(57)【要約】【解決手段】  実質的に一定でありかつ等しい電流を、複数の電流駆動される負荷(ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ#１〜ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ#Ｎ)に提供するためのシステムおよび方法が提供される。ある実施例では、複数の電流調整された出力（ＯＵＴＰＵＴ＃１〜ＯＵＴＰＵＴ＃Ｎ）および複数の電流駆動される負荷(ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ#１〜ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ#Ｎ)を含むシステム（２０）が提供される。複数の電流調整された出力および複数の電流駆動される負荷が、単一の電流ループ構成に配され、それぞれの電流調整された出力が、出力電圧（ＶＯＵＴ＃１〜ＶＯＵＴ＃Ｎ）を、複数の電流駆動される負荷のそれぞれの電流駆動される負荷に提供する。【選択図】    図２
2013526059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電流調整された出力と、
複数の電流駆動される負荷と、
を含み、
前記複数の電流調整された出力および前記複数の電流駆動される負荷が、単一の電流ループ構成に配され、それぞれの電流調整された出力が、出力電圧を複数の電流駆動される負荷のそれぞれの電流駆動される負荷に提供する、
システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数の電流駆動される負荷が、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ストリングを含む、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、第１の電流調整された出力の正の端子が第１のＬＥＤストリングのアノードに結合され、第１のＬＥＤストリングのカソードが第２の電流調整された出力の負の端子に結合され、これが、Ｎ個の電流調整された出力およびＮ個のＬＥＤストリングについて繰り返され、ここで、Ｎが、１よりも大きい整数であり、さらに、Ｎ番目のＬＥＤストリングのカソードが第１の電流調整された出力の負の入力端子に結合されて前記単一の電流ループ構成を完成する、システム。
【請求項４】
請求項２に記載のシステムであって、前記電流調整された出力が、単一の多重出力の電流調整されたコンバータにより提供される出力である、システム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、前記単一の多重出力の電流調整されたコンバータが、ダブルエンドコンバータであり、かつ前記システムが、複数の全波ブリッジ整流器をさらに含み、前記ダブルエンドコンバータの各出力が、全波整流を備えたダブルエンドコンバータを提供するため、前記複数の全波ブリッジ整流器の所与の全波ブリッジ整流器に結合される、システム。
【請求項６】
請求項４に記載のシステムであって、さらに、前記電流駆動される負荷を流れる電流を測定するための手段と、前記電流駆動される負荷を通る前記測定された電流を使用するコンバータの一次電流を変調するための変調器を含み、前記電流駆動される負荷を流れる電流を制御しかつ調整する、システム。
【請求項７】
請求項４に記載のシステムであって、さらに、前記コンバータの一次巻線を流れる電流を測定するための手段と、測定された一次電流を用いる巻線を通る一次電流を変調するための変調器を含み、前記電流駆動される負荷を流れる電流を制御しかつ調整する、システム。
【請求項８】
請求項４に記載のシステムであって、前記コンバータが、直列に結合されたまたは並列に結合された複数の一次巻線を含み、前記直列に結合された巻線の各々が、複数の二次巻線に結合される、システム。
【請求項９】
実質的に一定でありかつ等しい電流を複数の電流駆動される負荷に提供するためのシステムであって、
複数の電流調整された出力を提供する単一の多重出力の電流調整されたコンバータと、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ストリングと、
を含み、
前記複数のＬＥＤストリングおよび前記複数の電流調整された出力が、単一の電流ループ構成に配され、電流調整された出力の各々が出力電圧を前記複数のＬＥＤストリングのそれぞれのＬＥＤストリングに提供する、
システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムであって、第１の電流調整された出力の正の端子が第１のＬＥＤストリングのアノードに結合され、第１のＬＥＤストリングのカソードが第２の電流調整された出力の負の端子に結合され、これが、Ｎ個の電流調整された出力およびＮ個のＬＥＤストリングについて繰り返され、ここで、Ｎが、１よりも大きい整数であり、さらに、Ｎ番目のＬＥＤストリングのカソードが前記第１の電流調整された出力の負の入力端子に結合されて前記単一の電流ループ構成を完成する、システム。
【請求項１１】
請求項９に記載のシステムであって、前記単一の多重出力の電流調整されたコンバータがダブルエンドコンバータであり、かつ前記システムが複数の全波ブリッジ整流器をさらに含み、前記ダブルエンドコンバータの各出力が、全波整流を有するダブルエンドコンバータを提供するため、前記複数の全波ブリッジ整流器の所与の全波ブリッジ整流器に結合される、システム。
【請求項１２】
請求項９に記載のシステムであって、前記コンバータがさらに、
電圧源とスイッチとの間に結合された一次巻線と、
前記コンバータの前記一次巻線を流れる電流を測定するための手段と、
前記コンバータの入力電圧および前記コンバータのフィードバック巻線によって提供された情報からの前記複数のＬＥＤストリングの全体の電圧の関数である基準を生成する基準生成器であって、前記スイッチのオン時間中に前記フィードバック巻線間の電圧が入力電圧に比例し、前記スイッチのオフ時間中に前記フィードバック巻線間の電圧が前記複数のＬＥＤストリングの全体の電圧に比例する、前記基準生成器と、
測定された電流と基準との差を増幅する増幅器と、
エラー増幅器によって駆動され、前記コンバータの一次電流を変調するよう前記スイッチを変調する変調器であって、前記複数のＬＥＤストリングを流れる電流を制御しかつ調整する、前記変調器と、
を含む、システム。
【請求項１３】
請求項９に記載のシステムであって、さらに、
前記ＬＥＤストリングを流れる電流を測定する手段と、
測定された電流と電流基準との差を増幅する増幅器と、
エラー増幅器によって増幅され、かつ増幅された差を使用する前記コンバータの一次電流を変調する変調器であって、前記複数のＬＥＤストリングを流れる電流を制御しかつ調整する、前記変調器と、
を含む、システム。
【請求項１４】
請求項９に記載のシステムであって、前記コンバータが、直列に結合されたまたは並列に結合された複数の一次巻線を含み、結合された巻線の各々が、複数の二次巻線に結合される、システム。
【請求項１５】
実質的に一定でありかつ等しい電流を複数の電流駆動される負荷に提供する方法であって、
複数の電流調整された出力を提供する単一の多重出力の電流調整されたコンバータを提供すること、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ストリングを提供すること、および
前記複数の電流調整された出力および前記複数のＬＥＤストリングが、単一の電流ループ構成に配され、それぞれの電流調整された出力が、出力電圧をそれぞれのＬＥＤストリングに提供すること、
を含む、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、さらに、
前記ＬＥＤストリングを流れる電流を測定すること、
測定された電流と電流基準との差を決定すること、
前記複数のＬＥＤストリングを流れる電流を制御しかつ調整するため、前記差を用いる前記コンバータの一次電流を変調すること、
を含む、方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、さらに、
前記コンバータの一次電流を流れる電流を測定すること、
測定された電流と電流基準との差を決定すること、
前記複数のＬＥＤストリングを流れる電流を制御しかつ調整するため、前記差を用いる前記コンバータの一次電流を変調すること、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、エレクトロニクスに関し、より具体的には、電流駆動される負荷に等しい電流を提供するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明アプリケーションの高出力の発光ダイオード（ＬＥＤ）では、実質的に等しい電流で複数のＬＥＤを駆動する必要がある。これは、すべてのＬＥＤを直列に接続することにより実現され得る。しかしながら、所与のアプリケーションのＬＥＤの数に基づき、このタイプの構成は、過度に高い電圧になり得る。例えば、３０個の直列接続されたＬＥＤは、１００ボルトを超過した電圧を生成するかもしれない。過度の高電圧の利用を緩和する１つの解決策は、複数のＬＥＤを、幾つかの数の直列に接続されたＬＥＤからなるＬＥＤストリングのグループに分割することであり、その結果、各ＬＥＤストリングは、要求される電流で駆動されるとき、安全な電圧をつくる。例えば、上記した３０個のＬＥＤは、１ストリングにつき約３４ボルトの電圧の、１０個のＬＥＤの３つのストリングに分割され得る。
【０００３】
ＬＥＤストリングのグループ間の電流調整を容易にするため、各ＬＥＤストリングは、共通の低電圧ソースに接続されることができ、各ＬＥＤストリングがそれぞれの線形のまたはスイッチングする電流レギュレータによって調整される。しかしながら、この解決策は、追加のレギュレータのために高価であり、ストリングの電流バランスは、公差のため決して完全ではなく、個々の電流ループに関連してオフセットする。さらに、追加のレギュレータは、システムの効率を減少させ得、さらなる増加のコストおよび増加する効率の衰えに寄与する余分の電磁妨害（ＥＭＩ）を生成するかもしれない。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の１つの態様では、複数の電流調整された出力および複数の電流駆動される負荷を含むシステムが提供される。複数の電流調整された出力および複数の電流駆動される負荷は、単一の電流ループ構成に配され、各電流調整された出力は、出力電圧を、複数の電流駆動される負荷のそれぞれの電流駆動される負荷に提供する。
【０００５】
本発明の別の態様では、システムが、実質的に一定でかつ等しい電流を複数の電流駆動される負荷に提供する。このシステムは、複数の電流調整された出力を提供する単一の多重出力の電流調整されたコンバータを含む。このシステムはさらに、単一の電流ループ構成に配された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ストリングを含み、それぞれ電流調整された出力を有する複数の電流調整された出力が、出力電圧を複数のＬＥＤストリングのそれぞれのＬＥＤストリングに提供する。
【０００６】
本発明のさらなる態様では、或る方法が、実質的に一定でかつ等しい電流を複数の電流駆動される負荷に提供する。当該方法は、複数の電流調整された出力を提供する単一の多重出力の電流調整されたコンバータを提供すること、複数のＬＥＤストリングを提供すること、および複数の電流調整された出力ならびに複数のＬＥＤストリングを単一の電流ループ構成に配置し、それぞれの電流調整された出力が出力電圧をそれぞれのＬＥＤストリングに提供することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数の電流駆動される負荷に提供するためのシステムの代表的な概略図を例示する。
【０００８】
【図２】図２は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するためのシングルエンドコンバータを用いるシステムの代表的な概略図を例示する。
【０００９】
【図３】図３は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するためのダブルエンドコンバータを用いるシステムの代表的な概略図を例示する。
【００１０】
【図４】図４は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するため全波整流器を提供するように構成されたダブルエンドコンバータを用いるシステムの代表的な概略図を例示する。
【００１１】
【図５】図５は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための直接的な電流調整を備えたシングルエンドフライバックコンバータを用いるシステムの代表的な概略図を例示する。
【００１２】
【図６】図６は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための間接的な電流調整を備えたシングルエンドフライバックコンバータを用いるシステムの代表的な概略図を例示する。
【００１３】
【図７】図７は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための並列接続された変圧器を備えたシングルエンドコンバータを用いるシステムの代表的な概略図を例示する。
【００１４】
【図８】図８は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための直列接続された変圧器を備えたシングルエンドコンバータを用いるシステムの代表的な概略図を例示する。
【００１５】
【図９】図９は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための直列接続された変圧器を備えたダブループエンドコンバータを用いるシステムの代表的な概略図を例示する。
【００１６】
【図１０】図１０は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための並列接続された変圧器を備えたダブループエンドコンバータを用いるシステムの代表的な概略図を例示する。
【００１７】
【図１１】図１１は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数の電流駆動される負荷に提供するための方法を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、実質的に一定でありかつ等しい電流を、複数の電流駆動される負荷に提供するためのシステムおよび方法に関する。複数の電流駆動される負荷は、複数の電流調整された出力を備えた単一の電流ループ構成に配されて、それぞれの電流調整された出力が、出力電圧をそれぞれの電流駆動される負荷に提供するようにする。単一の電流ループ構成は、電流駆動される負荷の各々に、実質的に一定でかつ等しい電流が提供されること、および単一の調整された出力が複数の電流駆動される負荷を駆動する構成と比較して実質的に減少された電圧が提供されることを保証する。
【００１９】
以下の例は、電流駆動される負荷が発光ダイオード（ＬＥＤ）ストリングで示される。しかしながら、本発明が電流駆動される負荷の種々の変形で使用され得ることを理解されたい。
【００２０】
図１は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数の電流駆動される負荷に提供するためのシステム１０の代表的な概略を図示する。システム１０は、第１の電流調整された出力（１）、第２の電流調整された出力（２）、および第３の電流調整された出力（３）を提供する多重出力の電流調整されたコンバータ１２を含む。シングルエンドまたはダブルエンド多重出力コンバータトポロジーが多重の電流調整された出力を提供するために使用され得ることを理解されたい。さらに、多重の電流調整された出力を提供するように個別のコンバータが使用され得る。第１の電流調整された出力（１）は、第１の出力電圧（ＶＯＵＴ１）を第１のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ♯１）に提供し、第２の電流調整された出力（２）は、第２の出力電圧（ＶＯＵＴ２）を第２のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ♯２）に提供し、第３の電流調整された出力（３）は、第３の出力電圧（ＶＯＵＴ３）を第３のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ♯３）に提供する。第１、第２および第３の出力電圧（ＶＯＵＴ１〜ＶＯＵＴ３）は、実質的に同じ電圧、または異なる電圧に選択され得、異なる電圧の場合には、システム１０内の任意の２地点（Ａ〜Ｆ）間の電圧差が特定の最大値を超えないことを保証するのに十分に小さいという唯一の限定を有する。
【００２１】
第１、第２および第３の電流調整された出力は、第１、第２および第３のＬＥＤストリングを備えた単一の電流ループ構成に配されて、実質的に一定でありかつ等しい電流が第１、第２および第３のＬＥＤストリングの各々に提供されるようにする。第１の電流調整された出力（１）の正の端子は、第１のＬＥＤストリングのアノード端（１４）に結合され、第１のＬＥＤストリングのカソード端（１６）は、第２の調整された出力（１）の負の端子に結合される。さらに、第２の調整された出力（２）の正の端子は、第２のＬＥＤストリングのアノード端（１４）に結合され、第２のＬＥＤストリングのカソード端（１６）が第３の調整された出力（３）の負の端子に結合される。第３の調整された出力（３）の正の端子は、第３のＬＥＤストリングのアノード端（１４）に結合され、第３のＬＥＤストリングのカソード端（１６）は、第１の電流調整された出力（１）の負の端子に結合され、単一の電流ループ構成を完成する。
【００２２】
図２は、本発明の態様による、実質的に一定でかつ等しい電流を、複数のＬＥＤストリングに提供するためのシングルエンドコンバータ２２を用いるシステム２０の代表的な概略図を示す。シングルエンドコンバータ２２は、電圧源２４とスイッチングデバイス２６との間に結合された一次巻線（Ｐ１）を含む多重出力の電流調整されたフライバックコンバータであり、ＡＶ電圧およびＡＣ調整された電流を一次巻線（Ｐ１）に提供する。一次巻線（Ｐ１）は、Ｎ個の二次巻線（Ｓ１〜ＳＮ）を駆動し、ここで、Ｎは、１よりも大きい整数である。Ｎ個の二次巻線（Ｓ１〜ＳＮ）の各々は、それぞれダイオード・キャパシタ構成２７に結合されて、ＤＣ電圧とＤＣ調整された電流を、Ｎ個のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ♯１〜ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ♯Ｎ）のそれぞれのＬＥＤストリングに提供する。シングルエンドコンバータ２２は半波整流を提供するので、シングルエンドコンバータ２２は、電流調整された出力のすべてに同時に電流を供給することを理解されたい。それ故、電流調整された出力の数は、奇数または偶数であり得る。
【００２３】
第１の電流調整された出力（ＯＵＴＰＵＴ♯１）は、第１の出力電圧（ＶＯＵＴ１）を第１のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ＃１）に提供し、第２の電流調整された出力（ＯＵＴＰＵＴ♯２）は、第２の出力電圧（ＶＯＵＴ２）を第２のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ＃２）に提供し、これが繰り返されて、Ｎ番目の電流調整された出力（ＯＵＴ＃Ｎ）が、Ｎ番目の出力電圧（ＶＯＵＴＮ）をＮ番目のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ＃Ｎ）に提供する。Ｎ個の出力電圧の各々は、実質的に同じ電圧または異なる電圧に選択され得る。Ｎ個の調整された出力は、直列接続された電流ループ構成に配されて実質的に等しい電流がＮ個のＬＥＤストリングの各々に提供されるようにする。第１の調整された出力（ＯＵＴＰＵＴ＃１）の正の端子は、第１のＬＥＤストリングのアノード端（２８）に結合され、第１のＬＥＤストリングのカソード端（３０）は、第２の調整された出力（ＯＵＴＰＵＴ＃２）の負の端子に結合される。さらに、第２の調整された出力（ＯＵＴＰＵＴ＃２）の正の端子は、第２のＬＥＤストリングのアノード端（２８）に結合され、第２のＬＥＤストリングのカソード端（３０）は、次の調整された出力の負の端子に結合され、Ｎ番目の調整された出力（ＯＵＴＰＵＴ＃Ｎ）の負の端子は、Ｎ−１のＬＥＤストリングのアノード端に結合される。Ｎ番目の調整された出力（ＯＵＴＰＵＴ＃Ｎ）の正の端子は、Ｎ番目のＬＥＤストリングのアノード端２８に結合され、Ｎ番目のＬＥＤストリングのカソード端３０は、第１の調整された出力（ＯＵＴＰＵＴ＃１）の負の端子に結合され、単一の電流ループ構成を完成する。
【００２４】
すべての出力によって供給される電流が等しいので、ダブルエンドコンバータの出力を用いる半波整流を提供することも可能であることを理解されたい。図３は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するためのダブルエンドコンバータ４２を使用するシステム４０の代表的な概略図を示す。ダブルエンドコンバータ４２は、電圧源４４に結合された一次巻線（Ｐ１）を含む２つの出力の電流調整されたコンバータであり、ＡＣ電圧およびＡＣ調整された電流を一次巻線（Ｐ１）に提供する。一次巻線（Ｐ１）は、第１の二次巻線（Ｓ１）と第２の二次巻線（Ｓ２）とを駆動し、二次巻線の各々がそれぞれのダイオード・キャパシタ構成４６に結合されて、ＤＣ電圧（ＶＯＵＴ１およびＶＯＵＴ２）とＤＣ調整された電流を第１のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ＃１）と第２のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ＃２）にそれぞれ提供する。ダブルエンドコンバータ４２は、入力電圧の負である半分の期間に第１のＬＥＤストリングに電流を供給し、入力電圧の正である半分の期間に第２のＬＥＤストリングに電流を供給することを理解されたい。３番目の出力（あるいは任意の奇数の出力）が追加される場合、非対称になり、これは、変圧器の一次電流は、ダブルエンドコンバータにおいて許容することができない変圧器のＤＣバイアスの原因となる。
【００２５】
第１の電流調整された出力（ＯＵＴ１）が、第１の出力電圧（ＶＯＵＴ１）を第１のＬＥＤストリングに提供し、第２の電流調整された出力（ＯＵＴ２）が、第２の出力電圧（ＶＯＵＴ２）を第２のＬＥＤストリングに提供する。第１および第２の電流調整された出力と第１および第２のＬＥＤストリングは、単一の電流ループ構成に配されて、実質的に一定でありかつ等しい電流が第１および第２のＬＥＤストリング両方に提供されるようにする。第１の調整された出力（ＯＵＴ１）の正の端子は、第１のＬＥＤストリングのアノード端４８に結合され、第１のＬＥＤストリングのカソード端５０は、第２の調整された出力（ＯＵＴ２）の負の端子に結合される。さらに、第２の調整された出力（ＯＵＴ２）の正の端子は、第２のＬＥＤストリングのアノード端４８に結合され、第２のＬＥＤストリングのカソード端５０は、第１の調整された出力（ＯＵＴ１）の負の端子に結合され、単一の電流ループ構成を完成する。
【００２６】
図４は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための全波整流を提供するように構成されたダブルエンドコンバータ６２を使用するシステム６０の代表的な概略図を示す。ダブルエンドコンバータ６２は、電圧源６４に結合された一次巻線（Ｐ１）を含む、２つの出力の電流調整されたコンバータであり、ＡＣ電圧およびＡＣ調整された電流を一次巻線（Ｐ１）へ提供する。一次巻線（Ｐ１）は、図３に例示した構成と同様に第１の二次巻線と第２の二次巻線を駆動する。しかしながら、図３のダイオード・キャパシタ構成４６の各々が、全波ブリッジ整流器に置換されている。この構成では、奇数の出力が、変圧器のＤＣバイアスを生じさせず、そのため、偶数および奇数の双方の出力の使用を可能するように、シングルエンドコンバータと同様に、システム６０が電力を双方（Ｎ個）の出力に同時に供給することができる。
【００２７】
図４に例示されるように、第１の電流調整された出力（ＯＵＴ１）が、第１の全波ブリッジ整流器６６の出力に提供されて第１の出力電圧（ＶＯＵＴ１）が第１のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ＃１）に提供され、第２の電流調整された出力（ＯＵＴ２）が第２の全波ブリッジ整流器６８の出力に提供されて第２の出力電圧（ＶＯＵＴ２）が第２のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ＃２）に提供される。第１の全波ブリッジ整流器６６の正の端子は、第１のＬＥＤストリングのアノード端７０に結合され、第１のＬＥＤストリングのカソード端７２は、第２の全波ブリッジ整流器６８の負の端子に結合される。さらに、第２の全波ブリッジ整流器６８の正の端子は、第２のＬＥＤストリングのアノード端７０に結合され、第２のＬＥＤストリングのカソード端７２は、第１の全波ブリッジ整流器６６の負の端子に結合されて、単一の電流ループ構成を提供する。
【００２８】
ＬＥＤストリングを流れる電流をさらに制御しかつ調整することが望ましい場合があることを理解されたい。これは、ＬＥＤストリングのいずれかを流れる電流を直接的に制御しかつ調整することによって、あるいはコンバータの一次電流を調整することによりＬＥＤストリングを流れる電流を間接的に制御しかつ調整することによって実現され得る。図５は、ＬＥＤストリングを流れる電流を直接的に制御しかつ調整する１つの例を示し、図６は、コンバータを流れる一次電流を調整することによりＬＥＤストリングを流れる電流を間接的に制御しかつ調整する１つの例を示す。図５および図６は、電流を制御しかつ調整するための例示的な技術であり、多数の、直接的および間接的な技術を本発明を実施するために用いることもできる。
【００２９】
図５は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための直接的な電流調整を備えたシングルエンドフライバックコンバータ８２を使用するシステム８０の代表的な概略図を示す。シングルエンドコンバータ８２は、電圧源８４とスイッチングデバイス８６との間に結合された一次巻線（Ｐ１）を含む、デュアル出力の電流調整されたフライバックコンバータであり、ＡＣ電圧およびＡＣ調整された電流を一次巻線（Ｐ１）に提供する。一次巻線（Ｐ１）は、第１の巻線（Ｓ１）と第２の巻線（Ｓ２）を駆動し、二次巻線の各々は、それぞれダイオード・キャパシタ構成８８に結合されて、ＤＣ出力電圧およびＤＣ調整された電流を第１のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ＃１）および第２のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ＃２）にそれぞれ提供する。第１および第２のＤＣ出力電圧（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２）、ならびに第１および第２のＬＥＤストリングは、前述のように、単一の電流ループ構成に配される。
【００３０】
第２のＬＥＤストリングの電流は、電流感知手段９０によって感知され、かつ測定された電流と電流基準９２との間の差を増幅するエラー増幅器９４に印加される。電流感知手段９０は、当業者に既知であるような、種々の電流感知構造（例えば、抵抗性結合構成、誘導性結合構成など）とし得る。エラー増幅器９４の出力は、スイッチングトランジスタ８６のデューティサイクルを変調する変調器９６を駆動して、エラーを最小限／ゼロにしかつ第１および第２のＬＥＤストリングを流れる電流を調整する。
【００３１】
図６は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための間接的な電流調整を備えたシングルエンドフライバックコンバータ１０２を有するシステム１００の代表的な概略図を示す。シングルエンドコンバータ１０２は、電圧源１０４とスイッチングデバイス１０６の間に結合された一次巻線（Ｐ１）を含む、デュアル出力の電流調整されたフライバックコンバータであり、ＡＣ電圧およびＡＣ調整された電流を一次巻線（Ｐ１）に提供する。図５について説明したものと同様に、一次巻線（Ｐ１）は、第１の二次巻線（Ｓ１）および第２の二次巻線（Ｓ２）を駆動し、二次巻線の各々がそれぞれのダイオード・キャパシタ構成１０８に結合されてＤＣ出力電圧（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２）およびＤＣ調整された電流を第１のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ＃１）および第２のＬＥＤストリング（ＬＥＤ  ＳＴＲＩＮＧ＃２）にそれぞれ提供する。第１および第２のＤＣ出力電圧（ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２）ならびに第１および第２のＬＥＤストリングは、前述したように単一の電流ループ構成に配される。
【００３２】
電流感知手段１１０が、コンバータ１０２の一次電流を感知する。基準生成器１１２は、コンバータ１０２の入力電圧１０４とフライバックコンバータ１０２のフィードバック巻線ＦＢ１によって提供された情報からのＬＥＤストリングの全体の電圧との関数である基準を生成する。トランジスタスイッチ１０６のオン時間中、フィードバック巻線ＦＢ１間の電圧は入力電圧１０４に比例し、トランジスタスイッチ１０６のオフ時間中、電圧はＬＥＤストリングの全体の電圧に比例する。エラー増幅器１１４が、一次電流を基準生成器１１２によって生成された基準と比較する。エラー増幅器１１４の出力は、変調器１１６を駆動し、変調器１１６は、エラーを最小限／ゼロにし、かつ第１および第２のＬＥＤストリングを通る電流を調整するため、電力トランジスタ１０６のデューティサイクルを変調する。基準生成器１１２は、入力電圧またはＬＥＤの電圧の変動に無関係であるＬＥＤの電流を生成する一次電流のために、基準をつくるアルゴリズムを実行することができる。
【００３３】
上記の例によりＬＥＤ電流を制御することはフライバックコンバータまたは２つのＬＥＤストリングに限定されるものではなく、同様の制御アーキテクチャは、任意の数のＬＥＤストリングのための電流駆動を提供するような半波または全波整流器を用いて、任意のコンバータトポロジーに適用することができる。
【００３４】
多数のＬＥＤストリングを使用するいくつかのアプリケーションでは、要求される出力の数は、過度の数の二次巻線を必要とするかもしれない。この問題は、複数の変圧器（各々がより少ない二次を有する）を使用することにより解決することができ、それらの一次巻線が直列または並列に接続されて要求される数の出力を生成する。図７〜１０は、並列および直列に接続された変圧器を備えたシングルおよびダブルエンドケースについての本発明の実施例を示す。明確化のためにそれぞれ２つの出力を有する２つの変圧器のみが示されるが、より多くの数への拡張は、当業者にとって容易に明白であろう。図７〜１０の実施例の各々は、図１〜６について説明したように、単一の電流ループ構成に配されるため、コンバータの個々の部分の説明は、さらなる冗長さを無くすため省略する。
【００３５】
図７は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための並列接続された変圧器を備えたシングルエンドコンバータを用いるシステム１２０の代表的な概略図を示す。図８は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための直列接続された変圧器を備えたシングルエンドコンバータを用いるシステム１３０の代表的な概略図を示す。図９は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための直列接続された変圧器を備えたダブルエンドコンバータを用いるシステム１４０の代表的な概略図を示す。図１０は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数のＬＥＤストリングに提供するための並列接続された変圧器を備えたダブルエンドコンバータを用いるシステム１５０の代表的な概略図を示す。
【００３６】
前述の構成および機能的な特徴の観点において、或る方法は、図１１を参照してより理解される。別の実施例において、例示される動作は、異なる順番でおよび／または他の動作と同時に発生し得ることが理解および認識されたい。また、或る方法を実行するためにすべての例示される特徴は必要とされないかもしれない。
【００３７】
図１１は、本発明の態様による、実質的に一定でありかつ等しい電流を複数の電流駆動される負荷に提供するための方法を例示する。この方法は、複数の電流調整された出力を含む、単一の多重出力コンバータが提供される１００で開始する。１１０で、複数のＬＥＤストリングが提供される。１２０で、複数の電流調整された出力および複数のＬＥＤストリングが単一の電流ループ構成に配される。１４０で、複数のＬＥＤストリングを通る電流が直接的にまたは間接的に測定される。１５０で、コンバータの一次電流が、測定された電流に基づき変調され、複数のＬＥＤストリングを流れる電流を制御しかつ調整する。
【００３８】
当業者は、多数の他の実施例および変形も特許請求の範囲の発明の範囲内で可能であることを理解するであろう。例示の実施例の文脈で説明したような特徴又は工程のすべて又はその幾つかを有する例示の実施例の文脈で説明した一つ又は複数の特徴又は工程の異なる組み合わせを有する実施例も、本明細書に包含されることを意図している。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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