【誤訳訂正書】
【提出日】平成29年7月11日(2017.7.11)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷とトレーリング・エッジ調光器との間の互換性を提供するためのコントローラを備える装置であって、前記コントローラは、
入力で受け取られる前記トレーリング・エッジ調光器によって位相カットされた電圧信号である入力信号に基づいて、前記負荷に結合されたトレーリング・エッジ調光器の高抵抗状態の推定される発生を予測することであって、前記高抵抗状態は、前記トレーリング・エッジ調光器が交流電流電圧信号の位相カットを開始した時に発生する、前記発生を予測することと、
前記コントローラが前記高抵抗状態の前記発生を検出できるようにするために前記高抵抗状態の前記推定される発生の時間を含む時間期間にトレーリング・エッジ露出モードで動作することであって、前記トレーリング・エッジ調光器からのエネルギーが前記トレーリング・エッジ露出モード中に前記入力から散逸要素へと伝達される、前記トレーリング・エッジ露出モードで動作することと、
前記時間期間の開始から前記高抵抗状態の前記推定される発生までの間の時間を、
前記トレーリング・エッジ調光器のキャパシタの充電時間を推定すること、及び、
前記充電時間に基づいて前記時間期間を修正すること、
によって、最小限にすることと、
を実行する、装置。
【請求項２】
前記散逸要素は前記負荷を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記散逸要素は前記負荷以外の要素を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記充電時間を推定することは、
前記入力信号の各ハーフ・ライン・サイクルにおけるネガティブ・エッジ以降の時間である降下時間を推定すること、及び、
前記入力信号に基づいて、前記トレーリング・エッジ調光器の位相カット角度を推定すること、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記充電時間を推定することは、
前記入力信号の各ハーフ・ライン・サイクルにおけるネガティブ・エッジ以降の時間の一部である部分降下時間を推定すること、及び、
前記入力信号に基づいて、前記トレーリング・エッジ調光器の位相カット角度を推定すること、
を含み、
前記時間期間を修正することは、
前記位相カット角度の関数である乗法因子に前記部分降下時間を乗じることで、前記入力信号の実際の各ハーフ・ライン・サイクルにおけるネガティブ・エッジ以降の時間である降下時間を推定すること、及び、
前記実際の降下時間に等しくなるように、前記時間期間を設定すること、
を含む、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記トレーリング・エッジ露出モード中、前記入力に低入力インピーダンスが提供されるように動作する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記コントローラは、電力変換器がグルー・モード中に低入力インピーダンスを前記入力に提供するように、前記時間期間直後に前記グルー・モードで動作する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記負荷はランプを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ランプは発光ダイオード・ランプを備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ランプは多面反射体フォームファクタを更に備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
負荷と前記負荷に結合されたトレーリング・エッジ調光器との間の互換性を提供するための方法であって、
入力で受け取られる前記トレーリング・エッジ調光器によって位相カットされた電圧信号である入力信号に基づいて、前記トレーリング・エッジ調光器の高抵抗状態の推定される発生を予測することであって、前記高抵抗状態は、前記トレーリング・エッジ調光器が交流電流電圧信号の位相カットを開始した時に発生する、前記発生を予測することと、
コントローラが前記高抵抗状態の前記発生を検出できるようにするために前記高抵抗状態の前記推定される発生の時間を含む時間期間にトレーリング・エッジ露出モードで動作することであって、前記トレーリング・エッジ調光器からのエネルギーが前記トレーリング・エッジ露出モード中に前記入力から散逸要素へと伝達される、前記トレーリング・エッジ露出モードで動作することと、
前記時間期間の開始から前記高抵抗状態の前記推定される発生までの間の時間を、
前記トレーリング・エッジ調光器のキャパシタの充電時間を推定すること、及び、
前記充電時間に基づいて前記時間期間を修正すること、
によって、最小限にすることと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記散逸要素は前記負荷を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記散逸要素は前記負荷以外の要素を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記充電時間を推定することは、
前記入力信号の各ハーフ・ライン・サイクルにおけるネガティブ・エッジ以降の時間である降下時間を推定すること、及び、
前記入力信号に基づいて、前記トレーリング・エッジ調光器の位相カット角度を推定すること、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記充電時間を推定することは、
前記入力信号の各ハーフ・ライン・サイクルにおけるネガティブ・エッジ以降の時間の一部である部分降下時間を推定すること、及び、
前記入力信号に基づいて、前記トレーリング・エッジ調光器の位相カット角度を推定すること、
を含み、
前記時間期間を修正することは、
前記位相カット角度の関数である乗法因子に前記部分降下時間を乗じることで、前記入力信号の実際の各ハーフ・ライン・サイクルにおけるネガティブ・エッジ以降の時間である降下時間を推定すること、及び、
前記実際の降下時間に等しくなるように、前記時間期間を設定すること、
を含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記トレーリング・エッジ露出モード中、前記入力に低入力インピーダンスが提供されるように動作することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
グルー・モード中の前記入力で低入力インピーダンスが提供されるように、前記時間期間直後に前記グルー・モードで動作することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記負荷はランプを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記ランプは発光ダイオード・ランプを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ランプは多面反射体フォームファクタを更に備える、請求項１８に記載の方法。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】トレーリング・エッジ調光器に結合された低電力ランプにおいて電力散逸を最小化するためのシステム及び方法
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本開示は、２０１４年４月１７日出願の米国仮特許出願第６１／９８０，９５４号及び２０１４年７月１６日出願の米国非仮特許出願第１４／３３３，０６５号の優先権を主張し、いずれもその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般にエレクトロニクスの分野に関し、より具体的には、１つ以上の低電力ランプとそれらが結合された電力インフラストラクチャとの間の互換性を保証するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの電子システムは、調光器とインターフェースするスイッチング電力変換器又は変成器などの回路を含む。インターフェース回路は、調光器によって設定される調光レベルに従って負荷に電力を送達する。例えば照明システムにおいて、調光器は照明システムに入力信号を提供する。入力信号は、ランプに送達される電力を照明システムに調節させ、したがって調光レベルに応じてランプの輝度を上昇又は低下させる、調光レベルを表す。多くの異なるタイプの調光器が存在する。一般に調光器は、交流電流（「ＡＣ」）入力信号の一部が除去又はゼロアウトされる、出力信号を生成する。例えばいくつかのアナログベース調光器は、交流電流用三極管（「ｔｒｉａｃ」）デバイスを利用して、交流電流供給電圧の各サイクルの位相角を変調する。この供給電圧の位相角の変調は、一般に供給電圧の「位相カット」とも呼ばれる。供給電圧の位相カットは、照明システムなどの負荷に供給される平均電力を減少させ、それによって負荷に提供されるエネルギーを制御する。特定タイプの位相カット調光器は、トレーリング・エッジ調光器として知られている。トレーリング・エッジ調光器は、ＡＣサイクルの終わりから位相をカットするため、位相カット角度中には調光器が「オフ」であり、その負荷に出力電圧は供給されないが、位相カット角度の前は「オン」であり、理想的にはその入力電圧に比例する波形をその負荷に渡すことになる。
【０００４】
図１は、トレーリング・エッジ、位相カット調光器１０２、及びランプ１４２を含む照明システム１００を示す。図２は、照明システム１００に関連付けられた例示の電圧及び電流グラフを示す。図１及び図２を参照すると、照明システム１００は電圧供給１０４からＡＣ供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹを受け取る。電圧波形２００によって示される供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹは、例えばアメリカ合衆国における公称６０Ｈｚ／１１０Ｖの線間電圧又は欧州における５０Ｈｚ／２２０Ｖの線間電圧である。トレーリング・エッジ調光器１０２は、供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹの各ハーフ・サイクルの、トレーリング・エッジ２０２及び２０４などのトレーリング・エッジを位相カットする。供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹの各ハーフ・サイクルは、供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹの１８０度であるため、トレーリング・エッジ調光器１０２は、０度より大きく１８０度より小さい角度で供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹを位相カットする。ランプ１４２への位相カットされた入力電圧ＶΦ＿ＤＩＭは、ランプ１４２に送達される電力を照明システム１００に調整させ、調光レベルに応じてランプ１４２の輝度を上昇又は低下させる、調光レベルを表す。
【０００５】
調光器１０２は、スイッチ１１２のデューティ・サイクルを制御するために調光器制御信号ＤＣＳを生成するタイマ・コントローラ１１０を含む。スイッチ１１２のデューティ・サイクルは、調光器制御信号ＤＣＳの各サイクルについて調光器制御信号の期間（例えば時点ｔ３〜ｔ０）によって分割されるパルス幅（例えば時点ｔ１〜ｔ０）である。タイマ・コントローラ１１０は、所望の調光レベルをスイッチ１１２のデューティ・サイクルに変換する。調光器制御信号ＤＣＳのデューティ・サイクルは、調光レベルが低い（すなわちランプ１４２の輝度が高い）と減少し、調光レベルが高いと増加する。調光器制御信号ＤＣＳのパルス（例えばパルス２０６及びパルス２０８）中、スイッチ１１２は導通し（すなわち「オン」であり）、調光器１０２は低抵抗状態に入る。調光器１０２が低抵抗状態の場合、スイッチ１１２の抵抗は例えば１０オームより低いか又は同等である。スイッチ１１２が低抵抗状態の間、位相カットされた入力電圧ＶΦ＿ＤＩＭは入力供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹを追跡し、調光器１０２は調光器電流ｉＤＩＭをランプ１４２に伝達する。
【０００６】
タイマ・コントローラ１１０が調光器制御信号ＤＣＳのパルス２０６を終了させる時、調光器制御信号ＤＣＳはスイッチ１１２をオフにし、これによって調光器１０２は高抵抗状態に入る（すなわちオフになる）。調光器１０２が高抵抗状態の場合、スイッチ１１２の抵抗は例えば１メガオームより大きい。調光器１０２は、調光器制御信号ＤＣＳの各パルス中に供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹを充電するキャパシタ１１４を含む。調光器１０２の高抵抗状態及び低抵抗状態の双方において、キャパシタ１１４はスイッチ１１２の両端間に接続されたままである。スイッチ１１２がオフになり、調光器１０２が高抵抗状態に入ると、キャパシタ１１４の両端間の電圧ＶＣは上昇する（例えば時点ｔ１からｔ２の間及び時点ｔ４からｔ５の間）。上昇率は、キャパシタ１１４のキャパシタンスＣの量とランプ１４２の入力インピーダンスとの関数である。ランプ１４２の有効入力抵抗が十分に低い場合、十分に高い値の調光器電流ｉＤＩＭによる位相カットが可能であり、調光器制御信号ＤＣＳの次のパルスの前に入力電圧ＶΦ＿ＤＩＭはゼロ交差（例えば時点ｔ２及びｔ５）へと減衰する。
【０００７】
調光器によって光源を調光することで光源の作動時にエネルギーが節約され、ユーザが光源の強度を所望のレベルに調整することもできる。しかしながら、白熱電球などの負荷抵抗と共に使用するように設計されたトレーリング・エッジ調光器などの従来の調光器は、以下でより詳細に考察するように、未加工の位相変調信号を電力変換器又は変成器などの無効負荷に供給する場合、しばしば良好に機能しないことがある。
【０００８】
図３は、当分野で知られているように、ＬＥＤ１３２を備える低電力ランプと照明システム１００の他の要素との間に互換性を提供するためのコントローラ１１２を備えたランプ・アセンブリ１４２を含む、照明システム１００を示す。図３に示されるように、照明システム１００は電圧供給１０４、調光器１０２、及びランプ・アセンブリ１４２を含む。電圧供給１０４は、例えばアメリカ合衆国における公称６０Ｈｚ／１１０Ｖの線間電圧又は欧州における５０Ｈｚ／２２０Ｖの線間電圧である、供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹを生成する。
【０００９】
調光器１０２は、照明システム１００の他の要素への調光信号を生成するための任意のシステム、デバイス、又は装置を備え、調光信号はランプに送達される電力を照明システム１００に調整させる調光レベルを表し、調光レベルに応じてランプ・アセンブリ１４２の輝度は上昇又は低下する。したがって調光器１０２は、図１に示されたものと同様のトレーリング・エッジ調光器、又は任意の他の好適な調光器を含む。
【００１０】
ランプ・アセンブリ１４２は、（例えば調光器１０２によって送達される）電気エネルギーを（例えばＬＥＤ１３２で）光子エネルギーに変換するための任意のシステム、デバイス、又は装置を備える。例えばランプ・アセンブリ１４２は、ＬＥＤ１３２を備えるランプを伴う多面反射体フォームファクタ（例えばＭＲ１６フォームファクタ）を備える。図３に示されるように、ランプ・アセンブリ１４２はブリッジ整流器１３４、電力変換器１３６、負荷キャパシタ１５４、コントローラ１１２、並びに、抵抗器１２２及びスイッチ１２４を備える散逸ネットワークを含む。
【００１１】
ブリッジ整流器１３４は、当分野で知られるように、交流電力電圧信号ＶΦ＿ＤＩＭ全体を単一極性のみを有する整流電圧信号ＶＲＥＣに変換するための任意の好適な電気又は電子デバイスを備える。
【００１２】
電力変換器１３６は、入力電圧（例えばＶＲＥＣ）を異なる出力電圧（例えばＶＯＵＴ）に変換するように構成された任意のシステム、デバイス、又は装置を備え、変換は制御信号（例えば、コントローラ１１２から伝送されるパルス−幅変調制御信号）に基づく。したがって電力変換器１３６は、ブースト変換器、バック変換器、ブースト−バック変換器、又は他の好適な電力変換器を備える。
【００１３】
出力キャパシタ１５４は、エネルギーを電界に蓄積するための任意のシステム、デバイス、又は装置を備える。出力キャパシタ１５４は、電力変換器１３６によって電圧ＶＯＵＴの形で生成されたエネルギーを蓄積するように構成される。
【００１４】
ＬＥＤ１３２は、ＬＥＤ１３２の両端間の電圧ＶＯＵＴに基づく量で光子エネルギーを放出するように構成された、１つ以上の発光ダイオードを備える。
【００１５】
コントローラ１１２は、電力変換器１３６の入力に存在する電圧ＶＲＥＣの１つ以上の特徴を決定し、こうした電圧ＶＲＥＣの１つ以上の特徴に基づいて、電力変換器１３６によって引き出されるか又は抵抗器１２２を介して散逸される電流ｉＲＥＣの量を制御するように構成された、任意のシステム、デバイス、又は装置を備える。
【００１６】
典型的なトレーリング・エッジ調光器は、その調光器スイッチ（例えばスイッチ１１２）が開の時に低インピーダンス入力経路をしばしば必要とする。この低インピーダンス経路によって、トレーリング・エッジ調光器の内部キャパシタ（例えばキャパシタ１１４）を充電すること、したがってＬＥＤランプをトレーリング・エッジ調光器として出現させることもできる。加えてこうした低インピーダンス経路は、望ましい様式でランプ・アセンブリ１４２を動作させるためにコントローラがトレーリング・エッジの発生を検出できるように、コントローラ（例えばコントローラ１１２）の調光器のトレーリング・エッジを「露出」させる。したがって照明システム１００において、コントローラ１１２は、トレーリング・エッジでこうした必要な低インピーダンスを提供するために、トレーリング・エッジに時間的に近接した時間期間中に抵抗器１２２を備える低インピーダンス経路を適用するために、信号ＥＮＡＢＬＥを介してスイッチ１２４をイネーブル（例えば活動化、クローズ、オン、など）にするように構成可能である。しかしながら、こうした低インピーダンスは、結果としてそのワット数定格に比べてランプ・アセンブリ１４２内に高い電力散逸を生じさせることがあるため、すべての時間に適用できるわけではない。
【００１７】
図３には示されていないが、いくつかの実施形態において、照明システム１００は調光器１０２とランプ・アセンブリ１４２との間に結合された変成器（例えば電子変成器）を含む。
【００１８】
図４Ａ及び図４Ｂは、図３に示される照明システム１００に関連付けられた例示の電圧及び電流グラフを示し、調光器のトレーリング・エッジでトレーリング・エッジ調光器に低インピーダンスを提供するための従来の手法を示す。こうした手法において、スイッチ１２４は、イネーブル信号ＥＮＡＢＬＥについての波形４０２で示されるように、トレーニング・エッジ調光器の時点ｔｅｎｄで導通角度の推定される端部で終わり、時点ｔｅｎｄからの固定時間オフセットｔｏｆｆｓｅｔで始まる時間期間について、イネーブルにすることができる。時点ｔｅｎｄは、いつ整流電圧信号ＶＲＥＣが所定の閾値電圧ＶＴの下に交差するかを決定することによって推定される。したがって、抵抗器１２２及びスイッチ１２４を備える低インピーダンスの散逸ネットワークは常時オンではない。しかしながら異なるトレーリング・エッジ調光器は、それらの充電キャパシタ１１４の異なるキャパシタンスを有する。したがって、整流電圧信号ＶＲＥＣのトレーリング・エッジの降下時間が調光器キャパシタンスに正比例するため、固定オフセットｔｏｆｆｓｅｔは通常、ランプ・アセンブリによってサポートされる最大の充電キャパシタ・キャパシタンスを伴う調光器に対して設定されなければならない。したがってこれらの既存の手法は、ランプ・アセンブリ１４２が大きな充電キャパシタ・キャパシタンスを有する調光器１０２に結合された場合、抵抗器１２２内の電力散逸を最小限にするが、こうした既存の手法は、ランプ・アセンブリ１４２がより小さな充電キャパシタ・キャパシタンスを有する調光器１０２に結合された場合、抵抗器１２２内での高い電力散逸につながる可能性がある。例えば、相対的に小さいキャパシタンスを伴う調光器１０２を有する照明システム１００（図４Ａ）において、イネーブル信号ＥＮＡＢＬＥが調光器１０２の導通期間（例えば期間ｔｃｏｎｄ）とオーバーラップする時間期間ｔｏｖｅｒｌａｐ１は、より大きなキャパシタンスを伴う調光器１０２を有する照明システム１００（図４Ｂ）における類似の時間期間ｔｏｖｅｒｌａｐ２より大きい可能性があり、より小さなキャパシタンスを伴う調光器１０２に結合された場合、潜在的に、ランプ・アセンブリ１４２内でのより高い電力散逸を生じさせる結果となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本開示の教示に従い、調光器及び変成器を備える低電力ランプの互換性を保証することに関連付けられたある欠点及び問題を低減又は除去することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本開示の実施形態に従い、コントローラは負荷とトレーリング・エッジ調光器との間に互換性を提供し、負荷に結合された入力で受け取られる入力信号に基づいて、負荷に結合されたトレーリング・エッジ調光器の高抵抗状態の推定される発生を予測するように構成され、高抵抗状態は、トレーリング・エッジ調光器が交流電流電圧信号の位相カットを開始した時に発生する。コントローラは、コントローラが高抵抗状態の発生を検出できるようにするために高抵抗状態の推定される発生の時間を含む時間期間にトレーリング・エッジ露出モードで動作するようにも構成され、エネルギーがトレーリング・エッジ露出モード中に入力から散逸要素へと伝達される。更にコントローラは、トレーリング・エッジ調光器のキャパシタの充電時間を推定すること、及び充電時間に基づいて時間期間を修正することによって、時間期間の開始から高抵抗状態の推定される発生までの間の時間を最小限にするように構成される。
【００２１】
本開示のこれら及び他の実施形態に従い、負荷と負荷に結合されたトレーリング・エッジ調光器との間の互換性を提供するための方法は、負荷に結合された入力で受け取られる入力信号に基づいて、トレーリング・エッジの高抵抗状態の推定される発生を予測することを含み、高抵抗状態は、トレーリング・エッジ調光器が交流電流電圧信号の位相カットを開始した時に発生する。方法は、コントローラが高抵抗状態の発生を検出できるようにするために高抵抗状態の推定される発生の時間を含む時間期間にトレーリング・エッジ露出モードで動作することも含み、エネルギーがトレーリング・エッジ露出モード中に入力から散逸要素へと伝達される。方法は、トレーリング・エッジ調光器のキャパシタの充電時間を推定すること、及び充電時間に基づいて時間期間を修正することによって、時間期間の開始から高抵抗状態の推定される発生までの間の時間を最小限にすることを更に含む。
【００２２】
当業者であれば、本明細書に含まれる図面、説明、及び特許請求の範囲から本開示の技術的利点が容易に明らかになるであろう。実施形態の目的及び利点は、少なくとも特許請求の範囲内で具体的に指摘された要素、特徴、及び組み合わせによって実現及び達成される。
【００２３】
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は例示的及び説明的であり、本開示に示される特許請求の範囲を制限するものではないことを理解されよう。
【００２４】
添付の図面と共に以下の説明を参照することによって、本実施形態及びその利点をより完全に理解することが可能であり、図面内で同じ番号は同じ機能を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】当分野で知られているように、位相カット・トレーリング・エッジ調光器を含む照明システムを示す図である。
【図２】当分野で知られているように、図１に示される照明システムに関連付けられた例示の電圧及び電流グラフを示す図である。
【図３】当分野で知られているように、位相カット・トレーリング・エッジ調光器を含む照明システムを示す図である。
【図４Ａ】当分野で知られているように、図３に示される照明システムに関連付けられた例示の電圧及び電流グラフを示す図である。
【図４Ｂ】当分野で知られているように、図３に示される照明システムに関連付けられた例示の電圧及び電流グラフを示す図である。
【図５】本開示の実施形態に従った、トレーリング・エッジ調光器によって駆動される低電力ランプと電子変成器との間に互換性を提供するためのコントローラを含む、例示の照明システムを示す図である。
【図６】本開示の実施形態に従った、図５に示される照明システムの実施形態に関連付けられた例示の電圧及び電流グラフを示す図である。
【図７】本開示の実施形態に従った、図５に示される照明システムのためのコントローラのトレーリング・エッジ・イネーブル信号制御回路の選択された構成要素を示す図である。
【図８】本開示の実施形態に従った、図７に示されるトレーリング・エッジ・イネーブル信号制御回路の実施形態に関連付けられた例示の電圧グラフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図５は、本開示の実施形態に従った、低電力ランプ・アセンブリ５４２と調光器５０２を含む照明システムの他の要素との間に互換性を提供するためのコントローラ５１２を含む、例示の照明システム５００を示す。図６は、本開示の実施形態に従った、図５に示される照明システム５００に関連付けられた例示の電圧及び電流グラフを示す。図５に示されるように、照明システム５００は、電圧供給５０４、調光器５０２、及びランプ・アセンブリ５４２を含む。電圧供給５０４は、例えばアメリカ合衆国における公称６０Ｈｚ／１１０Ｖの線間電圧又は欧州における５０Ｈｚ／２２０Ｖの線間電圧である、供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹを生成する。
【００２７】
調光器５０２は、照明システム５００の他の要素への調光信号を生成するための任意のシステム、デバイス、又は装置を備え、調光信号はランプに送達される電力を照明システム５００に調整させる調光レベルを表し、調光レベルに応じてランプ・アセンブリ５４２の輝度は上昇又は低下する。したがって調光器５０２は、図１及び図３に示されたものと同様のトレーリング・エッジ調光器、又は任意の他の好適な調光器を含む。
【００２８】
ランプ・アセンブリ５４２は、（例えば調光器５０２によって送達される）電気エネルギーを（例えばＬＥＤ５３２で）光子エネルギーに変換するための任意のシステム、デバイス、又は装置を備える。いくつかの実施形態において、ランプ・アセンブリ５４２は、多面反射体フォームファクタ（例えばＭＲ１６フォームファクタ）を備える。これら及び他の実施形態において、ランプ・アセンブリ５４２はＬＥＤランプを備える。図５に示されるように、ランプ・アセンブリ５４２はブリッジ整流器５３４、電力変換器５３６、負荷キャパシタ５５４、コントローラ５１２、並びに、抵抗器５２２及びスイッチ５２４を備える散逸ネットワークを含む。
【００２９】
ブリッジ整流器５３４は、当分野で知られるように、交流電力電圧信号ＶΦ＿ＤＩＭ全体を単一極性のみを有する整流電圧信号ＶＲＥＣに変換するための任意の好適な電気又は電子デバイスを備える。
【００３０】
電力変換器５３６は、入力電圧（例えばＶＲＥＣ）を異なる出力電圧（例えばＶＯＵＴ）に変換するように構成された任意のシステム、デバイス、又は装置を備え、変換は制御信号（例えば、コントローラ５１２から伝送されるパルス−幅変調制御信号）に基づく。したがって電力変換器５３６は、ブースト変換器、バック変換器、ブースト−バック変換器、又は他の好適な電力変換器を備える。
【００３１】
出力キャパシタ５５４は、エネルギーを電界に蓄積するための任意のシステム、デバイス、又は装置を備える。出力キャパシタ５５４は、電力変換器５３６によって電圧ＶＯＵＴの形で生成されたエネルギーを蓄積するように構成される。
【００３２】
ＬＥＤ５３２は、ＬＥＤ５３２の両端間の電圧ＶＯＵＴに基づく量で光子エネルギーを放出するように構成された、１つ以上の発光ダイオードを備える。
【００３３】
コントローラ５１２は、本開示の他の場所でより詳細に説明するように、電力変換器５３６の入力に存在する電圧ＶＲＥＣの１つ以上の特徴を決定し、こうした電圧ＶＲＥＣの１つ以上の特徴に基づいて電力変換器５３６によって引き出される電流ｉＲＥＣの量を制御するように構成された、任意のシステム、デバイス、又は装置を備える。コントローラ５１２の動作は図６を参照して説明する。
【００３４】
動作中、コントローラ５１２は整流ＶＲＥＣを受け取り、整流電圧ＶＲＥＣの１つ以上の特徴を決定するために分析する。例えばコントローラ５１２は、供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹ及び調光器電圧ＶΦ＿ＤＩＭのハーフ・ライン・サイクルの開始（時点ｔＡで発生する）の推定される発生を検出するように構成される。例えば供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹ及び調光器５０２のハーフ・ライン・サイクルの開始の推定される発生は、調光器電圧ＶΦ＿ＤＩＭが何らかの所定の閾値電圧よりも上昇する時点を決定すること、及びこうした決定に基づいてハーフ・ライン・サイクルの開始を推定することによって予測される。別の例として、コントローラ５１２は、調光器５０２の出力信号ＶΦ＿ＤＩＭのトレーリング・エッジに対応する各ハーフ・ライン・サイクル中に、時点ｔＤで発生するＶＲＥＣ波形のネガティブ・エッジの推定される発生（例えば、調光器５０２の高抵抗状態の推定される発生）を検出するように構成される。調光器５０２のトレーリング・エッジ／高抵抗状態の推定される発生は、すべての目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる２０１１年１１月１６日出願の「Ｔｒａｉｌｉｎｇ  Ｅｄｇｅ  Ｄｉｍｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ  ｗｉｔｈ  Ｄｉｍｍｅｒ  Ｈｉｇｈ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ」という名称の米国特許出願第１３／２９８，００２号に開示されたシステム及び方法を使用する、任意の好適な様式で予測される。代替として、調光器５０２のトレーリング・エッジ／高抵抗状態の推定される発生は、調光器電圧ＶΦ＿ＤＩＭが何らかの所定の閾値電圧よりも下に低下する時点を決定すること、及びこうした決定に基づいて調光器５０２のトレーリング・エッジ／高抵抗状態を推定することによって予測される。
【００３５】
ハーフ・ライン・サイクルの開始、ネガティブ・エッジ、及び／又はランプ・アセンブリ５４２の入力上に存在する信号の他のパラメータの推定される発生のこうした決定から、コントローラ５１２は、供給電圧ＶＳＵＰＰＬＹの推定されるハーフ・ライン・サイクル（例えばハーフ・ライン・サイクルの開始、ネガティブ・エッジ、又は他のパラメータの連続する推定される発生間の相違に基づく）、調光器５０２の推定される位相角（例えば、ハーフ・ライン・サイクルの開始の推定される発生と後続のネガティブ・エッジの推定される発生との間の相違に基づく）、及び／又は整流電圧ＶＲＥＣの他の特徴を決定する。したがって各ハーフ・ライン・サイクル中、コントローラ５１２は前のハーフ・ライン・サイクル中に決定された特徴を使用してランプ・アセンブリ５４２の動作を制御する。
【００３６】
前述の整流電圧ＶＲＥＣの特徴のうちの１つ以上に基づき、コントローラ５１２は電力変換器５３６を複数のモードで順次動作させる。例えばいくつかのインスタンスにおいて、コントローラ５１２は、以下でより詳細に説明するように、高電流パワー・モード（図６で「ＰＯＷＥＲ」とラベル表示された期間中）、低電流アイドル・モード（図６で「ＩＤＬＥ」とラベル表示された期間中）、低インピーダンス・トレーリング・エッジ露出モード（図６で「ＥＸＰＯＳＥ  ＴＥ」とラベル表示された期間中）、及び低インピーダンス・グルー・モード（図６で「ＧＬＵＥ」とラベル表示された期間中）で、順次動作する。
【００３７】
例えば、時点ｔＡでのハーフ・ライン・サイクルの開始のおよその推定される発生から後続の時点ｔＢまで、コントローラ５１２は電力変換器５３６をイネーブルにする高電流パワー・モードで動作し、それによってエネルギーがランプ・アセンブリ５４２の入力からＬＥＤ５３２へと伝達されるように電力変換器５３６が実質的に非ゼロの電流ＩＲＥＣを引き出せるようにする。パワー・モードの持続時間（例えばｔＡ〜ｔＢ）は、コントローラ５１２によって決定される調光器５０２の推定される位相角に基づく。
【００３８】
パワー・モードに続き、コントローラ５１２は時点ｔＢから時点ｔＣまで定電流アイドル・モードに入り、ランプ・アセンブリ５４２の入力から出力キャパシタ５５４まで実質的にエネルギーが送達されないように、電力変換器５３６をディセーブルにする。
【００３９】
アイドル・モードに続き、コントローラ５１２は高電流トレーリング・エッジ露出モードに入り、コントローラ５１２がネガティブ・エッジを検出できるようにし、ランプ・アセンブリ５４２が抵抗器５２２を介して調光器５０２に低入力インピーダンスを提供できるようにするために、時点ｔＣから時点ｔＥまでイネーブル信号ＥＮＡＢＬＥを介してスイッチ５２４をイネーブルにする。時点ｔＣは、ネガティブ・エッジの予測される発生（前のハーフ・ライン・サイクルからのネガティブ・エッジの推定される発生の決定に基づく）より前の時間期間に発生し、時点ｔＥは、時点ｔＤでのネガティブ・エッジの推定される発生の検出時に発生する。いくつかの実施形態において、トレーリング・エッジ露出モード中、電力変換器５３６は、エネルギーがランプ・アセンブリ５４２の入力から出力キャパシタ５５４まで伝達されるように、（抵抗器５２２及びスイッチ５２４を介するエネルギーの散逸に加えて、又はその代わりに）実質的に非ゼロの電流を引き出し、これは更に、コントローラ５１２がネガティブ・エッジを検出できるようにし、ランプ・アセンブリ５４２が調光器５０２に低入力インピーダンスを提供できるようにする。これら及び他の実施形態において、コントローラ５１２は抵抗器５２２及びスイッチ５２４の散逸ネットワークをイネーブルにするため、結果として抵抗器５２２はトレーリング・エッジ露出モード中、低インピーダンス経路のすべて又は一部を提供することになる。これら及び他の実施形態において、コントローラ５１２は、各ハーフ・ライン・サイクルにおいてランプ・アセンブリ５４２の入力からＬＥＤ５３２へ送達される電力が、調光器５０２の制御設定及び位相カット角度に見合うように、パワー・モード及びトレーリング・エッジ露出モードの累積持続時間を制御する。
【００４０】
トレーリング・エッジ露出モードに続き、時点ｔＥから時点ｔＡでの後続のパワー・モードの開始（例えば、後続のハーフ・ライン・サイクルの開始の推定される発生時）まで、コントローラ５１２は低インピーダンス・グルー・モードに入り、引き続き電力変換器５３６をイネーブルにするが、調光器５０２の位相カット及び実質的にゼロの電圧ＶＲＥＣの理由で、実質的にゼロの電流ＩＲＥＣが電力変換器５３６に送達される。グルー・モードはランプ・アセンブリ５４２の入力に低インピーダンスを印加するため、照明システム５００内に蓄積されたいずれの残留エネルギーも放電可能となる。グルー・モードの後、コントローラ５１２は再度パワー・モードに入る。
【００４１】
図７は、本開示の実施形態に従った、コントローラ５１２のトレーリング・エッジ・イネーブル信号制御回路７００の選択された構成要素を示す。図８は、本開示の実施形態に従った、図７に示されるトレーリング・エッジ・イネーブル信号制御回路７００の実施形態に関連付けられた例示の電圧グラフ８００を示す。図７に示されるように、制御回路７００は二重比較器７０１、状態機械７０２、タイマ７０３、スイッチ・ドライバ７０４、乗算計算器７０５、乗数７０６、及び加算器７０７を備える。二重比較器７０１は、整流電圧信号ＶＲＥＣが第１の所定の閾値電圧ＶＴＨＲＥＳＨ＿ＨＩＧＨよりも上であるか下であるかを決定するように、及び整流電圧信号ＶＲＥＣが第１の所定の閾値電圧ＶＴＨＲＥＳＨ＿ＨＩＧＨよりも小さい第２の所定の閾値電圧ＶＴＨＲＥＳＨ＿ＬＯＷよりも上であるか下であるかを決定するように構成された、任意のシステム、デバイス、又は装置を備える。これらの決定に基づき、状態機械７０２は、調光器５０２の位相角ＡＮＧＬＥ、トレーリング・エッジ中の整流電圧信号ＶＲＥＣの部分降下時間ＴＦＡＬＬ’、及び／又は、整流電圧信号ＶＲＥＣが第１の所定の閾値電圧ＶＴＨＲＥＳＨ＿ＨＩＧＨより上のままである整流電圧信号ＶＲＥＣの各ハーフ・ライン・サイクル内の時間ＴＬＩＮＥ＿ＨＩ（例えば、調光器５０２の導通期間ｔｃｏｎｄに近似する）を推定するように構成される。例えば位相角ＡＮＧＬＥは、前のハーフ・ライン・サイクルの時間ＴＬＩＮＥ＿ＨＩを、第１の所定の閾値電圧ＶＴＨＲＥＳＨ＿ＨＩＧＨより下から上への整流電圧信号ＶＲＥＣの２つの最も近い交差間の持続時間で割ることによって決定される。別の例として、部分降下時間ｔＦＡＬＬ’は、第２の所定の閾値電圧ＶＴＨＲＥＳＨ＿ＬＯＷより上から下への整流電圧信号ＶＲＥＣの前の交差と、第１の所定の閾値電圧ＶＴＨＲＥＳＨ＿ＨＩＧＨより上から下への整流電圧信号ＶＲＥＣの前の交差との間の、時間期間として推定される。こうした部分降下時間ｔＦＡＬＬ’は、調光器５０２内に存在する充電キャパシタのキャパシタンスの関数とされる。
【００４２】
部分降下時間ｔＦＡＬＬ’の値は、整流電圧信号ＶＲＥＣの実際の降下時間の一部のみを含むことに留意されたい。実際の降下時間は、乗法因子Ｋに部分降下時間ｔＦＡＬＬ’を乗じたものであり、乗法因子Ｋは位相角ＡＮＧＬＥの関数である。例えば位相角ＡＮＧＬＥの中央値（例えば５０％導通）の場合、乗法因子Ｋは、位相角ＰＨＡＳＥの低位値又は高位値（例えば１０％導通、９０％導通）の場合よりも高い。したがって、状態機械７０２によって推定される位相角に基づき、乗算計算器７０５は乗法因子Ｋを計算する。いくつかの実施形態において、乗算計算器７０５は多項式関数、例えば数式Ｋ（ＡＮＧＬＥ）＝Ａ×ＡＮＧＬＥ２＋Ｂ×ＡＮＧＬＥ＋Ｃを用いて乗法因子Ｋを計算し、この式で係数Ａ、Ｂ、及びＣは、ユーザによってプログラム可能であるか、又はランプ・アセンブリ５４２の特徴付け及び試験に基づいて設定される。
【００４３】
乗数７０６は、乗法因子Ｋに部分降下時間ｔＦＡＬＬ’を乗じたものに等しい時間オフセットｔｏｆｆｓｅｔを推定するため、結果として時間オフセットｔｏｆｆｓｅｔは、整流電圧信号ＶＲＥＣの実際の降下時間にほぼ等しく、実際の降下時間の推定値として働くことになる。こうした実際の降下時間は、調光器５０２の充電キャパシタの充電時間にも近似するため、結果として時間オフセットｔｏｆｆｓｅｔは、こうした調光器５０２の充電キャパシタの実際の降下時間充電時間の推定値として働くことになる。
【００４４】
加算器７０７は、時間ＴＬＩＮＥ＿ＨＩから時間オフセットｔｏｆｆｓｅｔを減算し、こうした結果として生じる持続時間がタイマ７０３に出力される。タイマ７０３は、整流電圧信号ＶＲＥＣが第１の所定の閾値電圧ＶＴＨＲＥＳＨ＿ＨＩＧＨより下から上に上昇すると同時に開始／初期化し、開始されると持続時間ＴＬＩＮＥ＿ＨＩを刻時するように構成される。タイマ７０３の満了からその後の初期化までの間に、タイマ７０３は信号ＳＷＩＴＣＨ＿ＯＮをアサートし、次にこれがイネーブル制御信号ＥＮＡＢＬＥをアサートするようにスイッチ・ドライバ７０４をイネーブルにするため、スイッチ５２４をイネーブルにすることによって、ランプ・アセンブリ５４２の入力時に低インピーダンスが提供され、トレーリング・エッジ露出モードが実施される。タイマ７０３の初期化からその後の満了までの間に、タイマ７０３は信号ＳＷＩＴＣＨ＿ＯＮをアサート解除し、次にこれがイネーブル制御信号ＥＮＡＢＬＥをアサート解除するようにスイッチ・ドライバ７０４をイネーブルにするため、スイッチ５２４はディセーブルにされる。
【００４５】
制御回路７００は、コントローラ５１２、又は回路７００を制御するように動作可能な任意の他のシステムを使用して実装される。ある実施形態において、制御回路７００は、コンピュータ可読メディア内で具体化され、ランプ・アセンブリ５４２のプロセッサ（例えばコントローラ５１２）上で実行可能な、ソフトウェア及び／又はファームウェア内で部分的又は完全に実装される。
【００４６】
したがって、本明細書で説明する方法及びシステムを使用すると、ランプ・アセンブリのトレーリング・エッジ露出モードの持続時間は、トレーリング・エッジ調光器の充電時間（こうした充電時間は調光器の充電キャパシタのキャパシタンスの関数である）に従って最小化され、ランプ・アセンブリによって消費される電力を潜在的に削減する。加えて、照明システムの構成要素のパラメータ（例えば抵抗、キャパシタンス、インダクタンスなど）は、年数、温度、及び／又は他の要因と共に変化するため、本明細書で説明するシステム及び方法は、電力消費を削減しながらトレーリング・エッジ露出モードに適切な持続時間を提供するために、トレーリング・エッジ露出モードの持続時間を動的に制御する。
【００４７】
本明細書で使用される場合、２つ又はそれ以上の要素が互いに「結合される」ものと言及される時、こうした用語は、間接的に又は直接接続されているかどうか、介在要素が存在するか否かにかかわらず、こうした２つ又はそれ以上の要素が電子的に通信していることを示す。
【００４８】
本開示は、当業者であれば理解されるように、本明細書における例示の実施形態に対するすべての変更、置換、変形、代替、及び修正を包含する。同様に適切な場合、添付の特許請求の範囲は、当業者であれば理解されるように、本明細書における例示の実施形態に対するすべての変更、置換、変形、改変、及び修正を包含する。更に、特定の機能を実行するように適合、配置、実行可能化、構成、イネーブル、動作可能化、又は作動されている装置又はシステム或いは装置又はシステムの構成要素に対する、特許請求の範囲における言及は、それ又はその特定の機能が活動化、オン、又はロック解除されているか否かに関わらず、その装置、システム、又は構成要素がそのように適合、配置、実行可能化、構成、イネーブル、動作可能化、又は作動されている限り、その装置、システム、又は構成要素を包含する。
【００４９】
本明細書に示されるすべての例示及び条件付き言い回しは、発明者が当技術分野を前進させるために寄与している本開示及び概念を読者が理解するのを助けるための教育的目的が意図されており、こうした具体的に示される例示及び条件に限定されないものと解釈される。本開示の実施形態を詳細に説明してきたが、本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく、本明細に対する様々な変更、置換、及び改変が実行可能であることを理解されたい。