(57)【要約】      （修正有）【課題】組み込み型ＡＣ−ＤＣ変換器または変圧器を用いることなく、交流（ＡＣ）商用電源を通じて負荷ユニットを制御する。【解決手段】電子デバイス１００は複数の負荷ユニット１０１〜１０５、複数の直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４４、及び、制御モジュール１５０を含み、制御モジュールは、入力電圧のレベル変化に応じて、直列‐並列切り換えユニットを第１状態または第２状態へ切り換え、負荷ユニットの接続関係は、入力電圧のレベル変化に応じて、対応して変化させ、電子デバイスを交流電圧によって駆動する。【選択図】図１
2011091393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が第１端子および第２端子を有するＮ個の負荷ユニットであって、１番目の負荷ユニットの前記第１端子は入力電圧を受け取るために用いられ、Ｎ番目の負荷ユニットの前記第２端子は接地に結合し、Ｎは１より大きい整数であるＮ個の負荷ユニットと、
各々が第１端子〜第４端子を有する（Ｎ−１）個の前記直列‐並列切り換えユニットであって、各々の前記直列‐並列切り換えユニットの前記第１端子は前記入力電圧を受け取り、ｉ番目の直列‐並列切り替えユニットの前記第２端子はｉ番目の負荷ユニットの前記第２端子に結合し、ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの前記第３端子は（ｉ＋１）番目の負荷ユニットの前記第１端子に結合し、各々の前記直列‐並列切り換えユニットの前記第４端子は接地に結合し、ｉは１≦ｉ≦（Ｎ−１）である、（Ｎ−１）個の直列‐並列切り換えユニットと、
前記入力電圧のレベル変化に応じて前記直列‐並列切り換えユニットを第１状態または第２状態に切り換えるための制御モジュールと、を備え、
前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットが前記第１状態であるときは、当該前記第１端子は当該前記第３端子と導通し、かつ、当該前記第２端子は当該前記第４端子と導通し、前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットが前記第２状態であるときは、当該前記第１端子と当該前記第４端子とは絶縁され、かつ、当該前記第２端子は当該前記第３端子と導通する、
ことを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の電子デバイスであって、
前記電子デバイスは照明デバイスであり、ｋは１≦ｋ≦Ｎなる整数であり、ｋ番目の負荷ユニットは、
前記ｋ番目の負荷ユニットの前記第１端子の電圧を受け取り、直列に接続したＭ個の発光ダイオードを備え、Ｍは１より大きい整数である発光ダイオード列と、
Ｍ個のシャント経路を提供するシャント制御部であって、前記Ｍ個のシャント経路を通じて前記発光ダイオードの各々が前記ｋ番目の負荷ユニットの前記第２端子に導通し、前記入力電圧が時間とともに増加するときは、前記シャント経路を１番目のシャント経路から順に１つずつ導通させ、前記入力電圧が時間とともに減少するときは、前記シャント経路をＭ番目のシャント経路から順に１つずつ閉じる、シャント制御部と、
を備えること特徴とする電子デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の電子デバイスであって、前記シャント制御ユニットは、
基準電流信号を発生するための基準電流発生器と、
Ｍ個の第１電流制御器であって、前記発光ダイオードに結合し、前記シャント経路およびＭ個の電流検出信号を提供し、ｊ番目の第１電流制御器はｊ番目のシャント経路を流れる電流を検出し、ｊ番目の電流検出信号を発生し、ｊは１≦ｊ≦（Ｍ−１）なる整数である、Ｍ個の第１電流制御器と、
第２電流制御器であって、電圧センサ、前記基準電流発生器、および、前記第１電流制御器と結合し、Ｍ個のシャント制御信号を発生し、前記第２電流制御器は、ｊ番目の電流検出信号が前記基準電流信号から所定の倍数だけ外れたときに、前記ｊ番目の第１電流制御器が前記ｊ番目のシャント経路の導通状態またはインピーダンスを切り換えるために、ｊ番目のシャント制御信号を伝送する、第２電流制御器と、
を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項４】
請求項３に記載の電子デバイスであって、前記シャント制御ユニットは、電圧センサを備え、この電圧センサは、時間とともに変化する前記入力電圧の変化を検出し、電圧変化検出信号を発生し、前記第２電流制御器は、さらに、前記電圧変化検出信号に応じて前記シャント制御信号を伝送することを特徴とする電子デバイス。
【請求項５】
請求項２に記載の電子デバイスであって、さらに、電圧制御ユニットを備え、この電圧制御ユニットは、前記シャント制御ユニットに結合し、前記入力電圧に応じて基準電圧を発生し、前記負荷ユニットにおいて前記発光ダイオード列により形成された複数のノード電圧を抽出して、前記基準電圧より大きい前記複数のノード電圧の一部から最小電圧値を有するノード電圧を選択して電源電圧として働かせ、各々の前記負荷ユニットにおける前記シャント制御ユニットは、前記電源電圧の下で動作することを特徴とする電子デバイス。
【請求項６】
請求項５に記載の電子デバイスであって、前記電圧制御ユニットは、
前記入力電圧を受け取る第１端子を有する第１抵抗と、
前記第１抵抗の第２端子に結合したカソードを有する第１のツェナーダイオードと、
前記入力電圧を受け取る第１端子を有する第２抵抗と、
前記第２抵抗の第２端子に結合した第１端子、および前記第１のツェナーダイオードの前記カソードに結合した制御端子を有する第１のＮ型トランジスタと、
前記第１のＮ型トランジスタの第２端子に結合したアノード、および前記電源電圧を発生するカソードを有する第１のダイオードと、
前記第１のダイオードの前記カソードに結合した第１端子、および接地に結合した第２端子を有するキャパシタと、
Ｓ個の第２のダイオードであって、ｔ番目の第２のダイオードのアノードはｔ番目の前記ノード電圧を受け取り、Ｓは１より大きい整数であり、ｔは１≦ｔ≦Ｓなる整数である、Ｓ個の第２のダイオードと、
Ｓ個の第３抵抗であって、ｔ番目の第３抵抗の第１端子は前記ｔ番目の第２のダイオードのカソードに結合する、Ｓ個の第３抵抗と、
Ｓ個の第２のＮ型トランジスタであって、ｔ番目の第２のＮ型トランジスタの第１端子はｔ番目の第３抵抗の第２端子に結合し、前記第２のＮ型トランジスタの第２端子は前記キャパシタの前記第１端子に結合し、前記第２のＮ型トランジスタの制御端子は前記第１のツェナーダイオードの前記カソードに結合する、Ｓ個の第２のＮ型トランジスタと、
を備え、
１番目〜Ｓ番目の前記ノード電圧のレベルはこの順に増加し、１番目〜Ｓ番目の第２のＮ型トランジスタのレイアウト面積はこの順に減少し、１番目〜Ｓ番目の第３抵抗の抵抗値は順に増加する、
ことを特徴とする電子デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載の電子デバイスであって、前記制御モジュールは、（Ｎ−１）個の直列‐並列制御ユニットであって、ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットを前記第１状態または前記第２状態に切り換えるために、ｉ番目の直列‐並列制御ユニットは前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットを制御する、（Ｎ−１）個の直列‐並列制御ユニット、および、前記入力電圧を低下させ、それに応じて複数のトリガー信号を発生する降圧ユニットを備え、前記直列‐並列制御ユニットは、前記トリガー信号により前記直列‐並列切り換えユニットを制御することを特徴とする電子デバイス。
【請求項８】
請求項７に記載の電子デバイスであって、前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットは、
前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの前記第１端子に結合した第１端子、および、前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの前記第３端子に結合した第２端子を有する第１のＰ型トランジスタと、
前記第１のＰ型トランジスタの前記第２端子に結合したカソード、および、前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの前記第２端子に結合したアノードを有する第３のダイオードと、
前記第３のダイオードの前記アノードに結合した第１端子、および、前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの前記第４端子に結合した第２端子を有する第３のＮ型トランジスタと、
前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの前記第１端子、前記第１のＰ型トランジスタの制御端子、および、前記ｉ番目の直列‐並列制御ユニットに結合した第１電位制御ユニットと、
前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの前記第１端子および前記第４端子、前記第３のＮ型トランジスタの制御端子、ならびに、前記第１電位制御ユニットに結合した第２電位制御ユニットと、
を備え、
前記第１電位制御ユニットと前記第２電位制御ユニットとは同期して動作し、前記第１のＰ型トランジスタおよび前記第３のＮ型トランジスタは、前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットからの切り換え信号に応じて、同時にオンまたはオフすることを特徴とする電子デバイス。
【請求項９】
請求項８に記載の電子デバイスであって、前記第１電位制御ユニットは、
前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの前記第１端子に結合した第１端子、および、前記ｉ番目の直列‐並列制御ユニットに結合した第２端子を有する第４抵抗と、
前記第４抵抗の前記第１端子に結合したカソード、および、前記第４抵抗の前記第２端子に結合したアノードを有する第２のツェナーダイオードと、
前記第４抵抗の前記第１端子に結合した第１端子、および、前記第１のＰ型トランジスタの制御端子に結合した第２端子を有する第５抵抗と、
前記第５抵抗の前記第２端子に結合した第１端子、前記第４抵抗の前記第２端子に結合した制御端子、および、前記第２電位制御ユニットに結合した第２端子を有する第２のＰ型トランジスタと、
を備えること特徴とする電子デバイス。
【請求項１０】
請求項８に記載の電子デバイスであって、前記第２電位制御ユニットは、
前記第１電位制御ユニットに結合した第１端子、および、前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの前記第４端子に結合した第２端子を有する第６抵抗と、
前記第６抵抗の前記第１端子に結合したカソード、および、前記第６抵抗の前記第２端子に結合したアノードを有する第３のツェナーダイオードと、
前記第３のＮ型トランジスタの前記制御端子に結合した第１端子、および、前記第６抵抗の前記第２端子に結合した第２端子を有する第７抵抗と、
前記ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの前記第１端子に結合した第１端子、前記第６抵抗の前記第１端子に結合した制御端子、および、前記第７抵抗の前記第１端子に結合した第２端子を有する第４のＮ型トランジスタと、
を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１１】
請求項１に記載の電子デバイスであって、前記負荷ユニットの各々が、抵抗、キャパシタ、インダクタ、ダイオード、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、発光ダイオード、レーザーダイオード、光センサ、信号受信器、信号送信器、バッテリー、直流電源、または、これらの組み合わせを備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１２】
請求項１に記載の電子デバイスであって、さらに、前記入力電圧を発生するために、交流電圧を整流するための整流ユニットを備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１３】
各々が第１端子および第２端子を有するＮ個の第１負荷ユニットであって、１番目の第１負荷ユニットの前記第１端子は入力電圧を受け取り、Ｎは１より大きい整数である、Ｎ個の第１負荷ユニットと、
各々が第１端子〜第４端子を有する（Ｎ−１）個の第１の直列‐並列切り換えユニットであって、前記第１の直列‐並列切り換えユニットの前記第１端子は前記１番目の第１負荷ユニットの前記第１端子に結合し、ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの前記第２端子はｉ番目の第１負荷ユニットの前記第２端子に結合し、前記ｉ番目の第１の直列‐並列切り換えユニットの前記第３端子は（ｉ＋１）番目の負荷ユニットの前記第１端子に結合し、前記第１の直列‐並列切り換えユニットの前記第４端子はＮ番目の第１負荷ユニットの前記第２端子に結合し、ｉは１≦ｉ≦（Ｎ−１）なる整数である、（Ｎ−１）個の第１の直列‐並列切り換えユニットと、
第１端子〜第４端子を有する第２の直列‐並列切り換えユニットであって、前記第２の直列‐並列切り換えユニットの前記第１端子は前記入力電圧を受け取り、前記第２の直列‐並列切り換えユニットの前記第２端子は前記Ｎ番目の第１負荷ユニットの前記第２端子に結合し、前記第２の直列‐並列切り換えユニットの前記第４端子は接地に結合する、第２の直列‐並列切り換えユニットと、
前記第１の直列‐並列切り換えユニットおよび前記第２の直列‐並列切り換えユニットを、前記入力電圧のレベル変化に応じて、第１状態または第２状態へ切り換えるための制御モジュールと、
を備え、
前記ｉ番目の第１の直列‐並列切り換えユニットが前記第１状態のときは、当該前記第１端子は当該前記第３端子に導通し、かつ、当該前記第２端子は当該前記第４端子に導通し、前記ｉ番目の第１の直列‐並列切り換えユニットが前記第２状態のときは、当該前記第１端子と当該前記第４端子とは絶縁され、当該前記第２端子は当該前記第３端子に導通し、
前記第２の直列‐並列切り換えユニットが前記第１状態のときは、当該前記第１端子は当該前記第３端子に導通し、かつ、当該前記第２端子は当該前記第４端子に導通し、前記第２の直列‐並列切り換えユニットが前記第２状態のときは、当該前記第１端子と前記当該第４端子とは絶縁され、当該前記第２端子は当該前記第３端子に導通する、
ことを特徴とする電子デバイス。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電子デバイスであって、前記電子デバイスは照明デバイスであり、ｋは１≦ｋ≦２Ｎなる整数であり、ｋ番目の第１負荷ユニットは、
発光ダイオード列であって、前記ｋ番目の第１負荷ユニットの前記第１端子の電圧を受け取り、直列に接続したＭ個の発光ダイオードを備え、Ｍは１より大きい整数である、発光ダイオード列と、
Ｍ個のシャント経路を提供するシャント制御ユニットであって、これら前記Ｍ個のシャント経路を通じて、前記発光ダイオードの各々が前記ｋ番目の第１負荷ユニットの前記第２端子に導通し、前記入力電圧が時間とともに増加するときは第１のシャント経路から始まる順番で１つずつ前記シャント経路を導通させ、前記入力電圧が時間とともに減少するときはＭ番目のシャント経路から始まる順番で１つずつ前記シャント経路を閉じるためのものであるシャント制御ユニットと、
を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電子デバイスであって、さらに、電圧制御ユニットを備え、この電圧制御ユニットは、前記第１負荷ユニットの各々の前記シャント制御ユニットに結合し、前記基準電圧よりも大きい前記複数のノード電圧の一部から最小電圧値を有するノード電圧を選択して電源電圧として働くために、前記入力電圧に応じて基準電圧を発生し、前記負荷ユニット内の前記発光ダイオード列によって形成される複数のノード電圧を抽出し、各々の前記負荷ユニットの前記シャント制御ユニットは前記電源電圧の下で動作する、ことを特徴とする電子デバイス。
【請求項１６】
請求項１３に記載の電子デバイスであって、前記制御モジュールは、
Ｎ個の直列‐並列制御ユニットであって、ｉ番目の直列‐並列制御ユニットは、ｉ番目の第１の直列‐並列切り換えユニットを前記第１状態または前記第２状態へ切り換えるように、前記ｉ番目の第１の直列‐並列切り換えユニットを制御し、Ｎ番目の直列‐並列制御ユニットは、前記第２の直列‐並列切り換えユニットを前記第１状態または前記第２状態へ切り換えるように、前記第２の直列‐並列切り換えユニット制御する、Ｎ個の直列‐並列制御ユニットと、
前記入力電圧を低下させ、それに応じて、複数のトリガー信号を発生するための降圧ユニットと、
を備え、
前記直列‐並列制御ユニットは、前記トリガー信号により、前記第１の直列‐並列切り換えユニット、および、前記第２の直列‐並列切り換えユニット制御すること、
を特徴とする電子デバイス。
【請求項１７】
請求項１３に記載の電子デバイスであって、前記第１負荷ユニットの各々が、抵抗、キャパシタ、インダクタ、ダイオード、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、発光ダイオード、レーザーダイオード、光センサ、信号受信器、信号送信器、バッテリー、直流電源、または、これらの組み合わせを備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１８】
請求項１３に記載の電子デバイスであって、さらに、前記入力電圧を発生するために、交流電圧を整流するための整流ユニット、を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１９】
請求項１３に記載の電子デバイスであって、さらに、
各々が第１端子および第２端子を有するＳ個の第２負荷ユニットであって、第１の第２負荷ユニットの前記第１端子は前記第２の直列‐並列切り換えユニットの前記第３端子に結合し、Ｓは１より大きい整数である、Ｓ個の第２負荷ユニットと、
各々が第１端子〜第４端子を有する（Ｓ−１）個の第３の直列‐並列切り換えユニットであって、前記第３の直列‐並列切り換えユニットの前記第１端子は前記第１の第２負荷ユニットの前記第１端子に結合し、ｊ番目の第３の直列‐並列切り換えユニットの前記第２端子はｊ番目の第２負荷ユニットの前記第２端子に結合し、前記ｊ番目の直列‐並列切り換えユニットの前記第３端子は（ｊ＋１）番目の第２負荷ユニットの前記第１端子に結合し、前記第３の直列‐並列切り換えユニットの前記第４端子はＳ番目の第２負荷ユニットの前記第２端子に結合し、ｊは１≦ｊ≦（Ｓ−１）なる整数である、（Ｓ−１）個の第３の直列‐並列切り換えユニットと、
第１端子〜第４端子を有する第４の直列‐並列切り換えユニットであって、前記第４の直列‐並列切り換えユニットの前記第１端子は前記入力電圧を受け取り、前記第４の直列‐並列切り換えユニットの前記第２端子は前記Ｓ番目の第２負荷ユニットの前記第２端子に結合し、前記第４の直列‐並列切り換えユニットの前記第４端子は接地に結合する、第４の直列‐並列切り換えユニットと、
を備え、
前記制御モジュールは、前記入力電圧の前記レベル変化に応じて、前記第３の直列‐並列切り換えユニットおよび前記第４の直列‐並列切り換えユニットを、前記第１状態または前記第２状態へ切り換えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項２０】
請求項１３に記載の電子デバイスであって、さらに、
各々が第１端子および第２端子を有するＰ個の第３負荷ユニットであって、１番目の第３負荷ユニットの前記第１端子は前記第２の直列‐並列切り換えユニットの前記第３端子に結合し、Ｐ番目の第３負荷ユニットの前記第２端子は接地に結合し、Ｐは１より大きい整数であるＰ個の第３負荷ユニットと、
各々が第１端子〜第４端子を有する（Ｐ−１）個の第５の直列‐並列切り換えユニットであって、前記第５の直列‐並列切り換えユニットの前記第１端子は前記第１の第３負荷ユニットの前記第１端子に結合し、ｋ番目の第５の直列‐並列切り換えユニットの前記第２端子はｋ番目の第３負荷ユニットの前記第２端子に結合し、前記ｋ番目の第５の直列‐並列切り換えユニットの前記第３端子は（ｋ＋１）番目の第３負荷ユニットの前記第１端子に結合し、前記第５の直列‐並列切り換えユニットの前記第４端子は接地に結合し、ｋは１≦ｋ≦（Ｐ−１）なる整数である、（Ｐ−１）個の第５の直列‐並列切り換えユニットと、
を備え、
前記制御モジュールは、前記入力電圧の前記レベル変化に応じて、前記第５の直列‐並列切り換えユニットを前記第１状態または前記第２状態へ切り換えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項２１】
請求項１３に記載の電子デバイスであって、さらに、
第１端子および第２端子を有する第４負荷ユニットであって、前記第４負荷ユニットの前記第２端子は接地に結合する第４負荷ユニットと、
第１端子〜第４端子を有する第６の直列‐並列切り換えユニットであって、前記第６の直列‐並列切り換えユニットの前記第１端子は前記入力電圧を受け取り、前記第６の直列‐並列切り換えユニットの前記第３端子および前記第４端子は、それぞれ前記第４負荷ユニットの前記第１端子および前記第２端子へ結合する第４の直列‐並列切り換えユニットと、
を備え、
前記制御モジュールは、前記入力電圧の前記レベル変化に応じて、前記第６の直列‐並列切り換えユニットを前記第１状態または前記第２状態へ切り換えることを特徴とする電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子デバイスに関する。特に、本発明は、入力電圧に応じて負荷ユニットを切り換えることができる電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）は、長い耐用年数、小さいサイズ、高い耐衝撃性、低い発熱量、および、低消費電力という利点を有するため、様々な家庭電化製品および機器の表示灯または光源として広く使用されている。近年では、ＬＥＤは多色（multicolor）および高輝度の特徴を有するように開発されていて、そのアプリケーション分野は、大きな屋外用広告板、信号機および関連する分野にまで広がっている。将来的には、ＬＥＤは省力化および環境保護の特徴を有することから主な照明光源になり得る。
【０００３】
一般的に、ＬＥＤの制御回路は、最初に交流（ＡＣ：Alternating-Current）電圧を直流（ＤＣ：Direct-Current）電圧に変換し、その後、安定したＤＣ電圧またはＤＣ電流を用いてＬＥＤの輝度を制御する。言い換えれば、従来のＬＥＤの制御回路は、一般的に、ＡＣ商用電源を通じてＬＥＤを制御するために、ＡＣ−ＤＣ変換器とともに組み込まれているか、または、変圧器を備えている。この場合、ＬＥＤの制御回路のハードウェアの大きさが大きくなるだけでなく、ＬＥＤにおけるアプリケーションの利便性も限定される。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は電子デバイスに関するものであり、この電子デバイスは、組み込み型ＡＣ−ＤＣ変換器または変圧器を用いることなく、交流（ＡＣ）商用電源を通じて負荷ユニットを制御することができる。
【０００５】
本発明は電子デバイスに関するものであり、この電子デバイスは小型化および利便性の利点を有する。
【０００６】
本発明は、Ｎ個の負荷ユニット、（Ｎ−１）個の直列‐並列切り換えユニット、および、制御モジュールを含む電子デバイスを提供する。ここで、Ｎは１より大きい整数である。負荷ユニットは、各々が、第１端子および第２端子を有し、１番目の負荷ユニットの第１端子は入力電圧を受け取るために用いられ、Ｎ番目の負荷ユニットの第２端子は接地に結合する。
【０００７】
さらに、直列‐並列切り換えユニットは、各々が、第１端子〜第４端子を有し、各々の直列‐並列切り換えユニットの第１端子は入力電圧を受け取り、ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの第２端子はｉ番目の負荷ユニットの第２端子に結合し、ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットの第３端子は（ｉ＋１）番目の負荷ユニットの第１端子に結合し、各々の直列‐並列切り換えユニットの第４端子は接地に結合する。ここで、ｉは整数であり、1≦i≦(N-1)である。
【０００８】
さらに、制御モジュールは、入力電圧のレベル変化に応じて、直列‐並列切り換えユニットを第１状態または第２状態へ切り換える。ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットが第１状態にあるとき、その第１端子はその第３端子に導通し、その第２端子はその第４端子に導通する。そして、ｉ番目の直列‐並列切り換えユニットが第２状態にあるとき、その第１および第４の両端子はあらゆる端子と導通しないように絶縁され、その第２端子はその第３端子に導通する。
【０００９】
本発明は、Ｎ個の第１負荷ユニット、（Ｎ−１）個の第１直列‐並列切り換えユニット、第２直列‐並列切り換えユニット、および、制御モジュールを有する電子デバイスを提供する。ここで、Ｎは１より大きい整数である。第１負荷ユニットは、各々第１端子および第２端子を有し、１番目の第１負荷ユニットの第１端子は入力電圧を受け取るために用いられる。
【００１０】
さらに、第１直列‐並列切り換えユニットは、各々が、第１端子〜第４端子を有し、第１直列‐並列切り換えユニットの第１端子は、１番目の第１負荷ユニットの第１端子に結合し、ｉ番目の第１直列‐並列切り換えユニットの第２端子は、ｉ番目の第１負荷ユニットの第２端子に結合し、ｉ番目の第１直列‐並列切り換えユニットの第３端子は、（ｉ＋１）番目の第１負荷ユニットの第１端子に結合し、第１直列‐並列切り換えユニットの第４端子は、Ｎ番目の第１負荷ユニットの第２端子に結合する。ここで、ｉは整数であり、1≦i≦(N-1)である。
【００１１】
さらに、第２直列‐並列切り換えユニットは第１端子〜第４端子を有する。第２直列‐並列切り換えユニットの第１端子は入力電圧を受け取り、第２直列‐並列切り換えユニットの第２端子は、Ｎ番目の第１負荷ユニットの第２端子に結合し、第２直列‐並列切り換えユニットの第４端子は接地に結合する。制御モジュールは、入力電圧のレベル変化に応じて、第１直列‐並列切り換えユニットおよび第２直列‐並列切り換えユニットを、第１状態または第２状態へ切り換える。ｉ番目の第１直列‐並列切り換えユニットが第１状態にあるとき、その第１端子はその第３端子に導通し、第２端子はその第４端子に導通する。そして、ｉ番目の第１直列‐並列切り換えユニットが第２状態にあるとき、その第１および第４端子は共に、他のあらゆる端子に導通せずに絶縁され、その第２端子はその第３端子に導通する。第２直列‐並列切り換えユニットが第１状態にあるとき、その第１端子はその第３端子に導通し、第２端子はその第４端子に導通する。そして、第２直列‐並列切り換えユニットが第２状態にあるとき、第１および第４端子の両者は他のあらゆる端子に導通せずに絶縁され、その第２端子はその第３端子に導通する。
【００１２】
上記によれば、直列‐並列切り換えユニットの状態は、入力電圧のレベル変化に応じて切り換えられ、負荷ユニットの接続状態は、入力電圧のレベル変化と共に変化する。このようにして、電子デバイスは、組み込み型ＡＣ／ＤＣ変換器または変圧器を用いることなくＡＣ商用電源を通じて負荷ユニットを制御できる。したがって、従来技術と比較して、本発明の電子デバイスは、小型化および利便性の利点を有する。
【００１３】
本発明の上述ならびに他の特徴および利点を理解できるように、いくつかの例示的な実施形態を以下に図面とともに詳述する。
【００１４】
添付図面は、本発明についてのさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に含まれ明細書の一部を構成している。図面は、記述とともに発明の実施形態を示し、本発明の原則を説明するものとして働く。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による照明デバイスを示す回路図である。
【図２】本発明の一実施形態によるシャント制御ユニットを示す回路ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による電圧制御ユニットを示す回路図である。
【図４】本発明の一実施形態による直列‐並列切り換えユニットを示す回路図である。
【図５】本発明の他の実施形態による直列‐並列切り換えユニットを示す回路図である。
【図６】本発明の他の実施形態による電子デバイスを示す回路図である。
【図７Ａ】図６の負荷ユニットの接続関係を示す回路図である。
【図７Ｂ】図６の負荷ユニットの接続関係を示す回路図である。
【図７Ｃ】図６の負荷ユニットの接続関係を示す回路図である。
【図７Ｄ】図６の負荷ユニットの接続関係を示す回路図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態による電子デバイスを示す回路図である。
【図９Ａ】図８の負荷ユニットの接続関係を示す回路図である。
【図９Ｂ】図８の負荷ユニットの接続関係を示す回路図である。
【図９Ｃ】図８の負荷ユニットの接続関係を示す回路図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態による電子デバイスを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態による電子デバイスを示す回路図である。図１を参照すると、電子デバイス１００は、整流ユニット１１０、Ｎ個の負荷ユニット１０１〜１０５、（Ｎ−１）個の直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４４、および、制御モジュール１５０を含む。ここで、Ｎは１より大きい整数である。制御モジュール１５０は、（Ｎ−１）個の直列‐並列制御ユニット１６１〜１６４、および、降圧ユニット１７０を含む。なお、電子デバイス１００は、負荷ユニット１０１〜１０５を光源として用いる照明デバイスである。したがって、実際の構造では、負荷ユニット１０１〜１０５は、各々が、発光ダイオード（ＬＥＤ）列およびシャント制御ユニットを含む。例えば、ＬＥＤ列は１２１〜１２５であり、Ｎ個のシャント制御ユニットは１３１〜１３５である。電子デバイス１００は、さらに電圧制御ユニット１８０を含む。電圧制御ユニット１８０は、負荷ユニット１０１〜１０５内のシャント制御ユニット１３１〜１３５が必要とする電力を供給するために用いられる。
【００１７】
図１を参照すると、整流ユニット１１０は交流（ＡＣ）電圧ＡＣを整流するために用いられ、例えば、全波整流器である。このようにして、整流ユニット１１０は、入力電圧ＶＩＮをＬＥＤ列１２１へ出力する。負荷ユニット１０１は、第１端子および第２端子を有し、ＬＥＤ列１２１およびシャント制御ユニット１３１を含む。ＬＥＤ列１２１は、負荷ユニット１０１における第１端子の電圧を受け取るために用いられる。さらに、ＬＥＤ列１２１は、Ｍ個のＬＥＤ、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４を含み、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４は直列に接続される。ここで、Ｍは１より大きい整数である。シャント制御ユニット１３１は、ＬＥＤ列１２１および負荷ユニット１０１の第２端子に結合する。全体の動作を考慮すると、シャント制御ユニット１３１は、時間とともに変化する入力電圧ＶＩＮの変化を検出し検出結果を得ることができる。
【００１８】
さらに、シャント制御ユニット１３１はＭ個のシャント経路ＰＴ１〜ＰＴ４を提供し、Ｍ個のシャント経路ＰＴ１〜ＰＴ４を通じて、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の各々は負荷ユニット１０１の第２端子に導通する。したがって、シャント制御ユニット１３１は、入力電圧ＶＩＮが時間とともに増加するとき、第１のシャント経路ＰＴ１から始まる順番でシャント経路ＰＴ１〜ＰＴ４を１つずつオンし、入力電圧ＶＩＮが時間とともに減少するとき、Ｍ番目のシャント経路ＰＴ４から始まる順番でシャント経路ＰＴ１〜ＰＴ４を１つずつオフする。このようにして、入力電圧ＶＩＮが時間とともに増加する過程において、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４は１つずつオンし、その電流はターゲット電流付近に維持される。これと比較して、入力電圧ＶＩＮが時間とともに減少する過程においては、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４は１つずつオフし、その電流は、やはりターゲット電流付近に維持される。
【００１９】
同様に、ＬＥＤ列１２２〜１２５は、各々がＬＥＤ列１２1の回路構造と同じ構造を有する。すなわち、ＬＥＤ列１２１〜１２５は、各々が、直列に接続したＭ個のＬＥＤを有する。一方、シャント制御ユニット１３２〜１３５は、各々が、シャント制御ユニット１３１の回路構造と同じ構造を有する。したがって、シャント制御ユニット１３２は、Ｍ個のシャント経路を通じて、ＬＥＤ列１２２内の各々のＬＥＤの電流を制御することもできる。同様に、シャント制御ユニット１３３は、Ｍ個のシャント経路を通じて、ＬＥＤ列１２３内の各々のＬＥＤの電流を制御することもできる。シャント制御ユニット１３４および１３５の操作メカニズムは類推により推定できる。
【００２０】
実際のアプリケーションにおいては、ＬＥＤ列１２１〜１２５は、各々が異なる数のＬＥＤを有することができる。例えば、ＬＥＤ列１２１が直列に接続した複数の青色ＬＥＤにより形成され、ＬＥＤ列１２２が直列に接続した複数の赤色ＬＥＤにより形成されている場合、ＬＥＤ列１２１において直列に接続されているＬＥＤの数ＮＵＭ１は、ＬＥＤ列１２２において直列に接続されているＬＥＤの数ＮＵＭ２より少なくてもよい。例えば、ＮＵＭ１＝（２／３）×ＮＵＭ２であってもよい。このようにして、ＬＥＤ列１２１および１２２の端子間電圧（または最適動作電圧）を比較的近づけることができる。さらに、実際のアプリケーションにおいては、ＬＥＤ列１２１〜１２５の各々のＬＥＤは、１つのユニットとして働くように結合した複数のＬＥＤから構成することができる。すなわち、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の各々のＬＥＤは、直列‐並列、または、それらの組み合わせにより接続した複数のＬＥＤであってよい。
【００２１】
なお、電子デバイス１００においては、負荷ユニット１０１〜１０５の接続状態は、直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４４によって切り換え可能である。このようにして、電子デバイス１００は、各々のＬＥＤ列１２１〜１２５で低下した電圧を調整し、整流された入力電圧が大きく変化する場合においても、ＬＥＤ列１２１〜１２５が、最も効率よく動作する電圧範囲および電流範囲をさらに維持するようにすることができる。
【００２２】
例えば、直列‐並列切り替えユニット１４１〜１４４は、各々が、第１端子〜第４端子ＴＭ１１〜ＴＭ１４を含む。直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４４の第１端子ＴＭ１１は、入力電圧ＶＩＮを受け取り、直列‐並列切り換えユニットの第４端子ＴＭ１４は全て接地に結合する。さらに、直列‐並列切り換えユニット１４１の第２端子ＴＭ１２は、負荷ユニット１０１の第２端子に結合し、直列‐並列切り換えユニット１４１の第３端子ＴＭ１３は、負荷ユニット１０２の第１端子に結合する。加えて、直列‐並列切り換えユニット１４２の第２端子ＴＭ１２は、負荷ユニット１０２第２端子に結合し、直列‐並列切り換えユニット１４２の第３端子ＴＭ１３は、負荷ユニット１０３の第１端子に結合する。直列‐並列切り換えユニット１４３〜１４４および負荷ユニット１０３〜１０５の接続関係は類推により推定できる。
【００２３】
全体の動作を見ると、直列‐並列切り換えユニット１４１が第１状態を維持されるとき、直列‐並列切り換えユニット１４１は、第１端子ＴＭ１１と第３端子ＴＭ１３とを導通させ、第２端子ＴＭ１２と第４端子ＴＭ１４とを導通させる。このようにして、負荷ユニット１０１は負荷ユニット１０２と並列に接続される。これと比較して、直列‐並列切り換えユニット１４１が第２状態を維持されるとき、直列‐並列切り換えユニット１４１は、第１端子ＴＭ１１と第４端子ＴＭ１４とを絶縁し、第２端子ＴＭ１２と第３端子ＴＭ１３とを導通させる。このようにして、負荷ユニット１０１は負荷ユニット１０２と直列に接続される。また、直列‐並列切り換えユニット１４２〜１４４は、各々が、直列‐並列切り換えユニット１４１と同じ回路構造を有し、負荷ユニット１０２〜１０５の接続関係を制御する。
【００２４】
他方では、電子デバイス１００においては、制御モジュール１５０内の降圧ユニット１７０および直列‐並列制御ユニット１６１〜１６４を用いて、直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４４の状態を制御する。ここで、降圧ユニット１７０は、入力電圧ＶＩＮを検出するために用いられ、それに応じて、入力電圧ＶＩＮを参照して複数のトリガー信号を発生する。これと比較して、直列‐並列制御ユニット１６１〜１６４は、トリガー信号に応じて、直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４４の状態を制御し、直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４４を第１状態または第２状態へ切り換える。
【００２５】
実際のアプリケーションにおいては、直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４４の初期状態は第１状態に維持されていて、負荷ユニット１０１〜１０５は並列に接続している。すなわち、入力電圧ＶＩＮが徐々に増加するとき、最初はＬＥＤ列１２１〜１２５は並列に接続されている。各々のＬＥＤ列１２１〜１２５での降下電圧は同じであり、シャント制御ユニット１３１〜１３５がＬＥＤ列１２１〜１２５の電流を調整することができ、これによりＬＥＤ列１２１〜１２５の各々は安定した光源を提供することができる。しかしながら、過度に高い電圧が各々のＬＥＤ列１２１〜１２５で降下すると、ＬＥＤ列１２１〜１２５の電圧は所定値を超え、ＬＥＤ列１２１〜１２５は低効率の動作範囲に入ってしまう。上述の状態を避けるため、入力電圧ＶＩＮがある電圧値まで増加すると、電子デバイス１００の直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４４は、ＬＥＤ列１２１〜１２５の接続関係を切り換えることができる。
【００２６】
例えば、Ｎ＝４を例として説明する。すなわち、電子デバイス１００が４つの負荷ユニット１０１〜１０４、３つの直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４３および３つの直列‐並列制御ユニット１６１〜１６３を含む場合である。最初は、降圧ユニット１７０はトリガー信号を発生しない。直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４４は第１状態を維持され、ＬＥＤ列１２１〜１２４は並列に接続される。
【００２７】
しかしながら、入力電圧ＶＩＮが特定電圧値まで増加すると、低下させた入力電圧ＶＩＮが第1所定電圧（例えば、４０Ｖ）を守る場合、降圧ユニット１７０は第１トリガー信号を出力する。直列‐並列制御ユニット１６１および１６３は、第１トリガー信号に応じて直列‐並列切り換えユニット１４１および１４３を第１状態から第２状態へ切り換える。このようにして、ＬＥＤ列１２１および１２２は直列に接続され連結列を形成し、ＬＥＤ列１２３および１２４は直列に接続され他の連結列を形成する。さらに、ＬＥＤ列１２２および１２３は並列接続を維持される。すなわち、２つの連結列は並列に接続される。ＬＥＤ列１２１および１２２が直列に接続され、ＬＥＤ列１２３および１２４が直列に接続されているため、ＬＥＤ列１２１〜１２４で降下する電圧は減少し、ＬＥＤ列１２１および１２２において発光するＬＥＤの数は減少する。
【００２８】
これと比較して、入力電圧ＶＩＮが継続して他の電圧値に増加すると、低下させた入力電圧ＶＩＮが第２の所定の電圧値（例えば、８０Ｖ）を守る場合は、降圧ユニット１７０は第２トリガー信号を出力する。直列‐並列切り換えユニット１６２は、第２トリガー信号に応じて直列‐並列切り換えユニット１４２を第１状態から第２状態へ切り換え、直列‐並列制御ユニット１６１および１６３は、まだトリガーされた状態を維持する。このようにして、直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４３は全て第２状態を維持し、ＬＥＤ列１２１〜１２４は直列に接続される。
【００２９】
言い換えれば、電子デバイス１００の全体の操作メカニズムに関しては、入力電圧ＶＩＮが継続的に増加すると、最初はＬＥＤ列１２１〜１２５は直列に接続されていて、その後、ＬＥＤ列１２１〜１２５内の２つの列ごとに直列に接続され連結列を形成し、これらの連結列は並列接続を維持される。その後、入力電圧ＶＩＮが継続的に他の電圧値に増加すると、ＬＥＤ列１２１〜１２５内の３つの列ずつ直列に接続され連結列を形成し、これらの連結列は並列接続を維持される。類推から導くと、入力電圧が継続的に増加すると、連結列において直列に接続されたＬＥＤ列の数が徐々に増え、並列に接続された連結列の数が徐々に減少する。これは、全てのＬＥＤ列１２１〜１２５が直列に接続されるまで続く。
【００３０】
これと比較して、入力電圧ＶＩＮが時間とともに減少すると、最初は、ＬＥＤ列１２１〜１２５は直列に接続されていて、その後、ＬＥＤ列１２１〜１２５は並列に接続する２つの連結列に分けられる。その後、入力電圧ＶＩＮが他の電圧値に継続的に減少するとき、ＬＥＤ列１２１〜１２５は、並列に接続した３つの連結列に分けられる。類推から導くと、入力電圧ＶＩＮが継続的に減少すると、並列に接続した連結列の数が徐々に増加し、連結列において直列に接続したＬＥＤ列の数が徐々に減少する。これは、ＬＥＤ列１２１〜１２５が並列に接続されるまで続く。
【００３１】
このように、ＡＣ電圧ＡＣのレベルが継続的に変化するにつれて、電子デバイス１００はまず直列‐並列切り換えユニット１４１〜１４４を用いて直列に接続されるＬＥＤ列１２１〜１２５の数を調整し、ＬＥＤ列１２１〜１２５の各々の電流を粗調整する。その後、電子デバイス１００はシャント制御ユニット１３１〜１３５を用い、ＬＥＤ列１２１〜１２５内の各々のＬＥＤの電流を微調整する。このようにして、ＡＣ電圧ＡＣにより駆動されたＬＥＤ列１２１〜１２５は安定した光源を維持できる。これと比較して、電子デバイス１００は、組み込み型ＡＣ／ＤＣ変換器または変圧器を用いることなくＡＣ商用電源を通じて、ＬＥＤ列１２１〜１２５を制御することができ、電子デバイス１００は、小型化および利便性の利点を有する。
【００３２】
なお、電子デバイス１００にＡＣ／ＤＣ変換器が組み込まれていない場合、電子デバイス１００は、ＬＥＤ列１２１〜１２５によって形成される複数のノード電圧を抽出して、その内部回路を駆動する。例えば、電子デバイス１００は、さらに、電圧制御ユニット１８０を含み、電圧制御ユニット１８０はシャント制御ユニット１３１〜１３５に結合する。電圧制御ユニット１８０は、入力電圧ＶＩＮに応じて基準電圧を発生し、ＬＥＤ列１２１〜１２５によって形成される複数のノード電圧を抽出する。例えば、ＬＥＤ列１２１内の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の間のノード電圧Ｖ１〜Ｖ３を抽出する。このようにして、電圧制御ユニット１８０は、電源電圧ＶＳとして働く基準電圧よりも大きいノード電圧の中から１つのノード電圧を選択し、対応するシャント制御ユニット１３１〜１３５を駆動するために電源電圧ＶＳを使用する。このようにして、電子デバイス１００の消費電力を効率的に減らすことができる。
【００３３】
当業者に本発明の精神を十分に伝えるため、シャント制御ユニット１３１の内部回路構成、直列‐並列切り換えユニット１４１および電圧制御ユニット１８０について、以下にさらに詳述する。
【００３４】
図２は、本発明の一実施形態によるシャント制御ユニットを示す回路ブロック図である。図２は、さらにＬＥＤ列１２１を示し、負荷ユニット１０１の２つの端子ＴＭ２１およびＴＭ２２を示す。図２を参照すると、シャント制御ユニット１３１は、電圧センサ２１０、基準電流発生器２２０、電流制御器２３０、および、Ｍ個の電流制御器２４１〜２４４を含む。全体の構造を見ると、電流制御器２４１〜２４４は、ＬＥＤ列１２１内の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４に結合してシャント経路ＰＴ１〜ＰＴ４を提供する。発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４は、ＰＴ１〜ＰＴ４を通じて負荷ユニット１０１の第２端子ＴＭ２２に導通する。電流制御器２３０は、電圧センサ２１０、基準電流発生器２２０および電流制御器２４１〜２４４に結合する。
【００３５】
全体の動作を見ると、電圧センサ２１０は、時間とともに変化する入力電圧ＶＩＮの変化を検出するために用いられ、対応する電圧変化検出信号ＳＥＶを発生する。基準電流発生器２２０は基準電流信号ＩＲＥＦを発生するために用いられる。電流制御器２４１は、シャント経路ＰＴ１を通って流れる電流、すなわち、ＬＥＤ列１２１内の発光ダイオードＬＥＤ１とＬＥＤ２に流れる電流の差を検出するために用いられる。同様に、電流制御器２４２〜２４４は、各々が、シャント経路ＰＴ２〜ＰＴ４を通って流れる電流を検出する。電流制御器２４１〜２４４は、さらに、電流制御器２３０への対応する電流検出信号Ｉ２１〜Ｉ２４を発生する。電流検出信号Ｉ２１〜Ｉ２４は、電流制御器２３０へ供給するための、対応するアナログ電圧またはデジタル信号に変換することができる。
【００３６】
電流制御器２３０は、電流検出信号Ｉ２１〜Ｉ２４を累積することによってＬＥＤ１の電流を得ることができ、電流検出信号Ｉ２２〜Ｉ２４を累積することによってＬＥＤ２の電流を得ることができる。類推により推定すると、電流制御器２３０は、電流検出信号Ｉ２１〜Ｉ２４に応じて、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４の電流情報を得る。さらに、電流制御器２３０は、ターゲット電流信号を発生するために、基準電流信号ＩＲＥＦと所定の倍数を掛け合わせる。このようにして、電流制御器２３０は、ターゲット電流信号を電流検出信号Ｉ２１〜Ｉ２４と比較し、シャント制御信号Ｓ２１〜Ｓ２４を通じて、シャント経路ＰＴ１〜ＰＴ４を通って流れる電流がターゲット電流よりも小さくなるように制限する。なお、シャント経路ＰＴ１〜ＰＴ４を通って流れる電流を制限する動作中に、電流制御器２３０は、電圧センサ２１０によって発生される電圧変化検出信号ＳＥＶを参照して、シャント経路ＰＴ１〜ＰＴ４を正確に制御することができる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者であれば実際の設計要求に応じて電圧センサ２１０を使用するか否かを決定することができる。
【００３７】
シャント経路ＰＴ１〜ＰＴ４の詳細な動作に関しては、入力電圧ＶＩＮが最低値から、ＬＥＤ１を点灯するには十分であるが発光ダイオードＬＥＤ１とＬＥＤ２を同時に点灯するには十分でない値に増加すると、シャント経路ＰＴ１を通って流れる電流は、「０」からターゲット電流に徐々に増加する。入力電圧ＶＩＮが同時に発光ダイオードＬＥＤ１とＬＥＤ２を点灯するには十分な値であるが、同時に発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３を点灯するには十分でない値に増加したときは、シャント経路ＰＴ２を通って流れる電流は、「０」から徐々に増加する。電流制御器２３０が電流検出信号Ｉ２２を検出すると、電流制御器２３０は、ＬＥＤ１を通って流れる電流をターゲット電流付近に維持するために、シャント制御信号Ｓ２１を用いてシャント経路ＰＴ１を通って流れる電流を調整する。ＬＥＤ１を通って流れる電流は、シャント経路ＰＴ１を通って流れる電流とシャント経路ＰＴ２を通って流れる電流の和と同等である。
【００３８】
電流制御器２３０は、同時に、シャント制御信号Ｓ２２を用いてシャント経路ＰＴ２を通って流れる電流を制御し、シャント経路ＰＴ２を通って流れる電流がターゲット電流より大きくならないようにする。同様に、電流制御器２３０が電流検出信号Ｉ２３を検出すると、電流制御器２３０は、シャント制御信号Ｓ２１およびＳ２２を用いて、シャント経路ＰＴ１およびＰＴ２を通って流れる電流を調整し、発光ダイオードＬＥＤ１およびＬＥＤ２を通って流れる電流をターゲット電流付近に維持し、シャント経路ＰＴ３を通って流れる電流がターゲット電流よりも大きくならないように制御する。ＬＥＤ２を通って流れる電流は、シャント経路ＰＴ２を通って流れる電流とシャント経路ＰＴ３を通って流れる電流の和と同等である。電流制御器２４３〜２４４の制御メカニズムは類推により推定できる。このようにして、ＬＥＤ列１２１は、ターゲット電流付近での動作を維持することができ、入力電圧ＶＩＮに応じて、「点灯できる」最大数のＬＥＤを点灯することができる。
【００３９】
図３は、本発明の一実施形態による電圧制御ユニットを示す回路図である。図３を参照すると、電圧制御ユニット１８０は、抵抗Ｒ１、Ｒ２およびＲ３１〜Ｒ３３，ツェナーダイオードＺＤ１、Ｎ型トランジスタＭＮ１およびＭＮ２１〜ＭＮ２３、ダイオードＤ１およびＤ２１〜Ｄ２４、および、キャパシタＣ１を含む。電圧制御ユニット１８０は、ＬＥＤ列１２１から形成されるノード電圧Ｖ１〜Ｖ３を抽出して、電源電圧ＶＳを発生するものと仮定する。ここで、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３である。
【００４０】
図３を参照すると、抵抗Ｒ１およびＲ２の第１端子は入力電圧ＶＩＮを受け取る。ツェナーダイオードＺＤ１のカソードは抵抗Ｒ１の第２端子に結合し、アノードは接地に結合する。Ｎ型トランジスタＭＮ１の第１端子は抵抗Ｒ２の第２端子に結合し、その制御端子はツェナーダイオードＺＤ１のカソードに結合する。ダイオードＤ１のアノードはＮ型トランジスタＭＮ１の第２端子に結合し、そのカソードは電源電圧ＶＳを発生するために用いられる。キャパシタＣ１の第１端子はダイオードＤ１のカソードに結合し、その第２端子は接地に結合する。
【００４１】
一方、ダイオードＤ２１〜Ｄ２３のアノードは、各々がノード電圧Ｖ１〜Ｖ３を受け取り、抵抗Ｒ３１〜Ｒ３３の第１端子は、各々がダイオードＤ２１〜Ｄ２３のカソードに結合する。さらに、Ｎ型トランジスタＭＮ２１の第１端子は抵抗Ｒ３１の第２端子に結合し、Ｎ型トランジスタＭＮ２１の制御端子はツェナーダイオードＺＤ１カソードに結合し、Ｎ型トランジスタＭＮ２１の第２端子はキャパシタＣ１の第１端子に結合する。Ｎ型トランジスタＭＮ２２の第１端子は抵抗Ｒ３２の第２端子に結合し、Ｎ型トランジスタＭＮ２２の制御端子はツェナーダイオードＺＤ１のカソードに結合し、Ｎ型トランジスタＭＮ２２の第２端子はキャパシタＣ１の第１端子に結合する。Ｎ型トランジスタＭＮ２３の第１端子は抵抗Ｒ３３の第２端子に結合し、Ｎ型トランジスタＭＮ２３の制御端子はツェナーダイオードＺＤ１のカソードに結合し、Ｎ型トランジスタＭＮ２３の第２端子はキャパシタＣ１の第１端子に結合する。
【００４２】
全体の動作を見ると、電圧制御ユニット１８０は、Ｒ１およびツェナーダイオードＺＤ１を用いて、Ｎ型トランジスタＭＮ２１〜ＭＮ２３の制御端子の電圧を特定電圧（例えば、５．７Ｖ）に維持する。このようにして、抵抗Ｒ２、Ｎ型トランジスタＭＮ１、ダイオードＤ１およびキャパシタＣ１によって形成される電流ループは、入力電圧ＶＩＮが過度に低くてＮ型トランジスタＭＮ２１〜ＭＮ２３が、電源電圧ＶＳを確立するための電力を有効にＣ１に供給できない場合は、基準電圧に応じて速やかに一次電源電圧ＶＳを発生することができ、それに応じて、利用のためにシャント制御ユニット１３１〜１３５へ一次電源電圧ＶＳを提供することができる。ダイオードＤ１は０．６〜０．７Ｖの電位差を提供することができるため、Ｎ型トランジスタのいずれかが動作すると、エネルギー効率の悪いこのような電力供給経路を断ち切ることができる。
【００４３】
さらに、電圧制御ユニット１８０において、Ｎ型トランジスタＭＮ２１からＭＮ２３のレイアウト面積はこの順に小さくなり、および、抵抗Ｒ３１〜Ｒ３３の抵抗値はこの順に大きくなる。したがって、ノード電圧Ｖ１〜Ｖ３が全て基準電圧より大きい場合は、ダイオードＤ２１、抵抗Ｒ３１およびＮ型トランジスタＭＮ２１によって形成される電流ループが主要な電源となる。ノード電圧Ｖ１〜Ｖ３のレベルは順に増加すること、すなわち、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３であり、電圧制御ユニット１８０は、電源電圧ＶＳとして働くために最初に最もレベルが低い電圧Ｖ１を選択することが知られている。言い換えれば、入力電圧ＶＩＮおよびノード電圧Ｖ１〜Ｖ３が全て変化した場合、電圧制御ユニット１８０は、電源電圧として働くために、基準電圧より大きく基準電圧に最も近いノード電圧をノード電圧Ｖ１〜Ｖ３から選択する。すなわち、最も消費電力の小さい経路を選択し電力を供給する。
【００４４】
図４は、本発明の一実施形態による直列‐並列切り換えユニットを示す回路図である。図４を参照すると、直列‐並列切り換えユニット１４１は、Ｐ型トランジスタＭＰ１、ダイオードＤ３、Ｎ型トランジスタＭＮ３、第１電位制御ユニット４１０および第２電位制御ユニット４２０を含む。第１電位制御ユニット４１０は、抵抗Ｒ４およびＲ５、ツェナーダイオードＺＤ２ならびにＰ型トランジスタＭＰ２を含む。第２電位制御ユニット４２０は、抵抗Ｒ６およびＲ７、ツェナーダイオードＺＤ３ならびにＮ型トランジスタＭＮ４を含む。直列‐並列切り換えユニット１４１は、直列‐並列制御ユニット１６１が発生する切り換え信号Ｓ４１によって制御される。
【００４５】
図４に示すように、抵抗Ｒ４の第１端子は直列‐並列切り換えユニット１４１の第１端子ＴＭ１１に結合する。ツェナーダイオードＺＤ２および抵抗Ｒ４は並列に接続し、Ｐ型トランジスタＭＰ２を保護する。抵抗Ｒ５の第１端子は抵抗Ｒ４の第１端子に結合する。Ｐ型トランジスタＭＰ２の第１端子は抵抗Ｒ５の第２端子に結合し、Ｐ型トランジスタＭＰ２の制御端子はＲ４の第２端子に結合し、直列‐並列制御ユニット１６１から切り換え信号Ｓ４１を受け取るために用いられる。一方、抵抗Ｒ６の第１端子はＰ型トランジスタＭＰ２の第２端子に結合し、その第２端子は直列‐並列切り換えユニット１４１の第４端子ＴＭ１４に結合する。ツェナーダイオードＺＤ３および抵抗Ｒ６は、Ｎ型トランジスタＭＮ４を保護するために並列に接続する。Ｎ型トランジスタＭＮ４の第１端子は直列‐並列切り換えユニット１４１の第１端子ＴＭ１１に結合し、その制御端子は抵抗Ｒ６の第１端子に接続する。抵抗Ｒ７の第１端子はＮ型トランジスタＭＮ４の第２端子に結合し、その第２端子は抵抗Ｒ６の第２端子に結合する。
【００４６】
一方、Ｐ型トランジスタＭＰ１の第１端子は直列‐並列切り換えユニット１４１の第１端子ＴＭ１１に結合し、その制御端子は抵抗Ｒ５の第２端子に結合し、その第２端子は直列‐並列切り換えユニット１４１の第３端子ＴＭ１３に結合する。ダイオードＤ３のカソードはＰ型トランジスタＭＰ１の第２端子に結合し、そのアノードは直列‐並列切り換えユニット１４１の第２端子ＴＭ１２に結合する。Ｎ型トランジスタＭＮ３の第１端子はダイオードＤ３のアノードに結合し、その制御端子は抵抗Ｒ７の第１端子に結合し、その第２端子は直列‐並列切り換えユニット１４１の第４端子ＴＭ１４に結合する。
【００４７】
全体の動作を見ると、切り換え信号Ｓ４１のレベルが切り換えられるとともに、第１電位制御ユニット４１０および第２電位制御ユニット４２０は同期して動作し、直列‐並列切り換えユニット１４１を第１状態または第２状態に切り換える。直列‐並列切り換えユニット１４１が第１状態を維持するときは、Ｐ型トランジスタＭＰ１およびＮ型トランジスタＭＮ３は導通状態を維持して、直列‐並列切り換えユニット１４１の第１端子ＴＭ１１と第３端子ＴＭ１３とが電気的に接続し、直列‐並列切り換えユニット１４１の第２端子ＴＭ１２と第４端子ＴＭ１４とが電気的に接続する。比較すると、直列‐並列切り換えユニット１４１が第２状態を維持するときは、Ｐ型トランジスタＭＰ１およびＮ型トランジスタＭＮ３は非導通状態を維持し、ダイオードＤ３が導通する。直列‐並列切り換えユニット１４１の第２端子ＴＭ１２と第３端子ＴＭ１３とが電気的に接続され、直列‐並列切り換えユニット１４１の第１端子ＴＭ１１と第４端子ＴＭ１４とは電気的に接続されない。直列‐並列切り換えユニット１４１の第２端子ＴＭ１２に接続する負荷ユニット１０１と直列‐並列切り換えユニット１４１の第３端子ＴＭ１３に接続する負荷ユニット１０２とは、直列に接続される。
【００４８】
なお、図４の直列‐並列切り換えユニット１４１は切り換え信号Ｓ４１を用いて第１電位制御ユニット４１０を制御し、その後、第１電位制御ユニット４１０は第２電位制御ユニット４２０を駆動し、第１電位制御ユニット４１０と第２電位制御ユニットとは同期して動作する。しかしながら、実際のアプリケーションにおいては、図５に示すように、第１電位制御ユニット４１０および第２電位制御ユニット４２０の同期した動作を達成するために、直列‐並列切り換えユニットは、切り換え信号Ｓ４１を用いて第２電位制御ユニット４２０を制御し、その後、第２電位制御ユニット４２０は第１電位制御ユニット４１０を駆動することができる。図４の直列‐並列切り換えユニット１４１と異なり、図５の直列‐並列切り換えユニット１４１においては、第２電位制御ユニット４２０はＮ型トランジスタＭＮ４の制御端子を通じて切り換え信号Ｓ４１を受け取り、第１電位制御ユニット４１０は、Ｐ型トランジスタＭＰ２の第２端子を通じて直列‐並列切り換えユニット１４１の第４端子ＴＭ１４に結合する。さらに、第２電位制御ユニット４２０は、Ｎ型トランジスタＭＮ４の第１端子を通じて第１電位制御ユニット４１０内のＰ型トランジスタＭＰ２の制御端子に結合する。なお、図５に示すダイオードＤ３は、一方向の導通効果または双方向の導通効果をもつ等価回路によって実現できる。第１電位制御ユニット４１０および第２電位制御ユニット４２０は、他の制御回路によっても実現できる。
【００４９】
図６は本発明の他の実施形態による電子デバイスを示す回路図である。図６を参照すると、電子デバイス６００は複数の負荷ユニット６１１〜６１６、複数の直列‐並列切り換えユニット６２１〜６２５、および制御モジュール６３０を含む。図１の実施形態と同様に、電子デバイス６００は、負荷ユニット６１１〜６１６の接続関係を切り換えるために、制御モジュール６３０を用いて直列‐並列切り換えユニット６２１〜６２５を制御することができる。
【００５０】
図６に示す実施形態においては、負荷ユニット６１１〜６１６の接続関係が変わるにつれて、異なる直列‐並列の接続関係を実現することができる。例えば、表１および図７Ａ〜７Ｄに示すように、直列‐並列切り換えユニット６２１〜６２５が全て第１状態（並列状態）のとき、図７Ａに示すように負荷ユニット６１１〜６１６が全て並列に接続されるという効果が得られる。直列‐並列切り換えユニット６２１、６２３および６２５が全て第２状態（直列状態）であり、直列‐並列切り換えユニット６２２および６２４が全て第１状態（並列状態）であるとき、図７Ｂに示すように負荷ユニット６１１〜６１６が２つずつ直列に接続されるという効果が得られる。直列‐並列切り換えユニット６２１、６２２、６２４および６２５が全て第２状態（直列状態）であり、直列‐並列切り換えユニット６２３が第１状態（並列状態）であるとき、図７Ｃに示すように負荷ユニット６１１〜６１６が３つずつ直列に接続されるという効果が得られる。直列‐並列切り換えユニット６２１〜６２５が全て第２状態（直列状態）であるとき、図７Ｄに示すように負荷ユニット６１１〜６１６が全て直列に接続されるという効果が得られる。
【００５１】
【表１】
2011091393.tif 000003
【００５２】
さらに、図６と図１の実施形態どうしの主な相違は、負荷ユニット６１１〜６１６が、各々が、抵抗、キャパシタ、インダクタ、ダイオード、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、発光ダイオード、レーザーダイオード、光センサ、信号受信器、信号送信器、バッテリー、ＤＣ電源、または、これらの組み合わせを含んでもよいことである。したがって、負荷ユニット６１１〜６１６の構成要素が異なるため、外部電源が適切でないときにＬＥＤに電源を供給するために、１つまたは複数の負荷ユニット６１１〜６１６を、エネルギーを蓄積するために用いることができる。
【００５３】
さらに、１つまたは複数の負荷ユニット６１１〜６１６は、発光輝度またはクロミナンス（色）を調整する効果を達成するための制御モジュール内の基準電流値を調整するために、外部の有線信号または無線信号を受け取るために用いることができる。さらに、１つまたは複数の負荷ユニット６１１〜６１６は、他の外部制御システムに信号を送るため、他のＬＥＤ列を制御するために用いることができる。さらに、１つまたは複数の負荷ユニット６１１〜６１６は、利用のために他のシステムに電力を供給するための安定した電源として用いることができる。
【００５４】
なお、負荷ユニット６１１〜６１６が追加的な電源を必要としないときは、電子デバイス６００における図１の電圧制御ユニット１８０の構成は不要である。さらに、図１の整流ユニット１１０は、電子デバイス６００内に整流ユニットを選択的に構成することができるように、設計要求に応じて外部回路に配置することもできる。電子デバイス６００の詳細な回路構成および構成要素の動作原理は、前述の実施形態において説明されている。このため、それらの詳細な説明は繰り返さない。
【００５５】
さらにまた、図１および図６の直列‐並列切り換えユニットの第１端子は全て入力電圧ＶＩＮ、すなわち最高電圧に結合していて、直列‐並列切り換えユニットの第４端子は全て接地、すなわち最低電圧に結合している。しかしながら、実際のアプリケーションにおいては、直列‐並列切り換えユニットおよび負荷ユニットは、同様の切り換え動作を達成するための他の方法に応じて結合することができる。
【００５６】
例えば、図８は本発明のさらに他の実施形態による電子デバイスを示す回路図である。電子デバイス８００は、複数の負荷ユニット８１１〜８１４、複数の直列‐並列切り換えユニット８２１〜８２３および制御モジュール８３０を含む。図８の実施形態と、図１および図６の実施形態との主な違いは、図８の実施形態においては、負荷ユニット８１１〜８１２および直列‐並列切り替えユニット８２１が一体ユニットとみなされ、負荷ユニット８１３〜８１４および直列‐並列切り換えユニット８２３は他の一体ユニットとみなされ、この２つの一体ユニットの間の直列‐並列接続は、直列‐並列切り換えユニット８２２によって制御されることである。さらに、詳細な接続関係に関して、直列‐並列切り換えユニット８２１の第４端子は、負荷ユニット８１２の第２端子に結合し、直列‐並列切り換えユニット８２３の第４端子は負荷ユニット８１４の第２端子に結合する。
【００５７】
さらに、図１および図６の実施形態と同様に、電子デバイス８００は、負荷ユニット８１１〜８１４の接続関係を切り換えるために、制御モジュール８３０を用いて直列‐並列切り換えユニット８２１〜８２３の状態を制御することができる。例えば、図８の実施形態においては、表２および図９Ａ〜９Ｃに示すように、直列‐並列切り換えユニット８２１〜８２３が全て第１状態（並列接続）であるときは、図９Ａに示すように負荷ユニット８１１〜８１４が全て並列状態で接続されるという効果が得られる。直列‐並列切り換えユニット８２１および８２３が全て第２状態（直列接続）であり、直列‐並列切り換えユニット８２２が第１状態（並列接続）であるときは、図９Ｂに示すように、負荷ユニット８１１〜８１４が２つずつ直列状態で接続されるという効果が得られる。直列‐並列切り換えユニット８２１〜８２３が全て第２状態（直列接続）であるときは、図９Ｃに示すように、負荷ユニット８１１〜８１４が全て直列状態で接続されるという効果が得られる。
【００５８】
【表２】
2011091393.tif 000004
【００５９】
さらに、図８に示す負荷ユニット８１１〜８１４は、各々が、異なる受動素子、能動素子、または受動素子と能動素子の組み合わせを含むことができる。さらに、電子デバイス８００において、設計要求に応じて整流ユニットおよび電圧制御ユニットを選択的に構成することもできる。電子デバイス８００の詳細な回路構成および構成要素の動作原理は、前述の実施形態において説明されている。このため、それらの詳細な説明は繰り返さない。
【００６０】
なお、図１および図６の直列‐並列切り換えユニットと負荷ユニットとの結合方法が用いられるか、図８の結合方法が用いられるかにかかわらず、さらに電子デバイスの能力を高めるために、直列‐並列切り換えユニットおよびキャパシタを追加することができる。
【００６１】
例えば、直列‐並列切り換えユニット８０１およびキャパシタＣ８１は、図８の電子デバイス８００に追加され、負荷ユニット８１１〜８１４は、図１の負荷ユニット１０１〜１０５の回路構成と同じ回路構成を有し、すなわち、負荷ユニット８１１〜８１４は、各々が、ＬＥＤ列およびシャント制御ユニットを含み、電子デバイス８００は、負荷ユニット８１１〜８１４のシャント制御ユニットに必要な電圧源を提供するために、追加した電圧制御ユニットとともに構成されているものと仮定する。その上、さらに、負荷ユニット８１１〜８１４内のＬＥＤ列の動作電圧は１２Ｖ以上であり、最適な動作効率を達成するためには、好適には２０Ｖと４０Ｖの間であるものと仮定する。
【００６２】
この場合、最初は、負荷ユニット８１１〜８１４は全て並列に接続されている。その後、入力電圧ＶＩＮが０Ｖから１２Ｖまで最初に増加するまでのプロセス中には、入力電圧ＶＩＮは負荷ユニット８１１〜８１４の中のＬＥＤ列を発光させることができない。しかし、入力電圧ＶＩＮは、キャパシタ８１が電気的に１２Ｖの電圧を有することができるように、継続的にキャパシタＣ８１を充電することができる。入力電圧ＶＩＮが１２Ｖに最初に到達し２０Ｖより低い電圧であるとき、ＬＥＤ列は最適な動作範囲ではないが、負荷ユニット８１１〜８１４の中のＬＥＤ列は発光し、キャパシタＣ８１に蓄えられる電気的な量は徐々に２０Ｖまで増加する。入力電圧ＶＩＮが２０Ｖに最初に到達し４０Ｖより低い電圧であるとき、負荷ユニット８１１〜８１４の中のＬＥＤ列は最適な動作範囲にあり、キャパシタＣ８１に蓄えられた電気的な量は徐々に４０Ｖまで増加する。
【００６３】
入力電圧ＶＩＮが４０Ｖに最初に到達し８０Ｖよりも低い電圧であるとき、直列‐並列切り換えユニット８２１、８２３および８０１は第２状態（直列状態）に切り換えられ、負荷ユニット８１１〜８１４内のＬＥＤ列は、ＬＥＤ列が２つずつ直列に接続状態に切り換えられ、各々のＬＥＤ列の端子間電圧は入力電圧ＶＩＮの１／２になる。ＬＥＤ列の各々の端子間電圧は徐々に２０Ｖ（４０Ｖの半分）から４０Ｖ（８０Ｖの半分）まで増加し、キャパシタＣ８１は外部から絶縁され４０Ｖを維持しているが、ＬＥＤ列はまだ最適な電圧動作範囲内にある。
【００６４】
入力電圧ＶＩＮが８０Ｖに到達したとき、直列‐並列切り換えユニット８２１〜８２３および８０１は、全て第２状態（直列状態）に切り換えられ、ＬＥＤ列は全て直列に接続され、各々のＬＥＤ列の端子間電圧は入力電圧ＶＩＮの１／４になる。各々のＬＥＤ列の端子間電圧は２０Ｖ（８０Ｖの４分の１）と３９Ｖ（１１０ＶのＡＣ電圧が整流されて得られる最高電圧である１５５Ｖの４分の１）となり、ＬＥＤ列はまだ最適な電圧動作範囲内にある。さらに、キャパシタＣ８１はまだ外部から絶縁され４０Ｖを維持している。
【００６５】
入力電圧ＶＩＮが８０Ｖより小さい値に減少し４０Ｖより大きい値であるとき、直列‐並列切り換えユニット８２２は第１状態（並列状態）に切り換えられ、ＬＥＤ列は、ＬＥＤ列が２つごとに直列に接続されている状態に戻り、各々の端子間電圧は入力電圧ＶＩＮの１／２に戻る。各々のＬＥＤ列の端子間電圧は２０Ｖと４０Ｖの間となり、ＬＥＤ列はまだ最適な電圧動作範囲内にある。さらに、キャパシタＣ８１はまだ外部から絶縁され４０Ｖを維持している。
【００６６】
入力電圧ＶＩＮが４０Ｖより小さい値に減少したとき、直列‐並列切り換えユニット８２１〜８２３は全て第１状態（並列状態）に切り換えられ、ＬＥＤ列は並列に接続され、並列にキャパシタＣ８１に接続される。入力電圧ＶＩＮはキャパシタＣ８１の電圧よりも低くなり、キャパシタＣ８１は入力電圧ＶＩＮにとって代わってＬＥＤ列用のための電源になる。ここで、キャパシタＣ８１のキャパシタンスが十分である限り、２０Ｖを超える次の電圧増加サイクルまで、ＬＥＤ列を最適な電圧動作範囲（＞２０Ｖ）内に維持することができる。このようにして、光源のちらつき問題を取り除くために、ＬＥＤ列は発光状態を維持することができる。
【００６７】
なお、図８の電子デバイス８００においては、２つの負荷ユニットおよび１つの直列‐並列切り換えユニットが一体ユニットとみなされ、もう１つの直列‐並列切り換えユニットが全体の構成の直列‐並列接続を切り換えるために用いられている。しかしながら、実際のアプリケーションにおいては、当業者は図８の全体の構成を複数の負荷ユニットおよび複数の切り換えユニットに拡張することができる。
【００６８】
例えば、図１０は本発明のさらに他の実施形態による電子デバイスを示す回路図である。電子デバイス１０００は、複数の負荷ユニット１１００＿１〜１１００＿ｎおよび１２００＿１〜１２００＿ｎ、複数の直列‐並列切り換えユニット１３００＿１〜１３００＿ｍ、１４００、１５００＿１〜１５００＿ｍおよび１６００、ならびに、制御モジュール１７００を含む。図１０においては、負荷ユニット１１００＿１〜１１００＿ｎ、および、直列‐並列切り換えユニット１３００＿１〜１３００＿ｍは一体の構成とみなされ、負荷ユニット１２００＿１〜１２００＿ｎ、および、直列‐並列切り換えユニット１５００＿１〜１５００＿ｍはもう１つの一体の構成とみなされ、２つの一体の構成の間の直列‐並列切り換えは直列‐並列切り換えユニット１４００によって制御される。同様に、直列‐並列切り替えユニット１６００の第３端子は、他の一体構造に接続することができる。類推から推測すると、電子デバイス１０００は複数の一体の構成によって形成することができる。さらに、制御モジュール１７００は、直列‐並列切り換えユニット１３００＿１〜１３００＿ｍ、１４００、１５００＿１〜１５００＿ｍおよび１６００の状態を制御するために用いられ、負荷ユニット１１００＿１〜１１００＿ｎおよび１２００＿１〜１２００＿ｎの接続関係は、入力電圧ＶＩＮのレベル変化とともに、これに対応して変化する。電子デバイス１０００の詳細な回路構成および構成要素の動作原理は、前述の実施形態において説明されている。このため、それらの詳細な説明は繰り返さない。
【００６９】
要約すれば、直列‐並列切り換えユニットは、負荷ユニットの接続状態を切り換えるために用いられる。この切り換えは、入力電圧のレベル変化に応じて実行される。このようにして、本発明による電子デバイスは、ＡＣ電圧のもとで、追加のＡＣ／ＤＣ変換器または変圧器を構成することなく動作することができる。したがって、本発明による電子デバイスは、小型化および利便性の利点を有する。
【００７０】
本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の構成に対し様々な変更および変形を加えることができることは、当業者にとっては明らかである。上述のように、本発明は、以下の請求項およびそれと同等なものの範囲に入るならば、本発明の変更および変形を含むことを意図している。
【図１】
2011091393.tif 000005
【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】
2011091393.tif 000010
【図７Ａ】
2011091393.tif 000011
【図７Ｂ】
2011091393.tif 000012
【図７Ｃ】
2011091393.tif 000013
【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９Ａ】
2011091393.tif 000016
【図９Ｂ】
2011091393.tif 000017
【図９Ｃ】
2011091393.tif 000018
【図１０】
2011091393.tif 000019
【外国語明細書】
2011091393000001.pdf