(57)【要約】【課題】発光ダイオードなどから構成されるランプに対して安定したディミング制御を実現した照明装置を提供する。【解決手段】本発明の照明装置は、電流レギュレーション方式でランプに供給される電源を駆動することにより電力効率を改善し、定電流制御を行うことでランプが一定の明るさを維持することができ、ランプの明るさを制御するためのディミング制御が可能であり、ランプに供給される電源を周辺回路モジュールに共通に供給することができ、電源に供給される駆動電圧のレベルが一定水準以上を維持するように定電圧制御される構造を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスを用いて整流電圧を駆動電圧に電力変換する電力変換回路と、
前記駆動電圧を受けるランプと、
外部の制御信号に対応するディミング制御信号を提供し、前記駆動電圧を用いて動作するディミング制御回路と、
前記電力変換をモニタリングした結果および前記ディミング制御信号に対応して前記電力変換回路を制御する駆動制御回路とを含み、
前記駆動電圧をセンシングし、前記駆動電圧を予め設定されたレベル以上に維持することを特徴とする、照明装置。
【請求項２】
前記ディミング制御信号を制御する駆動電圧制御回路をさらに含み、
前記駆動電圧制御回路は、前記駆動電圧のレベルが前記設定された電圧以下に下降すると、それに対応して前記ディミング制御信号のレベルを制御することにより、前記駆動電圧に対応する電圧制御を行うことを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記駆動電圧制御回路は、
前記駆動電圧を前記定電圧に制御するための基準電圧と比較する比較部と、
前記比較部の出力に応じて前記駆動電圧の伝達をスイッチングするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子のオンオフ状態に応じて前記ディミング制御信号のレベルを制御するフォトカプラとを含むことを特徴とする、請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記駆動電圧制御回路は、
前記制御電圧以下に前記駆動電圧が下降することに対応して、電流の流れのための経路を提供し、前記経路に流れる電流の量を制御して前記ディミング制御信号を補正することを特徴とする、請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記補正回路は、
前記経路を介して接地に分散する前記電流の量を調節することを特徴とする、請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記ディミング制御回路は、
電圧レギュレータを含み、前記電圧レギュレータは、前記駆動電圧を内部動作に必要なレベルの動作電圧に変換することを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記駆動電圧を前記ディミング制御回路の動作に必要なレベルの動作電圧に変換して提供する電圧レギュレータをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
【請求項８】
前記ランプは、
複数の発光ダイオードを含む発光ダイオード照明灯、または電気的物理量の印加によって発光をする光源から構成されることを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
【請求項９】
前記ディミング制御回路は、
前記制御信号に対応する前記ディミング制御信号を生成して電流制御を行うことを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記ディミング制御回路は、
前記駆動電圧のレベルが変換された動作電圧を用いて動作し、前記制御信号を受信した後、前記制御信号に対応するディミングアウト信号を出力するディミング制御プロセッサと、
フォトカプラを備え、
前記ディミングアウト信号に応じた前記ディミング制御信号を前記駆動制御回路に伝達する伝達回路とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記駆動制御回路は、
前記電力変換回路に対する電流レギュレーティングを行うことを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１２】
ＡＣ電圧を電波整流した整流電圧を用いてランプを駆動するための駆動電圧を出力する電力変換回路と、
前記駆動電圧を用いて動作し、外部の制御信号に対応するディミング制御信号を提供するディミング制御回路と、
前記電力変換回路の動作をモニタリングした結果および前記ディミング制御信号に対応して電流レギュレーションを行い、前記電力変換回路の電力変換を制御する駆動制御回路と、
前記駆動電圧をセンシングし、前記駆動電圧が予め設定されたレベル以上を維持するように前記ディミング制御信号を調節する駆動電圧制御回路とを含むことを特徴とする、照明装置。
【請求項１３】
前記ディミング制御回路は、
前記駆動電圧に対する電圧レギュレーションを行って動作電圧を生成し、前記動作電圧によって内部動作を行うことを特徴とする、請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記ディミング制御回路は、
電圧レギュレータを含み、前記電圧レギュレータは、電圧レギュレーションを行って前記駆動電圧を動作電圧に変換することを特徴とする、請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記ランプは、
複数の発光ダイオードを含む発光ダイオード照明灯、または電気的物理量の印加によって発光をする光源から構成されることを特徴とする、請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記ディミング制御回路は、
前記駆動電圧のレベルが変換された動作電圧を用いて動作し、前記制御信号を受信した後、前記制御信号に対応するディミングアウト信号を出力するディミング制御プロセッサと、
フォトカプラを備え、
前記ディミングアウト信号に応じた前記ディミング制御信号を前記駆動制御回路に伝達する伝達回路とを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記駆動電圧制御回路は、
前記駆動電圧を基準電圧と比較する比較部と、
前記比較部の出力に応じて前記駆動電圧の伝達をスイッチングするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子のオンオフ状態に応じて前記ディミング制御信号のレベルを制御するフォトカプラとを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１８】
トランスを用いて整流電圧を駆動電圧に変換し、前記駆動電圧をランプに提供する照明装置において、
前記トランスの二次側に構成され、動作のために前記駆動電圧を受け、外部の制御信号に対応するディミング制御信号を提供する二次側回路と、
前記トランスの一次側に構成され、少なくとも前記ディミング制御信号に対応して前記トランスの動作を制御する一次側回路とを含み、
予め設定された制御電圧以下に前記駆動電圧が下降することに対応して前記ディミング制御信号を補正し、補正された前記ディミング制御信号によって前記ランプがターンオフされた状態で前記駆動電圧を前記制御電圧以上に維持することを特徴とする、照明装置。
【請求項１９】
前記二次側回路は、
予め設定された前記制御電圧以下に前記駆動電圧が下降することに対応して前記ディミング制御信号の補正を行い、補正された前記ディミング制御信号が前記一次側回路に伝達されることを特徴とする、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記一次側回路は、
予め設定された前記制御電圧以下に前記駆動電圧が下降することに対応して前記ディミング制御信号の補正を行うことを特徴とする、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記二次側回路は、
前記駆動電圧が前記制御電圧以下に下降することに対応して、前記ディミング制御信号の出力のための電流の量を制御することを特徴とする、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２２】
前記二次側回路は、
前記駆動電圧が前記制御電圧以下に下降することに対応して、前記電流を分散して前記電流の量を減少させることを特徴とする、請求項２１に記載の照明装置。
【請求項２３】
前記二次側回路は、
前記駆動電圧を用いて動作し、前記制御信号に対応する前記ディミング制御信号を提供するディミング制御回路と、
前記制御電圧以下に前記駆動電圧が下降することに対応して、前記ディミング制御回路に前記ディミング制御信号の電流を減少させるための経路を提供し、前記ディミング制御信号を補正する駆動電圧制御回路とを含むことを特徴とする、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２４】
前記駆動電圧制御回路は、
前記制御電圧以下に前記駆動電圧が下降すると、補正信号を出力する制御回路と、
前記経路を提供し、前記補正信号に対応して前記経路に流れる前記電流の量が調節される調節回路とを含むことを特徴とする、請求項２３に記載の照明装置。
【請求項２５】
前記制御回路は、
前記駆動電圧が前記制御電圧より低い状態で前記制御電圧と前記駆動電圧との差に比例するレベルを有するように前記補正信号を提供し、前記調節回路は、前記駆動電圧が前記制御電圧より低い状態で前記補正信号のレベルに対応するように前記経路のターンオン程度を制御することを特徴とする、請求項２４に記載の照明装置。
【請求項２６】
前記制御電圧は、
前記ランプがターンオフされる電圧と同一かまたは低いレベルに設定されたことを特徴とする、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２７】
前記二次側回路は、
前記ディミング制御のためのディミング制御信号を提供するディミング制御回路と、
前記駆動電圧をセンシングし、前記駆動電圧が予め設定されたレベル以上を維持するように前記ディミング制御信号を調節する駆動電圧制御回路とを含むことを特徴とする、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２８】
前記駆動電圧制御回路は、
前記駆動電圧を基準電圧と比較する比較部と、
前記比較部の出力に応じて前記駆動電圧の伝達をスイッチングするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子のオンオフ状態に応じて前記ディミング制御信号のレベルを制御するフォトカプラとを含むことを特徴とする、請求項２７に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関するものであって、より詳細には、発光ダイオードなどから構成されるランプに対して安定したディミング制御を実現した照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の照明装置は、白熱灯や蛍光灯の代わりに、寿命が相対的に長く、消費電力が少なく、高輝度を有するように実現できる発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、以下、「ＬＥＤ」という）を光源として代替する傾向にある。
【０００３】
前記照明装置の一例として、室内灯や防犯灯または街灯などが例示され、ＬＥＤを採用した照明装置は、前記室内灯や防犯灯または街灯などとしても開発されて商用化されている。
【０００４】
従来のＬＥＤ照明装置は、商用交流電源をＳＭＰＳ（ＳＷＩＴＣＨＩＮＧ  ＭＯＤＥ  ＰＯＷＥＲ  ＳＵＰＰＬＹ：以下、「ＳＭＰＳ」という）モジュールを用いて実現されることが一般的である。
【０００５】
前記のように構成された従来のＬＥＤ照明装置の一例が韓国登録特許第１０−１１６４６３１号に開示されており、これは、商用交流電源がＳＭＰＳモジュールおよび駆動回路を経て、ＬＥＤに電源を供給する構成を有する。
【０００６】
従来のＬＥＤ照明装置は、ディミング（ＤＩＭＭＩＮＧ）やスイッチングを制御するために照度や人体をセンシングするセンサを含むセンサボードが追加的に構成できる。この場合、ＬＥＤ照明装置は、電源をＳＭＰＳモジュールを介してセンサボードに供給するように構成される。
【０００７】
しかし、前記従来のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤランプに電源を供給するためのＳＭＰＳモジュールと、電流駆動方式でＬＥＤランプを駆動するための駆動回路とを含むことにより、複雑な構成を有するという欠点がある。
【０００８】
また、従来のＬＥＤ照明装置において、ＳＭＰＳモジュールが約９０％の電力効率を有するように設計され、駆動回路も約９０％の電力効率を有するように設計される。結局、従来のＬＥＤ照明装置の全体電力効率は約８１％水準に設計される。このように、従来のＬＥＤ照明装置は、複雑な構成によって全体電力効率が低下する問題がある。
【０００９】
そして、ＬＥＤ照明装置には、センサボードなどの周辺回路モジュールが付加的に構成できる。この場合にも、大部分の電力はＬＥＤを駆動する駆動回路で消費する。
【００１０】
そのため、従来のＬＥＤ照明装置の電力効率が低下する問題が、付加的に構成される周辺回路モジュールにそのまま適用され、周辺回路モジュールの電力効率も低下する問題がある。
【００１１】
また、従来のＬＥＤ照明装置は、ディミング制御を定電流制御方式で実現することができる。
【００１２】
前記ディミング制御のために、ディミング制御プロセッサ（Ｄｉｍｍｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が構成できる。ディミング制御プロセッサは、定電流制御のために一定水準以上の動作電圧を必要とする。
【００１３】
前記動作電圧は、ＬＥＤランプに印加される駆動電圧を用いて提供できる。
【００１４】
しかし、ディミングオフ状態のように光出力が極めて低く制御される場合、ＬＥＤランプに提供される駆動電圧は、ディミング制御プロセッサで要求する動作電圧を生成するのに必要なレベルを維持することが困難である。
【００１５】
上述のように、駆動電圧がディミング制御プロセッサで要求する動作電圧を生成するのに必要なレベルより低くなる場合、従来の照明装置は、安定したディミング制御を行うことが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−１１６４６３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、発光ダイオードなどから構成されるランプを駆動するために高い電力効率を維持しながら電源を供給することができる照明装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、ランプだけでなく、ディミング制御などを目的として構成される周辺回路モジュールに共通に電源を供給することにより、構造が簡単でかつ高い電力効率を有する照明装置を提供することを他の目的とする。
【００１９】
さらに、本発明は、ランプを駆動する駆動電圧を用いてディミング制御回路の動作電圧を提供し、ディミング制御のために駆動電圧のレベルが低くなっても、駆動電圧が動作電圧として使用可能なレベルを維持することができる照明装置を提供することをさらに他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の照明装置は、トランスを用いて整流電圧を駆動電圧に電力変換する電力変換回路と、前記駆動電圧を受けるランプと、外部の制御信号に対応するディミング制御信号を提供し、前記駆動電圧を用いて動作するディミング制御回路と、前記電力変換をモニタリングした結果および前記ディミング制御信号に対応して前記電力変換を制御する駆動制御回路とを含み、前記駆動電圧をセンシングし、前記駆動電圧を予め設定された電圧以上に維持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、照明装置が高い電力効率を有することができ、簡単な構造でも、ランプだけでなく、センサボードや通信モジュールのような周辺回路モジュールも高い電力効率を有するように電源を供給することができる効果がある。
【００２２】
また、本発明は、ランプを駆動する駆動電圧を用いてディミング制御回路の動作電圧を提供することができ、ディミングオフなどに対応して駆動電圧のレベルが動作電圧を提供可能な一定水準以上を維持するように制御されるため、ランプのための安定したディミング制御が可能になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の照明装置による好ましい実施形態を示す回路図である。
【図２】トランスの一次側コイルおよび二次側コイルの電流波形図である。
【図３】図１の実施形態が電流制御を行う方法を説明するタイミング図である。
【図４】図１の実施形態が制御信号によってディミング制御を行う方法を説明するタイミング図である。
【図５】ディミング制御による出力電流対出力電圧の波形図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す回路図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。本明細書および特許請求の範囲に使用された用語は、通常的または辞書的な意味に限定されて解釈されるのではなく、本発明の技術的事項に符合する意味および概念で解釈されなければならない。
【００２５】
本明細書に記載された実施形態および図面に示された構成は、本発明の好ましい実施形態であり、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないため、本出願時点においてこれらを代替可能な多様な均等物および変形例があり得る。
【００２６】
本発明の実施形態は、電流レギュレーション方式でランプ１００に供給される電源を駆動し、改善された電力効率を有するように構成される。
【００２７】
そして、本発明の実施形態は、ランプ１００が一定の明るさを維持できるように電流制御を行う改善された構造を有する。前記電流制御は、定電流制御であることが好ましい。
【００２８】
また、本発明の実施形態は、ディミング制御可能な構造を有し、その結果、ランプ１００の明るさが制御可能になる。
【００２９】
さらに、本発明の実施形態は、ランプ１００に提供される電源を周辺回路モジュールに共通に提供することができ、電源によって形成される駆動電圧のレベルが周辺回路モジュールの動作電圧を提供可能な一定水準以上を維持するように制御する構造を有する。
【００３０】
図１を参照すれば、本発明の実施形態は、電源部１０と、トランスＴを含む電力変換回路２０と、駆動制御回路３０と、ディミング制御回路５０と、駆動電圧制御回路６０とを含む。
【００３１】
電源部１０は、ＡＣ電源を電波整流した整流電圧を出力する構成を有する。電源部１０は、電源１２および整流回路１４が並列に接続された構造を有する。
【００３２】
電源１２は、ＡＣ電源として商用電源が使用されることが好ましい。
【００３３】
整流回路１４は、電源１２から提供される正弦波波形のＡＣ電源を電波整流し、リップル成分を有する整流電圧を出力する構成を有する。
【００３４】
前記電源部１０から出力される整流電圧は電力変換回路２０に提供され、電力変換回路２０は、トランスＴを用いて整流電圧を駆動電圧Ｖに変換する。
【００３５】
電力変換回路２０は、トランスＴの一次側コイルＬ１の整流電圧に対応する電力変換を行い、二次側コイルＬ２に構成されたダイオードＤ１およびキャパシタＣ１を介して駆動電圧Ｖを出力する構成を有する。
【００３６】
トランスＴは、一次側コイルＬ１と、二次側コイルＬ２と、補助コイルＬ３とを含むことができ、一次側コイルＬ１と二次側コイルＬ２の巻線比はＮ：１に設定されるとよい。ここで、Ｎは、任意の定数として設定されるとよい。
【００３７】
補助コイルＬ３は、二次側コイルＬ２の誘導電流をセンシングするために構成されたものであり、製作者の意図によって多様に巻線比が適用可能である。大体、補助コイルＬ３は、駆動制御回路３０の内部電圧Ｖｃｃを提供可能な水準に電流を誘導するための巻線比が適用されることが好ましい。
【００３８】
前記構成により、トランスＴは、整流電圧が印加される一次側コイルＬ１の電流の流れに対応する誘導電流を二次側コイルＬ２に出力する。トランスＴの二次側において、ダイオードＤ１が誘導電流を整流し、キャパシタＣ１が電圧を平滑し、キャパシタＣ１によって平滑された電圧が駆動電圧Ｖとして出力される。
【００３９】
また、トランスＴの一次側コイルＬ１の電流の流れによって、補助コイルＬ３にもセンシング電流が誘導される。トランスＴの補助コイルＬ３のセンシング電流は、一次側コイルＬ１の電流の流れによる、二次側コイルＬ２の誘導電流に対応する量で誘導される。すなわち、トランスＴの補助コイルＬ３のセンシング電流は、二次側コイルＬ２の誘導電流をセンシングしたものに相当する。
【００４０】
前記トランスＴの一次側コイルＬ１には、後述する駆動制御回路３０によって制御された整流電圧が提供される。
【００４１】
電力変換回路２０の前記駆動電圧Ｖは、ランプ１００およびディミング制御回路５０に共通に提供される。
【００４２】
ランプ１００に提供される駆動電圧Ｖと、ディミング制御回路５０の動作に必要な動作電圧のレベルは互いに異なる。一般的に、ランプ１００の駆動電圧Ｖは、ディミング制御回路５０の動作電圧より高い。
【００４３】
そのため、ディミング制御回路５０のディミング制御プロセッサ５２は、内部の電圧レギュレーションによって、電力変換回路２０から提供される駆動電圧Ｖを低いレベルの動作電圧に変換し、内部動作のために、前記のように変換された動作電圧を使用することができる。製作者の意図によって駆動電圧を動作電圧に変換する電圧レギュレーションは、前記のようにディミング制御プロセッサ５２の内部で行われるか、またはディミング制御プロセッサ５２の外部の電圧レギュレータによって行われるとよい。
【００４４】
本発明の実施形態は、図１を参照して、ディミング制御プロセッサ５２の内部で電圧レギュレーションが行われるものとして説明し、別の電圧レギュレータ５４によって電圧レギュレーションが行われる実施形態は、図６を参照して後述する。
【００４５】
一方、ランプ１００は、電力変換回路２０の駆動電圧Ｖを受けて発光を行う。
【００４６】
本発明の実施形態により構成されるランプ１００は、１つまたは２つ以上の発光ダイオードを含んで構成されたものを例示し、より好ましくは、複数の発光ダイオードが１つまたは２つ以上のアレイをなすように構成できる。また、ランプ１００は、発光ダイオード以外の、蛍光灯のような電気的物理量の印加によって発光をする多様な光源で実現できる。
【００４７】
前記ランプ１００は、室内灯、防犯灯または街灯から構成されてもよく、横断歩道に設けられ、横断歩道を照明する補助照明灯などから構成されてもよい。
【００４８】
本発明の実施形態により構成されるディミング制御回路５０は、電源が供給される周辺回路モジュールに含まれるとよい。ディミング制御回路５０およびランプ１００は、電源が共通に供給されるように構成される。ここで、前記電源は、駆動電圧を含むことができる。
【００４９】
周辺回路モジュールは、ランプ１００のディミングやオンオフを制御するための前記ディミング制御回路５０または通信モジュールなどのように、電源供給を必要とする多様な装置を含むことができる。
【００５０】
ディミング制御回路５０は、外部の制御信号に対応するディミング制御信号を提供し、駆動電圧Ｖを受けて動作するように構成される。
【００５１】
そして、ディミング制御回路５０は、制御信号に対応する電流制御を行うことにより、ディミング制御信号を生成して出力するように構成される。
【００５２】
ディミング制御回路５０は、可視光センサ（ＣＤＳ）や赤外線センサ（ＰＩＲ）の出力またはディミングオンオフを制御するためのオンオフ信号などを外部の制御信号Ｄｉｎとして受信することができる。可視光センサ（ＣＤＳ）は、周辺の明るさ（照度）をセンシングするセンサであり、赤外線センサ（ＰＩＲ）は、人体の動作を感知するセンサである。
【００５３】
前記制御信号Ｄｉｎは、ディミング制御回路５０に含まれたディミング制御プロセッサ５２に入力される。
【００５４】
制御信号Ｄｉｎは、パルス信号または直流電圧として提供可能であり、ディミング制御回路５０は、外部のパルス信号または直流電圧として提供される制御信号Ｄｉｎをパルスに変換し、ディミングアウト信号Ｄｏとして出力するディミング制御プロセッサ５２を含むことができる。
【００５５】
ここで、ディミング制御プロセッサ５２は、ディミングアウト信号Ｄｏのパルス幅を可変してディミング制御を行うことができる。一例として、ディミングアウト信号Ｄｏは、１０％未満のデューティ比を有するように出力される場合、ランプ１００をターンオフするためのものとして定義できる。
【００５６】
ディミング制御プロセッサ５２は、上述した説明のように、駆動電圧Ｖのレベルが変換された動作電圧を用いて動作する。
【００５７】
そして、ディミング制御プロセッサ５２は、パルス信号または直流電圧として入力される制御信号Ｄｉｎに対応するディミングアウト信号Ｄｏを出力し、ディミングアウト信号Ｄｏは、上述のようにパルス形態で出力可能である。
【００５８】
ディミング制御回路５０は、前記ディミング制御プロセッサ５２と、伝達回路とを含んで構成できる。
【００５９】
伝達回路は、ディミング制御プロセッサ５２から出力されるディミングアウト信号Ｄｏを反転させるインバータＩＶと、インバータＩＶの出力に応じてスイッチングされるトランジスタＱ２と、トランジスタＱ２に直列接続された発光ダイオードＰＤ１と、発光ダイオードＰＤ１に接続された抵抗ＲＤ１と、発光ダイオードＰＤ１の光を受信し、光量に対応してスイッチングされる受光トランジスタＰＴ１と、受光トランジスタＰＴ１のエミッタに接続された抵抗Ｒ１とを含んで構成できる。ここで、抵抗ＲＤ１は、一端に駆動電圧Ｖが印加され、トランジスタＱ２は、ドレインの接地された構成を有することができる。そして、発光ダイオードＰＤ１と受光トランジスタＰＴ１とはフォトカプラを構成する。
【００６０】
前記のように構成される伝達回路は、ディミングアウト信号Ｄｏに応じたディミング制御信号を駆動制御回路３０に提供する動作を行う。
【００６１】
すなわち、インバータＩＶは、ディミングアウト信号Ｄｏを反転してトランジスタＱ２のゲートに印加し、トランジスタＱ２は、ディミングアウト信号Ｄｏによってスイッチング制御され、発光ダイオードＰＤ１は、トランジスタＱ２のターンオンおよびターンオフに同期して発光および消光を行い、受光トランジスタＰＴ１は、発光ダイオードＰＤ１の発光時にターンオンを行う。
【００６２】
すなわち、受光トランジスタＰＴ１がターンオンおよびターンオフされる状態に応じてパルス信号が生成され、パルス信号は、前記ディミング制御信号として駆動制御回路３０に提供される。
【００６３】
一方、駆動制御回路３０は、電力変換回路２０の電力変換をモニタリングした結果およびディミング制御回路５０のディミング制御信号に対応して電力変換回路２０の電力変換を制御する。
【００６４】
より詳細には、駆動制御回路３０は、電力変換回路２０に対する電流レギュレーションを行う構成を有する。
【００６５】
このために、駆動制御回路３０は、電圧レギュレータ３２と、電流モニタ３４と、比較部ＣＯＭ１と、ランプ（Ｒａｍｐ）信号発生器３６と、比較部ＣＯＭ２と、パルス制御器３８と、平滑回路４０と、駆動回路とを含むことができる。ここで、駆動回路は、スイッチング素子Ｑ１と、バッファＢＦとを含んで構成されるとよく、バッファＢＦは、パルス制御器３８の出力をスイッチング素子Ｑ１のゲートに伝達するように構成されるとよい。
【００６６】
電圧レギュレータ３２は、トランスＴの補助コイルＬ３のセンシング電流を用いて内部電圧Ｖｃｃを生成し、内部電圧Ｖｃｃは、ランプ信号発生器３６、パルス制御器３８、ディミング制御回路５０および駆動電圧制御回路６０のうちの少なくとも１つ以上に供給できる。
【００６７】
そして、電圧レギュレータ３２は、トランスＴの補助コイルＬ３のセンシング電流を受けるように構成できる。すなわち、補助コイルＬ３の電流がダイオードＤ２を介して電圧レギュレータ３２に提供され、電圧レギュレータ３２は、ダイオードＤ２を介して流入する電流を用いて、定電圧を有する内部電圧Ｖｃｃを生成して出力する。
【００６８】
電流モニタ３４は、トランスＴの一次側コイルＬ１の電流および二次側コイルＬ２の電流をセンシングする。
【００６９】
電流モニタ３４は、二次側コイルＬ２の電流をセンシングするために補助コイルＬ３のセンシング電流を用い、二次側コイルＬ２で誘導される電流のゼロカレントポイントＺを検出し、ゼロカレントポイントＺに同期するセット信号Ｓを出力するように構成される。
【００７０】
また、電流モニタ３４は、一次側コイルＬ１の電流をセンシングした結果に対応するモニタリング電圧を出力する。トランスＴの一次側コイルＬ１の電流は、スイッチング素子Ｑ１に接続された抵抗Ｒｓから提供されるように構成できる。
【００７１】
電流モニタ３４は、モニタリング電圧を比較部ＣＯＭ１の負端（−）に印加するように構成される。モニタリング電圧は、抵抗Ｒｓに流れる電流に対応する直流電圧として出力できる。
【００７２】
比較部ＣＯＭ１は、負端（−）に電流モニタ３４のモニタリング電圧が印加され、正端（＋）に定電流制御のための基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｃが印加され、比較信号ＣＯＭＰを比較部ＣＯＭ２の負端（−）に印加するように構成される。
【００７３】
ランプ信号発生器３６は、ランプ（Ｒａｍｐ）信号ＲＰを出力し、ランプ信号ＲＰは、鋸波パルスまたは三角波パルスとして提供できる。
【００７４】
平滑回路４０は、ディミング制御回路５０から提供されるパルス波形のディミング制御信号を平滑し、比較部ＣＯＭ２の負端（−）に印加するように構成される。平滑回路４０は、パルス波形のディミング制御信号に対応する直流電圧を出力することができる。
【００７５】
比較部ＣＯＭ２は、ディミング制御信号に対応する平滑回路４０の直流電圧と、比較部ＣＯＭ１から出力される比較信号ＣＯＭＰとを混合した信号が負端（−）に印加され、ランプ信号発生器３６のランプ信号ＲＰが正端（＋）に印加されるように構成される。比較部ＣＯＭ２は、正端（＋）および負端（−）に印加される信号を比較してリセット信号Ｒを出力する。
【００７６】
パルス制御器３８は、比較部ＣＯＭ２のリセット信号Ｒおよび電流モニタ３４のセット信号Ｓを受信し、駆動パルスＱを出力するように構成される。パルス制御器３８は、セット信号Ｓがイネーブルされる時点からリセット信号Ｒがイネーブルされる時点までイネーブル状態を維持するパルス信号を駆動パルスＱとして出力する動作を行うように構成されることが好ましい。このために、パルス制御器３８は、ＲＳフリップフロップから構成できる。
【００７７】
駆動パルスＱは、バッファＢＦを経由してスイッチング素子Ｑ１のゲートに提供される。
【００７８】
バッファＢＦは、駆動パルスＱのレベルを補償するために構成される部品である。
【００７９】
スイッチング素子Ｑ１は、パワートランジスタとしてＦＥＴが構成されるとよく、一端にトランスＴの一次側コイルＬ１が接続され、他端に抵抗Ｒｓが接続され、ゲートに駆動パルスＱが印加されるように構成される。前記構成により、スイッチング素子Ｑ１は、駆動パルスＱによってスイッチングされる。
【００８０】
すなわち、スイッチング素子Ｑ１は、バッファＢＦを介して伝達される駆動パルスＱによってターンオンおよびターンオフを繰り返すように動作する。結果的に、スイッチング素子Ｑ１のスイッチングに連動して、トランスＴの一次側コイルＬ１に電流が駆動される。
【００８１】
一方、駆動電圧制御回路６０は、駆動電圧Ｖをセンシングし、駆動電圧Ｖが予め設定された電圧以上を維持するようにディミング制御信号を制御するように構成される。
【００８２】
すなわち、駆動電圧制御回路６０は、駆動電圧Ｖのレベルが予め設定された電圧以下に下降すると、それに対応してディミング制御信号のレベルを制御し、平滑回路４０から出力される直流電圧のレベルを制御する。その結果、駆動電圧Ｖのレベルが駆動電圧制御回路６０のディミング制御信号の制御によって制御できる。
【００８３】
このために、駆動電圧制御回路６０は、駆動電圧Ｖと定電圧制御のために設定される基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｖとを比較する比較部ＣＯＭ３と、比較部ＣＯＭ３の出力に応じて駆動電圧Ｖの伝達をスイッチングするスイッチング素子であるトランジスタＱ３と、トランジスタＱ３のオンオフ状態に応じて発光または消光を行うフォトダイオードＰＤ２と、フォトダイオードＰＤ２の発光および消光に対応する受光を行い、ディミング制御信号のレベルを制御する受光トランジスタＰＴ２とを含む。
【００８４】
ここで、トランジスタＱ３のソースは、抵抗ＲＤ２を介して比較部ＣＯＭ３の負端（−）に共通に接続される。受光トランジスタＰＴ２は、コレクタに内部電圧Ｖｃｃが伝達されるように抵抗Ｒ２が構成され、エミッタに平滑回路４０のディミング制御信号が印加されるノードが接続されるように構成される。
【００８５】
比較部ＣＯＭ３は、負端（−）に駆動電圧Ｖが印加され、正端（＋）に基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｖが印加されるように構成される。
【００８６】
上述のように本発明の実施形態が構成され、スイッチング素子Ｑ１の動作によってトランスＴの電力変換が行われる。
【００８７】
図２を参照すれば、スイッチング素子Ｑ１がターンオンされると、トランスＴの一次側コイルＬ１の電流は徐々に増加する。この時、二次側コイルＬ２には大きな誘導電流が形成されない。
【００８８】
そして、スイッチング素子Ｑ１がターンオフされると、トランスＴの一次側コイルＬ１の電流の流れは急激に遮断され、二次側コイルＬ２には大きな誘導電流が形成された後次第に減少する。
【００８９】
ゼロカレントポイントＺは、トランスＴの二次側コイルＬ２の誘導電流がなくなる時点すなわち、ゼロ状態になる時点を意味する。
【００９０】
ゼロカレントポイントＺになると、再び、トランスＴの一次側コイルＬ１は、スイッチング素子Ｑ１のターンオンにより電流の流れが増加する。
【００９１】
すなわち、ゼロカレントポイントＺに同期してトランスＴの一次側コイルＬ１の電流の流れが開始されることにより、スイッチング損失を低減して全体変換効率を高めることができる。
【００９２】
上述のようなトランスＴの動作により、二次側コイルＬ２の誘導電流ＩがダイオードＤ１によって整流され、整流された電流による電圧がキャパシタＣ１によって平滑され、駆動電圧Ｖとして出力される。
【００９３】
前記駆動電圧Ｖによってランプ１００が発光する。ランプ１００の発光状態は、駆動電圧Ｖのレベルに応じて決定できる。すなわち、ディミング制御は、駆動電圧Ｖのレベルを制御することにより行われるとよい。
【００９４】
前記過程で二次側コイルＬ２の誘導電流が補助コイルＬ３によってセンシングされ、補助コイルＬ３のセンシング電流は、電圧レギュレータ３２および電流モニタ３４にそれぞれ提供可能である。
【００９５】
電圧レギュレータ３２は、補助コイルＬ３のセンシング電流を用いて内部電圧Ｖｃｃを生成し、ランプ信号発生器３６、パルス発生器３８および駆動電圧制御回路６０などに内部電圧Ｖｃｃを定電圧として提供する。
【００９６】
そして、電流モニタ３４は、補助コイルＬ３のセンシング電流を用いて上述したゼロカレントポイントＺを感知し、ゼロカレントポイントＺに同期するセット信号Ｓを出力する。
【００９７】
また、電流モニタ３４は、抵抗Ｒｓに流れる電流をセンシングし、抵抗Ｒｓに流れる電流の量に対応する直流電圧すなわち、モニタリング電圧を比較部ＣＯＭ１の負端（−）に印加する。
【００９８】
比較部ＣＯＭ１は、モニタリング電圧と基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｃとを比較し、モニタリング電圧が基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｃより低ければ、正レベルの比較信号を出力し、逆に、モニタリング電圧が基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｃより高ければ、負レベルの比較信号を出力する。
【００９９】
比較部ＣＯＭ２は、図３のように、比較信号ＣＯＭＰとランプ信号ＲＰとを比較してリセット信号Ｒを出力することにより、パルス制御器３８から出力される駆動パルスのパルス幅を制御する。
【０１００】
本発明の実施形態は、モニタリング電圧によってランプ１００が一定の明るさを維持しながら発光できるように、トランスＴから出力される電流のレベルを一定に維持する定電流制御のためのフィードバック機能を有する。
【０１０１】
すなわち、トランスＴの一次側コイルＬ１に誘導される電流が増加すると、電流モニタ３４から出力されるモニタリング電圧は上昇し、比較部ＣＯＭ１は、負の低い電圧を比較信号ＣＯＭＰとして出力し（一例として、図３のＶｂレベル）、比較部ＣＯＭ２は、大きいパルス幅のリセット信号Ｒを出力する。パルス制御器３８は、セット信号がイネーブルされた後、リセット信号Ｒの入力される時点（イネーブルされる時点）までハイレベルを維持するパルス幅を有する駆動パルスＱ（Ｑｂ）を出力する。すなわち、パルス制御器３８は、パルス幅の小さい駆動パルスＱｂを出力し、スイッチング素子Ｑ１のターンオン時間は、駆動パルスＱｂのパルス幅が減少した分だけ減少する。その結果、トランスＴの一次側コイルＬ１に誘導される電流が減少する。
【０１０２】
これとは逆に、トランスＴの一次側コイルＬ１に誘導される電流が減少すると、電流モニタ３４から出力されるモニタリング電圧は下降し、比較部ＣＯＭ１は、正の高い電圧を比較信号ＣＯＭＰとして出力し（一例として、図３のＶａレベル）、比較部ＣＯＭ２は、小さいパルス幅のリセット信号Ｒを出力する。パルス制御器３８は、セット信号Ｓがイネーブルされた後、リセット信号Ｒの入力される時点までハイレベルを維持するパルス幅を有する駆動パルスＱ（Ｑａ）を出力する。すなわち、パルス制御器３８は、パルス幅の大きい駆動パルスＱａを出力し、スイッチング素子Ｑ１のターンオン時間は、駆動パルスＱａのパルス幅が増加した分だけ増加する。その結果、トランスＴの一次側コイルＬ１に誘導される電流が増加する。
【０１０３】
上述のように、本発明の実施形態は、定電流制御のための基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｃを基準としてトランスＴの一次側コイルＬ１の電流が制御されるため、ランプ１００に提供される電流の量を一定に維持する定電流制御が行われる。すなわち、ランプ１００は、前記定電流制御によって明るさが一定に維持できる。
【０１０４】
一方、本発明の実施形態は、外部の制御信号による、ランプ１００の明るさを調節するディミング制御を行うことができる。
【０１０５】
ディミング制御プロセッサ５２は、ランプ１００を明るくするか、または暗くするためのディミング制御のための外部の制御信号Ｄｉｎ、またはランプ１００のターンオンまたはターンオフを制御するための外部の制御信号Ｄｉｎに対応して、パルス信号の形態を有するディミングアウト信号Ｄｏを出力する。
【０１０６】
ここで、ランプ１００のターンオフ（ディミングオフ）は、ディミング制御プロセッサ５２から出力されるパルスの幅が一定水準以下の時を基準として設定されるとよい。一例として、パルス幅すなわち、デューティ比が１０％未満の場合、ランプ１００がターンオフされるものとして設定されるとよい。すなわち、ディミング制御プロセッサ５２から出力されるパルスのデューティ比が１０％未満の場合、トランスＴから出力される電源によりランプ１００がターンオンされない。
【０１０７】
ランプ１００がターンオンされない場合、トランスＴは、ランプ１００をターンオンするレベル以下のレベルの駆動電圧Ｖを出力することができる。この場合にも、ディミング制御回路５０の動作に必要な動作電圧は、駆動電圧Ｖによって持続的に供給できる。
【０１０８】
前記ディミング制御機能は、図４を参照して説明する。
【０１０９】
ディミング制御回路のディミング制御プロセッサ５２は、外部の制御信号Ｄｉｎに対応してディミングアウト信号Ｄｏを出力する。この時、ディミングアウト信号Ｄｏは、パルス信号であり得る。
【０１１０】
ランプ１００を暗くするために、図４の「Ｄｏ１」のように、デューティ比の小さいパルス信号がディミング制御プロセッサ５２からディミングアウト信号Ｄｏとして出力可能であり、ランプ１００を明るくするために、図４の「Ｄｏ２」のように、デューティ比の大きいパルス信号がディミング制御プロセッサ５２からディミングアウト信号Ｄｏとして出力可能である。
【０１１１】
ディミング制御プロセッサ５２から出力されるディミングアウト信号Ｄｏは、インバータＩＶによって反転してトランジスタＱ２のゲートに伝達される。
【０１１２】
その結果、フォトカプラの受光トランジスタＰＴ１は、ランプ１００を暗くするためのパルスＤｏ１に対応して長い時間ターンオンされ、ランプ１００を明るくするためのパルスＤｏ２に対応して短い時間ターンオンされる。
【０１１３】
平滑回路４０は、受光トランジスタＰＴ１のターンオン時間が長ければ、ローレベルの直流電圧Ｖ２を出力し、受光トランジスタＰＴ１のターンオン時間が短ければ、ハイレベルの直流電圧Ｖ１を出力する。
【０１１４】
平滑回路４０の出力信号は、比較信号ＣＯＭＰと混合され、比較部ＣＯＭ２の負端（−）に印加される。
【０１１５】
ランプ１００を明るくするために、比較部ＣＯＭ２の負端（−）には、図４のＶ１のように高いレベルの信号が印加される。逆に、ランプ１００を暗くするために、比較部ＣＯＭ２の負端（−）には、図４のＶ２のように低いレベルの信号が印加される。
【０１１６】
比較部ＣＯＭ２の正端（＋）には、ランプ信号発生器３６から出力される、図４のようなランプ信号ＲＰが印加される。
【０１１７】
比較部ＣＯＭ２は、正端（＋）のランプパルスＲＰと負端（−）の電圧とを比較してリセット信号Ｒを出力する。
【０１１８】
この時、比較部ＣＯＭ２は、ランプ１００を明るく調節しようとする場合に対応して、狭いパルス幅のリセット信号Ｒを出力する。逆に、比較部ＣＯＭ２は、ランプ１００を暗く調節しようとする場合に対応して、広いパルス幅のリセット信号Ｒを出力する。
【０１１９】
その結果、パルス制御器３８は、セット信号Ｓがイネーブルされた後、リセット信号Ｒの入力される時点までハイレベルを維持するパルス幅を有する駆動パルスＱを出力する。すなわち、パルス制御器３８は、ランプ１００を明るく調節しようとする場合に対応して、パルス幅の大きい駆動パルスＱａを出力し、スイッチング素子Ｑ１のターンオン時間は、駆動パルスＱのパルス幅が増加した分だけ増加する。その結果、トランスＴの一次側コイルＬ１に誘導される電流が増加し、ランプ１００は、上昇した駆動電圧Ｖを受けて明るくなる。
【０１２０】
逆に、パルス制御器３８は、ランプ１００を暗く調節しようとする場合に対応して、パルス幅の狭い駆動パルスＱｂを出力し、スイッチング素子Ｑ１のターンオン時間は、駆動パルスＱｂのパルス幅が増加した分だけ減少する。その結果、トランスＴの一次側コイルＬ１に誘導される電流が減少し、ランプ１００は、下降した駆動電圧Ｖを受けて暗くなる。
【０１２１】
上述のように、本発明の実施形態は、外部の制御信号に対応してディミング制御を行うことができる。
【０１２２】
本発明の実施形態は、上述のように定電流制御方式でディミング制御を実現することができる。
【０１２３】
この時、ディミング制御プロセッサ５２は、安定した動作を行うために一定水準以上の動作電圧を必要とする。
【０１２４】
ディミング制御プロセッサ５２は、駆動電圧Ｖのレベルを可変した動作電圧によって駆動される。
【０１２５】
ディミングオフ状態のように光出力が極めて低く制御される場合にも、光出力のためにランプに提供される駆動電圧Ｖは、ディミング制御プロセッサ５２で要求する動作電圧を生成可能なレベルを維持しなければならない。
【０１２６】
前記駆動電圧Ｖのレベル制御は、駆動電圧制御回路６０によって行われるとよい。
駆動電圧制御回路６０の比較部ＣＯＭ３において、駆動電圧Ｖは、定電圧制御のための基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｖと比較される。
【０１２７】
駆動電圧Ｖが基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｖ以下に下降すると、比較部ＣＯＭ３はハイレベルの信号を出力し、その結果、トランジスタＱ３がターンオンされる。
【０１２８】
トランジスタＱ３のターンオンによってフォトダイオードＰＤ２が発光し、受光トランジスタＰＴ２は、フォトダイオードＰＤ２の発光に対応してターンオンされ、内部電圧Ｖｃｃをディミング制御信号にバイアスする。その結果、平滑回路４０から出力される直流電圧のレベルは上昇できる。
【０１２９】
平滑回路４０の直流電圧のレベルが上昇すると、上述した図４のディミング制御で説明されているように、結果的に、パルス制御器３８から出力される駆動パルスＱのパルス幅を増加させる。したがって、トランスＴで誘導される電流が増加し、結局、駆動電圧Ｖが上昇する。
【０１３０】
前記駆動電圧Ｖの上昇は、駆動電圧Ｖが定電圧制御のための基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｖより高くなるまで持続できる。
【０１３１】
上述した駆動電圧制御回路６０の動作により、駆動電圧Ｖは、常に定電圧制御のための基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｖより高い状態を維持することができる。
【０１３２】
この時、基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｖは、ディミング制御プロセッサで要求する動作電圧を生成するのに十分なレベルの駆動電圧Ｖを維持できるようにレベル設定されることが好ましい。
【０１３３】
したがって、本発明の実施形態は、安定的にレベルが維持される駆動電圧Ｖによってディミング制御プロセッサ５２が動作電圧を安定的に受けることができ、安定した定電流制御を行うことができる。
【０１３４】
すなわち、本発明の実施形態は、図５のように定電流制御と定電圧制御を並行して行い、定電流制御は、定電流制御のための基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｃによって行われるとよく、定電圧制御は、定電圧制御のための基準電圧ＲＥＦ＿Ｃｖによって行われるとよい。ディミング制御のためのカーブは、出力電圧である駆動電圧Ｖの可変によって形成可能であり、駆動電圧Ｖが減少すると、出力電流も減少する。
【０１３５】
図５において、実線カーブは、設計値による理想的な状態を例示したものであり、破線カーブは、誤差が発生した場合に形成される状態を例示したものである。
【０１３６】
本発明の実施形態は、図５のような定電圧制御によって駆動電圧Ｖが常に一定のレベル以上を維持することができ、上述のようにディミング制御プロセッサ５２の誤動作が発生するのを防止することができる。
【０１３７】
また、本発明は、図６のように、電圧レギュレータ５４がディミング制御プロセッサ５２から分離されるように構成できる。
【０１３８】
図６の実施形態は、電圧レギュレータ５４が駆動電圧Ｖを電圧レギュレーティングして動作電圧に変換した後、ディミング制御プロセッサ５２に提供することを例示しており、ディミング制御プロセッサ５２は、動作電圧を電圧レギュレータ５４から受けて動作する。
【０１３９】
図６の実施形態は、電圧レギュレータ５４が分離されたことだけが図１と異なり、残りの構成要素は同一であるので、これらに関する重複した構成および動作説明は省略する。
また、本発明は、図７のように実施できる。図７の実施形態は、一次側の整流電圧を二次側の駆動電圧に電力変換するトランスＴと、駆動電圧Ｖによって発光するランプ１００とを含む。
【０１４０】
そして、本発明にかかる実施形態は、トランスＴの一次側に構成される一次側回路と、トランスＴの二次側に構成される二次側回路とを含む。
【０１４１】
一次側回路は、駆動制御回路３０を含むことができ、少なくともディミング制御信号に対応してトランスＴの駆動を制御するように構成されることが好ましい。
【０１４２】
二次側回路は、一実施形態として、ディミング制御回路５０と、駆動電圧制御回路７０とを含むことができ、動作のために駆動電圧Ｖを受け、外部の制御信号に対応するディミング制御信号を提供し、ランプ１００がターンオフされる電圧より低いレベルに設定された制御電圧以下に駆動電圧Ｖが下降することに対応して、補正されたディミング制御信号を提供するように構成されることが好ましい。
【０１４３】
二次側回路は、駆動電圧Ｖが制御電圧以下に下降することに対応して、ディミング制御信号の出力のための電流の量を制御することができ、好ましくは、電流の分散によって電流の量を減少させてディミング制御信号を補正するように構成されてもよい。
【０１４４】
一方、具体的に示していないが、本発明の他の実施形態として、駆動電圧制御回路７０が一次側回路に含まれるか、または別途に構成されてもよい。
【０１４５】
駆動電圧制御回路７０が一次側回路または別途に構成される場合、二次側回路に含まれるディミング制御回路５０は、動作のために駆動電圧Ｖを受け、外部の制御信号に対応するディミング制御信号を補正なく提供する。そして、駆動電圧制御回路７０は、ランプ１００がターンオフされる電圧と同一かまたは低いレベルに設定された制御電圧以下に駆動電圧Ｖが下降することに対応して、補正されたディミング制御信号を一次側回路に含まれる平滑回路４０に提供するように構成できる。前記他の実施形態は、当業者によって、図１を参照して容易に変形実施可能な水準であるので、具体的な図示およびそれに関する動作説明は省略する。また、図７の実施形態において、図１と重複する構成および動作は説明を省略する。
【０１４６】
本発明の実施形態は、駆動電圧制御回路７０を含む。駆動電圧制御回路７０は、制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖ以下に下降すると、それに対応してディミング制御信号を補正するように構成される。
【０１４７】
駆動電圧制御回路７０は、制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖ以下に駆動電圧Ｖが下降することに対応して、電流の流れのための経路を提供し、前記経路に流れる電流の量を制御してディミング制御信号を補正する。ここで、駆動電圧制御回路７０は、前記経路を介して接地に分散する電流の量を調節するように構成できる。
【０１４８】
このために、駆動電圧制御回路７０は、比較部ＣＯＭ３と、スイッチング素子Ｑ３と、定電圧源とを含むことができる。定電圧源は、制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖを提供するためのもので、ツェナーダイオードなどから構成されるとよく、スイッチング素子Ｑ３は、ＮＭＯＳトランジスタから構成されるとよい。
【０１４９】
比較部ＣＯＭ３は、正端（＋）に定電圧源の制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖが印加され、負端（−）に駆動電圧Ｖが印加されるように構成できる。そして、比較部ＣＯＭ３は、スイッチング素子Ｑ３のゲートに、制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖと駆動電圧Ｖとを比較した結果に相当する補正信号を出力するように構成できる。
【０１５０】
スイッチング素子Ｑ３は、駆動電圧Ｖが制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖより高い場合、負の値を有するように出力される補正信号によってターンオフ状態を維持する。
【０１５１】
スイッチング素子Ｑ３は、駆動電圧Ｖが制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖより低い場合、正の値を有するように出力される補正信号によって電流の流れのための経路を提供する。スイッチング素子Ｑ３は、補正信号のレベルに対応して接地に分散する電流の量を制御することができる。
【０１５２】
すなわち、スイッチング素子Ｑ３は、駆動電圧Ｖによって、抵抗ＲＤを介して流れる電流ｉｄｃを分散する経路を提供する機能を有し、スイッチング素子Ｑ３に分散し、分散する電流ｉｃｐの量が多いほど、発光ダイオードＰＤに流れる電流ｉｄｃの量が減少する。すなわち、ランプ１００のターンオンやターンオフとは関係なく、駆動電圧Ｖが制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖより高い場合、分散する電流ｉｃｐの量は“０”を維持し、駆動電圧Ｖが制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖより低くかつ２つの間のレベル差が大きいほど、分散した経路に分散する電流ｉｃｐの量は次第に増加する。
【０１５３】
このように本発明の実施形態が構成され、スイッチング素子Ｑ１の動作により、トランスＴの電力変換およびディミング制御が行われる。電力変換およびディミング制御は、上述した図１の実施形態と同一に動作するので、これに関する重複した説明は省略する。
【０１５４】
上述のように、ディミングオフや低いレベルのディミング制御状態のように光出力が極めて低く制御される場合にも、ランプ１００に提供される駆動電圧Ｖは、ディミング制御プロセッサ５２で要求する動作電圧を生成可能なレベルを維持しなければならない。前記駆動電圧Ｖのレベル制御は、駆動電圧制御回路７０によって行われるとよい。
【０１５５】
駆動電圧制御回路７０の比較部ＣＯＭ３において、駆動電圧Ｖは、制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖと比較される。
【０１５６】
例示的に、駆動電圧Ｖが１２Ｖ以上の場合、ランプ１００はターンオンされる。この時、駆動電圧Ｖは、ディミング制御プロセッサ５２で要求する動作電圧を生成可能な十分なレベルを有する。この時、比較部ＣＯＭ３から出力される補正信号は負レベルを有するため、スイッチング素子Ｑ３をターンオンさせることができない。
【０１５７】
そして、駆動電圧Ｖがディミングオフレベルすなわち１２Ｖ以下と制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖ（一例として、８Ｖ）以上のレベルを維持する場合、駆動電圧Ｖによって、ランプ１００はターンオフされる。この時、駆動電圧Ｖは、ディミング制御プロセッサ５２で要求する動作電圧を生成可能な十分なレベルを有する。この時も、比較部ＣＯＭ３から出力される補正信号は負レベルを有するため、スイッチング素子Ｑ３をターンオンさせることができない。
【０１５８】
仮に、駆動電圧Ｖが制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖ以下のレベルすなわち、８Ｖ以下に下降する場合、駆動電圧Ｖは、ディミング制御プロセッサ５２で要求する動作電圧を生成するのに不十分なレベルを有する。この時、比較部ＣＯＭ３から出力される補正信号は正レベルを有するため、スイッチング素子Ｑ３の閾値電圧以上の値を有する場合、スイッチング素子Ｑ３をターンオンさせる。
【０１５９】
すなわち、駆動電圧Ｖが制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖより低い場合、スイッチング素子Ｑ３は、補正信号のレベルに対応して接地に分散する電流の量を制御することができる。
【０１６０】
ターンオンされたスイッチング素子Ｑ３は、駆動電圧Ｖによって、抵抗ＲＤを介して流れる電流ｉｄｃを接地に分散する経路を提供し、ランプ１００がターンオフされた状態で駆動電圧Ｖと制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖとの差が大きいほど、スイッチング素子Ｑ３は多量の電流ｉｄｃを接地に分散する。
【０１６１】
スイッチング素子Ｑ３を介して分散する電流ｉｃｐの量が多いほど、発光ダイオードＰＤに流れる電流ｉｄｃの量が減少する。
【０１６２】
発光ダイオードＰＤに流れる電流ｉｄｃの量が減少することは、発光ダイオードＰＤの発光量を減少させる効果を得る。
【０１６３】
すなわち、発光ダイオードＰＤの発光量が減少すると、受光トランジスタＰＴのターンオン電流が減少する。すなわち、ディミング制御回路５０は、駆動制御回路３０の平滑回路４０に補正されたディミング制御信号を提供する。
【０１６４】
前記のようなディミング制御信号の補正により、平滑回路４０から出力される電圧が上昇し、比較部ＣＯＭ２の負端（−）に印加される電圧が高くなる。そして、比較部ＣＯＭ２は、ランプ１００を明るくするために駆動電圧を上昇させる場合のように、狭いパルス幅を有するリセット信号Ｒを出力する。
【０１６５】
その結果、パルス制御器３８は、パルス幅が大きくなる駆動パルスＱａを出力し、スイッチング素子Ｑ１のターンオン時間は、駆動パルスＱのパルス幅が増加した分だけ増加する。そして、トランスＴの一次側コイルＬ１に誘導される電流が増加し、トランスＴから出力される駆動電圧Ｖは上昇する。
【０１６６】
上述のように、本発明にかかる実施形態は、駆動電圧Ｖが、ディミングオフ後、予め設定された制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖより低くなる場合、ディミング制御信号に対する補正が二次側で行われ、駆動電圧Ｖが定電圧の制御電圧ＲＥＦ＿Ｃｖ以上を維持するように補正する動作を行う。
【０１６７】
そのため、本発明にかかる実施形態により、トランスＴから出力される駆動電圧Ｖは、ディミング制御プロセッサ５２で要求する動作電圧を生成するのに十分なレベルを維持することができ、その結果、ディミング制御プロセッサ５２の動作が安定化できる。
【０１６８】
また、上述した本発明にかかる実施形態は、ＡＣ電源を駆動制御回路３０によって電流レギュレーティングし、ランプ１００およびディミング制御回路５０のような周辺回路モジュールに同時に動作電圧を供給する構造を有する。
【０１６９】
したがって、本発明にかかる実施形態は、ランプ１００および周辺回路モジュールに電源を供給する構成が簡単に設計できる。
【０１７０】
さらに、本発明にかかる実施形態は、駆動制御回路３０の電力効率が９０％に設計された場合、ランプ１００および周辺回路モジュールに電力効率の変化なく全体的に９０％の電力効率を有することができる。
【０１７１】
すなわち、電源が複数の段階を経ることなく電流レギュレーティング段階でのみ変換された後、ランプ１００および周辺回路モジュールに供給されるため、本発明は、電流レギュレータの設計水準に応じた改善された電力効率を有する。
【０１７２】
そして、本発明にかかる実施形態は、前記定電流制御のためのフィードバック動作と、前記ディミング制御動作とが安定的に重なって実現される特性を有する。
【符号の説明】
【０１７３】
１０：電源部
２０：電力変換回路
３０：駆動制御回路
３２：電圧レギュレータ
３４：電流モニタ
３６：ランプ信号発生器
３８：パルス制御器
４０：平滑回路
５０：ディミング制御回路
５２：ディミング制御プロセッサ
５４：電圧レギュレータ
６０、７０：駆動電圧制御回路
１００：ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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