(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動ステージを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）点灯装置であって、
第１の電流に従って光を提供するために、整流した交流（ＡＣ）電圧により駆動される第１の発光素子と、
前記第１の発光素子に直列に連結されて、第２の電流に従って光を提供するために、前記整流したＡＣ電圧により駆動される第２の発光素子と、
前記整流したＡＣ電圧のピークレベルにおける変化を監視し、前記整流したＡＣ電圧の前記ピークレベルと関連付けられた補償電圧を生成するように構成された電圧検知器と、
前記第１の発光素子に並列に連結されて、前記第１の電流が第１の電流設定値を越えないように前記第１の電流を制御し、前記補償電圧に従って前記第１の電流設定値を調整するように構成された第１の電流制御器と、
前記第２の発光素子に直列に連結されて、前記第２の電流が第２の電流設定値を越えないように前記第２の電流を制御し、前記補償電圧に従って前記第２の電流設定値を調整するように構成された第２の電流制御器と、
前記第１及び第２の発光素子に直列に連結されて、第４の電流に従って光を提供するために、前記整流したＡＣ電圧により駆動される第３の発光素子とを備える、ＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
前記第１の電流制御器が、
第１の制御信号に従って第３の電流を伝導するように構成された第１のスイッチと、
前記第１の電流と前記第３の電流の和を監視し、対応するフィードバック電圧を提供するように構成された電流検知器と、
前記第１の電流設定値と関連付けられた第１の基準電圧を提供し、前記補償電圧に従って前記第１の基準電圧を調整するように構成された第１の基準電圧生成器と、
前記第１の基準電圧と前記フィードバック電圧との間の関係に従って前記第１の制御信号を生成するように構成された第１の比較器とを備え、
前記第２の電流制御器が、
第２の制御信号に従って前記第２の電流を伝導するように構成された第２のスイッチと、
前記第２の電流設定値と関連付けられた第２の基準電圧を提供し、前記補償電圧に従って前記第２の基準電圧を調整するように構成された第２の基準電圧生成器と、
前記第２の基準電圧と前記フィードバック電圧との間の関係に従って前記第２の制御信号を生成するように構成された第２の比較器とを備え、
前記第１の基準電圧及び前記第２の基準電圧が、より高い補償電圧に応答してより小さい値に調整され、そしてより小さい補償電圧に応答してより大きい値に調整される、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
前記第２のスイッチの耐久力が前記第１のスイッチの耐久力より高い、請求項２に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項４】
前記補償電圧が最小値と最大値との間の第２の値に等しい場合に、前記第１の基準電圧又は前記第２の基準電圧が第１の値に調整され、前記補償電圧が前記最小値と前記最大値との間の第４の値に等しい場合に、前記第１の基準電圧又は前記第２の基準電圧が第３の値に調整され、前記第１の値が前記第３の値より大きく、前記第２の値が前記第４の値より小さくなるように、前記補償電圧に従って、前記第１の基準電圧生成器及び前記第２の基準電圧生成器を操作するように構成されたライン／負荷レギュレーション補償制御ユニットを更に備える、請求項２に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項５】
前記第１のスイッチ、前記第１の比較器、前記第１の基準電圧生成器、前記第２の比較器、前記第２の基準電圧生成器、及び前記ライン／負荷レギュレーション補償制御ユニットが、同じチップに統合される、請求項４に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項６】
前記整流したＡＣ電圧を提供するように構成された電源回路を更に備え、
前記電圧検知器が、各駆動サイクルの間の前記整流したＡＣ電圧の前記ピークレベルを検知するために前記電源回路に連結される、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項７】
前記電圧検知器が、前記整流したＡＣ電圧における変化に起因する前記第２の発光素子の伝導デューティサイクルにおける変化を検知するために前記第２の発光素子に連結される、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項８】
前記第３の発光素子が、前記整流したＡＣ電圧と前記第１の発光素子との間に連結される、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【請求項９】
前記第３の発光素子に並列に連結されて、一定値である第３の電流設定値を前記第４の電流が越えないように、前記第４の電流を制御するように構成された第３の電流制御器を更に備える、請求項１に記載のＬＥＤ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の駆動ステージを有するＬＥＤ点灯装置に関し、さらに特に、動作電圧範囲及びライン／負荷レギュレーションを向上させるための複数の駆動ステージを有するＬＥＤ点灯装置に関する。
【０００２】
本出願は、２０１４年７月３日に出願された米国仮特許出願第62/020,410号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
整流した交流（ＡＣ）電圧により直接的に駆動されるＬＥＤ点灯装置は、所要の輝度を提供するために、通常、直列に連結された複数のＬＥＤを採用する。ＬＥＤ点灯装置を駆動するための従来の方法において、ＬＥＤは、有効な動作電圧範囲を増大させるために、ステージで点灯され得る。ラインレギュレーションは、整流したＡＣ電圧が変化するときに、ＬＥＤ点灯装置が変化を輝度又は電力にほとんど示さないための能力である。負荷レギュレーションは、負荷電圧における差異にかかわらない照明装置間の輝度における一貫性（consistency：一致性）である。電力線及び負荷における変化は、負荷電圧の減少が事実上整流したＡＣ電圧（電源電圧）の増加になるという点で似ている。従来技術のＬＥＤ点灯装置の各ステージでは、各ステージを横断して確立された電圧に従って電流が独立して制御（regulate：調整）されるので、ＬＥＤ点灯装置の全体のライン／負荷レギュレーションは、目標値を満たすことができないかもしれない。従って、有効な動作電圧範囲を向上させ、そしてライン／負荷レギュレーションを向上させることが可能であるＬＥＤ点灯装置の必要性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、複数の駆動ステージを有するＬＥＤ点灯装置を提供する。ＬＥＤ点灯装置は、第１の発光素子、第２の発光素子、電圧検知器、第１の電流制御器、及び第２の電流制御器を含む。第１の発光素子は、第１の電流に従って光を提供するために、整流したＡＣ電圧により駆動される。第２の発光素子は、第１の発光素子に直列に連結されて、第２の電流に従って光を提供するために、整流したＡＣ電圧により駆動される。電圧検知器は、整流したＡＣ電圧のピークレベルにおける変化を監視し、整流したＡＣ電圧のピークレベルと関連付けられた補償電圧を生成するように構成される。第１の電流制御器は、第１の発光素子に並列に連結されて、第１の電流が第１の電流設定値を越えないように第１の電流を制御し、補償電圧に従って第１の電流設定値を調整するように構成される。第２の電流制御器は、第２の発光素子に直列に連結されて、第２の電流が第２の電流設定値を越えないように第２の電流を制御し、補償電圧に従って第２の電流設定値を調整するように構成される。本発明のこれらの目的及び他の目的は、様々な図表及び図面において例示される好ましい実施例の下記の詳細な説明を読んだあとで、当業者には確かに明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明の実施例によるＬＥＤ点灯装置の図である。
【図２】本発明の別の実施例によるＬＥＤ点灯装置の図である。
【図３】本発明の実施例によるＬＥＤ点灯装置により実行される調整方法を例示する図である。
【図４】本発明の実施例によるＬＥＤ点灯装置により実行される調整方法を例示する図である。
【図５】本発明の実施例によるＬＥＤ点灯装置により実行される調整方法を例示する図である。
【図６】本発明の実施例によるＬＥＤ点灯装置により実行される調整方法を例示する図である。
【図７】本発明の実施例によるＬＥＤ点灯装置の動作を例示する図である。
【図８】本発明の実施例によるＬＥＤ点灯装置の動作を例示する図である。
【図９】本発明の実施例によるＬＥＤ点灯装置の動作を例示する図である。
【図１０】本発明の実施例によるＬＥＤ点灯装置の動作を例示する図である。
【図１１】本発明によるＬＥＤ点灯装置を組み立てることの実施例を例示する図である。
【図１２】本発明によるＬＥＤ点灯装置を組み立てることの別の実施例を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１は、本発明の実施例によるＬＥＤ点灯装置１００の図である。図２は、本発明の別の実施例によるＬＥＤ点灯装置２００の図である。ＬＥＤ点灯装置１００及びＬＥＤ点灯装置２００の各々は、電源回路１１０、及び（Ｎ＋２）個の駆動ステージＳＴ１〜ＳＴＮ＋２（Ｎは正の整数である）を含む。電源回路１１０は、ＬＥＤ点灯装置１００及び２００を駆動するために、正と負の期間を有するＡＣ電圧ＶＳを受け取り、ブリッジ整流器１１２を使用して負の期間におけるＡＣ電圧ＶＳの出力を変換し、それにより値が時間とともに定期的に変化する整流したＡＣ電圧ＶＡＣを提供するように構成される。別の実施例において、電源回路１１０は、あらゆるＡＣ電圧ＶＳを受け取り、ＡＣ−ＡＣコンバータを使用して電圧変換を行い、そしてブリッジ整流器１１２を使用して変換されたＡＣ電圧ＶＳを整流し、それにより値が時間とともに定期的に変化する整流したＡＣ電圧ＶＡＣを提供し得る。しかしながら、電源回路１１０の構成は、本発明の範囲を限定しない。
【０００７】
駆動ステージＳＴ１〜ＳＴＮ＋２の各々は、対応する電流制御器によって制御（regulate：調整）される発光素子を含む。ＬＥＤ１〜ＬＥＤＮ＋２は、それぞれ、対応する駆動ステージＳＴ１〜ＳＴＮ＋２における発光素子を表す。ＣＣ１〜ＣＣＮは、それぞれ、対応する駆動ステージＳＴ１〜ＳＴＮにおける電流制御器を表す。
【０００８】
駆動ステージＳＴ１〜ＳＴＮは、それぞれ一定の電流設定値を有する電流制御器ＣＣ１〜ＣＣＮによって各々制御される。電流制御器ＣＣ１〜ＣＣＮの各々は、電流検知器１０、スイッチ２０、比較器３０、及び基準電圧生成器４０を含む。電流制御器ＣＣ１〜ＣＣＮの電流検知器１０は、それぞれ、電流制御器ＣＣ１〜ＣＣＮのスイッチ２０と発光素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤＮ＋２を流れる電流の和を検知し、それにより対応するフィードバック電圧ＶＦ１〜ＶＦＮを提供するように構成される。各スイッチ２０は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、又は同様の機能を有する他の素子を含み得る。図１〜図２では、Ｎチャネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（Ｎ−ＭＯＳＦＥＴ）が例示のために使用されるが、しかし本発明の範囲を限定しない。電流制御器ＣＣ１〜ＣＣＮの基準電圧生成器４０は、それぞれ、一定の基準電圧ＶＲ１〜ＶＲＮを提供するように構成される。基準電圧ＶＲ１〜ＶＲＮの値は、それぞれ、駆動ステージＳＴ１〜ＳＴＮの最大電流レベルを決定する。各比較器３０は、対応する一定の基準電圧に連結された正の入力端、対応するフィードバック電圧に連結された負の入力端、及び対応するスイッチ２０の制御端に連結された出力端を含む。
【０００９】
各比較器３０は、対応する基準電圧と対応するフィードバック電圧との間の関係に従って制御信号を出力し、それにより対応するスイッチ２０を流れる電流を調整するように構成される。今後は、駆動ステージＳＴ１の動作が、例示を目的として使用される。ＶＦ１＜ＶＲ１の場合に、電流制御器ＣＣ１における比較器３０は、フィードバック電圧ＶＦ１が基準電圧ＶＲ１に達するまで、スイッチ２０を流れる電流を増やすために制御信号を上げるように構成される。ＶＦ１＞ＶＲ１の場合に、電流制御器ＣＣ１における比較器３０は、フィードバック電圧ＶＦ１が基準電圧ＶＲ１に達するまで、スイッチ２０を流れる電流を減らすために制御信号を下げるように構成される。言い換えれば、整流したＡＣ電圧ＶＡＣの全体のサイクルの間、発光素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤＮを流れる電流ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤＮがそれぞれの電流設定値を越えないように、電流制御器ＣＣ１〜ＣＣＮは、それぞれ、駆動ステージＳＴ１〜ＳＴＮに一定の電流設定値ＩＳＥＴ１〜ＩＳＥＴＮを提供する。
【００１０】
ＬＥＤ点灯装置１００及び２００において、駆動ステージＳＴＮ＋１及びＳＴＮ＋２は、調整可能な電流設定値ＩＳＥＴ（Ｎ＋１）及びＩＳＥＴ（Ｎ＋２）を有する調整可能電流制御ユニット１５０によって制御される。調整可能電流制御ユニット１５０は、電流検知器１１、電圧検知器１２、ライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０、電流制御器ＣＣＮ＋１、及び電流制御器ＣＣＮ＋２を含む。
【００１１】
電流検知器１１は、スイッチ２１及び２２を流れる全体の電流を検知し、それにより整流したＡＣ電圧ＶＡＣによって変わる、対応するフィードバック電圧ＶＦＢを提供するように構成される。
【００１２】
ＬＥＤ点灯装置１００において、電圧検知器１２は、電源回路１１０に連結されて、整流したＡＣ電圧ＶＡＣのピークレベルを検知し、それにより対応する補償電圧ＶＬＲを提供するように構成される。ＬＥＤ点灯装置２００において、電圧検知器１２は、発光素子ＬＥＤＮ＋２に連結されて、発光素子ＬＥＤＮ＋２のデューティサイクルを検知し、それにより対応する補償電圧ＶＬＲを提供するように構成される。本発明では、電圧検知器１２は、１つ又は複数の抵抗器、キャパシタ、同様の機能を有する他の素子、又はこれらのあらゆる組み合わせを含み得る。しかしながら、電圧検知器１２の構成は、本発明の範囲を限定しない。
【００１３】
電流制御器ＣＣＮ＋１は、スイッチ２１、比較器３１、及び基準電圧生成器４１を含む。電流制御器ＣＣＮ＋２は、スイッチ２２、比較器３２、及び基準電圧生成器４２を含む。基準電圧生成器４１は、補償電圧ＶＬＲの関数になる基準電圧ＶＲＥＦ１を提供するように構成される。基準電圧生成器４２は、補償電圧ＶＬＲの関数になる基準電圧ＶＲＥＦ２を提供するように構成される。比較器３１は、基準電圧ＶＲＥＦ１に連結された正の入力端、フィードバック電圧ＶＦＢに連結された負の入力端、及びスイッチ２１の制御端に連結された出力端を含む。比較器３２は、基準電圧ＶＲＥＦ２に連結された正の入力端、フィードバック電圧ＶＦＢに連結された負の入力端、及びスイッチ２２の制御端に連結された出力端を含む。比較器３１は、基準電圧ＶＲＥＦ１とフィードバック電圧ＶＦＢとの間の関係に従って制御信号をスイッチ２１に出力し、それによりスイッチ２１を流れる電流を調整するように構成される。比較器３２は、基準電圧ＶＲＥＦ２とフィードバック電圧ＶＦＢとの間の関係に従って制御信号をスイッチ２２に出力し、それによりスイッチ２２を流れる電流を調整するように構成される。
【００１４】
ライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０は、補償電圧ＶＬＲに従って、電流制御器ＣＣＮ＋１の基準電圧生成器４１、及び電流制御器ＣＣＮ＋２の基準電圧生成器４２を操作するように構成される。基準電圧ＶＲＥＦ１〜ＶＲＥＦ２の値は、それぞれ、駆動ステージＳＴＮ＋１〜ＳＴＮ＋２の最大電流レベルを決定する。本発明において、基準電圧生成器４１〜４２によって提供された基準電圧ＶＲＥＦ１及びＶＲＥＦ２は、より高い補償電圧ＶＬＲに応答してより小さい値に調整され、そしてより小さい補償電圧ＶＬＲに応答してより大きい値に調整される。
【００１５】
図３〜図６は、本発明の実施例による基準電圧生成器４１〜４２及びライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０により実行される調整方法を例示する図である。縦軸は、基準電圧ＶＲＥＦ１又はＶＲＥＦ２の値を表す。横軸は、補償電圧ＶＬＲの値を表す。例示を目的として、基準電圧生成器４１〜４２及びライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０の有効な動作範囲は、補償電圧ＶＬＲが最小値ＶＭＩＮと最大値ＶＭＡＸとの間にあるときである、ということが仮定されている。ＶＴは、整流したＡＣ電圧ＶＡＣが公称範囲にあるときの補償電圧ＶＬＲの値を表す。
【００１６】
図３において描写された実施例では、ライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０は、基準電圧ＶＲＥＦ１又はＶＲＥＦ２の変化が補償電圧ＶＬＲの一次関数になるような方法で、基準電圧生成器４１〜４２を操作するように構成される。ヒステリシス領域ＨＹＳが、補償電圧ＶＬＲにおける小さい変化に起因する頻繁な基準電圧調整を回避するために採用され得る。
【００１７】
図４において描写された実施例では、ライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０は、基準電圧ＶＲＥＦ１又はＶＲＥＦ２の変化が補償電圧ＶＬＲの放物線関数になるような方法で、基準電圧生成器４１〜４２を操作するように構成される。ヒステリシス領域ＨＹＳが、補償電圧ＶＬＲにおける小さい変化に起因する頻繁な基準電圧調整を回避するために採用され得る。
【００１８】
図５において描写された実施例では、ライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０は、基準電圧ＶＲＥＦ１又はＶＲＥＦ２が異なるスロープを有して補償電圧ＶＬＲによって変化するような方法で、基準電圧生成器４１〜４２を操作するように構成される。ヒステリシス領域ＨＹＳが、補償電圧ＶＬＲにおける小さい変化に起因する頻繁な基準電圧調整を回避するために採用され得る。
【００１９】
図６において描写された実施例では、ライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０は、基準電圧ＶＲＥＦ１又はＶＲＥＦ２が減少する限り補償電圧ＶＬＲが増加するように、基準電圧ＶＲＥＦ１及びＶＲＥＦ２の変化が補償電圧ＶＬＲの任意関数になるような方法で、基準電圧生成器４１〜４２を操作するように構成される。ヒステリシス領域ＨＹＳが、補償電圧ＶＬＲにおける小さい変化に起因する頻繁な基準電圧調整を回避するために採用され得る。
【００２０】
本発明では、基準電圧ＶＲＥＦ１及びＶＲＥＦ２が、より高い補償電圧ＶＬＲに応答してより小さい値に調整され、そしてより小さい補償電圧ＶＬＲに応答してより大きい値に調整され得る限り、ライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０は、何らかの方法で基準電圧生成器４１〜４２を操作し得る。図３〜図６において描写された電圧関係は、例示を目的としているだけであるが、しかし、本発明の範囲を限定しない。
【００２１】
図７〜図１０は、本発明の実施例によるＬＥＤ点灯装置１００及び２００の動作を例示する図である。Ｎ＝１の場合の実施例が、例示を目的として使用される。図７において、曲線Ａは、公称範囲における整流したＡＣ電圧ＶＡＣを表し、曲線Ｂは、下限における整流したＡＣ電圧ＶＡＣ（それは、負荷電圧における増加、又はＡＣ電圧ＶＳにおける減少が原因であるかもしれない）を表し、そして曲線Ｃは、上限における整流したＡＣ電圧ＶＡＣ（それは、負荷電圧における減少、又はＡＣ電圧ＶＳにおける増加が原因であるかもしれない）を表す。
【００２２】
図８において、ＩＬＥＤ＿Ａは、公称範囲における整流したＡＣ電圧ＶＡＣにより駆動される場合のＬＥＤ点灯装置１００又は２００の全体の電流を表す。電流制御器ＣＣ１〜ＣＣ３は、それぞれ、駆動ステージＳＴ１〜ＳＴ３のために電流設定値ＩＳＥＴ１、ＩＳＥＴ２Ａ、及びＩＳＥＴ３Ａを提供するように構成される。公称範囲における整流したＡＣ電圧ＶＡＣにより駆動される場合のＬＥＤ点灯装置１００又は２００のライン／負荷レギュレーションＬＲ＿Ａは、時間ｔにわたる電流ＩＬＥＤ＿Ａの積分によって表される。
【００２３】
図９において、ＩＬＥＤ＿Ｂは、下限における整流したＡＣ電圧ＶＡＣにより駆動される場合のＬＥＤ点灯装置１００又は２００の全体の電流を表す。電流制御器ＣＣ１〜ＣＣ３は、それぞれ、駆動ステージＳＴ１〜ＳＴ３のために電流設定値ＩＳＥＴ１、ＩＳＥＴ２Ｂ、及びＩＳＥＴ３Ｂを提供するように構成される。以前に提示されたように、ＬＥＤ点灯装置１００の電圧検知器１２は、整流したＡＣ電圧ＶＡＣのピークレベルにおける変化を直接的に監視することができ、一方ＬＥＤ点灯装置２００の電圧検知器１２は、整流したＡＣ電圧ＶＡＣにおける変化に起因する発光素子ＬＥＤＮ＋２の伝導デューティサイクルにおける変化を直接的に監視することができる。したがって、下限における整流したＡＣ電圧ＶＡＣは、より小さい補償電圧ＶＬＲをもたらし、それに基づいて、ライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０は、基準電圧ＶＲＥＦ１及びＶＲＥＦ２を増加させるように、基準電圧生成器４１〜４２に命令する。より具体的には、調整可能な電流設定値ＩＳＥＴ２Ｂは電流設定値ＩＳＥＴ２Ａより大きい値に設定され、調整可能な電流設定値ＩＳＥＴ３Ｂは電流設定値ＩＳＥＴ３Ａより大きい値に設定される。下限における整流したＡＣ電圧ＶＡＣにより駆動される場合のＬＥＤ点灯装置１００又は２００のライン／負荷レギュレーションＬＲ＿Ｂは、時間ｔにわたる電流ＩＬＥＤ＿Ｂの積分によって表される。図９において見られ得るように、整流したＡＣ電圧ＶＡＣにおける減少がＬＥＤ点灯装置１００又は２００の伝導デューティサイクルを短くする場合に、本発明は、最も高い電流レベル及び２番目に高い電流レベルを有する２つの駆動ステージの電流設定値を増加させることができる。その結果、ライン／負荷レギュレーションＬＲ＿Ａとライン／負荷レギュレーションＬＲ＿Ｂとの間の差異は縮小され得る。
【００２４】
図１０において、ＩＬＥＤ＿Ｃは、上限における整流したＡＣ電圧ＶＡＣにより駆動される場合のＬＥＤ点灯装置１００又は２００の全体の電流を表す。電流制御器ＣＣ１〜ＣＣ３は、それぞれ、駆動ステージＳＴ１〜ＳＴ３のために電流設定値ＩＳＥＴ１、ＩＳＥＴ２Ｃ、及びＩＳＥＴ３Ｃを提供するように構成される。以前に提示されたように、ＬＥＤ点灯装置１００の電圧検知器１２は、整流したＡＣ電圧ＶＡＣのピークレベルにおける変化を直接的に監視することができ、一方ＬＥＤ点灯装置２００の電圧検知器１２は、整流したＡＣ電圧ＶＡＣにおける変化に起因する発光素子ＬＥＤＮ＋２の伝導デューティサイクルにおける変化を直接的に監視することができる。したがって、上限における整流したＡＣ電圧ＶＡＣは、より大きい補償電圧ＶＬＲをもたらし、それに基づいて、ライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０は、基準電圧ＶＲＥＦ１及びＶＲＥＦ２を減少させるように、基準電圧生成器４１〜４２に命令する。より具体的には、調整可能な電流設定値ＩＳＥＴ２Ｃは電流設定値ＩＳＥＴ２Ａより小さい値に設定され、調整可能な電流設定値ＩＳＥＴ３Ｃは電流設定値ＩＳＥＴ３Ａより小さい値に設定される。上限における整流したＡＣ電圧ＶＡＣにより駆動される場合のＬＥＤ点灯装置１００又は２００のライン／負荷レギュレーションＬＲ＿Ｃは、時間ｔにわたる電流ＩＬＥＤ＿Ｃの積分によって表される。図１０において見られ得るように、整流したＡＣ電圧ＶＡＣにおける増加がＬＥＤ点灯装置１００又は２００の伝導デューティサイクルを増加させる場合に、本発明は、最も高い電流レベル及び２番目に高い電流レベルを有する２つの駆動ステージの電流設定値を減少させることができる。その結果、ライン／負荷レギュレーションＬＲ＿Ａとライン／負荷レギュレーションＬＲ＿Ｃとの間の差異は縮小され得る。
【００２５】
図８〜図１０において見られ得るように、調整可能電流制御ユニット１５０は、電流ＩＬＥＤ＿Ａの平均値（又は、時間ｔにわたる電流ＩＬＥＤ＿Ａの平均の積分）、電流ＩＬＥＤ＿Ｂの平均値（又は、時間ｔにわたる電流ＩＬＥＤ＿Ｂの平均の積分）、及び電流ＩＬＥＤ＿Ｃの平均値（又は、時間ｔにわたる電流ＩＬＥＤ＿Ｃの平均の積分）ができる限り相互に近くなることを可能にする。公称範囲における整流したＡＣ電圧ＶＡＣの場合のライン／負荷レギュレーションＬＲ＿Ａの値、下限における整流したＡＣ電圧ＶＡＣの場合のライン／負荷レギュレーションＬＲ＿Ｂの値、及び上限における整流したＡＣ電圧ＶＡＣの場合のライン／負荷レギュレーションＬＲ＿Ｃの値は、できる限り相互に近くなることができ、それによりＬＥＤ点灯装置のライン／負荷レギュレーションを向上させる。
【００２６】
本発明において、スイッチ２２は、スイッチ２０及び２１より更に高い耐久力（熱及び／又は電気的なストレスの下で動作することに対する能力）を有することが必要とされる。例えば、スイッチ２２は高電圧トランジスタであるかもしれず、一方、スイッチ２０及び２１は低電圧トランジスタであるかもしれない。
【００２７】
図１１は、本発明によるＬＥＤ点灯装置１００を組み立てることの実施例を例示する図である。図１２は、本発明によるＬＥＤ点灯装置２００を組み立てることの実施例を例示する図である。電流検知器１１、スイッチ２１、比較器３１〜３２、基準電圧生成器４１〜４２、及びライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０は、同じチップ６０に統合され得る。スイッチ２１が低電圧トランジスタを採用するかもしれないので、チップ６０は、低電圧プロセスにおいて製作され得る。
【００２８】
図１〜２及び図１１〜１２で描写された実施例において、駆動ステージＳＴ１〜ＳＴＮは、それぞれ一定の電流設定値を有する電流制御器ＣＣ１〜ＣＣＮによって各々制御される。本発明の他の実施例において、電流制御器ＣＣ１〜ＣＣＮは省略され得る。
【００２９】
本発明は、整流したＡＣ電圧ＶＡＣのピークレベルにおける変化、又は整流したＡＣ電圧ＶＡＣにおける変化に起因する発光素子の伝導デューティサイクルにおける変化を直接的に監視し、それにより最も高い電流レベル及び２番目に高い電流レベルを有する２つの駆動ステージの電流設定値を適宜に調整することができる。たとえ整流したＡＣ電圧がなぜか上限と下限との間で変動する場合でも、ライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット５０及び基準電圧生成器４１〜４２は、ＬＥＤ点灯装置のライン／負荷レギュレーションを向上させることができる。
【００３０】
ライン／負荷レギュレーション制御を伴う上記のマルチステージ駆動スキームによって、本発明は、ＬＥＤ点灯装置の有効な動作電圧範囲、及びライン／負荷レギュレーションを向上させることができる。
【００３１】
当業者は、本発明の教示を保持しながら装置及び方法の多数の修正及び変更が実行され得るということに容易に気付くことになる。したがって、上記の開示は、添付された特許請求の範囲の境界及び範囲によってのみ限定されると解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００３２】
１０    電流検知器
２０    スイッチ
２１    スイッチ
２２    スイッチ
３０    比較器
３１    比較器
３２    比較器
４０    基準電圧生成器
４１    基準電圧生成器
４２    基準電圧生成器
５０    ライン／負荷レギュレーション補償制御ユニット
１００    ＬＥＤ点灯装置
１１０    電源回路
１１２    ブリッジ整流器
１５０    調整可能電流制御ユニット
２００    ＬＥＤ点灯装置
ＳＴ１〜ＳＴＮ＋２    駆動ステージ
ＬＥＤ１〜ＬＥＤＮ＋２    発光素子
ＩＬＥＤ１〜ＩＬＥＤＮ    発光素子を流れる電流
ＣＣ１〜ＣＣＮ    電流制御器
ＶＦ１〜ＶＦＮ    フィードバック電圧
ＶＲ１〜ＶＲＮ    基準電圧
ＶＡＣ    整流したＡＣ電圧
ＶＦＢ    フィードバック電圧
ＶＬＲ    補償電圧
ＶＲＥＦ１    基準電圧
ＶＲＥＦ２    基準電圧
ＩＳＥＴ１    電流設定値
ＩＳＥＴ２Ａ、ＩＳＥＴ３Ａ    電流設定値
ＩＳＥＴ２Ｂ、ＩＳＥＴ３Ｂ    電流設定値
ＩＳＥＴ２Ｃ、ＩＳＥＴ３Ｃ    電流設定値
ＩＬＥＤ＿Ａ、ＩＬＥＤ＿Ｂ、ＩＬＥＤ＿Ｃ    ＬＥＤ点灯装置の全体の電流
ＬＡ＿Ａ、ＬＲ＿Ｂ、ＬＲ＿Ｃ    ＬＥＤ点灯装置のライン／負荷レギュレーション
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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