(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクティブランプバラストで動作し、且つ交流電流で動作するためのＬＥＤレトロフィットランプであって、前記ＬＥＤレトロフィットランプは、
ＬＥＤユニットと、
交流電流路を供給するため前記ＬＥＤユニットと並列に接続される、制御可能な切換装置を具備する補償回路と、
前記交流電流のリアクティブフェーズ中の、前記交流電流の各半周期内の短絡期間の間、前記切換装置が導通状態に設定され、前記制御ユニットは前記ＬＥＤユニットの電力消費を既定の補償値に適合させることができる補償モードで前記切換装置を制御する制御ユニットとを少なくとも有し、
前記制御ユニットは、前記ＬＥＤレトロフィットランプの電流及び／又は電圧を測定するフィードバック回路を有し、測定された電流及び／又は電圧に従って前記短絡期間の間隔を制御する、ＬＥＤレトロフィットランプにおいて、
前記短絡期間の短絡終了時間が前記交流電流のゼロクロスに一致するように、前記切換装置がタイミング制御パラメータの第１のセットで動作され、
前記ＬＥＤユニットの電流が決定され、
前記短絡終了時間が前記交流電流のゼロクロスに一致しないように前記切換装置が前記タイミング制御パラメータの少なくとも第２のセットで動作され、
前記ＬＥＤユニットの電流が再び決定され、
前記第１のセットにより決定された電流が前記第２のセットにより決定された電流より小さい場合に、前記切換装置は、前記タイミング制御パラメータの前記第２のセットで動作を続ける代わりに、前記タイミング制御パラメータの前記第１のセットで動作する第１の検出モードで、前記制御ユニットが動作する、ＬＥＤレトロフィットランプ。
【請求項２】
前記短絡期間の短絡開始時間が交流電流のゼロクロスと一致するように、前記切換装置が制御される、請求項１に記載のＬＥＤレトロフィットランプ。
【請求項３】
前記切換装置がセルフラッチ切換装置である、請求項１又は２に記載のＬＥＤレトロフィットランプ。
【請求項４】
前記制御ユニットが交流電流のゼロクロスを決定するための検出器を有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載のＬＥＤレトロフィットランプ。
【請求項５】
前記切換装置が交流電流のゼロクロスの後の第１の遅延期間の後、導通状態へ設定されるように、前記制御ユニットが前記短絡期間の短絡開始時間を制御する、請求項１乃至４の何れか一項に記載のＬＥＤレトロフィットランプ。
【請求項６】
前記切換装置が前記短絡期間の短絡開始時間の後の第２の遅延期間の後、非導通状態へ設定されるように、前記制御ユニットが前記短絡期間の短絡終了時間を更に制御する、請求項５に記載のＬＥＤレトロフィットランプ。
【請求項７】
力率補正ユニットを具備するリアクティブランプバラストで動作する、請求項１乃至６の何れか一項に記載のＬＥＤレトロフィットランプ。
【請求項８】
電源から前記ＬＥＤユニットを少なくとも一時的に接続を切るために、前記ＬＥＤユニットと並列に配置された制御可能な負荷スイッチを更に有する、請求項１乃至７の何れか一項に記載のＬＥＤレトロフィットランプ。
【請求項９】
前記負荷スイッチが電源から前記ＬＥＤユニットの接続を切るように制御され、前記ＬＥＤレトロフィットランプでの電圧が決定されて電圧閾値と比較され、決定された電圧が前記電圧閾値以上である場合、前記切換装置が前記タイミング制御パラメータの少なくとも第３のセットで動作され、決定された電圧が前記電圧閾値より低い場合、前記切換装置が前記タイミング制御パラメータの少なくとも第４のセットで動作され、交流電流の各半周期において、前記タイミング制御パラメータの前記第３のセットによる短絡期間が、前記タイミング制御パラメータの前記第４のセットによる短絡期間と実質的に重ならない第２の検出モードで、前記制御ユニットが動作する、請求項８に記載のＬＥＤレトロフィットランプ。
【請求項１０】
前記制御ユニットが周波数検出器を更に有し、５０Ｈｚ交流電流が決定される場合、前記第１の検出モードによって、６０Ｈｚ交流電流が決定される場合、前記第２の検出モードによって、前記制御ユニットが動作する、請求項９に記載のＬＥＤレトロフィットランプ。
【請求項１１】
リアクティブランプバラストと、請求項１乃至１０の何れか一項に記載のＬＥＤレトロフィットランプとを少なくとも有する、交流電流電源で動作するための照明システム。
【請求項１２】
交流電流とリアクティブランプバラストとの組合せでＬＥＤレトロフィットランプを動作させるための方法であって、前記ＬＥＤレトロフィットランプは、ＬＥＤユニットと、交流電流路を供給するため前記ＬＥＤユニットと並列に接続される補償回路と、前記補償回路を制御し、前記ＬＥＤユニットの電力消費を適合させる制御ユニットと、前記ＬＥＤレトロフィットランプの電流及び／又は電圧を測定するフィードバック回路とを少なくとも有する方法であって、前記方法は、
前記補償回路の短絡終了時間が前記交流電流のゼロクロスに一致するように、タイミング制御パラメータの第１のセットで前記補償回路を動作させるステップと、
前記ＬＥＤレトロフィットランプの電流を決定するステップと、
前記補償回路の前記短絡終了時間が前記交流電流のゼロクロスに一致しないように前記タイミング制御パラメータの少なくとも第２のセットで前記補償回路を動作させるステップと、
前記ＬＥＤレトロフィットランプの電流を決定するステップと、
前記第１のセットにより決定された電流が前記第２のセットにより決定された電流より小さい場合に、前記タイミング制御パラメータの前記第２のセットで動作を続ける代わりに、前記タイミング制御パラメータの前記第１のセットで前記補償回路を動作させるステップとを有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明の分野に関し、特に、交流電流での動作に適応するＬＥＤレトロフィットランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な照明アプリケーションのため発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用する照明装置が開発されてきた。照明アプリケーション用のＬＥＤの増大している使用のため、一般の白熱ランプ又は蛍光ランプと置き換えるため、すなわちレトロフィットアプリケーションのためのＬＥＤランプが開発されている。一般のランプと比較して斯様なＬＥＤランプの寿命は長く、よって低コストに加えて、ＬＥＤランプは、通常、少ない危険物を含むので、その結果、斯様なランプのリサイクルプロセスが、より効率的に実行できる。
【０００３】
上述のレトロフィットアプリケーションのために、ＬＥＤランプは、通常、レトロフィットされるべきそれぞれの器具のソケットに合うのに適している。更にまた、ランプのメンテナンスが通常はユーザによりなされるので、ＬＥＤランプは、器具の綿密な変更の必要なく任意のタイプの適切な器具で容易に使用可能でなければならない。
【０００４】
ＬＥＤは、通常、一般の光源より高い発光効率を呈し、よって所与の光束のために電源から、より少ない電流を流す。この事実が省エネルギーのためのこの労力のために好適である一方、公称の電力のために設計されている器具をレトロフィットするとき、問題点が生じる場合もあるだろう。器具の回路デザインに依存して、種々異なる電流は、斯様な器具でＬＥＤランプを動作させるとき、バラストの過熱又は許容できない低い力率のような重大な電気的課題に結果的になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、特に共通のタイプの器具で、交流電流での動作のためのＬＥＤレトロフィットランプであって、コスト効率良く製造され、用途が広くて最適化された動作を可能にするＬＥＤレトロフィットランプを提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１に記載のＬＥＤランプ、請求項１６に記載の照明システム、及び請求項１７に従ってＬＥＤランプを動作させる方法により解決される。従属請求項は、本発明の好ましい実施例に関係する。
【０００７】
本発明の基本的な着想は、アプリケーションに従って、すなわち器具のランプバラスト又は所与の電源ユニットの仕様に従って、電力消費、電流及び／又は光束のような所与の電気的仕様に対応するランプが動作される、交流電流ＬＥＤレトロフィットランプに少なくとも一つのＬＥＤユニットを供給することである。このように、本発明のＬＥＤランプは、例えば前記電源ユニット又は器具の構成の変化の必要なしに最適化された動作を可能にする。このように、本発明によるＬＥＤランプは、変更が器具の配線について必要ないので、レトロフィットアプリケーションの使用のために、すなわち、一般の蛍光ランプ又はガス放電ランプを置き換えるために特に有利である。
【０００８】
本発明のＬＥＤランプは、斯様なアプリケーションでは、満足な補償結果、よって高い力率を得るために規定された範囲のランプを流れる平均的電流を維持することが重要であるので、力率補正（ＰＦＣ）回路を持つランプバラストと接続されて用いられるとき、特に有利である。しかしながら、発明のセットアップは、また、ＰＦＣ回路がないランプバラストを持つランプを動作させることを好適にも可能にするので、ユーザは、バラストの回路及びタイプについての詳細な知識なしに様々な器具のランプを使用する。従って、一つのタイプのランプだけが、所与のタイプの器具をレトロフィットするために必要であり、これによって、取付けプロセスを単純にし、ランプを経済的にする。
【０００９】
本発明によると、ＬＥＤランプは、交流電流で動作するのに適し、少なくとも一つのＬＥＤユニットと、交流電流路を供給するため前記ＬＥＤユニットと並列に接続される、制御可能な切換装置を具備する補償回路と、前記切換装置が交流電流の各半周期内の短絡期間の間、導通状態に設定される補償モードで前記切換装置を制御する制御ユニットとを有する。制御に依存して、本発明のＬＥＤランプは、このように、ＬＥＤランプ及び／又はＬＥＤユニットの電流又は電力消費のような電気的仕様を事前に決められた補償値に適応可能にさせる。
【００１０】
本発明のランプは、適切な電源ユニット、例えばランプ器具のバラストユニットを介して５０／６０Ｈｚのメイン供給ラインにより例えば供給されるような交流電流での動作に適している。
【００１１】
本発明によるＬＥＤランプは、本発明に関しては、無機ＬＥＤ、有機ＬＥＤ又は半導体レーザー、例えばレーザダイオードのような任意のタイプの半導体光源を有する、少なくとも一つのＬＥＤユニットを有する。
【００１２】
通常の照明アプリケーションのために、ＬＥＤユニットは、好ましくは、少なくとも一つのハイパワーＬＥＤ、すなわち、１ｌｍより大きい光束を持つＬＥＤを有する。好ましくは、前記ハイパワーＬＥＤは、２０ｌｍより大きい、最も好適には５０ｌｍより大きい光束を供給する。
【００１３】
レトロフィットアプリケーションのために、ＬＥＤユニットの全光束が、典型的な５Ｗ−８０Ｗの蛍光灯ランプに対応する３００ｌｍ−１０，０００ｌｍの範囲にあることは、特に好ましい。最も好ましくは、ＬＥＤユニットの順電圧は、５０Ｖ−２００Ｖ、特に７０Ｖ−１５０Ｖ、最も好ましくは９５Ｖ−１２０Ｖの範囲である。
【００１４】
ＬＥＤユニットは、例えば輝度及び／又は色をセットするためドライバユニット、整流回路、平滑段、フィルタキャパシタ及び／又は放電保護ダイオードのような電気又は電子部品を確かに有する。ＬＥＤユニットは、例えば、ＲＧＢ―ＬＥＤを使用して、放射された光のカラー制御が所望される、又は、ＬＥＤランプの光束を更に増大するアプリケーションにおいて、複数のＬＥＤを有する。更にまた、ＬＥＤランプは、例えば、前記補償回路と並列に接続される複数のＬＥＤユニットを有する。
【００１５】
補償回路は、例えばＬＥＤユニットを少なくとも一時的にバイパス可能にする代わりの電流路、すなわち前記ＬＥＤユニットと並列の電気的接続を提供するための任意の適切なタイプである。補償回路は、少なくとも制御可能な切換装置を有するので、補償回路は、少なくとも導通状態及び非導通状態に切替えられ、又は制御される。
【００１６】
前記導通状態において、補償回路は、代わりの電流路を供給するので、動作の間、ＬＥＤランプの動作電流は少なくとも部分的に補償回路に向けられる。非導通状態において、補償回路は高い抵抗を示すので、大部分の電流が補償回路を通過せず、すなわち、残りの電流は好ましくは１０ｍＡ未満であるべきである。最も好ましくは、補償回路は、非導通状態において開いているので、十分な電流が、少なくとも一つのＬＥＤユニットを駆動するために利用できる。
【００１７】
切換装置は、周期的に導通及び非導通状態に制御される任意の適切なタイプである。以下に説明されるように、状態の少なくとも１つは、制御ユニットにより設定できる。切換装置は、最大の電圧及び電流に加えて、スイッチング周波数に関してもアプリケーションの電気的仕様に、すなわち、交流電流の各半周期の導通状態に設定されるように、適合されるべきである。切換装置は、好ましくは、サイリスタ、トライアック、又は補償回路の状態を設定するために、ＭＯＳＦＥＴ若しくはバイポーラートランジスタのような任意の適切なタイプのトランジスタを有する。
【００１８】
切換装置に加えて、補償回路は、アプリケーションに依存して、他の電気又は電子回路装置、例えば抵抗又はリアクティブ素子のような電流制限装置を有する。
【００１９】
しかしながら、好ましくは、補償回路の抵抗は、ＬＥＤユニットの抵抗より低いので、導通状態において、補償回路間の電圧は非導通状態のときよりも低く、よってＬＥＤユニット間の電圧は非導通状態のときよりも低い。最も好ましくは、導通状態での補償回路間の電圧は、２Ｖ未満である。特に好ましくは、補償回路は、低抵抗回路、すなわち２０オームの最大抵抗を持つ低抵抗回路である。
【００２０】
本発明によると、補償回路は、前記ＬＥＤユニットに並列に接続されている。ＬＥＤランプは、確かに、ハウジング、それぞれのタイプの器具に適合する一つ以上のランプソケット、平滑段、フリッカフィルタ回路、又は例えばＲＧＢＬＥＤユニットの場合に放射された光の色を設定するための他の制御回路のような他の部品を有する。補償回路及びＬＥＤユニットの並列回路構成は、直接前記ランプソケットと直接、又は他の電気部品を介して接続されている。好ましくは、ＬＥＤランプは、前記ＬＥＤユニットを駆動するための直流電流を供給するため、ＬＥＤユニット及び補償回路の並列回路構成とランプソケットとの間に直列に接続される整流回路を有する。代わりに、上述のように、前記整流回路が前記ＬＥＤユニットと一体的に形成されることも可能である。
【００２１】
ＬＥＤランプは、ＰＬタイプの蛍光灯器具に接続されるのに適している。しかしながら、本発明の好ましい実施例によると、ＬＥＤランプは、少なくとも第１及び第２のランプキャップを有する。ランプキャップは、ＬＥＤユニット及び補償回路とそれぞれの器具との電気的接続を提供し、よって電力を供給するのに適している。ランプキャップは、このように、例えば双ピンベースのような対応する接触素子を具備する。例えば、ランプキャップは、Ｔ５又はＴ８蛍光ランプの電気的及び／又は機械的特性を持つ。好ましくは、ＬＥＤランプは、線形管ランプのようなＬＥＤ管ランプである。最も好ましくは、ＬＥＤランプは、ハウジングの対向し合う端部に配置される、例えば第１及び第２のランプキャップを持つ、ダブルキャップの管ランプである。
【００２２】
本発明によるＬＥＤレトロフィットランプは、更に、補償モードで前記切換装置を制御するのに適している制御ユニットを有する。このモードにおいて、切換装置は、例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚのランプバラストにより供給される、交流電流の各半周期の短絡期間の間、導通状態に設定される。
【００２３】
このように補償回路は周期的に起動するので、動作の間、補償回路は、交流電流の各半周期において交流電流路をＬＥＤユニットへ供給し、よって規定された電流をバラスト又は電源から引き出す。
【００２４】
本発明による制御ユニットは、上述のように補償モードにおいて切換装置の制御を可能にするための任意の適切なタイプである。従って、制御ユニットは、ディスクリート及び／若しくは集積電気／電子回路部品、又は例えば適切なプログラミングを持つマイクロプロセッサ及び／若しくは計算ユニットを有する。好ましくは、制御ユニットは、とてもコンパクトなセットアップを提供するために、切換装置と一体化される。
【００２５】
それぞれのアプリケーションに依存して、様々な制御戦略が適用される。例えば、制御ユニットは、例えば交換されるべき蛍光灯の光束に実質的に一致する（±１０％）事前に決められた補償値へ、ＬＥＤユニットの電力消費を制御するように構成される。代替的に又は追加的に、制御ユニットは、ＰＦＣ回路を持つバラストでの動作のために事前に決められた補償値へ、ランプを流れる電流及び／又は全体の電力消費を制御するように構成される。
【００２６】
上述されたように、本発明のＬＥＤランプは、ＰＦＣ回路を持つバラスト又は電源と共に用いられるとき、このような場合、リアクティブ電力の所望の補償を得るために規定された範囲内に電流を維持するために重要であるので、特に有利である。特に、並列の補償バラストの場合には、並列キャパシタを流れる電流が通常一定なので、ランプを流れる所与の電流を維持することは重要である。よって、全体の装置の力率は、直列のインダクタンス及びＬＥＤランプを流れる電流に主に依存する。
【００２７】
従って、特に斯様な電源又はバラストの場合には、制御ユニットは、実質的に、電源又はバラスト、例えば交換される蛍光灯の公称の電流に一致させる（±１０％）ため、ランプを流れる電流を制御するように好ましくは構成される。
【００２８】
本発明のＬＥＤランプは、短絡期間の制御がフレキシブルな制御を可能にするので、ＰＦＣ回路のない電源と好適に更に互換性を持つ。加えて、本発明のＬＥＤランプは、主に抵抗性負荷であり、好適には、電源での、すなわち交流電流及び電圧についての大幅なフェーズシフトが生じない。このように、ＬＥＤランプは、様々な電源回路及びそれぞれの器具で用いられ、これによって、ＬＥＤランプが特にレトロフィットアプリケーションのために好適となる。
【００２９】
好ましい実施例によると、制御ユニットは、ＬＥＤユニットの電力消費を、事前に決められた補償値に適合させるように構成される。上述のように、導通状態の間、補償回路は、代わりの電流路を供給するので、ＬＥＤユニット間の電圧はしかるべく低減される。よって、ＬＥＤユニットの電力消費は、短絡期間の長さの変化により制御ユニットにより設定されるので、電力消費は、事前に決められた補償値に容易に設定される。
【００３０】
補償値は、固定の設定ポイント値であり、例えば制御ユニットのデザインにより工場設定される。代わりに、事前に決められた補償値は、例えば、対応するユーザインタフェースを使用して設置者により設定され、制御ユニットと接続されるメモリ装置に保存される変数である。よって、設置者は、それぞれのアプリケーションに従って容易にランプの電力消費を設定する。確かに、用語「事前に決められた補償値」は、範囲を指し、すなわち最小及び最大補償値を指してもよい。
【００３１】
導通状態において、補償回路は、例えば電源又はバラストから一定の電流を流す。従って、補償回路の電流が安全なレベルを超えることを回避するために、ＬＥＤユニット及び補償回路の並列回路構成と直列の電流制限装置が備えられる。
【００３２】
代替的に又は追加的に、ＬＥＤランプは、例えば通常の蛍光灯器具の磁気バラストユニットのような、リアクティブランプバラストでの動作に適合されてもよい。ここで、少なくとも一つのリアクティブ素子、例えばインダクタンス及び／又はキャパシタンスは、ランプと直列に接続されて、よってランプを流れる最大電流を制限する。よって、制御ユニットは、ランプの追加の電流制限装置を必要とすることなく、事前に決められた補償値までのＬＥＤユニットの電力消費の制御を提供する。本実施例によると、このように対応する制御によりＬＥＤユニットの電力消費を適応させることが可能である一方、同時に、ランプを流れる電流経路は、前記短絡期間の間にさえ供給されるので、ランプを流れる電流は、それぞれのバラストの公称の電流に従って、例えば交換されるべき蛍光灯の公称の電流に従って維持できる。
【００３３】
確かに、電源又はバラストは、複数のリアクティブ素子を有してもよい。例えば、通常の並列の補償蛍光灯バラストにおいて、直列インダクタンスは、適切なキャパシタンスを持つ並列のＰＦＣ回路により補償される。
【００３４】
上述のように、前記補償モードでの制御ユニットは、前記交流電流の各半周期の短絡期間の間に、切換装置を導通状態に設定するのに適している。特にリアクティブランプバラストの場合、切換装置は、前記交流電流のリアクティブフェーズの間、好ましくは導通状態に設定される。
【００３５】
リアクティブバラスト又は電源と組み合わせてランプを使用するとき、直列リアクティブ素子は、電圧に対して供給電流のフェーズシフトを生じさせる。よって、電源は、実効及びリアクティブフェーズを持つ電力を供給する。本明細書のコンテキストにおいて、用語「リアクティブフェーズ」は、バラストに供給される電圧及び電流の積が負である間隔を指すので、実効的又は実の電力が、負荷、すなわちバラスト及びＬＥＤランプのセットアップに供給されない。本実施例によると、切換装置は、前記交流電流のリアクティブフェーズの間、導通状態に制御される。実効電力は、アクティブフェーズの間、例えばメイングリッドからバラストへ移されるので、よって、バラストの電力浪費を減少させることが好適にも可能であるので、本実施例は、バラスト及びランプの減少された熱生成を供給し、それに応じて結果的に、減少した損失となる。
【００３６】
本発明の他の好ましい実施例によると、切換装置は、前記短絡期間の短絡開始時間又は短絡終了時間が前記交流電流のゼロクロスに対応するように制御される。
【００３７】
本発明のコンテキストにおいて、用語「短絡開始時間」及び「短絡終了時間」は、それぞれ、非導通状態から導通状態へ、導通状態から非導通状態への切換装置の状態の変化の瞬間を指し、すなわち、交流電流の半周期の短絡期間の開始のタイミング及び終了のタイミングを指す。用語「ゼロクロス」は、各半周期の実質的に電流が流れていない瞬間を指し、すなわち、交流電流がゼロポイントに接近するとき、例えば交流電流のゼロクロスの前後±１ｍｓの間隔内を指す。
【００３８】
本実施例は、各半周期の切換装置の状態の少なくとも一つの変化が、電流が実質的にゼロである瞬間に実行され、切換装置のより長い寿命及びＬＥＤランプの改良された電磁互換性に結果としてなるので、特に有利である。更にまた、このセットアップは、更に単純化され、よってより経済効率の高い回路セットアップを可能にする。
【００３９】
例えば、切換装置は、電流が、規定された保持電流より下、例えばゼロ付近より下にあるとき非導通状態に設定されるセルフラッチ切換装置を有し、よって、ゼロクロス検出器と呼ばれる。セルフラッチ切換装置は、例えば、交流電流が前記ゼロクロスに接近するとき、動作時に、セルフ作動リセットを供給する少なくとも一つのサイリスタ又はトライアックを有する。よって、回路の制御及び対応するセットアップは、更に単純化される。
【００４０】
例えば、誘導ランプバラストにおけるような、直列インダクタンスを持つリアクティブ電源とのランプの接続の特定の場合において、前記短絡終了時間が、バラストの電力浪費を更に減少させるために前記交流電流のゼロクロスと一致するように、切換装置は、制御されることが好ましい。このとき、電力消費及び短絡期間の長さは、制御ユニットにより、例えば、短絡開始時間のタイミング対応制御により、制御される。従って、この制御は、「先端部制御」とも呼ばれる。
【００４１】
容量性直列補償バラスト、すなわち回路の容量性分岐のランプの１つに対するある典型的な「デュオ」蛍光灯器具に例えば使われるような、容量性バラストの場合に、前記短絡開始時間が前記交流電流の前記ゼロクロスと一致するように、切換装置が制御されることが好ましい。
【００４２】
ここで、直列キャパシタンスのフェーズシフトが、電流を電圧より先行させるので、本実施例による制御は、前記容量性バラストの電力浪費を減少させるために有利である。この制御は、以下に、「後端部制御」とも呼ばれる。
【００４３】
動作の上述の好ましいモードを設定するために、制御ユニットは、対応するスイッチを有するので、設置者は、切換装置の制御モードを、誘導性バラストの場合には先端部制御、又は容量性バラストの場合には後端部制御のモードに設定する。代替的に又は追加的に、制御ユニットは、本発明の他の好ましい実施例を参照して以下に説明される最も適切な制御方法を自動的に決定するために、一つ以上の検出モードで動作するのに、好ましくは適している。
【００４４】
好ましい実施例によると、電圧制御回路は、例えばＬＥＤユニットを流れる電流に依存して、ＬＥＤユニットの順電圧に適応させるために、ＬＥＤユニット及び補償回路と並列に接続される。電圧制御回路は、例えば、ＬＥＤの一部を制御可能に短絡することにより、ＬＥＤユニットの全体の順電圧の低減を提供する。よって、順電圧の対応する低減によりＬＥＤユニットの電力消費の更に強化された制御を提供することが可能である。電圧制御回路は、例えば、ＬＥＤユニットのＬＥＤのうちの少なくとも１つを短絡するが、ＬＥＤのうちの少なくとも１つが依然電源と接続されていることを提供する、他の回路を起動するための適切なスイッチを有する。スイッチは、到達される所与の電流レベルに従って動作される。
【００４５】
好ましくは、制御ユニットは、前記交流電流のゼロクロスを決定するための検出器を有する。本実施例は、好適には、タイミング及び特に交流電流の各半周期の短絡期間の位置／フェーズのよりフレキシブルな制御を提供する。
【００４６】
検出器は、電流の前記ゼロクロスを決定するための任意の適切なタイプでもよい。例えば、制御ユニットは、ＬＥＤユニット及び補償回路の並列回路構成と接続される、適切な電流検出器と共に、マイクロプロセッサユニットを有する。制御ユニットは、上述のように、前記切換装置を制御システム、よって、例えば短絡期間の所望の長さ及びそれぞれのバラストのタイプに従って、短絡開始時間及び／又は短絡終了時間を制御する。検出器は、例えばランプを流れる電流を決定するための電流測定回路、例えば補償回路及びＬＥＤユニットの並列回路を有する。
【００４７】
代替的に又は追加的に、特に上述のセルフラッチ切換装置の場合には、制御ユニットは、好ましくは、前記切換装置に接続されている、閾値装置を有する。閾値装置は、例えば、適切なタイプのＤＩＡＣ、ＵＪＴ（プログラム可能なユニジャンクショントランジスタ）又は適切な基準電圧を持つ比較器回路を有する。ＤＩＡＣのような電圧駆動閾値装置の場合には、駆動回路は、交流電流に対して規定された関係にある電圧を、前記閾値装置へ供給するように設けられる。前記駆動回路は、加えて、遅延期間を提供し、及び／又は電圧平均化段を有する。駆動回路は、例えば、前記閾値装置と接続されるＲＣ回路である。
【００４８】
閾値装置が前記セルフラッチ切換装置と関連して用いられる場合、閾値装置は、例えば、前記ゼロクロスに対する事前に決められた関係に従って、導通状態へ前記切換装置をトリガーするために用いられる。セルフラッチ切換装置は、その後、次のゼロクロスの際にリセットされ、当該手順が、交流電流の後続の半周期で繰り返される。  
【００４９】
本発明の他の好ましい実施例によると、制御ユニットは、前記短絡期間の短絡開始時間を制御するために適しているので、切換装置は、前記交流電流のゼロクロスの後の第１の遅延期間の後、導通状態へ設定される。
【００５０】
実施例が、交流電流のゼロクロスに関係して短絡開始時間を容易に設定可能にし、これは、短絡期間のフレキシブルな制御を可能にし、よって、ＬＥＤユニットの電力消費のフレキシブルな制御を可能にする。
【００５１】
他の好ましい実施例において、制御ユニットは、前記短絡期間の短絡終了時間を制御するために更に適合されるので、前記切換装置は、前記短絡期間の前記短絡開始時間の後の第２の遅延期間の後に、非導通状態へ設定される。本実施例は、どちらかといえば単純なセットアップを依然提供しながら、短絡期間のフレキシブルな制御、よって、ランプ及び／又はＬＥＤユニットの電力消費／電流の最もフレキシブルな制御の利点を示す。例えば、短絡開始時間及び短絡終了時間両方とも交流電圧のゼロクロスに一致しないように短絡期間を制御することも可能であり、以下に「デュアル端部制御」と呼ばれる。
【００５２】
制御ユニットは、例えば、第１及び／又は第２の遅延期間の終了の後に、それぞれの制御信号を出力するため、少なくとも一つの電子タイマーを有する。確かに、タイマーは、マイクロプロセッサと一体的に備えられてもよい。代替的に又は追加的に、ＲＣ回路は、前記第１及び／又は第２の遅延期間を提供するために用いられる。
【００５３】
第１及び／又は第２の遅延期間は、固定でもよく、例えば工場設定でもよい。代わりに、遅延期間は、上述のように使用されるインタフェースを使用して、設置者により設定されてもよい。
【００５４】
本発明のＬＥＤランプの動作を更に強化するために、制御ユニットは、前記ＬＥＤランプの電流及び／又は電圧を測定するため、「フィードバックユニット」又は「フィードバック回路」とも呼ばれるフィードバック回路構成を好ましくは有する。フィードバック回路は、動作中、ＬＥＤランプ及び／又はＬＥＤユニットの電力消費は、実際の消費の測定に従った補償値に適合され、すなわち閉ループ動作に適するような、ＬＥＤランプの電流及び／又は電圧、よって、例えば電力消費を測定するための任意の適切なタイプである。この実施例は、電子部品の電気的特性が温度により又は経年変化するかもしれないので、特に有利である。フィードバック回路は、例えば、ＬＥＤユニットと補償ユニットとの並列回路装置の電流及び／又は電圧を測定するために供給されてもよい。代替的に又は追加的に、フィードバック回路は、ＬＥＤユニット及び／又は補償回路の電流及び／又は電圧を測定するために供給されてもよい。
【００５５】
測定された電流及び／又は電圧は、例えば上述された制御モード及びタイミング手順に従って、短絡期間の長さを設定するために用いられる。特に、制御ユニットは、事前に決められた補償値を満たすため、信頼され速い電力の制御を可能にするためのＰＩ又はＰＩＤコントローラを有する。
【００５６】
好ましくは、フィードバック回路は、前記測定された電流又は電圧に従って第１及び／又は第２の遅延期間を設定するため前記制御ユニットに結合される。
【００５７】
本発明の発展によると、制御ユニットは、切換装置がタイミング制御パラメータの第１のセットで動作される第１の検出モードで動作するのに更に適しているので、前記短絡期間の短絡終了時間が前記交流電流のゼロクロスに一致する。このとき、前記ＬＥＤランプの電流が、決定される。測定の後、切換装置はタイミング制御パラメータの第２のセットで動作されるので、前記短絡終了時間が前記交流電流のゼロクロスに一致しない。ＬＥＤランプの電流が再び決定され、第１のセットに従って決定された電流が第２のセットに従って決定された電流より少ない場合、切換装置は、タイミング制御パラメータの第１のセットで動作される。
【００５８】
上記の第１の検出モードでの動作は、特にランプが、前述されたように、リアクティブバラストユニットに関連して用いられる場合に、最も効率的にＬＥＤランプを動作可能にする。上述のように、短絡終了時間が電流のゼロクロスに一致するように設定される先端部制御で誘導バラストを使用するとき、切換装置を動作させることが好ましい。例えば、誘導バラストが後端部制御で駆動される場合、結果的に比較的高いバラスト損失となり、これは温度問題を生じる。どのタイプのランプバラストがレトロフィットされる器具に存在するかが通常は設置者に明らかでないので、本実施例は、最も適切な制御方法を可能にするためのバラストの特定タイプを好適に決定可能にする。
【００５９】
第１の検出モードは、ＬＥＤランプの接続の際に、給電するために自動的に開始される。代替的に又は追加的に、第１の検出モードは、例えばすでに説明されたユーザインタフェースを使用して、設置者により開始される。
【００６０】
第１の検出モードが開始されると、制御装置は制御パラメータの第１のセットで切換装置を動作させるので、前記短絡終了時間は、前記交流電流のゼロクロスに一致する、すなわち先端部制御方法である。短絡期間の長さ、すなわち短絡開始時間がアプリケーションに従って選択される。例えば、ランプの電力消費を多くのアプリケーションに適している補償値に適応させるために適当なデフォルト期間で開始することは可能である。
【００６１】
好ましくは、切換装置は、交流電流の複数の半周期の間、すなわち安定化期間の間、制御パラメータの第１のセットで動作されるので、ランプ電力、よって電流は安定なレベルに到達する。
【００６２】
ＬＥＤランプの電流が、このとき決定されて、例えばマイクロコントローラのメモリのような、例えば制御ユニットの適切なメモリに保存される。上述のように、電流は、ＬＥＤユニットと補償ユニットとの並列回路装置の電流及び／又は電圧を測定するために供給される前記フィードバック回路により決定される。代替的に又は追加的に、フィードバック回路は、ＬＥＤユニット及び／又は補償回路の電流を測定するために供給される。
【００６３】
切換装置は、その後、タイミング制御パラメータの第１のセットとは異なる短絡終了タイミングを持つ制御パラメータの第２のセットで動作される。タイミング制御パラメータの第２のセットは、前記後端部制御に対応するので、前記短絡開始時間は、電流のゼロクロスと一致するように設定される。
【００６４】
しかしながら、タイミング制御パラメータの第２のセットに従って、短絡期間は、事前に決められた検出オフセットにより、制御パラメータの第１のセットに従って短絡期間に対してオフセットされることが好ましい。最も好ましい検出オフセットは、１ｍｓ−３ｍｓの範囲であり、５０Ｈｚ―６０Ｈｚのメイン周波数に対して２ｍｓが特に好ましい。
【００６５】
特に好ましくは、制御パラメータの第２のセットの短絡期間の長さは、第１のセットの期間に一致する。
【００６６】
その後、好ましくは前記安定化期間の後、前記ＬＥＤランプの電流は、再び決定される。少なくとも２つの決定された電流は、例えば前記マイクロコントローラにより比較される。ランプの電力消費、よって（電圧は一定なので）第１のセットに従う電流は、第２のセットに従う電流より低い場合、誘導バラストは決定される。従って、切換装置は、減少したバラスト損失を提供するために、後端部制御で動作される。このとき、第１の検出モードは終了し、上述のように、ランプは、決定された制御パラメータを持つ前記補償モードで好ましくは動作される。
【００６７】
上述の比較が制御パラメータの第２のセットの低減された電力消費に結果的になる場合、切換装置は、前記後端部制御に従って最も好ましく動作され、すなわち、前記短絡開始時間は前記交流電流のゼロクロスに一致する。
【００６８】
本発明の他の好ましい実施例によると、少なくとも一時的に前記ＬＥＤユニットを電力供給部から分離するために、前記ＬＥＤユニットと直列に配置された、付加的な制御可能な負荷スイッチが設けられる。
【００６９】
負荷スイッチは、例えば対応する制御接続の制御ユニットにより、少なくとも導通及び非導通状態に制御される任意の適切なタイプである。負荷スイッチは、例えば、バイポーラートランジスタ又はＭＯＳＦＥＴのような一つ以上のトランジスタを有する。負荷スイッチは、ＬＥＤユニットが電力供給部と接続されることなしに、すなわち前記交流電流が供給されることなしに、アイドル状態のランプの動作を供給する。負荷スイッチは、特に以下に説明される第２の検出モードで有効である。
【００７０】
上述されたように、負荷スイッチは、電力供給部と前記ＬＥＤユニットとの接続を制御するように設けられる。従って、負荷スイッチは、ある例では、前記補償回路と並列に設けられ、好ましくは前記ＬＥＤユニットと一体化される。アイドル状態の上記動作を提供するために、前記補償回路の切換装置は、この場合、非導通に設定されるべきである。代わりに、負荷スイッチは、ＬＥＤユニットと補償回路との全体の並列配置と電力供給部との接続を制御するように備えられる。
【００７１】
上記によると、負荷スイッチは、アイドル状態のランプを動作可能にする。斯様な動作は、第２の検出モードの動作のために特に有利である。
【００７２】
本発明の発展によると、制御ユニットは、負荷スイッチがＬＥＤユニットを電力供給部から分離するように制御される第２の検出モードで、動作するのに適している。その後、前記ＬＥＤランプの電圧が、決定されて、電圧閾値と比較される。決定された電圧が前記閾値と一致する、すなわち前記閾値以上である場合、切換装置は、タイミング制御パラメータの第３のセットで動作される。さもなければ、すなわち、決定された電圧が前記閾値より低いとき、切換装置はタイミング制御パラメータの第４のセットで動作され、ここで、前記交流電流の各半周期のタイミング制御パラメータの第３のセットに従う短絡期間は、タイミング制御パラメータの第４のセットに従う短絡期間と実質的に重複しない。
【００７３】
従って、本実施例は、負荷なしのランプ、すなわち前記アイドル状態のランプに存在する電圧に依存して、パラメータの第３及び第４のセットに従って、前記切換装置の動作を提供する。確かに、負荷スイッチは、ＬＥＤユニットを動作可能にするために、タイミング制御パラメータの第３及び第４のセットに従う動作の前に、好ましくは閉じなければならない。
【００７４】
前述された第１の検出モードの動作は、ランプが５０Ｈｚのメイングリッドシステムの誘導又は容量性バラストに接続されているかどうかを決定するために有効である一方、第２の検出モードの動作は、ランプが、６０Ｈｚのメイングリッドシステムで通常使用される、いわゆる「デュアルランプ急速スタートバラスト」で使用されるとき、特に有利である。上述のバラストタイプとは対照的に、ここでは、２つのランプが、互いに及び単巻変圧器と直列に接続される。バラストは、更に、接続された蛍光灯を点火するために設けられる補助陰極ヒータ回路及びランプの一つと並列に接続されるスタータキャパシタを通常は含む。
【００７５】
バラストの急速スタートタイプを持つ本発明による２つのランプを使用するとき、第３及び第４のタイミング制御パラメータによる動作は、２つのランプの短絡期間が実質的に重複しないので、強化された動作を可能にする。
【００７６】
バラストの前記急速スタートタイプのデザインのため、両方のランプの切換装置が同時に導通状態に設定される場合、不所望な損失が、過剰な電流の流れのため発生する。従って、バラストのデュアルランプ急速スタートタイプを持つ発明のランプを使用するとき、全体のセットアップの力率は強化できる。
【００７７】
本コンテキスト（本明細書）において、「重複しない」は、２つのランプが同時に動作されるとき、第１のランプの短絡期間の位置決めが、交流電流の各半周期の第２のランプの短絡期間の位置決めと異なるので、前記２つのランプの切換装置は同時に導通状態に設定されないことを提供すると、しかるべく理解される。しかしながら、小さな重複（＋／―２ｍｓ）は、可能であり、バラストの現在のタイプの単巻変圧器は斯様な重複の場合にさえ過剰な電流の流れを遅延させるので、本説明に従って小さな重複は含まれる。
【００７８】
本実施例によると、前記急速スタートタイプバラストのランプの１つが第３のパラメータで動作され、他のランプそれぞれが第４のパラメータで動作されることを提供するために、アイドル状態のランプの電圧が決定される。上述されたように、典型的なデュアルランプ急速スタートバラストは、ランプの１つに並列にスタータキャパシタを有するので、前記閾値電圧より高い対応する電圧が、前記アイドル状態のランプの一つに存在する一方、前記電圧は他のそれぞれのランプに存在しない。このように、本実施例は、前記アイドル状態の電圧に依存して、パラメータの第３のセットによるランプの一つを設定し、パラメータの第４のセットを持つ他のそれぞれのランプを可能にする。このように同時に短絡することが、好適に回避できる。
【００７９】
タイミング制御パラメータの第３及び第４のセットによる短絡期間及び持続時間は、短絡期間が実質的に重複しない限り、アプリケーションに従って選択される。例えば、第３のセットによる切換装置の動作は、後端部制御に対応し、すなわち、前記短絡期間の短絡開始時間が交流電流のゼロクロスに一致する。重複を提供しないために、制御ユニットは、パラメータの第４のセットによる切換装置の動作が先端部制御に対応する、すなわち、短絡終了時間がゼロクロスに一致するように更に構成される。
【００８０】
しかしながら、好ましくは、パラメータの第４のセットによって、前記切換装置の動作は、更に増大さえされた力率を提供するためのデュアル端部制御に対応する。最も好ましくは、第３及び第４のセットのタイミング制御パラメータが選ばれるので、短絡期間は連続的であり、すなわち、制御パラメータのセットの１つの動作に従う短絡終了時間は、パラメータの他のそれぞれのセットに従う動作の短絡開始時間と（±４ｍｓで）一致する。
【００８１】
本実施例による電圧閾値は、アプリケーションに従って、且つ、それぞれ使用される急速スタートタイプバラストのスタートキャパシタ上の電圧に好ましくは依存して選ばれるべきである。好ましくは、電圧閾値は、典型的急速スタートバラストにおいて上述された動作を提供する、１７５Ｖ（±１０％）に実質的に一致する。最も好ましくは、電圧閾値は、増大された安定性を供給する、除外範囲である。例えば、切換装置は、決定された電圧が１９０Ｖより高い場合、第３のセットで動作され、電圧が１６０Ｖより低いとき、第４のセットに従って動作される。
【００８２】
確かに発明のランプは、前記制御ユニットが第１又は第２の検出モードに従う動作に適している実施例で動作できるが、ランプは、第１及び第２の検出モードの両方によって動作することを可能にすることが好ましい。
【００８３】
ここで、設置者は、上述のユーザインタフェースを用いて、それぞれの検出モードを設定する。代替的に又は追加的に、上記タイプのデュアルランプ急速スタートバラストが、通常は６０Ｈｚの電力グリッドで使用される一方、誘導／容量性タイプが５０Ｈｚの電力グリッドで使用されるという観点で、制御ユニットは、更に好ましくは、周波数検出器を有するので、制御ユニットは、５０Ｈｚ（±４Ｈｚ）の交流電流が決定される場合に第１の検出モードに従って、６０Ｈｚ（±４Ｈｚ）の交流電流が決定される場合に第２の検出モードに従って動作する。
【００８４】
本発明の上記及び他の目的、特徴及び効果は、好ましい実施例の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】図１は、模式的側面図で本発明によるＬＥＤレトロフィットランプの実施例を示す。
【図２ａ】図２ａは、発明のＬＥＤランプでの使用のための例示的な器具の模式的回路図を示す。
【図２ｂ】図２ｂは、発明のＬＥＤランプでの使用のための第２の例示的なランプ器具の模式的回路図を示す。
【図３】図３は、図１の実施例による接続されたＬＥＤランプでの図２ａの模式的回路図を示す。
【図４】図４は、第１の実施例によるＬＥＤレトロフィットランプ用の電気ランプ回路のブロック線図を示す。
【図５ａ】図５ａは、誘導バラストの電流及び電圧のフェーズのタイミング図を示す。
【図５ｂ】図５ｂは、図４による実施例の動作のタイミング図を示す。
【図６】図６は、第２の実施例による電気ランプ回路の模式図を示す。
【図７】図７は、図６の実施例のタイミング図を示す。
【図８ａ】図８ａは、第３の実施例による電気ランプ回路の模式図を示す。
【図８ｂ】図８ｂは、第４の実施例による電気ランプ回路の模式図を示す。
【図９】図９は、第５の実施例による電気ランプ回路の模式図を示す。
【図１０】図１０は、第６の実施例による電気ランプ回路の模式図を示す。
【図１１】図１１は、図１０の実施例によるＬＥＤランプの動作の他のタイミング図を示す。
【図１２】図１２は、第７の実施例による電気ランプ回路の模式図を示す。
【図１３】図１３は、容量性バラストの電流及び電圧のフェーズの他のタイミング図を示す。
【図１４】図１４は、図１２の実施例による動作のフローチャートを示す。
【図１５】図１５は、第８の実施例による電気ランプ回路の模式図を示す。
【図１６】図１６は、発明のＬＥＤランプでの使用のための第３の例示的なランプ器具の模式的回路図を示す。
【図１７】図１７は、図１５の実施例による２つのＬＥＤランプの動作の他のタイミング図を示す。
【図１８】図１８は、図１５の実施例による動作のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００８６】
図１は、模式的側面図での本発明によるＬＥＤレトロフィットランプ１の実施例を示す。ＬＥＤランプ１は、長手ランプ軸３に沿って延在する管状ハウジング２を有する。ハウジング２は、透明なプラスチック材料、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から作られる。ランプ１の長手端部の各端部上に、対応する接触ピン６を持つランプキャップ５は、図２ａ及び図２ｂの模式図に示される蛍光灯器具２０、２０’のような、典型的ランプ器具との接続のために供給される。電気的接続の他に、ランプキャップ５は、また、それぞれの器具２０、２０’のランプ１の機械的固定及び支持を提供する。ＬＥＤランプは、このように、蛍光線形管状ランプのための器具２０、２０’との接続に適したレトロフィットランプである。この場合、ＬＥＤランプ１は、典型的ＴＬＤ３６Ｗの蛍光灯の代用、すなわち、ほぼ１２０ｃｍの長さを持つＴ８管の代用である。
【００８７】
ＬＥＤレトロフィットランプ１の接触ピン６は、以下に詳細に説明される、電気ランプ回路４と接続される。
【００８８】
図２ａは、蛍光灯器具２０の典型的実施例の模式的回路図を示す。器具２０は、１１０／２２０ＶのＡＣ供給ラインのようなメイン電源２２との接続のための端子２１を有する。ＬＥＤランプ１のようなランプの接続のために、本例によるとＧ１３タイプである、２つのソケット２７が設けられる。ソケット２７及び取り付けられたランプ１は、ランプバラスト２６上でメイン電源２２と接続される。ランプバラスト２６は、直列インダクタンス２５、例えば、蛍光灯が器具２０に取り付けられる場合に、蛍光灯の負のインピーダンス振る舞いのため、電流を制限するために通常使用される適切なコイルを有する。ランプバラスト２６は、以下に「リアクティブバラスト」とも呼ばれる。
【００８９】
直列インダクタンス２５が、図５ａから分かるように、交流電流で動作されるときフェーズシフトを生じさせるので、力率補正（ＰＦＣ）回路２８は、直列インダクタンス及びランプ１の配置に並列して接続され、すなわちバラスト２０は、このように、並列に補償される「誘導又は磁気バラスト」と呼ばれる。
【００９０】
ＰＦＣ回路２８は、フェーズシフトが修正でき、すなわち十分に高い力率を得るための適切なキャパシタ２３を有する。図２ａから分かるように、典型的な蛍光灯バラスト２６は、並列のＰＦＣ回路２８を備える。従って、高い力率を提供するために、直列インダクタンス２５、よってランプ１を通る電流は、ＰＦＣ回路２８のデザイン、すなわちバラスト２６、よって器具２０の公称負荷のデザインと整合される必要がある。
【００９１】
バラスト２６は、更に、器具２０に取付けられる蛍光灯を始動させるために使用される補助回路２４を有する。発明のＬＥＤランプ１を備える器具２０を使用するとき、補助回路は必要ないが、回路２４はＬＥＤランプ１の動作を妨げないので、手つかずのままである。
【００９２】
典型的な蛍光灯器具２０の第２の実施例は、模式図で図２ｂに示されている。ランプ器具２０’は、２つのランプ１を保持するのに適していて、ソケット２７の第１の対、及び対応するソケット２７’の第２の対をしかるべく備える。上述されたように、ソケット２７の第１の対は、直列インダクタンス２５上で電力供給部と接続される。ソケット２７’の第２の対は、他のインダクタンス２５’及び直列キャパシタ２３’と直列で電力供給部と接続される。本例によると、インダクタンス２５、２５’両方の誘導電力が補償されるように、十分に高い静電容量を持つキャパシタ２３’が選ばれる。従って、図２ａに示されるように、専用のＰＦＣ回路２８は、この回路デザインで省略できる。
【００９３】
従って、リアクティブバラスト２６’は、誘導分岐、すなわち、インダクタンス２５及びソケット２７の回路と、容量性分岐、すなわちキャパシタ２３’、インダクタンス２５’及びソケット２７’の回路とを有する。誘導分岐において、フェージングは図５ａに対応し、すなわち、電流５１は電圧５２に遅れる一方、容量性分岐において、フェージングは図１３に対応し、すなわち、ここでは、電流５１は電圧５２に先行する。従って、ソケット２７に接続されているランプ１は誘導バラストを具備する一方、ソケット２７’に接続されている他のランプ１は容量性バラストを具備するので、ランプ１両方の電流、よって電力消費が実質的に互いに一致するとすると、ランプ１両方を流れる電流は互いに補償し合う。簡潔さのために、ソケット２７及び２７’に接続された、蛍光灯を始動させるための対応する補助回路２４は、図２ｂでは省略された。
【００９４】
図３は、図１による接続されたＬＥＤランプ１を持つ図２ａによる器具２０を示す。本説明の主要な観点を不明確にさせないために、ＬＥＤランプ１のハウジング２又は器具２０のソケット２７のような全ての単なる機械的部品が、図３のブロック線図では省略された。
【００９５】
図から分かるように、ＬＥＤランプ１のランプ回路４は、直列インダクタンス２５上でメイン電源２２に接続されている。上述のように、補助回路２４は、本実施例では用いられない。ＬＥＤランプ１の電気回路４は、図５ａに示されるように入力交流電流５１を、図５ｂの上位部分に示されるように一定の極性の出力電流５３へ変換する整流器８を有する。整流器の出力部は、本実施例において、直列に接続されている幾つかの高い（又は中位の）電力ＬＥＤを有するＬＥＤユニット７に接続されている。
【００９６】
ＬＥＤユニット７は、制御可能な切換装置９を持つ補償回路と並列に接続されている。制御可能な切換装置９は、ランプ１に付与される交流電流５１の各半周期の短絡期間５７の間に、ＬＥＤユニット７を一時的に短絡させるために、制御ユニット１０により駆動される。このように、ランプ回路４は、ＬＥＤの順電圧レベルから独立して、ＬＥＤユニット７の電力消費を適応可能にする。
【００９７】
このように、ランプ１を通る電流が高い力率を達成するために器具２０の公称負荷と合うことが重要であるので、ランプ１は、図２ａに示されるように、並列の補償リアクティブバラスト２６と組み合わせて使用されるとき、特に有利である。しかしながら、ランプ１自体が何れの大幅なフェーズシフトも生じさず、ランプ１は、リアクティブ電力が加えられないので、補償されない磁気バラスト（図示せず）でも利用できる。このように、ＬＥＤランプ１は、非常に用途が広い。
【００９８】
ランプ回路４の詳細な実施例は、模式的図の図４に示されている。回路４は、対応する端子４０を介してランプ１のソケット２７（図４に示されない）に接続されている。端子は、４つのダイオード４１を有する全波ブリッジ整流器である本実施例による整流器８に接続されている。キャパシタ４３は、電磁干渉を減らすように設けられている。例えば器具２０のランプ１を動作させるとき回路４に付与される入力電流５１は、電流５１のフル周期の間の端子２１での器具２０のライン電圧５２と共に、図５ａのタイミング図に示されている。整流器８の出力電流５３は、図５ｂの上位の部分に示されている。
【００９９】
整流器８の出力部は、切換装置９、制御ユニット１０及びＬＥＤユニット７の並列回路に接続されている。示されているように、ＬＥＤユニット７は、幾つかのハイパワーＬＥＤ４４を有する。ＬＥＤ４４の全順電圧は、１００Ｖであり、よって典型的な蛍光灯の動作電圧にほぼ整合する。
【０１００】
更にまた、ＬＥＤユニット７は、並列に接続された平滑コンデンサ４５と、切換装置９がＬＥＤユニット７を短絡させるときキャパシタ４５の放電を回避するためのダイオード４６とを有する。
【０１０１】
本実施例によると、切換装置９は、サイリスタ４７、すなわちセルフラッチ装置により形成され、そのゲート端子は制御ユニット１０のＤＩＡＣ４８に接続されている。ＤＩＡＣ４８は、電流５１のゼロクロス５５に関して、短絡期間５７の開始の規定されたタイミングを提供する閾値装置として、役に立つ。制御ユニットは、更に、タイミングコンデンサ４９及び対応する抵抗５０を有する。キャパシタ４９及び抵抗５０は、ＤＩＡＣ４８にタイミング駆動信号を供給するためのＲＣ回路を提供するので、ＤＩＡＣ４８、キャパシタ４９及び抵抗５０の装置が「タイミング回路」を形成する。以下に説明されるように、駆動信号は、電流５１に追従するが、ＲＣ回路の特性のため、ＤＩＡＣ４８の閾値電圧に達するまでの各ゼロクロス５５の後の所与の遅延期間を供給する。
【０１０２】
使用の間のランプ回路４の動作は、図５ａ及び図５ｂを参照して、以下に説明される。
【０１０３】
すでに説明されたように、図５ａ及び図５ｂは、整流器８の出力部での入力交流電流５１及び出力電流５３のタイミング図を示す。直列インダクタンス２５のリアクティブ電力のため、ライン電圧５２は、入力電流５１に関してフェーズシフトされる。図５ａに示されるように、入力電流５１は、リアクティブフェーズ５４をしかるべく供給する。リアクティブフェーズ５４の間、実効電力は、電源２２からインダクタンス２５及びランプ１の直列接続へ移されない。
【０１０４】
電流のゼロクロス５５の時点で開始し、又は図５ｂに示される出力電流５３を参照して「ゼロポイント」で開始し、タイミングコンデンサ４９が抵抗５０で充電される。このフェーズの間の電圧がＬＥＤ４４の順電圧のレベルで大まかに一定であるので、キャパシタ４９の充電は、ＤＩＡＣ４８の閾値電圧が到達されるまで線形傾斜である。電圧がＤＩＡＣ４８の閾値電圧に達するとき、電流はサイリスタ４７のゲート端子へ流れ、サイリスタ４７を導通状態へ制御する。よって、ＬＥＤユニット７は短絡される。サイリスタ４７の特性のため、装置は、交流電流の次のゼロクロス５５で、装置自体をリセットする。短絡期間５７のしかるべきタイミング、すなわち、短絡開始時間及び短絡終了時間でのサイリスタ４７の状態は図５ｂの下位部分に示され、ここで、「０」はサイリスタ４７の非導通状態を表わし、「１」は導通状態を表す。
【０１０５】
図５ａ及び５ｂから明らかなように、ＤＩＡＣ４８及びＲＣ回路を使用するサイリスタ４７の制御は、電流５１の各ゼロクロスの後の遅延期間を供給する。本例によると、短絡期間５７は、リアクティブフェーズ５４と一致するように設定される。従って、導通状態の間、バラスト２６、２６’の電力消散は、大幅には増大しない。しかしながら、ＬＥＤユニット７は、短絡期間５７の間、短絡するので、電圧はＬＥＤユニット７に付与されない。ランプ１を通る電流５１が直列インダクタンス２５、２５’により制限されるので、ＬＥＤユニット７の電力消費は減らされる。
【０１０６】
上述されたように、これは、汎用タイプのハイパワーＬＥＤ４４を使用するとき、特に有利である。交換される蛍光灯の電圧に合せるために約１００Ｖの順電圧を持つハイパワーＬＥＤ４４の示される直列接続を使用するとき、ＬＥＤ４４により流される結果的な電流は、十分に高い力率を提供するため、典型的蛍光灯の電流より著しく高く、よって、典型的バラスト２６、２６’の公称の電流より著しく高い。従って、本実施例は、ＬＥＤランプ１の電力消費を所望のレベルに設定可能にする。
【０１０７】
図６は、模式的図でＬＥＤランプ１のランプ回路４’の第２の実施例を示す。本実施例は、制御ユニット１０’がフィードバック回路６０を有する以外、図４の実施例に実質的に対応する。図４の実施例において、サイリスタ４７が導通状態に設定されるまでのゼロクロス５５の後の遅延が、ＤＩＡＣ４８、抵抗５０及びタイミングコンデンサ４９の装置により決定される一方、フィードバック回路６０は、当該遅延を適合させ、よって、ＬＥＤ４４の実際の電力消費に従って短絡期間５７の長さを適合可能にする。従って、経年又は温度によるＬＥＤ４４の電力消費の変化は、補償できる。
【０１０８】
フィードバック回路６０は、ＬＥＤ４４を通る現在の電流に対応する電圧を決定するために、ＬＥＤユニット７’の電流検知抵抗６１に接続されている。このようにして得られた電圧は、ＬＥＤ４４の一定電圧を仮定して、電力消費の変化を決定するために、例えば、適切な電圧源からの電圧基準６２と比較される。フィードバック回路６０は、更に、ＤＩＡＣ４８の入力部に接続されている。決定された変化に依存して、フィードバック回路６０は、遅延時間、よって図７によるタイミング図の下位部分に示されるように、短絡期間５７の長さを適応させるために、タイミングコンデンサ５９からの対応する電流を「放出する」か又は流す。
【０１０９】
図８ａは、模式的にランプ回路４’’の第３の実施例を示す。図８の実施例は、フィードバックユニット６０’及び対応する低電圧源回路６２’を除いて、実質的に図６の実施例に対応する。
【０１１０】
低電圧源回路６２’は、抵抗８１と２つのツェナーダイオード８２の装置とを有する。フィードバックユニット６０’用の低電圧源は、ダイオード８３を介して結合され、オペアンプ８４に動作電力を供給する。加えて、電圧基準信号が、短絡電圧基準部８５、例えばＴＬ３４１、電圧分割器を形成する抵抗９３及び抵抗８６、８７の装置から生成される。キャパシタ９４は、低電圧源のリップルを取り除くためのエネルギーバッファとして設けられる。
【０１１１】
オペアンプ８４は、フィードバック制御のため誤差積分器を形成するキャパシタ８８と接続されている。オペアンプ８４の出力は、タイミングコンデンサ４９からの対応する電流を流すトランジスタ８９を駆動する。ダイオード９５は、トランジスタ８９からタイミングコンデンサ４９への電流の流れを防ぐ。抵抗９６は、キャパシタ４９が直接短絡されないことを保証する。
【０１１２】
上述されたように、抵抗６１が、電流検知抵抗として用いられる。キャパシタ９０、９１及び抵抗９２の回路は、抵抗６１間の電圧の直流成分を排除するためのローパスフィルタを形成する。直流電圧は、その後オペアンプ８４の正入力部の基準電圧と比較される。誤差は、その後、トランジスタ８９のための制御信号を形成するために、キャパシタ８８及びオペアンプ８４により積分される。
【０１１３】
図８ｂは、ＬＥＤランプ１の電気回路４’’’の第４の実施例を示す。図８ｂの実施例は、ＬＥＤランプ１の全体のコストを好適に更に低減する単純化されたフィードバックユニット６０を除いて、図８ａの実施例に実質的に対応する。
【０１１４】
図８とは異なって、図９の実施例のトランジスタ８９を制御するためにオペアンプが用いられていない。代わりに、積分キャパシタ９７が、短絡電圧基準部８５間に配置される。誤差積分器及び電圧基準部の機能は、本実施例によると、短絡電圧基準部８５及びキャパシタ９７により両方とも供給され、これは設定を更に単純化する。
【０１１５】
図９は、ＬＥＤランプ１の電気回路４’’’’の第５の実施例を示す。図９の実施例は、ＬＥＤユニット７’’並びに追加のフィルタ回路９８及び電圧制御回路９９を除いて、図４の実施例に実質的に対応する。フィルタ回路９８は、ＬＥＤ４４の可視フリッカを回避するために、ＬＥＤユニット７’’のための電流を安定させる。よって、キャパシタ４５の静電容量は、比較的小さく選ばれる。キャパシタ４５は、ＬＥＤユニット７’’へ供給される電圧の「リップル」を低減する。第２のフィルタ段は、ダーリントントランジスタ１３１、抵抗１３３、１３４及びキャパシタ１３２により形成される。抵抗１３３及びキャパシタ１３２は、比較的小さな静電容量及び高い抵抗を持つ規模でＲＣハイパスフィルタを形成し、よって、小さくて安価な部品の使用を可能にする。このフィルタ段の低いリップルの出力電圧は、フルのＬＥＤ電流レベルまでトランジスタ１３１により増幅される。抵抗１３４の規模は、ＲＣフィルタ出力上の最大負荷を設定する。入力電圧が減少しているフェーズでは、抵抗１３３及びキャパシタ１３２の出力は、増幅トランジスタ１３１がもはや動作できない結果になる。電流は、キャパシタ１３２から抵抗１３４及びトランジスタ１３１を通ってＬＥＤ４４へ流れる。これは、このフェーズが最小化され、トランジスタ１３１がほとんどの時間で動作電圧範囲内に保たれるような値まで、キャパシタ１３２の電圧を下げる。付加的なツェナーダイオード１３０は、スタートアップの間、キャパシタ４５上の高電圧レベルを防止する。キャパシタ１３２がスタートアップ後の第１の周期で充電されないので、トランジスタ１３１は導通せず、電流はＬＥＤ４４へ流れず、よって、キャパシタ４５はフルのメイン電圧で充電される。この時の間、電圧がダイオード１３０のツェナー電圧に到達するとすぐに、ダイオード１３０は、第２の電流経路を提供し、即時の電流の流れを可能にする。通常動作の間、ダイオード１３０間の最大電圧は、キャパシタ４５の約リップル電圧であり、よって、非導通状態に設定される。  
【０１１６】
電圧制御回路９９は、トランジスタ１１０によりＬＥＤ４４の一部を制御可能に短絡することにより、ＬＥＤユニット７’’の全体の順電圧を低減可能にする。このように、順電圧の対応する低減により、ＬＥＤユニット７’’の電力消費の更に強化された制御を提供することが可能である。トランジスタ１１０は、ＬＥＤ４４を通る電流により制御される。ＬＥＤ４４を通る電流が抵抗１１１により規定された閾値を上回って増大する場合、例えば抵抗１１１の電圧が０．７Ｖを上回って増大する場合、トランジスタ１１０は、導通に設定され、ダイオード１１２を通るＬＥＤ４４の前記一部を短絡させる。同時に、トランジスタ１１３は、抵抗１１４及び１１５を通じて起動する。抵抗１１６を通る対応する電流は、トランジスタ１１０を導通状態に保つ一方、電流が現在トランジスタ１１０を通って流れるので、抵抗１１１間の電圧はゼロに減少する。ランプ１がスイッチを切られるまで、回路９９のラッチされた状態は優先し、高い電流が検出されると、回路４’’’’は、「高い電流」モードに切り換わり、このモードにラッチされる。
【０１１７】
前述された実施例が比較的単純で、よって非常に経済的な回路デザインを可能にする一方、制御は確かにサイリスタ４７のため制限され、これは短絡期間５７の終了時間を交流電流５１のゼロクロス５５にリンクさせる。
【０１１８】
図１０は、非常にフレキシブルな制御を可能にするランプ回路４’’’’’の第６の実施例を示す。本実施例によると、切換装置９’は、ＬＥＤユニット７’を少なくとも一時的に短絡させるためにＭＯＳＦＥＴ１０１を有する。ＭＯＳＦＥＴ１０１のゲート端子は、適切なゲートドライバユニット１０３を使用して、マイクロプロセッサ１０２に接続されている。マイクロプロセッサ１０２は、図６を参照して説明されるような例えば単純な検出抵抗である電流検出器１０４及び１２０に接続されているフィードバック回路を有する。温度センサ１０５は、更に、過熱防止を提供するために、マイクロプロセッサ１０２に接続されている。更にまた、電圧検出器１０６は、整流器８の出力部の電圧を検知する。低電圧電源１０９は、ゲートドライバユニット１０３、マイクロプロセッサ１０２及び温度センサ１０５に適切な電圧を供給する。上述されたように、図１０による実施例は、短絡期間５７の長さ及びタイミングのよりフレキシブルな制御を可能にするので、本実施例は、より大きな制御範囲を好適にも可能にする。マイクロプロセッサ１０２は、アプリケーションに従って適切なプログラミングを備える。例えば、マイクロプロセッサ１０２は、電流５３のゼロクロス５５に応じて、第１の遅延期間に従って短絡開始時間を設定するため、第１及び第２のタイマーでプログラムされる。短絡期間の長さ、よって電力低減の量は、短絡期間が開始された後の第２の遅延期間へ設定されるべき短絡終了時間を制御する第２のタイマーにより設定される。
【０１１９】
図１１のタイミング図に示されるように、本実施例は、このように、短絡開始時間が電流５１のゼロクロス５５に設定されるように、短絡期間５７を制御可能にする。代わりに、点線により図１１に示されるように、短絡終了時間をゼロクロス５５に合わせることも、更に可能である。更に、図１７の下位部分に示されるように、短絡開始時間及び短絡終了時間両方がゼロクロス５５と異なるように、短絡期間５７を制御することは可能である。このように、短絡期間５７は、電流５１の前記半周期の範囲内で自由に配置でき、「デュアル端部制御」とも呼ばれ、最もフレキシブルな制御を可能にするため、例えば最初の半周期内で開始し、後の半周期内で終了できる。加えて、本実施例は、図１２乃至図１４を参照して説明されるように、容量性バラストの更に改良された動作を可能にする。
【０１２０】
ランプ１の電力消費を設定可能にするために、マイクロプロセッサ１０２は、ＭＯＳＦＥＴ１０１を制御するようにプログラムされる。マイクロプロセッサ１０２は、電圧検出器１０６及び電流検出器１０４の手法により、規則的間隔でＬＥＤランプ１の電力を決定する。対応する結果がフィルタリングされて、ＬＥＤユニット７’の平均電力消費が決定される。マイクロプロセッサ１０２は、ＬＥＤユニット７’の平均電力消費を事前に決められた補償値と比較する。本実施例によると、事前に決められた補償値は、メモリ（図示せず）に工場で設定され、定格、すなわち、ＬＥＤ４４の所望の光束に対応するＬＥＤユニット７’の電力消費に従ってマイクロプロセッサ１０２にアクセス可能である。計算に基づいて、マイクロプロセッサ１０２は、第１のタイマー及び第２のタイマーを設定するために、第１及び第２の遅延期間を決定する。
【０１２１】
その後、ＭＯＳＦＥＴ１０１は、電流５１の各半周期で、しかるべく制御される。マイクロプロセッサ１０２は、電流検出器１２０を使用して入力電流５１のゼロクロス５５を決定する。ゼロクロス５５を検出すると、第１のタイマーが起動され、第１の遅延期間の後、ＭＯＳＦＥＴ１０１を導通状態に設定する。更にまた、第１のタイマーは、第２のタイマーをトリガーする。第２の遅延期間の満了の後、第２のタイマーは、ＭＯＳＦＥＴ１０１を非導通状態に制御する。制御周期は、その後、電流５１の各半周期で繰り返される。例えば温度又は経年によるＬＥＤユニット７’の電力消費の変化を検出すると、第１及び第２の遅延期間が、しかるべく調整される。
【０１２２】
マイクロプロセッサ１０２が現在の電圧及び電流レベルに対応する信号を供給されるので、ゼロクロス５５の歪みを補償するためメイン電源周波数に同期することは可能である。前記マイクロプロセッサ１０２を用いた本実施例は、更に、ＬＥＤユニット７’へ送られる電力のフィルタリング及び平滑化を供給可能にする。例えば、マイクロプロセッサ１０２は、代替的に又は追加的に、後続のゼロクロス５５の間の時間間隔を測定する第３のタイマーでプログラムされる。現実のゼロクロス５５が起こるときの時間のポイントを、例えばゼロクロス５５の以前のタイミングに従って予想される時間のポイントと比較することにより、歪み又は変動が検出される。一定の短絡タイミングを非対称的な波形に適用することは、照明出力の脈動及び／又は歪みの増幅に結果としてなるかもしれない。
【０１２３】
従って、本実施例は、メイン電源のＤＣオフセット、又は、例えば磁気（補償されていない又は並列に補償された）バラストのＤＣ磁化電流の増強に結果としてなる任意の他の歪みを決定可能にする。斯様な歪みの場合、短絡期間５７のタイミングは、ゼロクロス５５のタイミングに関して適合される。よって、制御ユニット１０’は、幾らかの歪みを検出して補償するか、又は更なる増幅なしに前記歪みを少なくとも容認するために設けられる。
【０１２４】
検出された歪みが事前に決められた歪み限界より高い場合、ランプ１の動作が、例えば再設定可能なヒューズ（図示せず）により一時中断されるので、ＬＥＤユニット７’’の電力供給部への接続は、過度のＤＣ入力電流を防止するために中断される。
【０１２５】
図１２は、他の模式図でＬＥＤランプ１のためのランプ回路４’’’’’’の第７の実施例を示す。図１２の実施例は、マイクロプロセッサ１０２’へ回路４’’’’’の平均的電流消費を供給するためのローパスフィルタ１２１を除いて、図１０の実施例に対応する。電流検出器１２０は、ゼロクロス５５を検出し、対応する信号をマイクロプロセッサ１０２’へ供給するために更に適している。示されるように、第２の電流検出器１２０が、補償回路、よって切換装置９’及びＭＯＳＦＥＴ１０１を通る電流を測定するために代わりに設けられてもよい。全体の電流は、その後、切換装置９’及びＬＥＤユニット７’を通る電流の単純な追加により決定される。
【０１２６】
本実施例によると、マイクロプロセッサ１０２’は、例えば器具２０、２０’、よって電源２２とＬＥＤランプ１との接続の際、第１の検出モードで動作するようにプログラムされる。
【０１２７】
第１の検出モードにおいて、ＬＥＤランプ１が、例えば図２ａに示されるように、誘導バラストに接続されているか、又は、図２ｂに示されるように、容量性バラスト、例えば器具２０’の容量性分岐に接続されているかどうかが決定される。容量性バラストを持つランプ１を動作させるので、電流５１はライン電圧５２に先行し、各半周期の実効フェーズ及びリアクティブフェーズ５４のタイミングが、図５ａに示されるように、誘導バラストのフェーズと反対側にある。
【０１２８】
図１４は、第１の検出モードの間、図１２の回路４’’’’’’の動作のフローチャートを示す。上述されたように、第１の検出モードは、器具２０、２０’とＬＥＤランプ１とを接続すると、ステップ１４０で開始する。マイクロプロセッサ１０２’は、短絡終了時間が交流電流のゼロクロス５５に一致するように、すなわち先端部制御モードで、制御パラメータの第１のセットに従って、ステップ１４１において切換装置９’を制御する。本制御は、交流電流５１の複数の周期にわたって維持されるので、ランプ電力は安定する。ステップ１４２において、第２の電流検出器１２０は、平均的ランプ電流を決定し、マイクロプロセッサ１０２’は、それに応じてランプ１の平均電力消費を決定する。
【０１２９】
その後ステップ１４３において、マイクロプロセッサ１０２’は、制御パラメータの第２のセットで切換装置９’を動作する。図１４の右側から分かるように、ステップ１４３の動作に従う短絡期間５７は、ステップ１４１の動作に関して、例えば２ｍｓだけオフセットされる。交流電流の幾つかの周期の後、平均的電流は、ステップ１４４の第２の電流検出器１２０を使用して、再び決定される。
【０１３０】
マイクロプロセッサ１０２’は、その後ステップ１４５において、ステップ１４２で決定された電流がステップ１４４で決定される電流より少ないかどうかを決定する。これが真である場合、誘導性バラストが決定される。従って、切換装置９’は、ステップ１４６において、短絡期間の終了が交流電流のゼロクロス５５に一致するように、すなわち先端部制御で制御される。このように、ＬＥＤユニット７’を短絡させるとき、インダクタ２５の電流が大幅に増大しないように、短絡期間５７が、電流５１のリアクティブフェーズに設定されることが確実にされる。このように、当該制御は、低減されたバラスト損失を提供する。
【０１３１】
他方では、ステップ１４２で測定された電流がステップ１４４の電流より高い場合、容量性バラストが決定される。ここで、切換装置９’は、ステップ１４７において、短絡開始時間が交流電流のゼロクロス５５に一致するように、すなわち後端部制御モードで制御される。従って、容量性バラストでランプ１を動作させるとき、短絡期間５７は、電流５１のリアクティブフェーズに再び設定される。
【０１３２】
その後、第１の検出モードが終了し、切換装置９’は、決定された制御モードで動作される。短絡期間５７の長さは、図１０を参照して説明されたように、ＬＥＤユニット７’の測定された電力消費に従って制御される。上述の実施例によると、ランプを通る電流は、それぞれのバラストタイプに対応するタイミング制御方法を選択するために決定される。ステップ１４２及び１４４において測定された電流が互いに実質的に異ならない場合、適切な制御方法を選択する他の基準は、図１０を参照して上述されたように、ゼロクロス５５のタイミングを決定することである。従って、マイクロプロセッサ１０２’は、追加的に又は代替的に、ステップ１４１及び１４３による制御パラメータのどのセットが交流電流５１の最少の歪みを提供し、その後しかるべく切換装置９’を制御するかを決定するために、ステップ１４２及び１４４において後続のゼロクロス５５の時間的ポイントを決定するのに適している。
【０１３３】
図１５は、他の模式図でＬＥＤランプ１のランプ回路４’’’’’’’の第８の実施例を示す。図１５の実施例は、ゲートドライバ（図示されず）上で、マイクロプロセッサ１０２’’と接続される、追加のＭＯＳＦＥＴ負荷スイッチ１５０を除いて、図１０の実施例に対応する。スイッチ１５０は、ＬＥＤランプ７’’’と電力供給部との接続を制御可能にし、電圧検出器１０６を使用してアイドル状態の電圧を決定可能にする。示されていないが、確かに、ゲートドライバは、動作の間、低電圧電源１０９と接続される。
【０１３４】
本実施例によると、マイクロプロセッサ１０２’’は、例えば電源２２とＬＥＤランプ１とを接続すると、第２の検出モードで動作するようにプログラムされる。第２の検出モードによる動作は、通常は６０Ｈｚのメイングリッドシステムで使われるように、デュアルランプ急速スタートバラスト２６’’を有する図１６による器具２０’’でランプ１を動作させるとき、特に有利である。
【０１３５】
図１６による器具２０’’は、２つのランプ１を保持するのに適していて、よって、図２ｂに示される器具２０’のセットアップに概して対応する。しかしながら、図から明らかなように、対応するソケット２７、２７’は、ランプ１が互いに直列に接続されるように配置される。上述の直列インダクタンス２５及びキャパシタ２３’に加えて、急速スタートタイプバラスト２６’’は、更に、器具２０に取付けられるとき、単巻変圧器１６１及び補助陰極ヒータ回路１６２と組み合わせて、蛍光灯を点火（発弧）可能にする始動キャパシタ１６０を有する。
【０１３６】
図２ｂによる実施例において、ＬＥＤランプ１が、互いに独立して動作し、器具２０’’のセットアップによるＬＥＤランプ１の直列接続のため、取り付けられた両方のランプ１のＭＯＳＦＥＴ１０１の同時の動作、よって、重なる短絡期間５７が全体のセットアップの力率を強化するために回避されなければならない。
【０１３７】
よって、取り付けられた両方のランプ１のＭＯＳＦＥＴ１０１の同時の動作、よって同時の短絡を回避するために、第２の検出モードにおいて、タイミング制御パラメータの第３のセット、又はタイミング制御パラメータの第４のセットの何れかによりランプを制御するため、ランプ１がソケット２７（図１６の右側）に接続されているか、又はソケット２７’（左側）に接続されているかが決定される。
【０１３８】
図１８は、第２の検出モードの間の回路４’’’’’’’の動作のフローチャートを示す。第２の検出モードの動作は、ステップ１８０において、器具２０’’と、すなわち電源２２とＬＥＤランプ１とを接続すると開始する。マイクロプロセッサ１０２’’は、その後ステップ１８１において、負荷スイッチ１５０及び切換装置９を、開いた非導通状態に制御する。その後、マイクロプロセッサ１０２’’は、ＬＥＤユニット７’’’が電源供給部と接続されていない、よってアイドル状態において、ステップ１８２において、交流電流の幾つかの周期の後、電圧検出器１０６にＬＥＤランプ１でのアイドルの電圧を決定するために問い合わせる。その後、負荷スイッチ１５０は閉じられ、すなわちステップ１８３において導通状態をもたらす。
【０１３９】
マイクロプロセッサ１０２’’は、ステップ１８２で決定されたアイドル電圧が、急速スタートバラスト２６の本例に従って設定された１７５Ｖの電圧閾値以上であるかどうかを、ステップ１８４において決定する。アイドル電圧が電圧閾値以上の場合、ランプ１が器具２０’’のソケット２７（すなわち、図１６の右側）に接続されていることが決定される。本例によると、切換装置９’は、この場合、ステップ１８６において、短絡開始時間が交流電流のゼロクロス５５に一致するように、すなわち後端部制御で、パラメータの第３のセットに従って動作される。
【０１４０】
アイドルの電圧が閾値電圧より低いそれぞれ他の場合において、ランプ１が器具２０’’のソケット２７’（よって、図１６の左側）に接続されていることが決定される。ここで、切換装置９’は、デュアル端部制御でパラメータの第４のセットに従って動作され（ステップ１８５）、すなわち、短絡開始時間及び短絡終了時間両方ともゼロクロス５５に一致しない。その後、第２の検出モードは終了し、切換装置９’は制御パラメータの決定されたセットに従って動作される。
【０１４１】
上記に従って、２つのランプ１が図１６によるデュアルランプ急速スタートタイプの器具１０’’の第２の検出モードに従って対応して動作されるとき、ランプ１の一つは後端部制御で動作され、それぞれ他のランプはデュアル端部制御で動作されることになる。従って、図１７のタイミング図から分かるように、第１のランプ１の短絡期間５７ａは、図１７に示される整流器８の対応する出力電流５３又は動作電流５１の各半周期の第２のランプ１の短絡期間５７ｂと重複しない。このように、本実施例は、ランプ１が急速スタートタイプのバラスト２６で動作されるとき、高い力率を提供する。
【０１４２】
図１４による第１の検出モード及び図１８による第２の検出モードでの上記の動作が明快さのために別々に説明されたが、それにもかかわらず、両方の検出モードが非常に用途が広いＬＥＤランプ１を得るために使用される実施例において、本発明を動作させることは可能である。
【０１４３】
ここで、設置者は、ユーザインタフェース又はスイッチを用いて、それぞれの検出モードを設定する。代替的に又は追加的に、デュアルランプ急速スタートバラストの上記のタイプが通常は６０Ｈｚのメイングリッドで利用される一方、誘導／容量性タイプが５０Ｈｚのメイングリッドで使用されるという観点で、制御ユニット１０’は、更に好ましくは周波数検出器を有するので、制御ユニット１０’及びマイクロプロセッサ１０２’’は、５０Ｈｚの交流電流が決定される場合第１の検出モードに従って、６０Ｈｚの交流電流が決定される場合第２の検出モードに従って、動作する。
【０１４４】
本発明は、図面及び前述の説明で、詳細に例示され説明された。斯様な例示及び説明は、実例又は例示的であって、限定的ではないとみなされるべきであり、本発明は、開示された実施例に限定されない。例えば、以下の実施例に従って本発明を動作させることは可能である：
−ＬＥＤユニット７、７’、７’’、７’’’は、単一のＬＥＤ４４だけを有する、
−ＬＥＤユニット７、７’、７’’、７’’’は、発光素子としてＯＬＥＤ又はレーザダイオードを有する、
−切換装置９、９’及び／又は制御ユニット１０、１０’、１０’’は、ランプキャップ５の１つと一体的に形成される、
−整流器８の代わりに、整流回路は、ＬＥＤユニット７、７’、７’’、７’’’と一体的に形成される、
−図９の実施例による装置は、図８、図８ａ又は図８ｂの実施例の一つと組み合わされ、すなわちフィードバック回路６０、６０’又は６０’’と組み合わされる、
−図１０、図１２及び／又は図１５の実施例において、ＭＯＳＦＥＴ１０１のための制御信号の生成は、アナログタイマ回路により実現され、マイクロコントローラ１０２、１０２’、１０２’’により制御される、
−ＭＯＳＦＥＴ１０１の代わりに、バイポーラートランジスタ、ＩＧＢＴ又は異なるタイプの制御可能なスイッチが用いられる、
−図１０、図１２及び／又は図１５の実施例において、ユーザインタフェースは供給されるので、事前に決められた補償値がユーザにより設定される、
−図１２の実施例において、ステップ１４２及び１４４の電流の決定に代えて又は追加的に、ＬＥＤユニット７’の電力消費が決定される、
及び／又は、−図１５の実施例において、１７５Ｖと異なる電圧閾値が選ばれるか、又は電圧閾値は、除外範囲である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ−５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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