(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤ照明の低調光又は深調光のための技術を提供する。【解決手段】回路１００において、ＬＥＤ負荷１０１のためのドライバ回路１１２の初期電圧を調節する方法は、パルス幅変調（ＰＷＭ）サイクルのオン時間の間、ドライバ１１２の電力ステージ２０２からＬＥＤ負荷１０１に電流を供給することと、ドライバ１１２の低調光制御回路２２２において、ドライバ回路１１２の誤差電流情報を受信することと、ＰＷＭサイクルのオフ時間の間、ドライバ１１２に結合された出力キャパシタ１０３の電圧を、誤差電流情報に基づき調節することとを含む。【選択図】図２
2019071273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバ回路であって、前記ドライバ回路は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信し、低ＰＷＭ調光中のＬＥＤ負荷の強度変動を緩和する前記ドライバ回路の出力キャパシタ上の電圧を制御するように構成され、前記ＰＷＭ信号が、複数のＰＷＭサイクルを含むように構成され、前記複数のＰＷＭサイクルの各ＰＷＭサイクルが、オン時間及びオフ時間を含み、前記ドライバ回路が、
前記出力キャパシタに電流を提供し、前記複数のＰＷＭサイクルのうちの１つのＰＷＭサイクルの前記オン時間中に、ＰＷＭスイッチを介して、前記ＬＥＤ負荷に電流を提供するように構成された、電力ステージと、
前記オン時間の間、前記ドライバ回路の第１の誤差増幅器から誤差電流情報を受信し、前記ＰＷＭサイクルの前記オフ時間の間、前記出力キャパシタとの電荷交換を提供するように構成された調光回路であって、前記電荷交換が、前記誤差電流情報に基づく、調光回路と、を備える、ドライバ回路。
【請求項２】
前記第１の誤差増幅器を含み、前記第１の誤差増幅器が、ＬＥＤ強度設定点を受信し、前記電力ステージの出力から強度フィードバック情報を受信し、前記電力ステージに誤差情報を提供するように構成されている、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項３】
前記調光回路が、前記第１の誤差増幅器の出力に結合された電流センサを含み、前記電流センサが、前記電流誤差情報を提供するように構成されている、請求項２に記載のドライバ回路。
【請求項４】
前記調光回路が、前記ＰＷＭサイクルの前記オフ時間の間、前記出力キャパシタの電圧を示す低調光設定点を提供するように構成されている、請求項３に記載のドライバ回路。
【請求項５】
前記調光回路が、カウンタを含み、低調光制御回路が、前記電流センサからの前記誤差電流情報を受信し、ＰＷＭ制御信号を受信し、前記誤差電流情報に基づいて、前記ＰＷＭ制御信号の遷移において前記カウンタの状態をトリガするように構成されている、請求項４に記載のドライバ回路。
【請求項６】
前記カウンタの出力を受信し、前記低調光設定点を提供するように構成されたデジタルからアナログへの変換器（ＤＡＣ）を含む、請求項５に記載のドライバ回路。
【請求項７】
前記低調光設定点及び前記出力キャパシタの前記電圧の表示を受信し、前記電力ステージに電圧誤差信号を提供するように構成された第２の誤差増幅器を含む、請求項４に記載のドライバ回路。
【請求項８】
前記電力ステージが、切り替えレギュレータを含む、請求項７に記載のドライバ回路。
【請求項９】
前記電力ステージが、前記電力誤差信号を使用して前記電荷交換を提供するように構成されたリニアレギュレータを含む、請求項８に記載のドライバ回路。
【請求項１０】
ドライバ回路の初期電圧を調節する方法であって、前記方法が、
前記ドライバ回路においてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信することであって、前記ＰＷＭ信号が、複数のＰＷＭサイクルを含むように構成され、前記複数のＰＷＭサイクルの各ＰＷＭサイクルが、オン時間及びオフ時間を含む、受信することと、
前記複数のＰＷＭサイクルのうちの１つのＰＷＭサイクルの前記オン時間の間、前記ドライバ回路の電力ステージからＬＥＤ負荷に電流を提供することと、
前記ドライバ回路の調光回路において、前記ドライバ回路の誤差電流情報を受信することと、
前記ＰＷＭサイクルの前記オフ時間の間、前記ドライバ回路に結合された出力キャパシタの電圧を調節することであって、前記電荷の調節が、前記誤差電流情報に基づく、調節することと、を含む、方法。
【請求項１１】
ＬＥＤ負荷に電流を提供することが、前記電力ステージにおける動作閾値を受信することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記動作閾値を受信することが、
第１の誤差増幅器において調光設定点及び前記ＬＥＤ負荷の電流の表示を受信することと、
前記調光設定点と前記ＬＥＤ負荷の電流の前記表示を合計して、誤差電流を提供することと、
閾値キャパシタにおいて前記誤差電流を受信することと、を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
誤差電流情報を受信することが、前記第１の誤差増幅器の出力に結合された抵抗器からの、前記調光回路における感知電圧を受信することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
出力キャパシタの電圧を調節することが、前記電力ステージにおいて低調光設定点を受信することを含み、前記低調光設定点が、前記ＰＷＭサイクルの前記オフ時間中の前記出力キャパシタの電圧を示す、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
出力キャパシタの電圧を調節することが、前記電力ステージの切り替えレギュレータを使用して、前記ＰＷＭサイクルのオフ時間の間、前記出力キャパシタの前記電圧を調節することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
出力キャパシタの電圧を調節することが、前記電力ステージのリニアレギュレータを使用して、前記ＰＷＭサイクルのオフ時間の間、前記出力キャパシタの前記電圧を調節することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＬＥＤ負荷に電流を提供することが、前記電力ステージの切り替えレギュレータを使用して、前記ＰＷＭサイクルのオン時間の間、前記ＬＥＤ負荷に電流を提供することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
誤差電流情報を受信することが、前記誤差電流情報に基づいて、前記調光回路のカウンタを増加させることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
誤差電流情報を受信することが、前記誤差電流情報の大きさが閾値に超えていない場合、前記カウンタを増加させないことを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
出力キャパシタの電圧を調節することが、前記カウンタのデジタル出力を変換して、前記低調光設定点を提供することを含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、発光ダイオード（ＬＥＤ）低調光を含む照明、ＬＥＤ照明のための技術に適用される。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）技術は、電子動作の小さな視覚インジケータを提供することから、住居用、商業用、及び屋外照明を含む多種多様な汎用の照明用途に適用可能な技術となるよう進化してきている。汎用の照明用途においては、ＬＥＤは、わずかなエネルギ消費を使用して、従来の照明ソリューションで、またはそれよりも良好に行い得る。しかしながら、超低調光設定に対するＬＥＤ照明の効率的な調光のための技術は、実現困難であった。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
（摘要）
発光ダイオード（ＬＥＤ）負荷の低調光、または深調光のための技法が提供される。一例において、ＬＥＤ負荷のためのドライバ回路の初期電圧を調節する方法は、パルス幅変調（ＰＷＭ）サイクルのオン時間の間、ドライバの電力ステージからＬＥＤ負荷に電流を提供することと、ドライバの低調光制御回路において、ドライバ回路の誤差電流情報を受信することと、ＰＷＭサイクルのオフ時間の間、ドライバに結合された出力キャパシタの電圧を調節することとを含むことができ、電荷の調節は、誤差電流情報に基づく。
【０００４】
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
ドライバ回路であって、前記ドライバ回路は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信し、低ＰＷＭ調光中のＬＥＤ負荷の強度変動を緩和する前記ドライバ回路の出力キャパシタ上の電圧を制御するように構成され、前記ＰＷＭ信号が、複数のＰＷＭサイクルを含むように構成され、前記複数のＰＷＭサイクルの各ＰＷＭサイクルが、オン時間及びオフ時間を含み、前記ドライバ回路が、
前記出力キャパシタに電流を提供し、前記複数のＰＷＭサイクルのうちの１つのＰＷＭサイクルの前記オン時間中に、ＰＷＭスイッチを介して、前記ＬＥＤ負荷に電流を提供するように構成された、電力ステージと、
前記オン時間の間、前記ドライバ回路の第１の誤差増幅器から誤差電流情報を受信し、前記ＰＷＭサイクルの前記オフ時間の間、前記出力キャパシタとの電荷交換を提供するように構成された調光回路であって、前記電荷交換が、前記誤差電流情報に基づく、調光回路と、を備える、ドライバ回路。
（項目２）
前記第１の誤差増幅器を含み、前記第１の誤差増幅器が、ＬＥＤ強度設定点を受信し、前記電力ステージの出力から強度フィードバック情報を受信し、前記電力ステージに誤差情報を提供するように構成されている、上記項目に記載のドライバ回路。
（項目３）
前記調光回路が、前記第１の誤差増幅器の出力に結合された電流センサを含み、前記電流センサが、前記電流誤差情報を提供するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載のドライバ回路。
（項目４）
前記調光回路が、前記ＰＷＭサイクルの前記オフ時間の間、前記出力キャパシタの電圧を示す低調光設定点を提供するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載のドライバ回路。
（項目５）
前記調光回路が、カウンタを含み、低調光制御回路が、前記電流センサからの前記誤差電流情報を受信し、ＰＷＭ制御信号を受信し、前記誤差電流情報に基づいて、前記ＰＷＭ制御信号の遷移において前記カウンタの状態をトリガするように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載のドライバ回路。
（項目６）
前記カウンタの出力を受信し、前記低調光設定点を提供するように構成されたデジタルからアナログへの変換器（ＤＡＣ）を含む、上記項目のいずれか一項に記載のドライバ回路。
（項目７）
前記低調光設定点及び前記出力キャパシタの前記電圧の表示を受信し、前記電力ステージに電圧誤差信号を提供するように構成された第２の誤差増幅器を含む、上記項目のいずれか一項に記載のドライバ回路。
（項目８）
前記電力ステージが、切り替えレギュレータを含む、上記項目のいずれか一項に記載のドライバ回路。
（項目９）
前記電力ステージが、前記電力誤差信号を使用して前記電荷交換を提供するように構成されたリニアレギュレータを含む、上記項目のいずれか一項に記載のドライバ回路。
（項目１０）
ドライバ回路の初期電圧を調節する方法であって、前記方法が、
前記ドライバ回路においてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信することであって、前記ＰＷＭ信号が、複数のＰＷＭサイクルを含むように構成され、前記複数のＰＷＭサイクルの各ＰＷＭサイクルが、オン時間及びオフ時間を含む、受信することと、
前記複数のＰＷＭサイクルのうちの１つのＰＷＭサイクルの前記オン時間の間、前記ドライバ回路の電力ステージからＬＥＤ負荷に電流を提供することと、
前記ドライバ回路の調光回路において、前記ドライバ回路の誤差電流情報を受信することと、
前記ＰＷＭサイクルの前記オフ時間の間、前記ドライバ回路に結合された出力キャパシタの電圧を調節することであって、前記電荷の調節が、前記誤差電流情報に基づく、調節することと、を含む、方法。
（項目１１）
ＬＥＤ負荷に電流を提供することが、前記電力ステージにおける動作閾値を受信することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１２）
前記動作閾値を受信することが、
第１の誤差増幅器において調光設定点及び前記ＬＥＤ負荷の電流の表示を受信することと、
前記調光設定点と前記ＬＥＤ負荷の電流の前記表示を合計して、誤差電流を提供することと、
閾値キャパシタにおいて前記誤差電流を受信することと、を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１３）
誤差電流情報を受信することが、前記第１の誤差増幅器の出力に結合された抵抗器からの、前記調光回路における感知電圧を受信することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１４）
出力キャパシタの電圧を調節することが、前記電力ステージにおいて低調光設定点を受信することを含み、前記低調光設定点が、前記ＰＷＭサイクルの前記オフ時間中の前記出力キャパシタの電圧を示す、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１５）
出力キャパシタの電圧を調節することが、前記電力ステージの切り替えレギュレータを使用して、前記ＰＷＭサイクルのオフ時間の間、前記出力キャパシタの前記電圧を調節することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１６）
出力キャパシタの電圧を調節することが、前記電力ステージのリニアレギュレータを使用して、前記ＰＷＭサイクルのオフ時間の間、前記出力キャパシタの前記電圧を調節することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１７）
前記ＬＥＤ負荷に電流を提供することが、前記電力ステージの切り替えレギュレータを使用して、前記ＰＷＭサイクルのオン時間の間、前記ＬＥＤ負荷に電流を提供することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１８）
誤差電流情報を受信することが、前記誤差電流情報に基づいて、前記調光回路のカウンタを増加させることを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１９）
誤差電流情報を受信することが、前記誤差電流情報の大きさが閾値に超えていない場合、前記カウンタを増加させないことを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目２０）
出力キャパシタの電圧を調節することが、前記カウンタのデジタル出力を変換して、前記低調光設定点を提供することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
図面においては、必ずしも原寸どおりに描かれておらず、同様の参照番号が、異なる図において同様の構成要素を説明し得る。異なる接尾辞を有する同様の参照番号は、同様の構成要素の異なる例を表し得る。図面は一般に、限定的なものとしてではなく、例として、本文書に論じられる様々な実施形態を図示する。
【図１】図１は、概して、ＬＥＤドライバシステムの一例を図示する。
【図２】図２は、概して、ＬＥＤ負荷の低調光のためのシステムの一例を図示する。
【図３】図３は、概して、低調光制御回路の一例を図示する。
【図４】図４は、概して、ＬＥＤ負荷の低調光のための回路の一例を図示する。
【図５】図５は、概して、ＬＥＤ負荷の低調光を提供するための方法の一例のフローチャートを図示する。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
ＤＣシステムにおける電力を調整する調光照明システムの従来の方法は、ＬＥＤ照明システムにも適用することができるが、調光設定点が低くされると、そのような方法は、非効率となるか、または結果として望ましくないＬＥＤのちらつきをもたらす。パルス幅変調制御と組み合わせられた切り替えレギュレータは、従来の制御方法を使用したＬＥＤの特定のレベルへの効率的な調光を提供することができる。かかるシステムにおいて、ＬＥＤは、パルス幅変調（ＰＷＭ）スイッチを介して、切り替えレギュレータの出力をＬＥＤに提供することによって点灯される。ある一定の例では、切り替えレギュレータは、ＬＥＤに電流を供給することができる。ＰＷＭスイッチは、ＬＥＤを切り替えレギュレータの出力に接続し、及び断接する。一般に、レギュレータの切り替え周波数は、広範囲の調光制御を可能にするＰＷＭ周波数よりもはるかに高い。しかしながら、時にデューティサイクルと称される場合がある、ＰＷＭコントローラによって提供されるＰＷＭ信号のオン時間が、ＬＥＤに十分な電荷を移送するために必要とされるレギュレータの切り替え間隔よりも短くなる場合、ＬＥＤシステムの電流制御に加えて、ＬＥＤをさらに調光するための能力が失われる可能性がある。電流制御が、ＰＷＭ切り替えサイクルのオン時間が短縮されることに起因して失われると、ＬＥＤは、オフにされるように見えるか、または通電されないように見える可能性がある。いくつかの状況では、調光レベルが非常に低くなると、電流誤差が累積する可能性があり、その後、より高い調光設定点を受信すると、実際の調光は角に高くなる可能性があり、一方で制御ループは、累積誤差に対処する。
【０００７】
本発明者らは、ＰＷＭ制を利用したシステムにおける低調光を、電流制御を失うことなく、またはＬＥＤ光のちらつきを誘発することなく可能にする技術を認識している。ある一定の例では、調光技法は、ＰＷＭサイクルごとにＰＷＭ「オフ」時間を利用して、非常に短いＰＷＭ「オン」時間のＬＥＤ電流パルス振幅を調整することができる。
【０００８】
図１は、概して、ＬＥＤドライバシステム１００の一例を図示する。システム１００は、コントローラ回路、例えばＰＷＭコントローラ１０５と、ＬＥＤドライバ１１２と、ＰＷＭスイッチ１０７と、出力キャパシタ１０３と、電流センサ１１１とを含み、ＬＥＤ負荷１０１を含み得るか、またはそれに結合されることができる。ＰＷＭレギュレータ１０５は、ＬＥＤ調光設定点を受信することができる。ＰＷＭコントローラ１０５は、調光設定点に対応するように調節されることができるデューティサイクルまたは「オン」時間を有するＰＷＭ信号１０６を提供することができる。ＬＥＤドライバ１１２は、ＰＷＭ信号及び電源電圧（ＶＩＮ）を受信することができる。ＬＥＤドライバ１１２は、例えばＬＥＤ負荷１０１に対する出力電流または電圧（ＶＯＵＴ）を調節するための切り替えモードまたは他の電力レギュレータを含むことができ、それによって、ＬＥＤ負荷１０１に提供される平均電流が、調光設定点に相応するように確立されることができる。出力キャパシタ１０３は、ＬＥＤドライバ１１２の出力電圧または電流を平滑化することができ、ＬＥＤドライバ１１２と連携するエネルギ貯蔵を提供すること、例えばちらつきを回避しながらＬＥＤ負荷１０１超低調光を可能にすることができる。電流センサ１１１は、ＬＥＤドライバ１１２によって使用されて、ＬＥＤ電流の閉ループ制御を提供することができる。例えば、電流センサ１１１は、ある一定の例では、ＬＥＤドライバのレギュレータのピーク電流の目標値を設定するためのフィードバックを提供することができる。
【０００９】
図２は、概して、ＬＥＤ負荷１０１の低調光のためのシステム１００の一例を図示する。システム１００は、ＬＥＤ負荷１０１と、ＬＥＤ負荷１０１に電力を提供するための電力ステージ２０２を含むドライバ１１２と、ＬＥＤ負荷１０１に印加される電圧または電流を平滑化するための出力キャパシタ１０３と、各ＰＷＭサイクルの各「オン」時間の間のＬＥＤ負荷１０１に対する電流を制御するためのフィードバックループ２０４と、コントローラ１０５とを含むことができる。コントローラ１０５は、ＬＥＤ負荷１０１の調光レベルを受信することができるか、またはそれを設定または変更するようにプログラムされることができる。コントローラ１０５は、各ＰＷＭのサイクルのデューティサイクルを決定することができ、デューティサイクルに関連付けられた適切な「オン」時間を有する１つ以上のＰＷＭ出力１０６を提供することができる。ある一定の例では、コントローラ１０５は、各ＰＷＭサイクルのオン時間に対する電流基準設定点（ＣＴＲＬ）を設定することができる。いくつかの例では、コントローラ１０５は、電流基準設定点（ＣＴＲＬ）を、電力ステージ２０２またはＬＥＤ負荷１０１の定格最大値に、またはその付近に設定することができる。
【００１０】
電力ステージ２０２に対するＰＷＭ信号が有効である場合（例えば、一ＰＷＭサイクルの「オン」時間中）、電力ステージ２０２は、出力キャパシタ１０３に、及びＬＥＤ負荷１０１に電力を送達することができる。電力ステージ２０２によってＬＥＤ負荷１０１に送達された電力は、ＰＷＭスイッチ１０７を介して送達されることができる。電力ステージ２０２によって送達された電力は、電力ステージ２０２で受信された動作閾値（Ｖｃ）に調整されることができる。ある一定の例では、電力ステージ２０２は、内部クロック及び電流発生器を含み得、これらは、動作可能にされると、漸増する傾斜の形式の、電力ステージ２０２の出力に電流を提供する。電流傾斜のレベルの表示が動作閾値（Ｖｃ）を満たす場合、電流発生器は遮断されることができる。ある一定の例では、電流発生器が遮断されると、電流の流れは、放電期間にわたって動作閾値（Ｖｃ）を表すレベルから下降することができる。内部クロックからクロックパルスを受信すると、電流発生器は、通電されることができ、電流を漸増する傾斜で再度提供することができる。
【００１１】
フィードバックループ２０４は、強度フィードバック情報を提供することができ、動作設定点（Ｖｃ）を設定することができる。フィードバックループ２０４は、誤差増幅器２０８及び閾値キャパシタ２０９を含むことができる。各ＰＷＭ「オン」時間の間、誤差増幅器２０８の出力及び閾値キャパシタ２０９の出力は、１つ以上のＰＷＭスイッチ２１０を介して、電力ステージ２０２の入力に接続され、動作閾値（Ｖｃ）を提供する。誤差増幅器２０８は、ＬＥＤ電流センサ１１１を介して、ＬＥＤ負荷１０１の実際の電流を電流参照（ＣＴＲＬ）と比較することができ、それに応じて、閾値キャパシタ２０９全体にわたる電圧を充放電することができる。各ＰＷＭ「オフ」時間の間、閾値キャパシタ２０９と、誤差増幅器２０８の出力とは、１つ以上のＰＷＭスイッチ２１０を介して、電力ステージ２０２から、そしてそれに加えて互いから隔離されることができる。
【００１２】
上記の制御スキームは、広範囲の調光設定点にわたり、ＬＥＤ負荷１０１に効率的な電力送達を提供する。しかしながら、ＰＷＭ「オン」時間が非常に小さくなる場合、誤差増幅器２０８の有限応答時間、電力ステージ２０２の有限応答時間、長いＰＷＭ「オフ」時間の間の出力キャパシタ１０３における電圧漏洩、及び、例えば電力ステージ２０２の入出力電圧の相対レベルに起因する電力ステージ２０２の限定されたエネルギ送達容量は、ＰＷＭ「オン」時間中にのみ、電力ステージ２０２の電力送達を使用して、ＬＥＤ負荷１０１の低調光を防止することができる。
【００１３】
ある一定の例では、回路１００は、出力キャパシタ１０３と協働して、電力ステージ２０２の調光能力を拡張させるための低調光回路２２０を含むことができる。低調光回路２２０は、電流センサ（ＲＳ）２２１と、低調光制御回路２２２と、電圧誤差増幅器２２３とを含むことができる。電流センサ２２１は、電流誤差増幅器２０８の出力において、電流（ＩＥＡ）の指標を提供することができる。電流誤差増幅器２０８がＰＷＭ「オン」時間の間に電流を押し出している場合、このことは、回路１００が、ＰＷＭ「オン」時間の間に定常状態に到達するためにＬＥＤ負荷１０１により多くのエネルギが移送されることを要することを意味する。電流誤差増幅器２０８が、ＰＷＭ「オン」時間の間に電流を引いていた場合、これは、回路１００が、ＰＷＭ「オン」時間の間に定常状態に到達するために、ＬＥＤ負荷１０１に移送されている過剰なエネルギを有していたことを意味する。電流誤差増幅器２０８が、電流を押しもせず引きもしていなかった場合、これは、回路１００が、ＰＷＭ「オン」時間の間に定常状態に到達するために、正しいエネルギ量を提供したことを意味する。低調光制御回路２２０は、電流センサ２２１によって収集された電流誤差情報を使用して、電圧誤差増幅器２２３の電圧または低調光設定点を提供することができる。各ＰＷＭ「オフ」時間の間、電圧誤差増幅器２２３は、低調光回路２２０のコントローラ２２２の電圧設定点を、出力キャパシタ１０３の両端の実電圧と比較することができ、電力ステージ２０２に、電圧誤差信号を提供することができる。各ＰＷＭ「オフ」時間の間、電力ステージ２０２は、出力キャパシタ１０３を、電圧誤差増幅器２２３の出力からの電圧誤差信号によって制御された電圧まで充電するために再度使用可能にされるかまたは使用されることができる。このように、出力キャパシタ１０３は、特にＬＥＤ負荷１０１の低調光の間に充電されるかまたは初期化されて、相補的なエネルギ量を供給することができ、それによって、その後のＰＷＭ「オン」時間の間にＬＥＤ負荷１０１に提供された平均電流が、回路１００の調光設定点に対応するようにされる。一般に、例示的な回路１００は、電流誤差増幅器２０８の出力電流情報を使用して、ＰＷＭ「オフ」時間の間、出力キャパシタ１０３全体にわたる電力ステージ２０２の出力電力を調整することができ、それによって、ＬＥＤ負荷１０１が、次のＰＷＭ「オン」時間の冒頭で正しい電圧によってバイアスを掛けられることができるようにされる。
【００１４】
ある一定の例では、ＰＷＭスイッチ１０７は、ＰＷＭ「オン」時間の間、出力キャパシタ１０３をＬＥＤ負荷１０１と接続することができ、ＰＷＭ「オフ」時間の間、出力キャパシタ１０３をＬＥＤ負荷１０１から隔離することができる。ある一定の例では、電力ステージ２０２は、ＰＷＭ「オフ」時間の間、出力キャパシタ１０３を充放電するように設計することができる。いくつかの例では、追加の論理は、ＰＷＭ「オフ」時間の間、ＰＷＭ入力を介して、電力ステージ２０２を再度有効にするかまたは使用して、出力キャパシタ１０３の充放電を可能にすることができる。
【００１５】
図３は、概して、低調光制御回路２２２の一例を図示する。低調光制御回路２２２は、デジタルからアナログへの変換器（ＤＡＣ）３２４と、カウンタ３２５と、カウント論理３２６とを含むことができる。カウント論理３２６は、電流センサから、調光回路の電流誤差増幅器の出力と関連付けられた電流情報を受信することができる。カウント論理３２６は、カウンタ３２５を制御するために電流情報を処理することができる。一例では、カウント論理３２６は、一対の比較器３２７、３２８、比較器ウィンドウ電圧基準器３２９、３３０と、論理ゲート３３１、例えばＮＯＲゲートとを含むことができる。ある一定の例では、比較器３２７、３２８は、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ）を使用して、有効にされることができる。低調光制御回路２２２で受信されたときに、電流センサの出力（Ｐｒｅ−Ｖｃ）、（Ｍｉｄ＿Ｖｃ）間の電圧差の極性及びサイズに依存して、比較器３２７、３２８のうちの一方は、カウンタ３２５を上方または下方に増加させるようトリガし得る。低調光制御回路２２２で受信されたときに、電流センサの出力（Ｐｒｅ−Ｖｃ）、（Ｍｉｄ＿Ｖｃ）間の電圧差のサイズが、比較器ウィンドウ電圧基準器３２９、３３０の設定値によって判定されたように、十分に大きくない場合、カウンタ３２５の値は、変更されないまま維持されることができる。ＤＡＣ３２４は、カウンタ３２５のデジタル出力を受信し、低調光制御回路２２２の低調光設定点を設けることができる。
【００１６】
ある一定の例では、本明細書で提供された低調光技術は、ＬＥＤ負荷電流のための正しい初期状態を見つける方法として見なされることができる。該技法は、ＰＷＭ「オフ」時間の間、出力キャパシタを介して、電力ステージの出力電圧の調節を可能にし、それによって、ＬＥＤ負荷電流が、後に続くＰＷＭ「オン」時間の冒頭及び初期部分において正確であることができるようにされる。ＰＷＭ「オン」時間が十分長い（すなわち、出力における時間定数よりも長い）場合、主電流フィードバックループは、従来のＬＥＤドライバにおけるように、ＬＥＤ電流を調整することができる。加えて、本主題は、ＰＷＭ「オン」時間が、主フィードバックループが正確なＬＥＤ負荷電流を命令し損なう可能性があるほど短くなる場合、ＬＥＤ負荷調整性能を補足することができる。そのようにするために、本明細書における技術は、ＰＷＭ「オフ」時間を使用して、出力キャパシタの追加のエネルギ移送を制御することができる。このように、該技法は、従来技術の制限、例えば電力ステージの有限応答速度、出力キャパシタにおける電圧漏洩、電力ステージの供給電圧及び出力電圧の相対レベルによって設定されたＬＥＤドライバ電力ステージの限定されたエネルギ送達容量、及び短いＰＷＭ「オン」時間の間の電力ステージ２０２の最大入力限界を有していない。
【００１７】
図４は、概して、ＬＥＤ負荷の低調光のための回路１００の一例を図示する。回路１００は、ＬＥＤ負荷１０１と、ＬＥＤ負荷１０１に電力を提供するための電力ステージ２０２と、ＬＥＤ負荷１０１に印加される電圧または電流を平滑化するための出力キャパシタ１０３と、各ＰＷＭサイクルの各「オン」時間の間のＬＥＤ負荷１０１に対する電流を制御するためのフィードバックループ２０４と、コントローラ１０５とを含むことができる。コントローラ１０５は、ＬＥＤ負荷の調光レベルを受信することができるか、またはそれを設定または変更するようにプログラムされることができる。コントローラ１０５は、各ＰＷＭのサイクルのデューティサイクルを決定することができ、デューティサイクルに関連付けられた適切な「オン」時間を有する１つ以上のＰＷＭ出力１０６を提供することができる。ある一定の例では、コントローラ１０５は、各ＰＷＭサイクルのオン時間に対する電流基準設定点（ＣＴＲＬ）を設定することができる。いくつかの例では、コントローラ１０５は、電流基準設定点（ＣＴＲＬ）を、電力ステージ２０２またはＬＥＤ負荷１０１の定格最大値に、またはその付近に設定することができる。
【００１８】
電力ステージ２０２に対するＰＷＭ入力が有効である場合（例えば、一ＰＷＭサイクルの「オン」時間中）、電力ステージ２０２は、出力キャパシタ１０３に、及びＬＥＤ負荷１０１に電力を送達することができる。電力ステージ２０２によってＬＥＤ負荷１０１に送達された電力は、ＰＷＭスイッチ１０７を介して送達されることができる。電力ステージ２０２によって送達された電力は、電力ステージ２０２で受信された動作閾値（Ｖｃ）に調整されることができる。ある一定の例では、電力ステージ１０２は、内部クロック及び電流発生器を含み得、これらは、動作可能にされると、漸増する傾斜の形式の、電力ステージ２０２の出力に電流を提供する。電流傾斜のレベルの表示が動作閾値（Ｖｃ）を満たす場合、電流発生器は遮断されることができる。ある一定の例では、電流発生器が遮断されると、電流の流れは、放電期間にわたって動作閾値（Ｖｃ）を表すレベルから下降することができる。内部クロックからクロックパルスを受信すると、電流発生器は、通電されることができ、電流を漸増する傾斜で再度提供することができる。
【００１９】
フィードバックループ２０４は、動作閾値（Ｖｃ）を設定することができる。フィードバックループ２０４は、誤差増幅器２０８及び閾値キャパシタ２０９を含むことができる。各ＰＷＭ「オン」時間の間、誤差増幅器２０８の出力及び閾値キャパシタ２０９の出力は、１つ以上のＰＷＭスイッチ２１０を介して、電力ステージ２０２の入力に接続され、動作閾値（Ｖｃ）を提供する。誤差増幅器２０８は、ＬＥＤ電流センサ１１１を介して、ＬＥＤ負荷１０１の実際の電流を電流参照（ＣＴＲＬ）と比較し、それに応じて、閾値キャパシタ２０９全体にわたる電圧を充放電する。各ＰＷＭ「オフ」時間の間、閾値キャパシタ２０９と、誤差増幅器２０８の出力とは、１つ以上のＰＷＭスイッチ２１０を介して、電力ステージ２０２から、そしてそれに加えて互いから隔離される。
【００２０】
上記の制御スキームは、広範囲の調光設定点にわたり、ＬＥＤ負荷１０１に効率的な電力送達を提供する。しかしながら、ＰＷＭ「オン」時間が非常に小さくなる場合、誤差増幅器１０８の有限応答時間、電力ステージ２０２の有限応答時間、長いＰＷＭ「オフ」時間の間の出力キャパシタ１０３における電圧漏洩、及び、例えば電力ステージ２０２の入出力電圧の相対レベルに起因する電力ステージ１０２の限定されたエネルギ送達容量は、ＰＷＭ「オン」時間中にのみ、電力ステージ１０２の電力送達を使用して、ＬＥＤ負荷１０１の低調光を防止することができる。
【００２１】
ある一定の例では、回路１００は、出力キャパシタ１０３と協働して、回路１００の調光能力を拡張させるための低調光回路４２０を含むことができる。低調光回路４２０は、電流センサ２２１と、低調光制御回路２２２と、電圧誤差増幅器２２３と、第２の電力ステージ４０２とを含むことができる。電流センサ２２１は、電流誤差増幅器２０８の出力において、電流の指標を提供することができる。電流誤差増幅器２０８がＰＷＭ「オン」時間の間に電流を押し出している場合、このことは、回路１００が、ＰＷＭ「オン」時間の間に定常状態に到達するためにＬＥＤ負荷１０１により多くのエネルギが移送されることを要することを意味する。電流誤差増幅器２０８が、ＰＷＭ「オン」時間の間に電流を引いていた場合、それは、回路１００が、ＰＷＭ「オン」時間の間に定常状態に到達するために、ＬＥＤ負荷１０１に移送されている過剰なエネルギを有していたことを意味する。電流誤差増幅器２０８が、電流を押しもせず引きもしていなかった場合、これは、回路１００が、ＰＷＭ「オン」時間の間に定常状態に到達するために、正しいエネルギ量を提供したことを意味する。低調光制御回路４２０は、電流センサ２２１によって収集された情報を使用して、電圧誤差増幅器２２３の電圧設定点を提供することができる。各ＰＷＭ「オフ」時間の間、電圧誤差増幅器２２３は、低調光回路４２０の調光制御回路２２２の電圧設定点を、出力キャパシタ１０３の両端の実電圧と比較することができ、第２の電力ステージ４０２に、設定点電圧を提供することができる。各ＰＷＭ「オフ」時間の間、第２の電力ステージ４０２は、出力キャパシタ１０３を、電圧誤差増幅器２２３の出力によって設定された電圧まで充電することを可能にすることができる。このように、出力キャパシタ１０３は、特にＬＥＤ負荷１０１の低調光の間に充電されるかまたは初期化されて、相補的なエネルギ量を供給することができ、それによって、その後のＰＷＭ「オン」時間の間にＬＥＤ負荷１０１に提供された平均電流が、回路１００の調光設定点または強度設定点に対応するようにされる。一般に、例示的な回路１００は、電流誤差増幅器２０８の出力電流情報を使用して、ＰＷＭ「オフ」時間の間、出力キャパシタ１０３全体にわたる電力ステージ２０２の出力電力を調整することができ、それによって、ＬＥＤ負荷１０１が、次のＰＷＭ「オン」時間の冒頭で正しい電圧によってバイアスを掛けられることができるようにされる。
【００２２】
図２及び図４の両方に図示された例を含むある一定の例では、電流誤差増幅器２０８は、比較器として一時的に使用されることができる。ある一定の例では、電流誤差増幅器の出力は、例えば、限定されないが、ＰＷＭスイッチ２１０が開いた直後に短期間にわたってサンプリングされることができる。そのような例では、電流誤差増幅器２０８の出力をサンプリングして、カウンタ３２５が増加すべきであるか、減少すべきであるか、または変更されないままにされるべきであるかどうかを決定することができる。ある一定の例では、電流誤差増幅器２０８が比較器として一時的に使用される場合、誤差電流センサ２２１に加えて、低調光制御回路２２２のカウント論理３２６の少なくとも一部を取り除くことが可能であってもよい。
【００２３】
いくつかの例では、別個の比較器（図示せず）を使用して、ＬＥＤ電流とＣＴＲＬ値とを比較することができる。再度、別個の比較器が、短期間にわたって、例えば、限定されないが、ＰＷＭ下昇エッジ後（すなわち、ＰＷＭオフ時間の冒頭）使用可能にして、カウンタ３２５が増加しているか、カウンタ３２５が減少しているか、またはカウンタ３２５が変化しないままであるかを判定することができる。かかる例では、誤差電流センサ２２１及び低調光制御回路２２２のカウント論理３２６の少なくとも一部が取り除かれることが可能であってもよい。
【００２４】
図５は、概して、ＬＥＤ負荷の低調光を提供するための例示的な方法５００のフローチャートを示す。５０１では、電流検出器は、ＬＥＤ負荷のドライバの電流または電流の流れの誤差情報を受信することができる。ある一定の例では、電圧信号は、電流誤差情報を含むことができ、ドライバの誤差増幅器の出力に結合された抵抗器を使用して検知されることができる。５０２では、カウンタは、誤差情報が閾値を超えると、例えば電流誤差情報に基づいて増加されることができる。ある一定の例では、電流誤差情報が第１の極性を有する場合、カウンタは増加することができる。電流誤差情報が反対の極性を有する場合、カウンタは減少することができる。いくつかの例では、誤差情報の値が比較的小さい場合、または電流誤差情報の絶対値、または大きさが閾値未満である場合、カウンタは増加されない場合がある。５０３では、ドライバの出力に結合された出力キャパシタは、カウンタの値に基づいて充電されることができる。いくつかの例では、カウンタの出力は、ＰＷＭサイクルの「オフ」時間の間、ドライバの出力キャパシタの充電を制御することができる。ＰＷＭサイクルの「オフ」時間の間、出力キャパシタを充電することは、ＰＷＭサイクルの「オン」時間の間に、さもなければ、ＰＷＭ「オン」時間の間にドライバが必要とされる電流を送達することを妨げる構造的制限に起因して、ＬＥＤ負荷に送達されることが可能ではないであろう、調光設定点に相応する平均電流を提供することを支援することができる。ある一定の例では、デジタルからアナログへの変換器（ＤＡＣ）は、ＰＷＭサイクルの「オフ」時間の間、出力キャパシタの充電を制御するためのコマンド信号をドライバに提供することができる。
【００２５】
いくつかの例では、ＰＷＭサイクルの「オン」時間の間、ＬＥＤ負荷にエネルギを提供するために使用される電力ステージと同じ機構を使用して、ＰＷＭサイクルの「オフ」時間の間に出力キャパシタを充電することができる。いくつかの例では、ＰＷＭサイクルの「オン」時間の間、ＬＥＤ負荷にエネルギを提供するために使用される機構とは別個の電力ステージの第２の機構を使用して、ＰＷＭサイクルの「オフ」時間の間に出力キャパシタを充電することができる。いくつかの例では、電力ステージは、切り替えレギュレータ、例えば、ブーストレギュレータ、バックレギュレータ、またはバックブーストレギュレータを含むことができるが、これらに限定されない。いくつかの例では、第２の電力ステージまたは電力ステージの第２の機構は、リニアレギュレータ、切り替えレギュレータ、または電荷ポンプを含むことができるが、これらに限定されない。
【００２６】
上記の詳細な説明は、添付の図面に対する参照を含み、これらは、詳細な説明の一部を形成する。図面は、例証を目的として、本発明が実践されることができる具体的な実施形態を示す。これらの実施形態もまた、本明細書において「例」と称される。かかる例は、要素に加えて、示されるかまたは記載されたものを含むことができる。しかしながら、本発明者らは、示されるかまたは説明されたこれらの要素のみが提供される例も意図している。さらに、本発明者らは、本明細書に示されるかまたは記載された特定の例（もしくはその１つ以上の態様）に関して、または他の例（もしくはその１つ以上の態様）に関して、示されるかまたは記載されたこれらの要素の任意の組み合わせまたは置換（またはその１つ以上の態様）を使用した例も意図している。本文書と、参照により組み入れられる任意の文書との間で使用法が矛盾する場合には、本文書における使用法を優先する。
【００２７】
本文書において、用語「一つの（ａ）」または「一つの（ａｎ）」用語は、特許文献において一般的であるように、「少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」または「１つ以上（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」の他の任意の例、または使用法とは無関係に、１つまたは２つ以上を含むように使用される。本文書において、用語「または（ｏｒ）」は、別段の指示がない限り、「ＡまたはＢ（Ａ  ｏｒ  Ｂ）」が、「ＡであるがＢではない（Ａ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  Ｂ）」、「ＢであるがＡではない（Ｂ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  Ａ）」、及び「Ａ及びＢ（Ａ  ａｎｄ  Ｂ）」を含むような非排他的であるｏｒを指すように使用される。本文書で用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「それにおいて（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」は、それぞれの用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「それにおいて（ｗｈｅｒｅｉｎ）」それぞれの平易な英語の同義語として使用される。また、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、拡張可能であり、すなわち、要素に加えてそのような用語の後に列挙される要素を含むシステム、デバイス、物品、組成物、形成、またはプロセスが、依然として、述べられた主題の範囲内に包含されると考えられる。さらに、例えば請求項に見られ得る場合、用語「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」、及び「第３の（ｔｈｉｒｄ）」等の用語は、単に標識として使用され、それらの対象物に数値要件を課すことは意図されていない。
【００２８】
本明細書で説明された方法例は、少なくとも部分的に、機械またはコンピュータによって実施されることができる。いくつかの例は、上記の例に記載されたような方法を行うための電子デバイスを構成するように動作可能な命令によってエンコードされたコンピュータ可読媒体または機械可読媒体を含むことができる。かかる方法の実施は、マイクロコード、アセンブリ言語コード、高水準言語コード等のコードを含むことができる。かかるコードは、様々な方法を行うためのコンピュータ可読命令を含むことができる。コードは、コンピュータプログラム製品の部分を形成してよい。さらに、一例では、コードは、例えば実行中または他の時に、１つ以上の揮発性、非一時的、または非揮発性の有形コンピュータ可読媒体に有形に記憶されることができる。これらの有形コンピュータ可読媒体の例は、ハードディスク、取り外し可能磁気ディスク、取り外し可能光ディスク（例えば、コンパクトディスク及びデジタルビデオディスク）、磁気カセット、メモリカードまたはスティック、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）等を含むことができるが、これらに限定されない。
【００２９】
上記の説明は、例示的なものであり、限定的ではないことが意図されている。例えば、上記で説明した実施例（または、それらの１つ以上の態様）を、互いに組み合わせて使用してもよい。他の実施形態を、例えば当業者によって、上記の説明を検討する際に使用することができる。要約書は、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７２（ｂ）に適合するように提供され、読み手が技術的な開示の本質を速やかに確認することを可能にする。要約書は、請求項の範囲または意味を解釈または限定するために用いられるものではないとの理解で提出されている。また、上記の詳細な説明では、様々な特徴をともにグループ化して、該開示を簡素化している場合がある。これは、クレームされていない開示された特徴が、あらゆる請求項にとって必須であることを意図しているとして解釈されるべきではない。むしろ、発明の主題は、特定の開示された実施形態のすべての特徴よりも少ない特徴に存在し得る。以下の態様は、本明細書においては、実施例または実施形態として詳細な説明に組み入れられ、各態様は、別個の実施形態としてそれら自体に基づき、そのような実施形態は、様々な組み合わせまたは順序で互いに組み合わせられることができることが意図される。
【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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【外国語明細書】
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