変調交流電圧のような任意の変形例を含んでよい。本明細書では、語「ＤＣ」は、変動するＤＣ（整流ＡＣから得られるようなＤＣ）と実質的に一定の電圧ＤＣまたは一定の電圧ＤＣ（電池、電圧レギュレータ、またはキャパシタによってフィルタリングされた電力から得られるようなＤＣ）との両方を示す。
【０１９６】
図示の実施形態についての上記の説明および添付の図では、同期ダイオードまたは同期整流器（たとえば、制御信号によってオン・オフを切り替えられるリレーまたはＭＯＳＦＥＴまたはその他のトランジスタ）あるいは他の種類のダイオードを、本発明の範囲内で、標準的なダイオードの代わりに使用してよいことを理解されたい。本明細書で提示された例示的な実施形態は一般に、グランドに対して正の出力電圧を生成するが、本発明の教示は、負の出力電圧を生成する電力変換器にも適用され、半導体およびその他の偏光構成要素を逆転させることによって補トポロジーが構成されてよい。
【０１９７】
さらに、図面／図中のあらゆる信号矢印は、他に特に指摘がないかぎり、例示的なものに過ぎず、限定的なものではないとみなすべきである。各ステップの構成要素の組み合わせも、特に分離能力または組み合わせ能力が不明確であるか予測可能である場合には本発明の範囲内と考えられる。離接語「または、もしくは、あるいは（ｏｒ）」は、本明細書および特許請求の範囲内で使用されるとき、他の特に指摘がないかぎり、概して、接続語の意味と離接語の意味との両方を有する（かつ「排他的ｏｒ（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ  ｏｒ）」の意味に制限されない）「および／または、かつ／あるいは（ａｎｄ／ｏｒ）」を意味するものである。「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、本明細書の説明および特許請求の範囲内で使用されるとき、文脈によって複数形が含まれないことが示されないかぎり複数形を含む。また、「ｉｎ」が本明細書の説明および特許請求の範囲内で使用されるとき、「ｉｎ」の意味は、文脈によって「ｏｎ」を含まないことが明確に示されないかぎり「ｉｎ」と「ｏｎ」とを含む。
【０１９８】
本発明の例示された実施形態についての上記の説明は、概要または要約に記載された内容を含み、網羅的なものでも、本発明を本明細書で開示された厳密な形態に限定するものでもない。上記のことから、多数の変形例、修正例、および代替例が対象となっており、これらの変形例、修正例、および代替例を本発明の新規の概念の趣旨および範囲から逸脱せずに実施できることが認識されよう。本明細書で例示された特定の方法および装置に対する限定は意図されておらず、またそのような限定を推定すべきでないことを理解されたい。もちろん、添付の特許請求の範囲によって、このようなすべての修正例が特許請求の範囲内に含められる。
【図１】
0005635598.tif 000008
【図２】
0005635598.tif 000009
【図３】
0005635598.tif 000010
【図４】
0005635598.tif 000011
【図５】
0005635598.tif 000012
【図６】
0005635598.tif 000013
【図７】
0005635598.tif 000014
【図８】
0005635598.tif 000015
【図９】
0005635598.tif 000016
【図１０】
0005635598.tif 000017
【図１１】
0005635598.tif 000018
【図１２】
0005635598.tif 000019
【図１３】
0005635598.tif 000020
【図１４】
0005635598.tif 000021
【図１５】
0005635598.tif 000022
【図１６】
0005635598.tif 000023
【図１７】
0005635598.tif 000024
【図１８】
0005635598.tif 000025
【図１９】
0005635598.tif 000026
【図２０】
0005635598.tif 000027
【図２１】
0005635598.tif 000028
【図２２】
0005635598.tif 000029
【図２３Ａ】
0005635598.tif 000030
【図２３Ｂ】
0005635598.tif 000031
【図２３Ｃ】
0005635598.tif 000032
【図２４】
0005635598.tif 000033
【図２５】
0005635598.tif 000034
【図２６】
0005635598.tif 000035
【図２７】
0005635598.tif 000036
【図２８】
0005635598.tif 000037
【図２９】
0005635598.tif 000038
【図３０】
0005635598.tif 000039
【図３１Ａ】
0005635598.tif 000040
【図３１Ｂ】
0005635598.tif 000041