(57)【要約】  電子安定器に接続するためのレトロフィットＬＥＤ管であって、光を発するためのＬＥＤアレイと、ＡＣ供給電圧を受け取り、受け取った前記ＡＣ供給電圧に基づいて前記ＬＥＤアレイを駆動するよう構成される交流（ＡＣ）ＬＥＤドライバと、ランプ認識フェーズ中に前記電子安定器によるランプ認識を可能にするために循環して前記電子安定器に戻るフィラメント電流、及び定常状態フェーズ中に前記ＬＥＤアレイを駆動するための前記ＡＣ ＬＥＤドライバへのランプ電流をサポートするためのフィラメント回路とを有するレトロフィットＬＥＤ管が、前記定常状態フェーズ中、前記フィラメント回路を流れる前記ランプ電流及び前記フィラメント電流のうちの少なくとも一方を低減させるよう構成されるフィラメント高度化回路を有する。
2019534542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子安定器に接続するためのレトロフィットＬＥＤ管であり、
光を発するためのＬＥＤアレイと、
ＡＣ供給電圧を受け取り、受け取った前記ＡＣ供給電圧に基づいて前記ＬＥＤアレイを駆動するよう構成されるＡＣ ＬＥＤドライバと、
フィラメント回路であって、
ランプ認識フェーズ中に前記電子安定器によるランプ認識を可能にするために循環して前記電子安定器に戻るフィラメント電流、及び
定常状態フェーズ中に前記ＬＥＤアレイを駆動するための前記ＡＣ ＬＥＤドライバへのランプ電流をサポートするためのフィラメント回路と、
フィラメント高度化回路であって、
前記フィラメント回路をバイパスするためのバイパス経路を有効にするよう構成される少なくとも１つのバイパススイッチ、及び
前記ランプ認識フェーズ後に前記少なくとも１つのバイパススイッチを導通状態にするよう構成されるコントローラを含むフィラメント高度化回路とを有するレトロフィットＬＥＤ管であって、前記フィラメント高度化回路が、前記定常状態フェーズ中、前記フィラメント回路を流れる前記ランプ電流及び前記フィラメント電流のうちの少なくとも一方に対応して前記フィラメント回路によって消費される電力を低減させるよう構成されるレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項２】
前記フィラメント高度化回路が、前記フィラメント回路に並列に接続されるサーミスタを含み、前記サーミスタが、前記フィラメント回路をバイパスするためのバイパス経路を供給する請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項３】
前記フィラメント高度化回路が、
前記フィラメント回路と直列に接続されるフィラメントスイッチ、及び
前記ランプ認識フェーズ後に前記フィラメントスイッチを非導通状態にするよう構成されるコントローラを含む請求項１乃至２のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項４】
前記フィラメント回路が、直列に接続される２つの抵抗器を含み、前記フィラメント高度化回路が、前記２つの抵抗器の両方に並列に接続される１つのバイパススイッチを含む請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項５】
前記フィラメント回路が、直列に接続される２つの抵抗器を含み、前記フィラメント高度化回路が、２つのバイパススイッチを含み、前記２つのバイパススイッチが、各々、前記２つの抵抗器にわたって並列に接続される請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項６】
前記フィラメント高度化回路が、前記バイパススイッチと直列に接続されるシャント抵抗器を更に含む請求項４又は5のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項７】
前記スイッチが、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタである請求項１、３、４、５又は６のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項８】
前記フィラメント高度化回路が、
前記ＬＥＤアレイへ流れるランプ電流を検出するか、
前記ＡＣ供給電圧が受け取られてから所定の時間量が経過したと決定するかのいずれかによって、前記ランプ認識フェーズが完了されていると決定するよう構成される請求項１乃至７のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項９】
高周波電子安定器と、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管とを有する照明システムであって、
前記レトロフィットＬＥＤ管が前記高周波電子安定器に接続される照明システム。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法であって、
前記フィラメント高度化回路によって、前記ランプ認識フェーズが完了したことを決定するステップと、
前記ランプ認識フェーズが完了されているという前記決定に応じて、前記フィラメント回路において消費される前記電力を前記フィラメント高度化回路によって低減させるステップとを有する方法。
【請求項１１】
前記消費される電力を低減させる前記ステップが、前記コントローラによって、前記ランプ認識フェーズ後に前記少なくとも１つのバイパススイッチを導通状態にするステップを含む、請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管を動作させる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記消費される電力を低減させる前記ステップが、前記コントローラによって、前記ランプ認識フェーズ後に前記フィラメントスイッチを非導通状態にするステップを含む、請求項３に記載のレトロフィットＬＥＤ管を動作させる請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記フィラメント高度化回路によって、前記ＬＥＤアレイへ流れるランプ電流を検出するか、
前記ＡＣ供給電圧が受け取られてから所定の時間量が経過したと前記フィラメント高度化回路によって決定するかのいずれかによって、前記ランプ認識フェーズが完了されていると決定するステップを有する、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の、レトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、照明の分野に関し、より詳細には、レトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管に関する。本発明は、更に、高周波電子安定器とレトロフィットＬＥＤ管とを含む照明システム、及びレトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な照明用途のために発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用する照明デバイスが開発されてきた。それらの長い寿命及び高いエネルギ効率のために、今日では、ＬＥＤランプは、従来の蛍光ランプに取って代わるための、即ち、レトロフィット用途のための設計もされている。このような用途のために、レトロフィットＬＥＤ管は、一般に、後付けされるべき各々のランプ器具のソケットに嵌合するよう適合される。更に、ランプのメンテナンスは一般にユーザによって行われることから、レトロフィットＬＥＤ管は、理想的には、器具を再配線する必要なしに、あらゆるタイプの適切な器具と共に容易に動作可能であるべきである。
【０００３】
このようなレトロフィットＬＥＤ管は、例えば、US 2016/0081147において開示されている。ここでは、ＬＥＤ管は、ドライバ回路を収容する管の端部にあるピンの対の中からの任意の２つの電極ピンから入力される電流を受け取るように配線される。入力電流は、整流回路を通してＤＣに変換され、フィルタ回路を通して不要な周波数及び電圧のフィルタ処理をされ、ステップダウン定電流回路で制御されて管内のＬＥＤアレイを駆動する。
【０００４】
これらの既知のレトロフィットＬＥＤ管の課題の１つは電力消費を減らすことである。レトロフィットＬＥＤ管によって消費される電力は、一般に、従来の蛍光管と比べるとはるかに少ないが、レトロフィットＬＥＤ管によって発せられる全体的な光に影響を及ぼすことなく、電力消費を更に一層低減させるレトロフィットＬＥＤ管を提供することが望ましい。
【０００５】
US 2014/0125253は、磁気又は電子蛍光安定器とインターフェースをとり、安定器デバイスからの入力電力を評価し、処理し、調整し、管又は電球アプリケーション内のＬＥＤドライバ、ＬＥＤチップ、又は複数のＬＥＤチップのセットによって使用され得る安定したＡＣ電力を出力するデバイス及び方法を開示している。このデバイス及び方法は、如何なる電気配線の変更又は電子若しくは磁気安定器の除去もなしに、ＬＥＤ照明管又は電球などの非蛍光性代替照明デバイスを蛍光灯照明器具において使用することを可能にするだろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管によって発せられる全体的な光に影響を及ぼすことなく、電力消費量を低減させる、蛍光管用のレトロフィットＬＥＤ管を実現することは有利であるだろう。対応する照明システム、及びレトロフィットＬＥＤ管を動作させる対応する方法を実現することは更に有利であるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの課題のうちの１つ以上により良く対処するために、本開示の第１の態様においては、電子安定器に接続するためのレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管であり、
−  光を発するためのＬＥＤアレイと、
−  ＡＣ供給電圧を受け取り、受け取った前記ＡＣ供給電圧に基づいて前記ＬＥＤアレイを駆動するよう構成される交流（ＡＣ）ＬＥＤドライバと、
−  フィラメント回路であって、
−  ランプ認識フェーズ中に前記電子安定器によるランプ認識を可能にするために循環して前記電子安定器に戻るフィラメント電流、及び
−  定常状態フェーズ中に前記ＬＥＤアレイを駆動するための前記ＡＣ ＬＥＤドライバへのランプ電流をサポートするためのフィラメント回路と、
−  前記フィラメント回路によって消費される電力を低減させるよう構成されるフィラメント高度化回路（filament enhancement circuit）であって、低減される前記電力が、前記定常状態フェーズ中の、前記フィラメント回路を流れる前記ランプ電流及び前記フィラメント電流の少なくとも一方に対応するフィラメント高度化回路とを有するレトロフィットＬＥＤ管が提示されている。
【０００８】
一般に、前記ランプ認識フェーズ後には、前記安定器に前記フィラメント電流を供給する前記フィラメント回路はもはや必要とされないので、前記フィラメント回路によって消費される電力は、前記ランプ認識フェーズ後には低減されることができるということが本発明者の洞察であった。
【０００９】
換言すれば、前記フィラメント回路は、一般に、前記安定器が保護モードに入るのを回避するために使用される。前記安定器のこのような故障検出モード又はランプ認識モードは、前記レトロフィットＬＥＤ管の始動中に、即ち、ランプ認識フェーズ中に、アクティブである。前記ランプ認識フェーズ後には、即ち、前記定常状態フェーズ中には、前記フィラメントは、一般に、有用な目的を果たさない。そのため、前記ランプ認識フェーズ後に前記フィラメント回路によって損失される電力は、前記フィラメント回路を流れる電流を低減させることによって低減されることができる。
【００１０】
本発明者は、前記ランプ認識フェーズ後に前記フィラメント回路を流れる前記ランプ電流及び前記フィラメント電流のうちの少なくとも一方に対応して前記フィラメント回路によって消費される電力を低減させるよう構成されるフィラメント高度化回路を導入した。
【００１１】
上記に続いて、前記フィラメントは前記安定器に向けて蛍光管を模倣するために必要とされること気付いた。前記安定器が、前記ランプ、即ち、模倣されたランプを決定したら、即ち、認識したら、前記フィラメント回路は、前記フィラメント高度化回路を使用して、無効化、迂回又はバイパスされることができる。
【００１２】
提案したレトロフィットＬＥＤ管が持つ、既知のレトロフィットＬＥＤ管に勝る他の利点は、構成要素のサイズに関する。簡単に言えば、前記フィラメント回路を通る電流は、前記フィラメント電流と前記ランプ電流とから成る。前記フィラメント電流は、前記安定器によって供給され、前記フィラメント回路を流れ、次いで、前記安定器に戻る。前記ランプ電流は、前記安定器に戻る前に前記フィラメント回路を通って前記ＡＣ ＬＥＤドライバ及び前記ＬＥＤアレイへ流れる。一般に、前記ランプ電流は前記フィラメント電流と比べてはるかに高い。
【００１３】
従来のレトロフィットＬＥＤ管においては、前記ランプ電流は前記フィラメント回路を流れる。これは、前記ランプ電流に対処するために前記フィラメント回路において大きな抵抗器、例えば、電力抵抗器が使用されることを必要とする。本開示によるフィラメント高度化回路は、前記フィラメント回路において電力抵抗器が必要とされないように、前記フィラメント回路を流れる任意の電流を低減させるために使用されることができる。これは、総ランプ電流が低減されることを意味しないことに留意されたい。なぜなら、それは、発せられる光の総量を低減させることになるからである。前記高度化回路は、例えば、前記ＡＣ ＬＥＤドライバには依然として同じランプ電流が供給されるが、前記ランプ電流は確実に前記フィラメント回路を流れないようにすることができる。即ち、この場合には、前記フィラメント回路は迂回／バイパスされる。
【００１４】
本開示によれば、前記レトロフィットＬＥＤ管の２つフェーズ、即ち、ランプ認識フェーズと定常状態フェーズとが識別される。これらのフェーズは必ずしも互いに連続している必要はないことに留意されたい。前記ランプ認識フェーズは、前記安定器によって、前記安定器に接続されているランプ（のタイプ）を認識するために使用される。このようなフェーズは、一般に、非常に短い時間量を必要とする。前記安定器は、前記ランプ認識フェーズが完了されたら、又は前記安定器が前記ランプのタイプを検出したら、又は前記ランプ認識フェーズ中に、前記定常状態フェーズを開始してもよい。前記安定器は、前記定常状態フェーズ中、前記ランプ電流を供給するだろう。従って、前記ランプ電流は、前記ＬＥＤアレイのＬＥＤによって光を発するために使用される。
【００１５】
本開示によれば、ＬＥＤ管は、蛍光管、例えば、Ｔ５、Ｔ１２又は同様のものに適した蛍光管用の従来のアーマチュアに適合する場合に、後付けされる。これらの従来のアーマチュアに適合するために、前記レトロフィットＬＥＤ管は、従来のアーマチュアにおいてレトロフィットＬＥＤ管を接続し、支持するための導電ペンを有する。
【００１６】
実施例においては、前記フィラメント高度化回路は、
−  前記フィラメント回路をバイパスするためのバイパス経路を有効にするよう構成される少なくとも１つのバイパススイッチ、及び
−  前記ランプ認識フェーズ後に前記少なくとも１つのバイパススイッチを導通状態にするよう構成されるコントローラを含む。
【００１７】
この実施例の利点は、前記認識フェーズが完了したら、又は前記定常状態フェーズ中に、前記フィラメント回路が完全にバイパスされることである。これは、前記ランプ電流が前記フィラメント回路を流れないという効果を持つ。そのため、前記ランプ電流のために前記フィラメント回路において生じる如何なる電力消費も回避される。
【００１８】
前記バイパス経路は、基本的に、前記フィラメント回路を短絡する、前記フィラメント回路と並列の低抵抗経路である。結果として、前記ランプ電流は、相対的に高い抵抗の前記フィラメント回路を流れず、相対的に低い抵抗の前記バイパス経路を流れることになる。
【００１９】
従って、この特定の実施例においては、前記フィラメント高度化回路は、前記フィラメント回路をバイパスするための前記ランプ電流のためのバイパス経路を作成することによって前記フィラメント回路を流れる前記ランプ電流を低減させるよう構成される。やはり、ランプ電流の総量は減少しない。前記ランプ電流のために作成される経路は、前記ランプ電流がもはや前記フィラメント回路を流れないように変更される。これは、前記ランプ電流に対応して前記フィラメント回路によって消費される電力量を低減させる。
【００２０】
前記コントローラは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は同様のものなどの任意のタイプのハードウェアであり得る。前記制御ユニットは、前記ＡＣ供給電圧を介して給電されてもよく、又はバッテリなどの補助電源を使用して給電されてもよい。
【００２１】
前記バイパススイッチは、前記フィラメント回路に並列に配置される金属酸化物半導体（ＭＯＳ）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含み得る。
【００２２】
別の実施例においては、前記フィラメント高度化回路は、
−  前記フィラメント回路に並列に接続されるサーミスタを含み、前記サーミスタは、前記フィラメント回路をバイパスするためのバイパス経路を供給する。
【００２３】
サーミスタは、その抵抗値が抵抗器の温度に依存するタイプの抵抗器である。現在、２つのタイプのサーミスタが存在する。負温度係数（ＮＴＣ）抵抗器は、温度が上昇するにつれて抵抗が減少する抵抗器である。このような抵抗器は、一般に、突入過電圧状態から保護するために使用される。正温度係数（ＰＴＣ）抵抗器は、温度が上昇するにつれて抵抗が増加する抵抗器である。このような抵抗器は、一般に、過電流状態から保護するために使用される。
【００２４】
本開示によれば、前記バイパス経路を供給するためにＮＴＣ抵抗器が前記フィラメント回路に並列に配置されることができる。前記フィラメント回路内に存在する構成要素、より具体的には、前記フィラメント回路内に存在する抵抗器の温度は、前記ランプ電流が前記フィラメント回路を流れ始めると、上昇するだろう。結果として、前記ＮＴＣ抵抗器の温度も上昇し、これは、前記ＮＴＣ抵抗器の抵抗を減少させることになる。これは、増加した量の前記ランプ電流が前記ＮＴＣ抵抗器を流れ、それによって、前記ＮＴＣ抵抗器を更に一層加熱することになるという効果を有する。そのため、前記ＮＴＣ抵抗器の抵抗は更にもっと低下することになる。最終結果として、前記ランプ電流の大部分は前記ＮＴＣ抵抗器を流れることになるので、前記フィラメント回路を流れる前記ランプ電流は低減される。好ましくは、ランプ電流の総量は低減されないことに留意されたい。そのため、前記フィラメント回路の総電力消費量を低下させるように、前記フィラメント回路を流れる電流だけが低減される。
【００２５】
他の実施例においては、前記フィラメント高度化回路は、
−  前記フィラメント回路と直列に接続されるフィラメントスイッチ、及び
−  前記ランプ認識フェーズ後に前記フィラメントスイッチを非導通状態にするよう構成されるコントローラを含む。
【００２６】
前記レトロフィットＬＥＤ管は、一般に、４つの異なるピンを使用して前記安定器に接続されることに留意されたい。２つの第１ピンは、前記管の一方の端面に設けられ、第３及び第４ピンは、前記管の他方の端面に設けられる。前記２つの第１ピンの間に第１フィラメント回路が設けられ、前記第３及び第４ピンの間に第２フィラメントが設けられる。前記ランプ電流は、前記２つの第１ピンから前記第３／第４ピンへ、又はその逆に流れる。前記第１フィラメント回路の前記フィラメント電流は、前記第１ピンから前記第２ピンへ、又はその逆に流れる。前記第２フィラメント回路の前記フィラメント電流は、前記第３ピンから前記第４ピンへ、又はその逆に流れる。
【００２７】
本実施例によれば、前記第１ピンと前記第２ピンとの間にフィラメントスイッチが配置されてもよい。その場合、前記ランプ電流は、これらの２つのピンのうちの一方、例えば、前記第１ピンから、直接、前記ＡＣ ＬＥＤドライバへ流れ得る。その場合、前記フィラメント電流は、前記フィラメントスイッチを非導通状態にすることによって、遮断され、一時中断される。これは、前記フィラメント回路が確実に前記第１ピンを前記第２ピンに接続しないようにするだろう。そのため、前記定常状態フェーズ中には、即ち、前記ランプ認識フェーズ後には、前記フィラメント電流がもはや流れていないので、前記フィラメント回路の抵抗器は、前記フィラメント電流に関して電力を損失しない。前記フィラメント回路の抵抗器は、前記ランプ電流に関しても電力を損失しない。なぜなら、この特定の状況においては、前記ランプ電流は前記フィラメント回路を流れないからである。
【００２８】
他の実施例においては、前記フィラメント回路は、直列に接続される２つの抵抗器を含み、前記フィラメント高度化回路は、前記２つの抵抗器の両方に並列に接続される１つのバイパススイッチを含む。
【００２９】
別の実施例においては、前記フィラメント回路は、直列に接続される２つの抵抗器を含み、前記フィラメント高度化回路は、２つのバイパススイッチを含み、前記２つのバイパススイッチは、各々、前記２つの抵抗器にわたって並列に接続される。
【００３０】
この特定の状況においては、前記フィラメント回路の前記出力は、一般に、直列に接続される前記２つの抵抗器の間に接続される。前記ランプ電流は、一般に、前記抵抗器のうちの一方を通って前記出力の方へ流れる。この電流が検出されてもよく、この検出に基づいて、対応するスイッチが、前記定常状態フェーズ中にはその抵抗器がバイパスされるように作動されてもよい。
【００３１】
変形例として、前記ランプ電流は前記抵抗器を流れない。ここでは、前記フィラメント回路の前記出力は、前記電子安定器に接続するための前記ピンのうちの１つに直接接続される。そのため、前記抵抗器にわたる前記スイッチは、前記ランプ電流には影響を及ぼさない。しかしながら、前記スイッチを作動させることによって、前記フィラメント電流は低減されることができ、これはまた、前記フィラメント回路によって損失される電力の総量を低減させる。
【００３２】
他の実施例においては、前記フィラメント高度化回路は、前記バイパススイッチと直列に接続されるシャント抵抗器を更に含む。
【００３３】
この例の利点は、前記シャント抵抗器のために、突入電流の量が低減されることができることである。
【００３４】
別の実施例においては、前記スイッチは、金属酸化物半導体（ＭＯＳ）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。
【００３５】
他の実施例においては、前記フィラメント高度化回路は、
−  前記ＬＥＤアレイへ流れるランプ電流を検出するか、
−  前記ＡＣ供給電圧が受け取られてから所定の時間量が経過したと決定するかのいずれかによって、前記ランプ認識フェーズが完了されていると決定するよう構成される。
【００３６】
前記レトロフィットＬＥＤ管を更に一層互換性があるものにするために、前記定常状態フェーズが開始したかどうか及び／又は前記ランプ認識フェーズが完了したかどうかを決定するための論理回路が、前記フィラメント高度化回路に導入されることができるということが、前記洞察のうちの１つであった。この特定の検出に基づいて、前記フィラメント回路の前記抵抗器にわたって並列に配置される前記スイッチが、導通状態にされてもよく、又は導通状態にされなくてもよい。
【００３７】
本開示の第２の態様においては、
−  高周波電子安定器と、
−  請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管とを有する照明システムであって、
前記レトロフィットＬＥＤ管が前記高周波電子安定器に接続される照明システムが提供される。
【００３８】
レトロフィットＬＥＤ管である本発明の第１の態様の実施例に関して開示されているような利点及び定義は、各々、照明システムである本発明の第２の態様の実施例にも対応することに留意されたい。
【００３９】
電子安定器は、電子回路を介してランプの内部の電気の流れを調整することができる。時には制御ギアとも呼ばれる前記電子安定器は、一般に、電気回路に流れる電流を、前記電流が、基本的に、ランプが切れる（burn out）のを防止するレベルに保たれるように、制限するよう構成される。これらのタイプの安定器は、並列又は直列モードで動作し得る。好ましくは、直列モードが使用される。なぜなら、このような場合には、単一のランプの故障が他の全てのランプの動作を妨害しないからである。別のタイプの安定器は高周波安定器である。このような安定器は、一般に、２０ｋＨｚを超える周波数を使用する。
【００４０】
別のタイプの安定器は、ランプを動作させるためにコア及びコイルトランス（core and coil transformers）を使用する磁気安定器である。これらのタイプの安定器は、前記ランプにとって適切なレベルにおいて電流及び流れを制御するよう構成される。これらのタイプの安定器は、最も単純であるが、より高いロバスト性を特徴とする。
【００４１】
本開示の第３の態様においては、上で開示されているような実施例のいずれかによるレトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法であって、
−  前記フィラメント高度化回路によって、前記ランプ認識フェーズが完了したことを決定するステップと、
−  前記ランプ認識フェーズが完了されているという前記決定に応じて、前記フィラメント回路によって消費される電力を前記フィラメント高度化回路によって低減させるステップとを有する方法が提供される。
【００４２】
レトロフィットＬＥＤ管である本発明の第１の態様、及び照明システムである本発明の第２の態様の実施例に関して開示されているような利点及び定義は、レトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法である本発明の第３の態様の実施例にも対応することに留意されたい。
【００４３】
実施例においては、前記フィラメント回路によって消費される前記電力を低減させるステップは、
−  前記コントローラによって、ランプ認識フェーズ後に前記少なくとも１つのバイパススイッチを導通状態にするステップを含む。
【００４４】
他の実施例においては、前記フィラメント回路によって消費される前記電力を低減させるステップは、
−  前記コントローラによって、前記ランプ認識フェーズ後に前記フィラメントスイッチを非導通状態にするステップを含む。
【００４５】
別の実施例においては、前記方法は、
−  前記フィラメント高度化回路によって、前記ＬＥＤアレイへ流れるランプ電流を検出するか、
−  前記ＡＣ供給電圧が受け取られてから所定の時間量が経過したと前記フィラメント高度化回路によって決定するかのいずれかによって、前記ランプ認識フェーズが完了されていると決定するステップを有する。
【００４６】
前記方法は、固体光源を具備するマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラなどの適切にプログラムされたプロセッサ又はプログラム可能なコントローラによって効果的に実施され得る。
【００４７】
下記の実施例を参照して、本発明のこれら及び他の態様を説明し、明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】レトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管及び安定器を含む従来の照明システムを示す。
【図２】本開示によるレトロフィットＬＥＤ管内に設けられるフィラメント回路を示す。
【図３】本開示の実施例によるレトロフィットＬＥＤ管の一部を示す。
【図４】本開示の別の実施例によるレトロフィットＬＥＤ管の一部を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
参照符号１は、レトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管５及び電子安定器２を含む照明システムを示している。ＬＥＤ管５は、蛍光管、例えば、Ｔ５、Ｔ１２又は同様のものに適した蛍光管用の従来のアーマチュアに適合する場合に、後付けされることに留意されたい。これらの従来のアーマチュアに適合するために、レトロフィットＬＥＤ管５は、従来のアーマチュアにおいてレトロフィットＬＥＤ管５を接続し、支持するための導電ペンを有する。現状においては、電子安定器２は、参照符号４、１１、１２及び１３で示されているような４つのピンを使用してレトロフィットＬＥＤ管５に接続される。
【００５０】
電子安定器２は、ＡＣ供給電圧を供給するための交流（ＡＣ）主電源に接続される。ＡＣ供給電圧は、例えば、２３０Ｖａｃ又は１１０Ｖａｃである。電子安定器は、ＡＣ供給電圧を従来の蛍光管を駆動するのに適した出力電圧に変換する。この場合には、レトロフィットＬＥＤ管５は、電子安定器２の出力に対処するのに適したものにされるべきである。
【００５１】
レトロフィットＬＥＤ管５は、蛍光管の動作を模倣するための幾つかの構成要素を含む。まず、レトロフィットＬＥＤ管５は２つのフィラメント回路６、１０を含む。各フィラメント回路６、１０は、電子安定器２によるランプ認識を可能にするために電子安定器にフィラメント電流を供給するよう構成される。例えば、フィラメント電流は、参照符号４で示されているピンから、参照符号６で示されているフィラメント回路を通って、参照符号１１で示されているピンを介して電子安定器２に戻るように流れる。参照符号１０で示されているフィラメント回路についても同じことが言える。
【００５２】
幾つかの安全面を供給するためにピン安全回路７が設けられる。このピン安全回路７は、この開示では詳細には説明されない。当業者は、レトロフィットＬＥＤ管におけるこのような回路７の機能をよく知っている。
【００５３】
更に、ＡＣ供給電圧を受け取り、受け取ったＡＣ供給電圧に基づいてＬＥＤアレイを駆動するよう構成される交流（ＡＣ）ＬＥＤドライバ９が設けられる。
【００５４】
レトロフィットＬＥＤ管は、光を発するための、ＬＥＤ負荷とも呼ばれるＬＥＤアレイを有する。ＬＥＤアレイ３１は、直列及び並列に接続される複数のＬＥＤを含み得る。当業者には、実際の実施例においては、ＬＥＤは、ＬＥＤ管によってその全長にわたって可能な限り均等に照明を供給するために、管の長さにわたって、均等に、間隔をおいて配置され、分布していることは分かるだろう。本開示は、如何なる特定のタイプのＬＥＤにも、如何なる色のＬＥＤにも限定されない。一般には、白色ＬＥＤが使用される。
【００５５】
本例は、２３０ＶのＡＣ供給電圧に関して述べれられているが、異なる種類のＡＣ供給電圧でも動作し得る。さらに、本例は、図１において示されているような特定の整流器又はＡＣ ＬＥＤドライバに限定されない。当業者は、ＬＥＤアレイ内のＬＥＤに力を与えるのにも適しているＡＣ ＬＥＤドライバの様々なタイプの実施例をよく知っている。
【００５６】
図２は、本開示によるレトロフィットＬＥＤ管内に設けられるフィラメント回路６を示している。
【００５７】
ここでは、フィラメント回路６は、参照符号４、１１で示されているピンを介して電子安定器に接続される。フィラメント回路６は抵抗回路である。この特定の状況においては、回路６は、直列に接続される２つの抵抗器２２、２３を含む。上記に続いて、２つの異なる電流が識別されることができる。第１電流は、第１ピン、即ち、参照符号４で参照されるピンから、第２ピン、即ち、参照符号１１で参照されるピンへ流れるフィラメント電流２５である。フィラメント電流２５の特性は、電子安定器２によって、ランプ認識のために使用される。即ち、フィラメント電流２５の特性は、レトロフィットＬＥＤ管によってどのタイプのランプが模倣されているかを決定するために電子安定器２によって使用されることができる。少なくともランプ認識フェーズ中にはフィラメント電流２５が流れるだろう。
【００５８】
第２電流は、定常状態フェーズ中に前記ＬＥＤアレイを駆動するために前記ＡＣ ＬＥＤドライバに供給されるランプ電流２４である。フィラメント回路の出力は、参照符号２１で示されている。通常、ランプ電流２４は、フィラメント電流２５と比べてはるかに高い。
【００５９】
図３は、本開示の実施例によるレトロフィットＬＥＤ管の一部３１を示している。
【００６０】
レトロフィットＬＥＤ管は、蛍光管に取って代わるために使用される。本開示によれば、レトロフィットＬＥＤ管の構成要素を収容するためのハウジングが設けられ得る。より具体的には、ハウジングは、図１において示されている構成要素の各々を収容するよう構成され得る。ハウジングは、例えばレトロフィット管タイプとして構成される、光透過性のハウジング又は部分的に光透過性のハウジングであり得る。
【００６１】
ハウジングは、ユーザが、ハウジング１１の内部に存在する電気部品にアクセスすること、即ち、接触することができないように設計される。これは、レトロフィットＬＥＤ管が地域の規制要件を満たすことを確実にする。
【００６２】
図３においては、フィラメント回路３５に、フィラメント高度化回路３２が設けられる。フィラメント高度化回路３２は、定常状態フェーズ中にフィラメント回路を流れるランプ電流及びフィラメント電流のうちの少なくとも一方に対応して前記フィラメント回路３５によって消費される電力を低減させるよう構成される。
【００６３】
本例においては、フィラメント電流及びランプ電流のためにフィラメント回路において消費される電力が低減される。これについては、以下でより詳細に説明する。
【００６４】
ランプ認識フェーズ中には、スイッチ３６及び３７の両方が開いていることに留意されたい。このような状況においては、フィラメント回路３５は、バイパス、短絡又は同様のことをされない。フィラメント電流は、依然として、第１ピンから、両方の抵抗器を通って、第２ピンへ流れ、電子安定器へ戻る。
【００６５】
従来技術のＬＥＤ管と異なる点は、定常状態フェーズ中にスイッチ３６、３７のうちの一方が閉じられることである。例えば、参照符号３６で示されているスイッチが閉じられ、参照符号３７で示されているスイッチが開けられる。これは、第１ピンから生じるランプ電流がフィラメント回路３５の抵抗器を流れないことを確実にするだろう。実際、ランプ電流は、参照符号３６で示されている閉じたスイッチを通って出力３８の方へ流れるので、フィラメント回路はバイパスされる。本例においては、参照符号３６、３７で示されているスイッチは、閉じられている場合には、フィラメント回路をバイパスすることができるので、バイパススイッチと呼ばれる。電子安定器が定常状態フェーズ中にフィラメント電流も供給する場合には、フィラメント電流に関してフィラメント回路によって消費される電力も同様に低減される。抵抗器のうちの一方は対応するスイッチによって短絡されるので、フィラメント電流はフィラメント回路の両方の抵抗器を流れない。
【００６６】
スイッチ３６、３７は、各々参照符号３３及び３４で示されているコントローラによって制御される。コントローラ３３、３４は、異なる構成要素で実施されることができるが、単一のコントローラで実施されることもできることに留意されたい。コントローラは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は同様のものなどの任意のタイプのハードウェアであり得る。
【００６７】
本発明者は、更に、一般に、ランプ電流は、第１ピン又は第２ピンのいずれかから生じることを見出した。これは、レトロフィットＬＥＤ管に接続される電子安定器によって決定される、即ち、制御される。そのため、本例においては、２つのコントローラ３３、３４が図示されている。ランプ電流が第１（上側）ピンから生じる場合には、定常状態フェーズ中、参照符号３６で示されているスイッチが閉じられる。ランプ電流が第２（下側）ピンから生じる場合には、定常状態フェーズ中、参照符号３７で示されているスイッチが閉じられる。
【００６８】
或る例においては、フィラメント高度化回路３２は、更に、ランプ電流が、第１ピンから生じているのか、又は第２ピンから生じているのかを決定する、即ち、検知するよう構成される。フィラメント高度化回路３２は、この決定に基づいて、参照符号３６で示されているスイッチを閉じるべきか、又は参照符号３７で示されているスイッチを閉じるべきかを決定する。
【００６９】
上記に続いて、レトロフィットＬＥＤ管は、少なくとも２つのフェーズ、即ち、ランプ認識フェーズ及び定常状態フェーズにおいて動作され得る。これらのフェーズは、部分的に互いに重なり合っていてもよく、又は互いに続いていてもよい。ランプ認識フェーズ中、電子安定器は、フィラメント電流を用いてどのタイプのランプが前記電子安定器に取り付けられているかを決定する。そのため、レトロフィットＬＥＤ管は、電子安定器に対して或る特定の蛍光灯を模倣する。電子安定器は、この決定に基づいて、レトロフィットＬＥＤ管にランプ電流を供給し始め得る。これが、定常状態フェーズが始まるときである。ランプ電流は、レトロフィットＬＥＤ管によって、ＬＥＤアレイのＬＥＤを作動させるために使用される。
【００７０】
本開示によれば、前記ランプ認識フェーズが完了されていることを決定するための複数の選択肢が存在する。例えば、フィラメント高度化回路は、前記ＬＥＤアレイへ流れるランプ電流を検出してもよい。例えば、フィラメント回路の出力における電流が所定のランプ電流しきい値を超える場合には、定常状態フェーズが開始していると決定され得る。
【００７１】
別の例においては、フィラメント高度化回路は、ＡＣ供給が最初に受け取られてから所定の時間量が経過したことを決定する。即ち、フィラメント高度化回路は、或る特定の時間量が経過したら、ランプ認識フェーズは完了されていると決定する。安全を期して、所定の時間量は、相対的に長いように選ばれ、それによって、ランプ認識フェーズが完了されていることを確実なものにする。
【００７２】
図４は、本開示の別の実施例によるレトロフィットＬＥＤ管の一部５１を示している。
【００７３】
ここでは、フィラメント高度化回路５５は、スイッチ５３と直列に接続されるシャント抵抗器５２を含む。スイッチ５３の動作は、コントローラ５４によって制御される。
【００７４】
定常状態フェーズ中、スイッチ５３は、フィラメント回路５６に対するバイパス回路が生成されるように作動される。シャント抵抗器５２のサイズは、一般に、突入電流が低減されるように選ばれる。
【００７５】
図４において示されている実施例に代わるものとして、サーミスタが使用されることができることに留意されたい。その場合、サーミスタは、少なくとも参照符号５３で示されているスイッチに取って代わる構成要素である。サーミスタを制御するためにアクティブ制御は必要とされない。サーミスタの抵抗値がそれ自身を制御するだろう。サーミスタは、熱的に敏感な抵抗器であり、その主な機能は、対応する温度変化を受けたときに予測可能な大きな抵抗変化を示すことである。負温度係数サーミスタは、温度上昇を受けたときに電気抵抗の減少を示し、正温度係数サーミスタは、ボディ温度上昇を受けたときに電気抵抗の増加を示す。
【００７６】
更に、レトロフィットＬＥＤに接続される電子安定器は、一般に、電流源であることに留意されたい。即ち、レトロフィットＬＥＤにどれだけの抵抗があるかにかかわらず、所定の量の電流がレトロフィットＬＥＤに供給される。
【００７７】
当業者は、請求項に記載の発明を実施する際に、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。請求項において列挙されている幾つかの要素の機能を、単一のプロセッサ又は他のユニットが果たしてもよい。単に、或る特定の手段が、互いに異なる従属請求項において挙げられているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は他のハードウェアの一部として供給される光学式記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体上に記憶／分散されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介するような他の形態で分散されてもよい。請求項における如何なる参照符号も、請求項の範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【図１】
2019534542.tif 000003
【図２】
2019534542.tif 000004
【図３】
2019534542.tif 000005
【図４】
2019534542.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月23日(2019.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子安定器に接続するためのレトロフィットＬＥＤ管であり、
光を発するためのＬＥＤアレイと、
ＡＣ供給電圧を受け取り、受け取った前記ＡＣ供給電圧に基づいて前記ＬＥＤアレイを駆動するよう構成されるＡＣ ＬＥＤドライバと、
フィラメントであり、
ランプ認識フェーズ中に前記電子安定器によるランプ認識を可能にするために循環して前記電子安定器に戻るフィラメント電流、及び
定常状態フェーズ中に前記ＬＥＤアレイを駆動するための前記ＡＣ ＬＥＤドライバへのランプ電流をサポートするためのフィラメントであって、
フィラメント回路、並びに
フィラメント高度化回路であって、
前記フィラメント回路をバイパスするためのバイパス経路を有効にするよう構成される少なくとも１つのバイパススイッチ、及び
前記ランプ認識フェーズ後に前記少なくとも１つのバイパススイッチを制御するよう構成されるコントローラを含むフィラメント高度化回路を含むフィラメントとを有するレトロフィットＬＥＤ管であって、前記フィラメント高度化回路が、前記定常状態フェーズ中、前記フィラメントを流れる前記ランプ電流及び前記フィラメント電流のうちの少なくとも一方に対応して前記フィラメントによって消費される電力を低減させるよう構成されるレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項２】
前記フィラメント回路が、直列に接続される２つの抵抗器を含み、前記フィラメント高度化回路が、前記２つの抵抗器の両方に並列に接続される１つのバイパススイッチを含む請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項３】
前記フィラメント回路が、直列に接続される２つの抵抗器を含み、前記フィラメント高度化回路が、２つのバイパススイッチを含み、前記２つのバイパススイッチが、各々、前記２つの抵抗器にわたって並列に接続される請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項４】
前記フィラメント高度化回路が、前記バイパススイッチと直列に接続されるシャント抵抗器を更に含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項５】
前記スイッチが、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタである請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項６】
前記フィラメント高度化回路が、
前記ＬＥＤアレイへ流れるランプ電流を検出するか、
前記ＡＣ供給電圧が受け取られてから所定の時間量が経過したと決定するかのいずれかによって、前記ランプ認識フェーズが完了されていると決定するよう構成される請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項７】
高周波電子安定器と、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管とを有する照明システムであって、
前記レトロフィットＬＥＤ管が前記高周波電子安定器に接続される照明システム。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法であって、
前記フィラメント高度化回路によって、前記ランプ認識フェーズが完了したことを決定するステップと、
前記ランプ認識フェーズが完了されているという前記決定に応じて、前記フィラメント回路において消費される前記電力を前記フィラメント高度化回路によって低減させるステップとを有する方法。
【請求項９】
前記消費される電力を低減させる前記ステップが、前記コントローラによって、前記ランプ認識フェーズ後に前記少なくとも１つのバイパススイッチを導通状態にするステップを含む、請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管を動作させる請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記消費される電力を低減させる前記ステップが、前記コントローラによって、前記ランプ認識フェーズ後に前記フィラメントスイッチを非導通状態にするステップを含む、請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管を動作させる請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記フィラメント高度化回路によって、前記ＬＥＤアレイへ流れるランプ電流を検出するか、
前記ＡＣ供給電圧が受け取られてから所定の時間量が経過したと前記フィラメント高度化回路によって決定するかのいずれかによって、前記ランプ認識フェーズが完了されていると決定するステップを有する、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の、レトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法。
【国際調査報告】
2019534542.tif 000007
2019534542.tif 000008
2019534542.tif 000009