(57)【要約】  導通角検出回路、及びシステムさらには方法が本願により開示される。当該回路は、第一の入力及び第二の入力を有し、当該第一の入力と第二の入力における信号の比較に応じてパルス幅が変調された出力を供給するように設定された比較回路を含む。当該出力は調光回路の調光設定を表すパルス幅を有する。当該回路は比較回路に接続され、整流された電圧を受け取り比較回路の第一の入力に整流された電圧に応じた電圧が制限された出力を供給するよう設定された制限回路も含む。また、当該回路は閾値電圧を比較回路の第二の入力及び比較回路に接続されたフィルタに供給するように設定された閾値供給回路をも含む。当該フィルタは、比較回路のパルス幅が変調された出力を調光基準レベル信号に変換するように設定されている。
2013527577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を駆動するバラスト回路であって、当該バラスト回路は、
調光回路からのＡＣ入力電圧を受け整流された出力電圧を供給するよう設定された整流回路と、
当該整流された出力電圧と前記調光回路の調光設定を表す調光基準レベル信号に応じて、前記光源へ安定化出力を供給するように設定された電力変換回路と、
前記整流された電圧を受けるために前記整流器の出力に接続され、前記調光基準レベル信号を前記電力変換回路に供給するために前記電力変換回路の入力に接続された導通角検出回路と
を備え、
当該導通角検出回路は、
第一の入力及び第二の入力を有し、前記第一の入力と前記第二の入力の信号の比較に応じてパルス幅が変調された出力であって前記調光回路の前記調光設定を表すパルス幅を有する出力を供給するように設定された比較回路と、
当該比較回路に接続され、前記整流された電圧を受け、比較回路の前記第一の入力へ前記整流された電圧に応じて、電圧が制限された出力を供給する制限回路と、
当該比較回路の当該第二の入力への閾値電圧を供給するように設定された閾値供給回路と、
当該比較回路に接続されたフィルタであって、当該比較回路のパルス幅が変調された出力を調光基準レベル信号に変換するように設定されたフィルタと、
を備える、
前記バラスト回路。
【請求項２】
前記第一の入力が、前記比較回路の非反転入力であり、前記第二の入力が前記比較回路の反転入力である請求項１記載のバラスト回路。
【請求項３】
前記制限回路は、第一と第二の節点の間のダイオードに並列に接続された抵抗器を含み、前記整流された電圧が当該第一の節点に接続され、当該第二の節点がコンデンサを通じてグラウンドと当該第一の入力に接続された請求項１記載のバラスト回路。
【請求項４】
前記第二の節点が抵抗器を通じて前記第一の入力に接続された請求項１記載のバラスト回路。
【請求項５】
前記比較回路への前記第一の入力がダイオードを通じて電源電圧に接続された請求項１記載のバラスト回路。
【請求項６】
前記閾値供給回路は、分圧器の構成内の第一及び第二の抵抗器を含み、前記第二の入力が当該第一及び第二の抵抗器の間に接続された請求項１記載のバラスト回路。
【請求項７】
前記フィルタは、二次ローパスフィルタの構成を含む請求項１記載のバラスト回路。
【請求項８】
前記比較回路の出力と前記比較回路の第一の入力の間に接続されたフィードバック抵抗器をさらに含む請求項１記載のバラスト回路。
【請求項９】
前記パルス幅が変調された信号は、前記比較回路への電源電圧のＤＣ値に制限された高電圧レベルを有することを特徴とする請求項１記載のバラスト回路。
【請求項１０】
整流器の整流された電圧出力を受け、当該整流された電圧出力に応じて調光回路の調光設定を表す調光基準レベル信号を供給する導通角検出回路であって、当該導通角検出回路は、
第一の入力及び第二の入力を有する比較回路であって、当該比較回路は第一の入力における信号と第二の入力における信号との比較に応じてパルス幅が変調された出力を供給するように設定され、当該パルス幅が変調された出力は前記調光回路の調光設定を表すパルス幅を有する比較回路と、
前記比較回路に接続された制限回路であって、整流された電圧を受け取り、前記比較回路の第一の入力への前記整流された電圧に応じて電圧が制限された出力を供給するよう設定された制限回路と、
前記比較回路の第二の入力への閾値電圧を供給するよう設定された閾値供給回路と、
前記比較回路の前記パルス幅が変調された出力を前記調光基準レベル信号へ変換するよう設定された前記比較回路に接続されたフィルタと、
を備える前記導通角検出回路。
【請求項１１】
前記第一の入力は前記比較回路の非反転入力であり、前記第二の入力は前記比較回路の反転入力である請求項１０記載の導通角検出回路。
【請求項１２】
前記制限回路が前記整流された電圧を受けるよう設定された第一節点及びコンデンサを通じてグラウンドと前記第一の入力に接続された第二の節点の間のダイオードに並列に接続された抵抗器を含むことを特徴とする請求項１０記載の導通角検出回路。
【請求項１３】
前記第二の節点が抵抗器を通じて前記第一の入力に接続された請求項１２記載の導通角検出回路。
【請求項１４】
前記比較回路の前記第一の入力がダイオードを通じて電源電圧に接続された請求項１０記載の導通角検出回路。
【請求項１５】
前記閾値供給回路は、分圧器の構成内の第一の及び第二の抵抗器を含み、前記第二の入力は当該第一の及び第二の抵抗器の間に接続されていることを特徴とする請求項１０記載の導通角検出回路。
【請求項１６】
前記フィルタは、二次ローパスフィルタの構成を含むことを特徴とする請求項１０記載の導通角検出回路。
【請求項１７】
前記比較回路の前記第一の入力と前記比較回路の出力との間に接続されたフィードバック抵抗器をさらに含む請求項１０記載の導通角検出回路。
【請求項１８】
前記パルス幅が変調された信号は、前記比較回路への電源電圧のＤＣ値に制限された高電圧レベルを有することを特徴とする請求項１０記載の導通角検出回路。
【請求項１９】
バラスト回路により駆動される光源を調光する方法であって、当該方法は、
ＡＣソース信号を受け取り、
前記光源の所望の光出力レベルに応じた調光設定をＡＣ信号に与えるよう調光回路を用いて前記ＡＣソース信号を修正し、
整流された出力を供給するために前記ＡＣ信号を整流し、
前記整流された出力を導通角検出回路にカップリングし、
前記整流された出力を、第一の入力及び第二の入力を有し、第一の入力と第二の入力の信号の比較に応じてパルス幅が変調された出力であって調光回路の調光設定を表すパルス幅を有する出力を供給するように設定された比較回路と、当該比較回路に接続され、当該整流された電圧を受け、比較回路の第一の入力への整流された電圧に応じて、電圧が制限された出力を供給する制限回路と、当該比較回路の当該第二の入力への閾値電圧を供給するよう設定された閾値供給回路と、当該比較回路に接続されたフィルタであって、当該比較回路のパルス幅が変調された出力を調光基準レベル信号に変換するように設定されたフィルタとを備える導通角検出回路にカップリングし、
さらに、
前記整流された出力及び前記調光基準レベル信号を、所望の光出力レベルを実現するために、前記整流された出力と前記調光基準レベル信号に応じて安定化出力を前記光源に供給するよう設定された電力変換回路にカップリングする、
工程を含む。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法であって、前記カップリングは、
前記整流された出力を、第一の入力及び第二の入力を有し、第一の入力と第二の入力の信号の比較に応じてパルス幅が変調された出力であって調光回路の調光設定を表すパルス幅を有する出力を供給するように設定された比較回路と、当該比較回路に接続された制限回路であって、第一と第二の節点間のダイオードに並列に接続された抵抗器を含み、前記整流された電圧が当該第一の節点に接続され、当該第二の節点がコンデンサを通じてグラウンドに、そして、当該第一の入力に接続され、前記整流された電圧を受け、比較回路の第一の入力への整流された電圧に応じて、電圧が制限された出力を供給する制限回路と、前記比較回路の第二の入力へ閾値電圧を供給するよう設定された閾値供給回路と、前記比較回路の前記パルス幅が変調された出力を前記調光基準レベル信号へ変換するよう設定された前記比較回路に接続されたフィルタとを備える導通角検出回路に、
カップリングする工程を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光導通角検出回路及び当該回路を用いたシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ソリッドステート光源系ランプ（発光ダイオード（ＬＥＤ）系ランプを含む）や高輝度放電（ＨＩＤ）灯や蛍光灯のような放電灯は幅広い用途に用いられる。そのようなランプは、一般にバラスト回路によって駆動される。当該バラスト回路は、一般に、入力信号を当該ランプを駆動するために用いられる安定した直流（ＤＣ）もしくは交流（ＡＣ）電圧に変換する。当該バラスト回路は例えば、ＡＣ入力を受けるための整流器や電力変換回路を備える場合がある。当該電力変換回路は、整流器からの未制御の出力を受けて、調製された安定な出力を当該ランプに供給することができる。
【０００３】
ランプ用に調節可能な出力照度の提供が望まれる場合には、調光回路が用いられる場合がある。当該調光回路は、線間電圧（例えば、１２０Ｖ  ＡＣ／６０Ｈｚの電源からのもの）を受けて、修正後の出力信号をランプ照度の調節のためにバラスト整流器に供給する場合がある。ある構造においては、当該調光回路は、位相制御式調光器もしくは位相カット式調光器として知られている回路の一つである。
【０００４】
位相制御式調光器において、正弦波による入力電圧の一部は、各周期においてカットされる。すなわち、正弦波による入力電圧の導通角が修正される。カットタイムインターバルもしくはデッドタイムの間、電圧がカットされると、位相制御式調光器の出力は実質的にゼロとなる場合がある。電圧がゼロではない場合の残余時間のインターバルは、ディマーコンダクションンタイムとして知られている。ディマーコンダクションンタイムとデッドタイムはともに可変であるが、入力電圧波形の時間間隔は一定である。例えば、米国では１／６０秒である。ここに使用されるように、調光設定は入力波形の時間間隔に対するディマーコンダクションンタイムの比率のことである。位相制御式調光器の調光設定は使用者によって制御可能である。ある構造においては、当該調光設定は約０．７８から約０．２５に変化可能である。
【０００５】
バラスト回路は調光設定に応じてランプの光出力を規制するために構成される場合がある。ある構造においては、バラスト回路は、調光設定の出力電圧をバラスト電力変換回路に供給するための導通角検出回路を含む場合がある。当該電力変換回路は、導通角検出回路の出力に応じたランプの明かりの出力を実現するよう、ランプを駆動するために構成される場合がある。
【０００６】
既知の位相制御式調光設定検出回路の一つはシンプルなＲＣフィルタである。調光回路の整流された出力はＲＣフィルタの入力に供給され、そして、フィルタの出力は、調光設定信号に比例した直流信号である場合がある。ＲＣフィルタの構成はシンプルであるが、調光設定にだけではなく、一定の調光設定での光出力における望まれない変化となりうるライン電源電圧の振幅の変動にも影響を受けやすい出力を供給する。また、ＲＣフィルタを用いた構成は、ランプの光出力規制に十分な直線性を提供することはできない。他の既知の導通角検出回路は、複雑性とコストをバラスト回路に付加するマイクロコントローラが用いられる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による実施形態によれば、導通角検出回路は、調光設定を表す整流された出力電圧を受け、そして調光設定に比例した電圧が制限された調光基準レベルの出力を供給する。当該調光基準レベルの出力は、ソース／線電圧の大きさに著しい影響を受けることはなく、調光設定の変更について良好な直線性を有する。当該回路は、どのような入力電圧レベルにも対応するバラスト回路と共に用いることができる。
【０００８】
実施例の一つでは、光源を駆動するバラスト回路が提供される。バラスト回路は、調光回路からＡＣ入力電圧を受け、整流された出力電圧を供給するよう設定された整流回路と、整流された出力電圧及び調光回路の調光設定を表す調光基準レベル信号に応じて安定化出力を光源に供給するように設定された電力変換回路と、導通角検出回路とを含む。当該導通角検出回路は、整流された電圧を受け取るために整流器の出力に接続されており、調光基準レベル信号を電力変換回路に供給するために電力変換回路の入力に接続されている。当該導通角検出回路は、第一の入力及び第二の入力を有し、第一の入力と第二の入力の信号の比較に応じてパルス幅が変調された出力であって調光回路の調光設定を表すパルス幅を有する出力を供給するように設定された比較回路と、当該比較回路に接続され、当該整流された電圧を受け、比較回路の第一の入力への整流された電圧に応じて、電圧が制限された出力を供給するように設定された制限回路と、当該比較回路の当該第二の入力へ閾値電圧を供給するように設定された閾値供給回路と、当該比較回路に接続されたフィルタであって、当該比較回路のパルス幅が変調された出力を調光基準レベル信号に変換するように設定されたフィルタとを含む。
【０００９】
関連実施例においては、第一の入力は比較回路の非反転入力であってもよく、そして第二の入力は比較回路の反転入力であってもよい。他の関連実施例においては、制限回路は、第一と第二の節点の間のダイオードと並列に接続された抵抗器を含んでもよく、整流された電圧は、第一の節点と接続されてもよい、さらに第二の節点は、コンデンサを通してグラウンドと第一の入力に接続されてもよい。他の関連実施例においては、第二の節点は、抵抗器を通じて第一の入力に接続されてもよい。さらなる関連実施例においては、比較回路への第一の入力は、ダイオードを通じて電源電圧に接続してもよい。他の関連実施例においては、閾値供給回路は、分圧器の構成内の第一及び第二の抵抗器を含んでもよく、第二の入力は、当該第一及び第二の抵抗器の間に接続してもよい。
【００１０】
他の関連実施例においては、フィルタは、二次ローパスフィルタの構成を含めてもよい。他の関連実施例においては、バラスト回路は、さらに比較回路の出力と第一の比較回路の入力の間に接続されたフィードバック抵抗器を含めてもよい。他の関連実施例においては、変調されたパルス幅信号は、比較回路への電源電圧のＤＣ値に制限された高電圧レベルを持ちうる。
【００１１】
他の実施例においては、整流器の整流された出力電圧を受け取り、当該整流された出力電圧に応じて、調光回路の調光設定を表す調光基準レベル信号を供給するために導通角検出回路が提供される。当該導通角検出回路は、第一の入力及び第二の入力を有し、第一の入力と第二の入力の信号の比較に応じてパルス幅が変調された出力であって調光回路の調光設定を表すパルス幅を有する出力を供給するように設定された比較回路と、当該比較回路に接続され、当該整流された電圧を受け、比較回路の第一の入力への整流された電圧に応じて、電圧が制限された出力を供給するように設定された制限回路と、当該比較回路の当該第二の入力へ閾値電圧を供給するように設定された閾値供給回路と、当該比較回路に接続されたフィルタであって、当該比較回路のパルス幅が変調された出力を調光基準レベル信号に変換するように設定されたフィルタとを含む。
【００１２】
関連実施例においては、第一の入力は比較回路の非反転入力であってもよく、第二の入力は比較回路の反転入力であってもよい。他の関連実施例においては、制限回路は、第一と第二の節点の間のダイオードと並列に接続された抵抗器を含んでもよく、第一の節点は、整流された電圧を受けるよう設定されてもよく、第二の節点は、コンデンサを通じてグラウンドと第一の入力に接続されてもよい。さらなる関連実施例においては、第二の節点は、抵抗器を通じて第一の入力に接続されてもよい。
【００１３】
関連実施例においては、比較回路への第一の入力は、ダイオードを通じて電源電圧に接続されてもよい。他の関連実施例においては、閾値供給回路は、分圧器の構成内の第一及び第二の抵抗器を含めることができ、第二の入力は、当該第一と第二の抵抗器の間に接続されてもよい。また他の関連実施例においては、フィルタは、二次ローパスフィルタの構成を含めてもよい。また他の関連実施例においては、導通角検出回路は、さらに比較回路の出力と比較回路の第一の入力の間に結合されたフィードバック抵抗器を含めてもよい。また他の関連実施例においては、パルス幅が変調された信号は、比較回路の電源電圧のＤＣ値に制限された高電圧レベルを有しうる。
【００１４】
他の実施例においては、バラスト回路によって駆動される光源を調光する方法が提供される。当該方法は、ＡＣソース信号を受け取り、光源の所望の光出力レベルに応じた調光設定をＡＣ信号に与えるよう調光回路を用いて前記ＡＣソース信号を修正し、整流された出力を供給するために前記ＡＣ信号を整流し、前記整流された出力を、第一の入力及び第二の入力を有し、第一の入力と第二の入力の信号の比較に応じてパルス幅が変調された出力であって調光回路の調光設定を表すパルス幅を有する出力を供給するように設定された比較回路と、当該比較回路に接続され、当該整流された電圧を受け、比較回路の第一の入力への整流された電圧に応じて、電圧が制限された出力を供給する制限回路と、当該比較回路の当該第二の入力への閾値電圧を供給するよう設定された閾値供給回路と、当該比較回路に接続されたフィルタであって、当該比較回路のパルス幅が変調された出力を調光基準レベル信号に変換するように設定されたフィルタとを含む導通角検出回路にカップリングし、さらに、前記整流された出力及び前記調光基準レベル信号を、所望の光出力レベルを実現するために、前記整流された出力と前記調光基準レベル信号に応じて安定化出力を前記光源に供給するよう設定された電力変換回路にカップリングする工程を含む。
【００１５】
関連実施例においては、カップリングには、整流された出力を導通角検出回路にカップリングすることを含むことができ、ここで当該導通角検出回路は、第一の入力及び第二の入力を有し、第一の入力と第二の入力の信号の比較に応じてパルス幅が変調された出力であって調光回路の調光設定を表すパルス幅を有する出力を供給するように設定された比較回路と、当該比較回路に接続され、当該整流された電圧を受け、比較回路の第一の入力への整流された電圧に応じて、電圧が制限された出力を供給する制限回路と、当該比較回路の当該第二の入力への閾値電圧を供給するよう設定された閾値供給回路と、当該比較回路に接続されたフィルタであって、当該比較回路のパルス幅が変調された出力を調光基準レベル信号に変換するように設定されたフィルタとを備える。ここで前記制限回路は、第一と第二の節点の間のダイオードに並列に接続された抵抗器を含み、また、前記整流された電圧は第一の節点に接続され、当該第二の節点はコンデンサを通じてグラウンドと第一の入力に接続されるものである。
【００１６】
ここに開示された前述及びその他の目的、特徴、及び利点は、以下の本願において開示された個々の実施例の記載から明らかになるであろう。図面では、同一参照符号は異なる図面においても同一部品を指す。図面は、必ずしも縮尺通りではなく、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明により開示される実施例のブロック図である。
【図２】図２は、本発明により開示される実施例にかかるバラスト回路のブロック図である。
【図３】図３は、本発明により開示される実施例にかかる導通角検出回路のブロック図である。
【図４】図４は、本発明により開示される実施例にかかる導通角検出回路の回路図である。
【図５Ａ】図５Ａは、最大光出力レベルに設定された調光設定に対応した図４記載の回路への入力電圧時間に対する電圧のプロットを含む。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａ記載の入力電圧に対応した図４記載の回路の比較回路への入力時間に対する電圧のプロットを含む。
【図６Ａ】図６Ａは、最小光出力レベルに設定された調光設定に対応した図４記載の回路への入力電圧時間に対する電圧のプロットを含む。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａ記載の入力電圧に対応した図４記載の回路の比較回路への入力時間に対する電圧のプロットを含む。
【図７Ａ】図７Ａは、比較回路の出力時間に対する電圧のプロット及び図５Ａ記載の入力電圧に対応した図４記載の回路の出力を含む。
【図７Ｂ】図７Ｂは、比較回路の出力時間に対する電圧のプロット及び図６Ａ記載の入力電圧に対応した図４記載の回路の出力を含む。
【図８】図８は、本願実施例による方法のブロックフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
一般に、本願実施例による回路、システム、方法は、電圧が制限された調光基準レベル出力信号を調光設定に比例してバラスト電力変換回路に供給するよう設定された導通角検出回路を用いる。いくつかの実施例においては、当該導通角検出回路は、調光設定を表す信号と閾値レベルを比較する比較回路を含むことができる。比較回路の出力は、電圧が制限されたＤＣ調光基準レベル出力をバラスト電力変換回路に供給するためにフィルタされる。当該バラスト電力変換回路は、調光設定に対応したランプの明かり出力を実現するために調光基準レベル出力に応じてランプを駆動するよう設定されることができる。
【００１９】
図１は、システム１００の一つの代表的実施例のうち簡易化されたブロック図である。当該システムは、バラスト回路１０４と光源１０６を含むランプアセンブリ１１０に結合された既知の位相制御式調光回路１０２を含む。本願にて用いられる用語「接続された」は、いかなる、接続、連結、結合もしくは一のシステムエレメントにより運ばれる信号が「接続された」エレメントに伝達されることを意味する類語を参照する。このような「接続された」装置もしくは信号及び装置は、必ずしも直接互いに接続される必要はなく、中間コンポーネント又は操作もしくはそのような信号を修正するかもしれない装置によって分けられることができる。同様に、機械的若しくは物理的な接続又は結合について本願にて用いられる用語「接続された」及び「結合した」は、相対語であり直接的な物理的接続を求めるものではない。
【００２０】
位相制御式調光回路１０２は、壁スイッチに見受けられるような標準的もしくは進相制御式調光のような既知の構成（当該構成によるオペレーションは、よく知られている。）とすることができる。上述の通り、当該位相制御式調光回路１０２は、ＡＣ入力ＡＣinを付帯調光設定を有するバラスト回路１０４に供給するため、入力電圧正弦波ＡＣSourceの一部を波形の各周期ごとにカットする。いくつかの実施例においては、ＡＣSourceは、電源電圧１１２から直接１２０Ｖ  ＡＣ／６０Ｈｚを供給してもよい。しかしながら、本願に矛盾しないシステムは、例えば２２０−２４０Ｖ  ＡＣ（５０−６０Ｈｚ）のごとき他のＡＣ源から作用することが理解される。
【００２１】
下記詳細な記述の通り、バラスト回路１０４は、位相制御式調光器により適用された調光設定に応じた電圧が制限された調光基準レベル出力信号を供給するための導通角検出回路を含む。調光基準レベル出力に応じて、バラスト回路は調光設定に対応したランプの明かり出力レベルを実現するために、ＡＣ入力電圧ＡＣinを光源への安定化出力電圧Ｖoutに変換する。当該光源は、ＨＩＤもしくは蛍光灯のようなどのような放電灯であってもよく、及びまたは、一もしくはそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）とそれらのバリエーション（例えば、ＯＬＥＤ、ＰＬＥＤ等）を含むソリッドステート系光源であってもよい。当該出力電圧Ｖoutは、ランプの構成に応じたＡＣもしくはＤＣ電圧であってもよい。
【００２２】
バラスト回路１０４は、ハウジング１０８内に配置されてもよく（ハウジング内とはパラボラアルミニウム反射器（ＰＡＲ）ランプもしくはコンパクト蛍光灯（ＣＦＬ）のハウジング内のごときものである）、光源１０６は、電気的にバラスト回路１０４に接続されていればよく、またランプアセンブリ１１０を提供するために機械的にハウジング１０８に接続されていればよい。ランプアセンブリ１１０は、例えば白熱電球とともに用いられる照明器具のような現行の照明器具に添うよう設定されてもよく、例えば調光回路を通じたＡＣ入力で作用するように、直接そのような照明器具に挿入されてもよい。
【００２３】
図２は、バラスト回路１０４の機能を概念的に説明するブロック図である。示されているように、バラスト回路１０４は、任意のＥＭＩフィルタ２０２、整流器２０４、電力変換回路２０６及び導通角検出回路２０８を含んでもよい。一般的に、ＡＣ入力電圧ＡＣinは、任意のＥＭＩフィルタ２０２を通じて整流器回路２０４に接続されてもよい。当該ＥＭＩフィルタ２０２は、ＡＣ入力電圧ＡＣinを整流器２０４へ通すため、また位相制御式調光回路１０２の出力に加わるＥＭＩ関連ノイズをフィルタリングするためのインダクタ及びまたはコンデンサのような既知の構成とすることができる。当該整流器回路２０４は、位相制御式調光回路１０２から供給された調光設定を表す整流された出力ＶRectを供給するためにＡＣinを整流するよう設定されてもよい。さまざまな整流器回路の構成は、当該技術分野において周知である。いくつかの実施例においては、例えば、整流器回路２０４は、既知のブリッジ整流器を含めることができる。
【００２４】
整流器回路２０４の出力は、導通角検出回路２０８の入力と電力変換回路２０６の入力に接続されてもよい。当該導通角検出回路２０８は、整流された出力ＶRectを矩形入力として受け取り、調光設定信号に比例した電圧が制限された調光基準レベル出力（ＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ）を供給するよう設定されている。導通角検出回路２０８のＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力は、電力変換回路２０６のライトアウトプットコントロールに供給される。
【００２５】
電力変換回路２０６は、整流された出力ＶRectを受け取る既知の回路でよく、導通角検出回路２０８のＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力に応じて、安定化出力Ｖoutを調光設定に対応した光出力レベルを実現するよう設定された光源１０６に供給する。調光設定が変更された場合、例えばユーザー入力を通じて、導通角検出回路２０８のＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力は対応して変更する、そして、そのような変更に応じて、電力変換回路２０６は、光源１０６の光出力レベルに対応する変化を生じさせるために出力Ｖoutをランプに供給する。
【００２６】
一般的に、電力変換回路２０６は、既知のスイッチングインバータを含んでもよく、電力変換回路へのＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力は、光源１０６への出力電流をコントロールするためにインバータのスイッチング周波数を制御することができる。米国特許第６，４８６，６１６号において開示された本願開示内容に矛盾しないバラスト回路に有用な既知の電力変換回路の一の実施例にかかる教示は、本願明細書において参照により援用されている。バラスト回路の構成に有用な他の既知の電力変換回路は、カリフォルニア州サニーベールのＳＴマイクロエレクトロニクス社より現在利用可能な型式番号Ｌ６５７４やＬ６５８５のような既知の集積回路制御装置を含んでもよい。
【００２７】
図３は、導通角検出回路２０８の機能を概念的に説明するブロック図である。示すように、導通角検出回路２０８は、制限回路３０２、閾値供給回路３０４、比較回路３０６及びフィルタ３０８を含んでもよい。制限回路３０２は、整流器２０４の出力から矩形入力を受け、比較回路３０６の第一の入力３１０（例えば、非反転入力）に接続された出力を供給できる。一般的に、制限回路３０２への矩形入力は、高電圧信号（例えば１７５Ｖのピーク電圧を持つもの）でもよいので、比較回路３０６へのダメージを避けるために制限回路３０２は、矩形入力を受け、比較回路の第一の入力３１０に適用される出力の初期制限を行うことができる。いくつかの実施例においては、例えば、制限回路３０２は、比較回路３０６の第一の入力３１０に適用される電圧をバラスト回路の供給電圧Ｖccにほとんど等しい電圧に制限してもよい。周知のように、バラスト回路及びその構成部品を作動させる電源電圧Ｖccは、作動中の回路への、制御されかつ安定した供給を確保するためにバラスト回路の構成内で自給されるものでよい。
【００２８】
閾値供給回路３０４は、閾値電圧を比較回路３０６の第二の入力３１２（例えば、反転入力）に供給することができる。比較回路３０６は、制限回路３０２の電圧が制限された出力と閾値供給回路３０６が供給する閾値電圧とを比較し、調光設定に比例したパルス幅を有するパルス幅に変調された出力信号を供給する。比較回路３０６の出力３１４もまた電源電圧Ｖccにほぼ等しい値に制限され、フィルタ３０８に供給される。フィルタは、比較回路３０６のパルス幅が変調された出力を受け取り、調光設定信号に比例したＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ ＤＣ出力を供給するよう設定された既知のフィルタでよい。
【００２９】
従って、電力変換回路２０６に供給されるＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力は、例えば、バラスト回路の供給電圧Ｖccにほぼ等しい電圧に電圧制限された電圧である。これは、電力変換回路２０６へのＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力における整流された出力ＶRect内の振幅の変化のいかなる影響をも最小化する。さらに、電力変換回路ＶRectへの電圧制限がされたＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力は、複雑で高価なマイクロコントローラを含まない比較的シンプルな導通角検出回路２０８によって供給される。
【００３０】
当該技術分野において通常の知識を有する者は、図３に例示された導通角検出回路２０８は、さまざまな構成で実現可能であると認識するであろう。構成の一例は、図４に示された導通角検出回路２０８ａである。示すように、導通角検出回路２０８ａは、制限回路３０２ａ、閾値供給回路３０４ａ、比較回路３０６ａ、フィードバック抵抗器Ｒ４、プルアップ抵抗器Ｒ３及びフィルタ３０８ａを含む。
【００３１】
一般的に制限回路３０２ａは、抵抗器Ｒ１とＲ２、ダイオードＤ１とＤ２、及びコンデンサＣ１を含む。ダイオードＤ１と抵抗器Ｒ１は、節点Ｎ１・Ｎ２間に並列して結合される。整流器からの矩形入力は、節点Ｎ１に接続されている。節点Ｎ２は、コンデンサＣ１を通じてグラウンド及び抵抗器Ｒ２を通じて比較回路３０６ａの非反転入力３１０に接続されている。当該非反転入力３１０は、ダイオードＤ２を通じて電源電圧Ｖccにも接続されている。
【００３２】
作動中、制限回路への矩形入力は、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１により定まる時定数に従って抵抗器Ｒ１を通じてコンデンサＣ１を充電する。コンデンサＣ１は、矩形入力がダイオードＤ１を順方向バイアスする程にコンデンサＣ１両端間の電圧に対して十分に低くなるまで充電する。当該ダイオードＤ１が順方向にバイアスされる場合には、コンデンサＣ１は、比較回路３０６ａの非反転入力３１０において、ほぼゼロに近い電圧を供給するダイオードＤ１を通じて放電する。非反転入力３１０における電圧は、ダイオードＤ２によって制限される。具体的には、非反転入力３１０における電圧は、それがダイオードＤ２の順バイアス降下に加えられたＶccの値を超えた場合、ダイオードＤ２を順方向にバイアスする。これは非反転入力３１０における電圧をダイオードＤ２に加わる順バイアス降下に加えられたＶccの値に制限する。
【００３３】
閾値供給回路３０４ａは、電圧ディバイダの構成の抵抗器Ｒ５とＲ６を含む。供給電圧Ｖccは、抵抗器Ｒ５とＲ６にわたって接続されている、そして、比較回路３０６ａへの反転入力３１２は、抵抗器Ｒ５とＲ６の間に接続されている。従って、抵抗器Ｒ５とＲ６の値は、反転入力３１２において閾値電圧を決定する。
【００３４】
低い閾値電圧は、伝導検出や位相制御式調光のデッドタイムにおける良好な正確性を提供するが、比較回路３０６ａの出力を矩形入力におけるノイズにさらに影響を受けやすくし、それは、比較回路３０６ａの誤作動をもたらす可能性がある。コンデンサＣ１は、誤作動を避けるために比較回路３０６ａへのノイズの影響を軽減する。
【００３５】
低い閾値は、さらなる正確性を提供するが、整流器（例えば整流器２０４）の出力に現れる残留電圧を構成するのに十分な高さに設定されるべきである。とりわけ、整流器出力における矩形電圧は、調光デッドタイムが高光出力レベルの調光設定において、残留電圧を維持する整流器出力におけるフィルタリングコンデンサの存在によって短すぎる場合、ゼロレベルに達しないかもしれない。当該残留電圧は、整流器の出力における電圧波形を歪めるかもしれない。結果として、調光設定／導通角は、導通角検出回路３０６ａによって正確に検出され得ないか、もしくは、比較回路閾値電圧が低すぎる設定の場合には、導通角検出回路は矩形入力電圧のパルスをスキップさえするかもしれない。
【００３６】
比較回路３０６ａは、非反転入力３１０における電圧と反転入力３１２を比較し、対応する出力を供給する。とりわけ、比較回路３０６ａは、非反転入力３１０の電圧が反転入力３１２における閾値電圧よりも大きい振幅を有する場合、その出力３１４において高電圧レベルを供給し、非反転入力３１０における電圧が、反転入力３１２における閾値電圧よりも小さい振幅を有する場合には、その出力３１４において低電圧レベルを供給する。比較回路３０６ａの高電圧レベル出力は、電源電圧Ｖccへの比較回路によって制限され、固定される。
【００３７】
電源電圧Ｖccは、低レベルに遷移したのちに比較回路の出力３１４を高電圧レベルに引き上げるために、プルアップ抵抗器Ｒ３を通じて接続されている。フィードバック抵抗器Ｒ４はヒステリシスを供給するために比較回路の出力３１４と非反転入力３１０の間に接続されている。当該フィードバック抵抗器Ｒ４は、非反転入力３１０における電圧が反転入力３１２における電圧と等しい場合、比較回路の出力３１４におけるジッタを避ける。
【００３８】
示されているように、フィルタ３０８ａは、既知の二次ローパスフィルタの構成に供給される抵抗器Ｒ９とＲ１０、及びコンデンサＣ２とＣ３を含む。当該フィルタは、比較回路の方形波出力をＤＣ出力である、ＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬに変換する。
【００３９】
導通角検出回路は、その様々な回路部品の適切な選択による様々な入力電圧での作動のために形成されることができる。下記に示す表１は、１２０Ｖ  ＲＭｓ／６０Ｈｚ  ＡＣソース信号ＡＣSource（オームにおける抵抗器の値）にて作動する図４に説明される実施例２０８ａを構成するのに有用な回路部品の一例を定める。
【表１】
2013527577.tif 000003
【００４０】
図５Ａ−５Ｂ及び図６Ａ−６Ｂは、表１に示された値を持つ部品により構成された図４記載の回路と最大及び最小光出力レベルにそれぞれ設定された調光設定用の制限回路３０４ａ及び比較回路３０６ａへの入力のシミュレーションプロットを含む。具体的には、図５Ａは最大光出力レベルに設定された調光設定における図４記載の制限回路３０２ａへの矩形入力の時間に対する電圧のプロット５０２を含む。図５Ｂは、図５Ａ記載の矩形入力に応じた図４記載の比較回路３０６ａの非反転及び反転入力（すなわち、制限及び閾値回路それぞれの出力）への入力の時間に対する電圧のプロット５０４、５０６を含む。図６Ａは最小光出力レベルに設定された調光設定における図４記載の制限回路３０２ａへの矩形入力の時間に対する電圧のプロット６０２を含む。図６Ｂは図６Ａ記載の矩形入力に応じた図４記載の比較回路３０６ａの非反転及び反転入力（すなわち、制限及び閾値回路それぞれの出力）への入力の時間に対する電圧のプロット６０４、６０６を含む。図５Ａ−５Ｂ及び図６Ａ−６Ｂにおいて、プロット５０６、６０６により説明されたように、電源電圧Ｖccは１５Ｖ  ＤＣに設定され、比較回路への反転入力における閾値回路３０４ａの出力はおよそ１０Ｖ  ＤＣに設定される。
【００４１】
プロット５０４及び６０４にて説明されたように、矩形入力に応じて、制限回路は調光設定に比例したパルス幅を持つパルス幅が変調された出力を非反転入力３１０に生じさせる。図５Ａのプロット５０２に示された矩形入力を生じさせるために最大光出力に調光設定が設定された場合には、比較回路の非反転入力３１０における制限回路の出力は、図５Ｂのプロット５０４に示すよう最大パルス幅を持つ。図６Ａのプロット６０２に示された矩形入力を生じさせるために最小光出力レベルに調光設定が設定された場合には、比較回路の非反転入力３１０における制限回路の出力は図６Ｂのプロット６０４に示すよう最小パルス幅を持つ。また、電源電圧Ｖccがおよそ１５Ｖ  ＤＣに設定された場合には、制限回路の出力は図５Ｂ及び図６Ｂに示すように１５．７Ｖ  ＤＣ周辺に制限される。これは比較回路３０６ａの非反転入力３１０を、図５Ａに示すように実施例におけるおよそ１７５Ｖのピークである矩形入力に伴う潜在的損傷電圧からプロテクトする。
【００４２】
図７Ａと図７Ｂは比較回路３０６ａの出力及び、図５Ａ−５Ｂと図６Ａ−６Ｂにそれぞれに示された入力波形に応じたＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力のシミュレーションプロットを含む。とりわけ、図７Ａは図５Ａ−５Ｂに示すように、それぞれ最大光出力レベルに調光設定信号が設定された比較回路の出力とＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力の時間に対する電圧のプロット７０２、７０４を含む。図７Ｂは図６Ａ−６Ｂに示すように、それぞれ最小光出力レベルに調光設定信号が設定された比較回路の出力とＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力の時間に対する電圧のプロット７０６、７０８を含む。
【００４３】
プロット７０２及び７０６に示すように、比較回路３０６ａは、調光設定に比例したパルス幅を有するパルス幅が変調された出力を生じさせる。調光設定が図７Ａに示すように最大光出力レベルに設定された場合には、比較回路の出力は最大のパルス幅を持ち、ＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬは、プロット７０４に示すようにおよそ１０Ｖ  ＤＣとなる。調光設定が図７Ｂに示すように最小光出力レベルに設定された場合には、比較回路の出力は最小のパルス幅となり、ＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬは、プロット７０８に示すようにおよそ５Ｖ  ＤＣとなる。導通角検出回路は、従って、位相制御式調光の調光設定（導通角）に比例したＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力を電力変換回路に生じさせる。当該電力変換回路は、調光設定に応じた光出力レベルを実現するために、光源への電流出力をＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力に応じて調整する。
【００４４】
図８は、本開示に従ったバラスト回路により駆動される光源を調光する方法８００の構成図である。当該構成図は、特定のステップの順序を含むものとして示され、説明されうる。しかしながら、当該ステップの順序は、ここに説明された一般的な機能性がどのように実施されることができるのかを示す一例を提供するに過ぎないと理解されるべきである。当該ステップは、別の方法で示されない限り、前記順序で実行される必要はない。
【００４５】
図８において、ＡＣソース信号が受領される（ステップ８０２）。当該ＡＣソース信号が調光回路を用い光源の所望の光出力レベルに応じた調光設定をＡＣ信号に供給するため修正される（ステップ８０４）。当該ＡＣ信号は、整流された出力を供給するために整流され（ステップ８０６）、当該整流された出力は導通角検出回路に接続される（ステップ８０８）。当該導通角検出回路は、第一の入力及び第二の入力を有し、第一の入力と第二の入力の信号の比較に応じてパルス幅が変調された出力であって調光回路の調光設定を表すパルス幅を有する出力を供給するように設定された比較回路と、当該比較回路に接続され、当該整流された電圧を受け、比較回路の第一の入力への整流された電圧に応じて、電圧が制限された出力を供給するように設定された制限回路と、当該比較回路の当該第二の入力への閾値電圧を供給するよう設定された閾値供給回路と、当該比較回路に接続されたフィルタであって、当該比較回路のパルス幅が変調された出力を調光基準レベル信号に変換するように設定されたフィルタとを含む。当該整流された出力及び当該調光基準レベル信号は、その後、所望の光出力レベルを実現するために整流された出力及び調光基準レベル信号に応じて安定化出力を光源に供給するよう設定された電力変換回路に接続される（ステップ８１０）。
【００４６】
別な方法で明言されていない限り、「実質的に」という語の使用は、当該技術分野において通常の知識を有する者の一人が理解するように、正確な関係、コンディション、アレンジ、オリエンテーション及び／又は特質、及びそれらからの偏差が本願により開示された方法及びシステムに実質的な影響を及ぼさない程度で、それらの偏差を含むものとして解釈される。
【００４７】
本願発明にかかる方法及びシステムは、その具体的な実施例に関連して説明されたが、それらは当該実施例に制限されるものではない。明らかに、上記教示に照らせば多くの改良及びバリエーションが考えられる。本願により開示され説明された細部、材料及び部品のアレンジにおける多くの追加変更は当該技術分野において通常の知識を有する者によりなされうるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１００  簡易化されたブロック図
１０２  位相制御式調光回路
１０４  バラスト回路
１０６  光源
１０８  ハウジング
１１０  ランプアセンブリ
１１２  電源電圧
２０２  ＥＭＩフィルタ
２０４  整流器
２０６  電力変換回路
２０８  導通角検出回路
３０２  制限回路
３０４  閾値供給回路
３０６  比較回路
３０８  フィルタ
３１０  第一の入力
３１２  第二の入力
３１４  比較回路の出力
２０８ａ  導通角検出回路
３０２ａ  制限回路
３０４ａ  閾値供給回路
３０６ａ  比較回路
３０８ａ  フィルタ
５０２  矩形入力の時間に対する電圧のプロット
５０４  非反転入力への入力の時間に対する電圧のプロット
５０６  反転入力への入力の時間に対する電圧のプロット
６０２  矩形入力の時間に対する電圧のプロット
６０４  非反転入力への入力の時間に対する電圧のプロット
６０６  反転入力への入力の時間に対する電圧のプロット
７０２  比較回路の出力のプロット
７０４  ＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力のプロット
７０６  比較回路の出力のプロット
７０８  ＤＩＭ−ＲＥＦ−ＬＥＶＥＬ出力のプロット
８００  光源を調光する方法の構成図
【図１】
2013527577.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
2013527577.tif 000011
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
2013527577.tif 000013
【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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