(57)【要約】  調光器の誤点火及び光源のフリッカを防ぐために、ブリード電流を制御し、調光器における入力電流の共鳴が止まるまでブリード電流を供給する方法及び装置が開示される。調光器へのリターンパス電流は、ブリード電流により、調光器の保持電流より大きいレベルになるようブーストされる。その結果、調光器の負荷電流は、調光器が正しく動作できるよう十分な最小値まで増大される。
2013536544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調光器からの電圧信号を提供し、光源により出力される光を調整可能に調光するよう構成されたバス；
前記バスの電位を検出し、該検出された電位に応答して制御信号を供給するよう構成された検出回路；
前記バスから前記調光器へリターン電流パスを介してブリード電流を供給するよう構成されたブリードコンポーネント；
所定の遅延だけ前記制御信号を遅延させ、該遅延した制御信号を前記ブリードコンポーネントに供給し、該遅延した制御信号に応答して、前記調光器における入力電流の共鳴が終わるまで、前記ブリードコンポーネントが前記ブリード電流を供給するように構成された遅延回路；
を有するブリード回路。
【請求項２】
前記光源は、少なくとも１つの発光ダイオードを有する、請求項１に記載のブリード回路。
【請求項３】
前記調光器は前縁調光器である、請求項２に記載のブリード回路。
【請求項４】
前記前縁調光器はトライアックを有する、請求項３に記載のブリード回路。
【請求項５】
前記遅延回路は、ダイオード及びＲＣ回路を有し、前記所定の遅延は前記ＲＣ回路の時定数に従い設定される、請求項１に記載のブリード回路。
【請求項６】
前記所定の遅延は約２００マイクロ秒乃至５００マイクロ秒の範囲内である、請求項５に記載のブリード回路。
【請求項７】
前記遅延回路は：
前記検出回路に結合され前記制御信号を受信する第１の端子と、第２の端子とを有するダイオード；
前記ダイオードの前記第１及び第２の端子にそれぞれ結合された第１及び第２の端子を有する抵抗器；
前記ダイオードの前記第２の端子に結合された第１の端子と、前記リターンパスに結合された第２の端子とを有するキャパシタ；
を有し、
前記遅延した制御信号は、前記キャパシタの前記第１の端子から前記ブリードコンポーネントに供給される、請求項1に記載のブリード回路。
【請求項８】
前記ブリードコンポーネントは：
前記遅延した制御信号に結合された制御端子と、第１のノードに結合された第１の端子と、前記リターンパスに結合された第２の端子とを有する制御トランジスタ；
前記バスに結合された第１の端子と、前記第１のノードに結合された第２の端子とを有する第１の抵抗器回路網；
前記第１のノードに結合された第１の端子と、前記リターンパスに結合された第２のノードとを有するツェナーダイオード；
前記第１のノードに結合された制御端子と、前記バスに結合された第１の端子と、第２の端子とを有する第１のトランジスタ；
前記第１のトランジスタの前記第２の端子に結合された第１の端子と、前記リターンパスに結合された第２の端子とを有する第２の抵抗器回路網；
を有する、請求項1に記載のブリード回路。
【請求項９】
光源に分配される電力を制御するシステムであって、前記システムは：
主電圧に結合され、前記光源により出力される光を調整可能に制御するために電圧信号を供給するちょう構成された調光器；
前記電圧信号に応答して、整流した電圧信号をバスに供給するよう構成された整流回路；
前記調光器にリターン電流パスを介してブリード電流を供給するよう構成されたブリード回路；
前記整流した電圧信号に応答して、前記光源を駆動するよう構成された電力コンバータ；
を有し、
前記ブリード回路は、前記調光器における入力電流の共鳴が止まるまで、制御信号に応答して前記ブリード電流を供給するよう更に構成される、システム。
【請求項１０】
前記ブリード回路は：
バスの電位を検出し、該検出した電位に応答して第１の制御信号を供給するよう構成された検出回路；
前記バスから前記調光器へ前記リターン電流パスを介して前記ブリード電流を供給するよう構成されたブリードコンポーネント；
所定の遅延だけ前記第１の制御信号を遅延させ、該遅延した制御信号を前記ブリードコンポーネントに供給し、前記制御信号に応答して、前記調光器における入力電流の共鳴が終わるまで、前記ブリードコンポーネントが前記ブリード電流を供給するように構成された遅延回路；
を有する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記光源は、少なくとも１つの発光ダイオードを有する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記調光器は前縁調光器である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記前縁調光器はトライアックを有する、請求項12に記載のシステム。
【請求項１４】
前記遅延回路は、ダイオード及びＲＣ回路を有し、前記所定の遅延は前記ＲＣ回路の時定数に従い設定される、請求項10に記載のシステム。
【請求項１５】
前記所定の遅延は約２００マイクロ秒乃至５００マイクロ秒の範囲内である、請求項14に記載のシステム。
【請求項１６】
前記遅延回路は：
前記検出回路に結合され前記第１の制御信号を受信する第1の端子と、第２の端子とを有するダイオード；
前記ダイオードの前記第１及び第２の端子にそれぞれ結合された第１及び第２の端子を有する抵抗器；
前記ダイオードの前記第２の端子に結合された第１の端子と、前記リターンパスに結合された第２の端子とを有するキャパシタ；
を有し、
前記制御信号は、前記キャパシタの前記第１の端子から前記ブリードコンポーネントに供給される、請求項1０に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ブリードコンポーネントは：
前記制御信号に結合された制御端子と、第1のノードに結合された第１の端子と、前記リターンパスに結合された第２の端子とを有する制御トランジスタ；
前記バスに結合された第１の端子と、前記第１のノードに結合された第２の端子とを有する第１の抵抗器回路網；
前記第１のノードに結合された第１の端子と、前記リターンパスに結合された第２のノードとを有するツェナーダイオード；
前記第１のノードに結合された制御端子と、前記バスに結合された第１の端子と、第２の端子とを有する第１のトランジスタ；
前記第１のトランジスタの前記第２の端子に結合された第１の端子と、前記リターンパスに結合された第２の端子とを有する第２の抵抗器回路網；
を有する、請求項1０に記載のブリード回路。
【請求項１８】
発光ダイオードにより出力される光からフリッカを除去する方法であって、前記方法は：
前記発光ダイオードにより出力される光を調整可能に調光するために、調光器から電圧信号を供給するステップ；
前記電圧信号の検出した電位に応答して、制御信号を供給するステップ；
前記調光器にブリード電流を供給するステップ；
遅延した制御信号を供給するために、所定の遅延だけ前記制御信号を遅延させるステップ；
を有し、
前記ブリード電流は、前記調光器における入力電流の共鳴が止まるまで、前記遅延した制御信号に応答して前記調光器に供給される、方法。
【請求項１９】
前記調光器はトライアックを備えた前縁調光器である、請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
前記遅延させるステップは、ダイオード及びＲＣ回路により提供され、前記所定の遅延は前記ＲＣ回路の時定数に従い設定される、請求項18に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して光源の制御に関する。より詳細には、本願明細書に開示される種々の本発明の方法及び装置は、調光器の誤点火に起因する光源のフリッカの防止に関連する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル照明技術、つまり発光ダイオード（ＬＥＤ）のような半導体光源に基づく照明は、従来の蛍光灯、ＨＩＤ及び白熱灯の実行可能な代案を提供する。ＬＥＤの機能上の利点及び利益は、高いエネルギー変換効率及び光学効率、耐久力、低い運転費、及びその他多数を含む。ＬＥＤ技術における最近の進歩は、多くの用途で種々の照明効果を可能にする効率的且つ堅牢な広範囲の光源を提供している。これらの光源を実現する幾つかの器具は、異なる色、例えば赤、緑及び青を生成できる１又は複数のＬＥＤも、種々の色及び色の変化する照明効果を生み出すためにＬＥＤの出力を独立して制御するプロセッサも有するライトモジュールを特色とする。これは、例えば、米国特許番号6，016，038  及び  6，211，626に詳細に議論されている。
【０００３】
多くの照明機器は、調光器を用いる。従来の調光器は、白熱灯（電球及びハロゲン）ランプと共に良好に動作する。しかしながら、小型蛍光灯（compact    fluorescent    lamp：ＣＦＬ）、電子変圧器を用いた低電圧ハロゲンランプ、及びＬＥＤやＯＬＥＤのような固体照明（solid    state    lighting：ＳＳＬ）のような他の種類の電子光源では問題が生じる。従来の調光器は、通常、入力主電圧信号の各波形の一部をチョップし、その波形の残りの部分を光源に渡す。前縁又は３極交流電流（トライアック、triac）調光器は、簡易な回路設計及び低コストの種類の調光器として広く用いられている。
【０００４】
図１は、主電圧１０２に結合された前縁トライアック調光器１０４を含む標準的な照明システム１００の概略図である。前縁トライアック調光器１０４は、調整可能な電圧信号をランプ１０６に供給し、ランプ１０６により出力される光を調整可能に制御する。図２は、前縁トライアック調光器１０４の出力波形を示す。ここで、各波形の前縁はチョップされている。
【０００５】
図１に示したような前縁トライアック調光器１０４では、適正な動作を可能にするために以下のパラメータが必要である。ラッチ電流は、トライアックがオフ状態からオン状態に切り替えられ且つトリガ信号が除去された直後に、トライアックをオン状態に維持するのに必要な最小主電流である。保持電流は、トライアックをオン状態に維持するために必要な最小主電流である。保持電流は、常にラッチ電流より少ない。しかしながら、装置の感度が良いほど、保持電流の値はラッチ電流の値に近くなる。したがって、トライアックの主電流は、調光角の全範囲に渡りトライアックの伝導を維持するために、ゲート制御電流が除去された直後にはトライアックのラッチ電流よりも高く、調光トライアックの保持電流よりは常に高くなければならない。また、適正な調光動作を保証するためにリターンパスが必要である。光源ドライバの入力インピーダンスが比較的高い場合、トライアックは、正しく点火せず、トライアックの点火タイミングは影響を受ける。
【０００６】
図１に示したような前縁トライアック調光器の標準的な問題は、共鳴である。前縁トライアック調光器内のインダクタと光源ドライバ内のキャパシタとの間の共振は、主電圧１０２から調光器１０４に供給される入力電流の共鳴を生じてしまう。図１で、光源ドライバは、ランプ１０６に組み込まれていると考えられる。このような共鳴は、通常、例えば前縁トライアック調光器がＬＥＤ光源を調光するために用いられるときに生じ得る。共鳴が大きくなると、結果として調光器１０４に供給される生じる最小入力電流は、トライアックを伝導状態に維持するために必要な保持電流よりも低くなり、トライアックをオフに切り替えてしまうか又は誤点火してしまう。誤点火は、調光器１０４からランプ１０６に供給される点火電流に、半波形周期の間に繰り返しスパイク（多点火、multifire）を生じてしまう。これを例えば図３に示す。図３は、光源ドライバの点火電流Ｃ２及び光源ドライバの対応する入力電圧Ｃ４を示す。結果として、光源ドライバはオン及びオフに切り替わり、その結果、ランプ１０６はオン及びオフに点滅する。  
この共鳴／フリッカの問題を解決するための知られているアプローチは、共鳴する点火電流をダンプする目的で、ドライバのキャパシタと直列に抵抗器を構成することである。しかしながら、このアプローチは、電力消費を増大させるので、魅力的な解決策ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、光源のフリッカを防止する、過剰な電力消費を有しない簡易且つ低コストの設計の回路及び関連する方法を提供する技術的必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、ブリード電流を制御し、調光器の入力電流の共鳴が止まるまでブリード電流を供給する新規な方法及び装置に関する。概して、一態様では、ブリード回路が設けられ、ブリード回路は、光源により出力される光を調整可能に調光するために、調光器から電圧信号を供給するよう構成されるバスを有する。ブリード回路は、バスの電位を検出し、検出した電位に応答して制御信号を供給するよう構成された検出回路を有する。ブリード回路は、バスから調光器へリターン電流パスを介してブリード電流を供給するよう構成されたブリードコンポーネントを更に有する。遅延回路が更に含まれる。遅延回路は、所定の遅延だけ制御信号を遅延させ、遅延した制御信号をブリ―ドコンポーネントに供給し、調光器における入力電流の共鳴が止まるまで、ブリードコンポーネントが遅延した制御信号に応答してブリード電流を共有できるようにするよう構成される。
【０００９】
別の態様では、光源に分配される電力を制御するシステムが提供される。システムは、主電圧に結合され、光源により出力される光を調整可能に調光するために電圧信号を供給するよう構成された調光器を有する。システムは、電圧信号に応答して、整流した電圧信号をバスに供給するよう構成された整流回路を更に有する。また、ブリード回路が含まれる。ブリード回路は、調光器へリターン電流パスを介してブリード電流を供給するよう構成される。電力コンバータも含まれる。電力コンバータは、整流した電圧信号に応答して、光源を駆動するよう構成される。ブリード回路は、調光器における入力電流の共鳴が止まるまで、制御信号に応答してブリード電流を供給するよう更に構成される。  
更に別の態様では、発光ダイオードにより出力される光からフリッカを除去する方法が提供される。方法は、発光ダイオードにより出力される光を調整可能に調光するために調光器から電圧信号を供給するステップ、電圧信号の検出した電位に応答して制御信号を供給するステップ、ブリード電流を調光器に供給するステップ、遅延した制御信号を供給するために所定の遅延だけ制御信号を遅延させるステップ、を有する。ブリード電流は、調光器における入力電流の共鳴が止まるまで、遅延した制御信号に応答して調光器に供給される。
【００１０】
本開示の目的のために本願明細書で用いられるように、用語「ＬＥＤ」は如何なるエレクトロルミネセンスダイオード又は電気信号に応答して放射を生成できる他の種類のキャリア注入／接合に基づくシステムも含むと理解されるべきである。したがって、用語ＬＥＤは、限定ではなく、電流に応答して光を放射する種々の半導体に基づく構造、発光ポリマー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、エレクトロルミネセンスストリップ等を含む。特に、用語ＬＥＤは、赤外線スペクトル、紫外スペクトル及び可視スペクトル（一般的に約４００ナノメータから約７００ナノメータの放射波長を含む）の種々の成分のうちの１又は複数の放射を生成するよう構成されうる全ての種類の発光ダイオード（半導体及び有機発光ダイオードを含む）を表す。例えば、基本的に白色を生成するよう構成されたＬＥＤ（例えば白色ＬＥＤ）の一つの実施は、一緒に混ざって基本的に白色光を形成するエレクトロルミネセンスの異なるスペクトルを個々に放射する多数のダイを有してもよい。別の実施では、白色ＬＥＤは、第１のスペクトルを有するエレクトロルミネセンスを異なる第２のスペクトルに変換する蛍光物質と関連してもよい。この実施の一例では、比較的短い波長及び狭い帯域幅のスペクトルを有するエレクトロルミネセンスは蛍光物質を「往復運動させ（pump）」、いくらか広いスペクトルを有するより長い波長の放射を次々に放射する。
【００１１】
また、理解されるべき点は、用語ＬＥＤが物理的及び／又は電気的パッケージの種類のＬＥＤに限定されないことである。例えば、上述のようにＬＥＤは、異なるスペクトルの放射（例えば、個々に制御可能であってもなくてもよい）を個々に放射する複数のダイを有する単一の発光装置を表してもよい。また、ＬＥＤは、ＬＥＤ（例えば幾つかの種類の白色ＬＥＤ）の一部と考えられるリン光体と関連してもよい。
【００１２】
用語「光源」は、限定でなく、ＬＥＤ（上述のようなＬＥＤの１又は複数を含む）に基づく線源、白熱光源（例えば、フィラメント・ランプ、ハロゲン・ランプ）、蛍光源、リン光源、高輝度放電源（例えば、ナトリウム蒸気、水銀蒸気、メタルハライド・ランプ）、レーザ、他の種類のエレクトロルミネセンス源、高温ルミネセンス源（例えば、炎）、蝋燭ルミネセンス源（例えば、白熱套、炭素アーク放射源）、光ルミネセンス源（例えば、気体放電源）、電子飽和を用いた陰極ルミネセンス源、直流ルミネセンス源、結晶ルミネセンス源、運動ルミネセンス源、熱ルミネセンス源、摩擦ルミネセンス源、音波ルミネセンス源、電波ルミネセンス源、及び発光ポリマーを含む種々の放射線源のうちの１又は複数を表すと理解されるべきである。
【００１３】
所与の光源は、可視スペクトル範囲内、可視スペクトル範囲外又はその両者の組合せで電磁放射を生成するよう構成されてもよい。ここで、用語「光」及び「放射」は本願明細書では同義的に用いられる。また、光源は、不可欠な構成要素として１又は複数のフィルタ（例えば色フィルタ）、レンズ又は他の光学構成要素を有してもよい。また、理解されるべき点は、光源は限定でなく指示、表示及び／又は照明を含む種々の用途のために構成されてもよいことである。「照明源」は特に屋内又は屋外空間を効率的に照らすのに十分な強度を有する放射を生成するよう構成された光源である。この文脈では、「十分な強度」は、空間又は環境内で生成された可視スペクトルの周囲の照明（つまり、間接的に感知されうる又は例えば全体若しくは一部が感知される前に１又は複数の種々の中間面に反射されうる光）を提供するための十分な放射強度（放射出力の観点から、光源からの全方向の総光出力を表すために単位「ルーメン」又は「光束」が屡々用いられる）を表す。  
用語「照明器具」は、本願明細書では特定の形状因子の一又は複数の照明ユニット、組立品又はパッケージの実施又は構成を表すために用いられる。用語「照明ユニット」は、本願明細書では同一又は異なる種類の１又は複数の光源を含む装置を表すために用いられる。所与の照明ユニットは、光源の種々の実装構成、囲い／筐体構成、及び形状、及び／又は電気及び機械的結合構成のうちの１つを有してもよい。また、所与の照明ユニットは、任意的に光源の動作に関連する種々の他の構成部品（例えば制御回路）と関連（例えば、含む、結合される、及び／又は一緒にパッケージされる）してもよい。「ＬＥＤに基づく照明ユニット」は、上述のような１又は複数のＬＥＤに基づく光源を単独で又は他のＬＥＤに基づかない照明ユニットと組み合わされて含む照明ユニットを表す。「多チャネル」照明ユニットは、それぞれ異なるスペクトルの放射を生成するよう構成された少なくとも２つの光源を含むＬＥＤに基づく又はＬＥＤに基づかない照明ユニットを表す。異なる光源スペクトルのそれぞれは、多チャネル照明ユニットの１つの「チャネル」と称される。
【００１４】
用語「制御部」は、本願明細書では概して、１又は複数の光源の動作に関連する種々の装置を表現するために用いられる。制御部は、種々の方法で（例えば専用のハードウェアのような）実装され、本願明細書で議論される種々の機能を実行しうる。「プロセッサ」は、ソフトウェア（例えばマイクロコード）を用いてプログラムされて本願明細書で議論される種々の機能を実行しうる１又は複数のマイクロプロセッサを使う制御部の一例である。制御部は、プロセッサを使って又は使わずに実施されてもよく、また専用のハードウェアの組合せとして実施されて幾つかの機能を実行してもよく、及びプロセッサ（例えば１又は複数のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連回路）として実施されて他の機能を実行してもよい。本開示の種々の実施形態で用いられうる制御部構成要素の例は、限定ではなく、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含む。
【００１５】
種々の実装では、プロセッサ又は制御部は、１又は複数の記憶媒体（概して、ここでは「メモリ」、例えばＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テー部等のような揮発性及び不揮発性コンピュータメモリとして言及される）と関連付けられても良い。幾つかの実装では、記憶媒体は、１又は複数のプロセッサ及び／又は制御部で実行されると本願明細書で議論される機能の少なくとも一部を実行する１又は複数のプログラムをエンコードされていても良い。種々の記憶媒体は、プロセッサ又は制御部内に固定されるか、可搬型であって、格納された１又は複数のプログラムがプロセッサ又は制御部にロードでき、本願明細書で議論される本発明の種々の態様を実施できるようにされても良い。用語「プログラム」又は「コンピュータプログラム」は、本願明細書では、１又は複数のプロセッサ又は制御部をプログラミングするために用いることができる如何なる種類のコンピュータコード（例えば、ソフトウェア又はマイクロコード）も表すために総称的に用いられる。
【００１６】
用語「アドレス可能」は、本願明細書では、ある装置を含む複数の装置のための情報（例えば、データ）を受信し及び該装置のための特定の情報にい選択的に応答するよう構成された該装置（例えば、一般的に光源、照明ユニット若しくは器具、１又は複数の光源若しくは照明ユニットに関連付けられた制御部若しくはプロセッサ、他の非照明関連装置等）を表すために用いられる。用語「アドレス可能」は、複数の装置が１又は複数の特定の通信媒体を介して共に結合されるネットワーク接続された環境（又は以下に更に詳細に議論される「ネットワーク」）に関連して用いられる場合が多い。
【００１７】
あるネットワークの実施では、ネットワークに結合された１又は複数の装置は、１又は複数の他の装置のための制御部としての機能を果たしてもよい（例えば、マスタ／スレーブ関係で）。別の実施では、ネットワーク結合された環境は、ネットワークに結合された１又は複数の装置を制御するよう構成された１又は複数の専用制御部を有してもよい。概して、ネットワークに結合された複数の装置のそれぞれは、１又は複数の通信媒体に存在するデータへのアクセスを有してもよい。しかしながら、所与の装置は、例えば該装置に割り当てられた１又は複数の特定の識別子（例えば「アドレス」）に基づきネットワークと選択的にデータを交換する（つまり、データをネットワークから受信し及び／又はネットワークへ送信する）よう構成されているという点で「アドレス可能」であってもよい。
【００１８】
用語「ネットワーク」は、本願明細書で用いられるように、２以上の装置間で及び／又はネットワークに結合された複数の装置間で情報の輸送（例えば装置制御、データ記憶、データ交換等のために）を実現する２以上の装置（制御部又はプロセッサを含む）の相互接続を表す。直ちに理解されるように、複数の装置を相互結合するのに適したネットワークの種々の実施は、種々のネットワーク技術の如何なるものも含み、種々の通信プロトコルの如何なるものを用いてもよい。更に、本開示の種々のネットワークでは、２つの装置間の如何なる１つの結合も、２つのシステム間の専用結合又は代案として非専用結合を表してもよい。２つの装置を対象とした情報の伝達に加え、上記の非専用結合は、必ずしも２つの装置のうちの何れかを対象としていない情報を伝達してもよい（例えばオープンネットワーク結合）。更に、直ちに理解されるべき点は、本願明細書で議論されるような装置の種々のネットワークは、１又は複数の無線、有線／ケーブル、及び／又は光ファイバリンクを用いてネットワークを通じた情報輸送を実現してもよい。
【００１９】
理解されるべき点は、前述の概念及び以下で詳細に議論される更なる概念の全ての組合せが（これらの概念が相互に矛盾しないとすると）、本願明細書に開示される本発明の主題の一部であると考えられることである。特に、本開示の最後にある特許請求の範囲に記載された主題の全ての組合せは、本願明細書に開示された本発明の主題の一部であると考えられる。また、理解されるべき点は、本願明細書で明示的に用いられる専門用語は、参照されることにより組み込まれる如何なる開示にも現れ、本願明細書で開示される特定の概念と最も一貫性のある意味を与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
図中、同様の参照符号は概して異なる図面を通じて同一の部分を表す。また、図面は、必ずしも縮尺通りではなく、本発明の原理を説明する際に一様に配置される代わりに強調される。
【図１】前縁トライアック調光器を含む標準的な照明システムの概略図を示す。
【図２】図１に示した前縁トライアック調光器の出力波形を示す。
【図３】誤点火の結果として標準的な照明システムにおける入力電流及び電圧波形を示す。
【図４】代表的な一実施形態の照明システムのブロック図である。
【図５】図４に示した代表的なブリード回路であるブリード回路の概略図である。
【図６】代表的な実施形態の照明システムにおける入力電流、ブリード電圧及び電圧波形を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
概して、出願人は、調光器における共鳴入力電流の最低レベルを調光器の保持電流よりも大きくなるよう保証することが有益であることを認識し理解している。調光器が点火するとき、ＤＣバイアスを調光器の入力の共振波形に加えることにより、共鳴入力電流の最低レベルを高いレベルまでブーストでき、共鳴電流は保持電流より高く保たれるので、調光器の誤点火を防ぎ、結果として光源のフリッカを防ぐ。以上に鑑み、本発明の種々の実施形態及び実装は、ブリード回路及びフリッカを除去する方法に関する。これにより、ブリード電流は、調光器における入力電流の共鳴が止まるまでオンに維持されるよう制御される。
【００２２】
図４は、代表的な一実施形態の照明システムのブロック図である。図４を参照すると、照明システム４００は、主電圧４０２に結合された調光器４０４を有する。主電圧402は、種々の実装に従って１００ＶＡＣ、１２０ＶＡＣ、２３０ＶＡＣ及び２７７ＶＡＣのような異なる無調整の主入力電圧を提供できる。調光器４０４は、図１に示した前縁トライアック調光器１０４のような前縁トライアック調光器であって良いが、当業者に理解されるように、他の種類の前縁トライアック調光器、前縁調光器、又は後縁調光器のような他の種類の位相カット調光器に従って構成されても良い。調光器４０４は、システムユーザによる設定に応答して、主電圧４０２からの電圧信号波形の前縁をチョップすることにより、調光機能を提供する。（調光された）電圧信号は、調光器４０４から整流器４０６へ供給される。整流器４０６は、整流された電圧信号を、ＤＣバスに沿って、ＤＣ／ＤＣ電力コンバータ４１０に供給する。電力コンバータ４１０は、本例ではＬＥＤと含むとして示される光源４１２に電力を供給するために、対応するＤＣ電圧を出力する。ブリード回路４０８は、光源４１２と並列に配置されるように含まれ、光源４１２と共に追加電流を引き出し、したがって調光器４０４の動作のための十分な最小値まで調光器４０４の負荷電流を増大させるために、切り替え可能である。
【００２３】
図５は、図４に示した代表的なブリード回路４０８であるブリード回路５００の概略図である。図５中、抵抗器５０２、５０４及び５０６並びにツェナーダイオード５０８は、相互に結合され、整流器４０６によりＤＣバスに供給される整流された電圧信号の電位を検出する検出器として構成される。抵抗器５０２は、ＤＣバスに結合された第１の端子を有する。抵抗器504は、抵抗器５０２の第２の端子に結合された第１の端子を有するツェナーダイオード508は、抵抗器504の第２の端子に結合された第１のアノード端子を有する抵抗器５０６は、ツェナーダイオード５０８の第２のカソード端子に結合された第１の端子を有し、グランドに結合された第２の端子を更に有する。ＤＣバス上の整流された電圧信号の電位を示す制御信号は、ツェナーダイオード５０８と抵抗器５０６との間のノードＮ１において供給されると考えられる。
【００２４】
図５に示したようなブリード回路５００は、更に、所定の遅延を提供するために共に相互に結合された、ダイオード５２４、抵抗器５２６及びキャパシタ５２８を有する。ダイオード５２４の第２のアノード端子は、ノードＮ１に結合され、制御信号を受信する。キャパシタ528は、ダイオード524の第２のカソード端子に結合された第１の端子を有し、グランドに結合された第２の端子を更に有する。抵抗器５２６は、それぞれダイオード５２４の第１のアノード端子及び第２のカソード端子に結合された第１及び第２の端子を有する。以下に更に詳細に説明するように、抵抗器５２６の抵抗値Ｒ８及びキャパシタ５２８のキャパシタンスＣ１は、所定値として選択されて良く、ダイオード５２４は、所定の遅延だけノードＮ１における制御信号を遅延するように選択されて良い。  
図５に示したブリード回路５００は、キャパシタ５２８の第１の端子で遅延制御信号に結合されたベース又は制御端子を有するバイポーラトランジスタであって良いトランジスタ５１０を更に有する。トランジスタ５１０は、グランドに結合されたエミッタ又は第１の端子、及びノードＮ２に結合されたコレクタ又は第２の端子を有する。ノードＮ２は、直列結合された抵抗器５１２及び５１４を介してＤＣバスに結合される。抵抗器512は、ＤＣバスに結合された第１の端子を有する。抵抗器514は、抵抗器512の第２の端子に結合された第１の端子を有し、ノードＮ２に結合された第２の端子を更に有する。ノードＮ２はまた、ツェナーダイオード５１６を介してグランドに結合される。ツェナーダイオード516は、ノードＮ２に結合された第１のアノード端子を有し、グランドに結合された第２のカソード端子を更に有する。
【００２５】
図５のブリード回路５００は、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であって良いトランジスタ５１８を更に有する。トランジスタ５１８の制御又はゲート端子は、ノードＮ２に結合される。トランジスタ518は、ＤＣバスに結合された第１の端子を有し、直列結合された抵抗器５２０及び５２２を通じてグランドに結合された第２の端子を更に有する。抵抗器520は、抵抗器518の第２の端子に結合された第１の端子を有する抵抗器522は、抵抗器520の第２の端子に結合された第１の端子を有し、グランドに結合された第２の端子を更に有する。トランジスタ５１８は、ＤＣバスから抵抗器５２０及び５２２を通じてグランドリターンパスを介して調光器４０４にブリード電流を供給するために、ノードＮ２における電位により切り替え可能に制御されるブリードコンポーネント又はトランジスタとして特徴付けられ得る。抵抗器５２０及び５２２は、ＤＣバスからグランドへ流れる電流を制限する。理解されるべき点は、トランジスタ５１８は真性ボディダイオードを含むｎ型ＦＥＴとして示されるが、トランジスタ５１８は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）又はガリウムヒ素電界効果トランジスタ（ＧａＡｓＦＥＴ）のようないかなる種類のＦＥＴであっても良く、本発明の教示の範囲から逸脱せずに、当業者の視野の範囲内にある他の種類のＦＥＴ及び／又は他の種類のトランジスタも含まれ得る。トランジスタ５１０は、バイポーラトランジスタに限定されず、上述のような他の種類のトランジスタであっても良い。
【００２６】
図４及び５を参照して、代表的な実施形態のブリード回路の動作を以下に説明する。調光器４０４が導通する前の初期状態では、図４のブリード回路４０８は、電流を引き出すためにオンに維持される。図５に示したブリード回路５００では、調光器４０４がオンにされ導通する前の初期状態では、抵抗器５０２、５０４及び５０６、並びにツェナーダイオード５０８は、ＤＣバス上の整流された電圧信号の電位を相対的にロー（Ｌｏｗ）として検出する。このとき、ノードＮ１で検出された電位は相応してローであり、トランジスタ５１０の制御端子における電位もローである。トランジスタ５１０は、ロー電圧に応答してオフに切り替えられる。結果として、トランジスタ５１８の制御端子に印加されるノードＮ２の電位は、相対的にハイ（Ｈｉｇｈ）になり、トランジスタ５１８はオンになる。調光器４０４はこのとき導通していないが、ＤＣバス上の電位は、約５−１０Ｖであり、ブリード回路５００を動作可能に維持する。この期間中、ブリード電流は、ＤＣバスから、トランジスタ５１８及び抵抗器５２０、５２２を通じて、リターンパスを介して調光器４０４に供給される。したがって、図４のリターン電流パスは、調光器４０４が正しく動作できるような十分な最小値に維持される。
【００２７】
ＤＣバスの電位が増大し続けるにつれ、調光器４０４は導通状態になり光源４１２をオンにし、ノードＮ１で検出される電位も相応して増大する。ＤＣバス上の電位がツェナーダイオード５０８の崩壊電圧より高くなると、キャパシタ５２８は充電を始める。ダイオード５２４、抵抗器５２６及びキャパシタ５２８により提供される所定の遅延の後、特定の点で、トランジスタ５１０の制御端子における電位は、トランジスタ５１０をオンにするのに十分高くなる。相応してノードＮ２の電位がグランドレベル（約０．３Ｖ）の近くまで降下し、トランジスタ５１８がオフになり、ＤＣバスからリターンパスへのブリード電流はカットオフされる。>ダイオード５２４、抵抗器５２６及びキャパシタ５２８により提供される所定の遅延は、ブリード電流がカットオフされるときを遅らせる。
【００２８】
従来のブリード回路は、通常、調光回路がオンのときにブリード電流をオフに切り替えるよう設計される。これに対し、図５の代表的な実施形態のブリード回路５００は、制御信号に応答してトランジスタ５１０をオフにするのを遅らせる所定の遅延を提供するよう構成されたダイオード５２４、抵抗器５２６及びキャパシタ５２８を有する。図５のダイオード５２４、抵抗器５２６及びキャパシタ５２８により提供される遅延量又は遅延時間は、調光器４０４に供給される入力電流の共鳴の予測時間期間若しくは長さに従って設定される。所定の遅延時間は、共鳴の期間よりも長く選択される。入力電流の共鳴の期間は、通常、約２００−５００マイクロ秒である。
【００２９】
トランジスタ５１８は、調光器４０４がオンになった後の所定時間の間、ブリード電流を調光器４０４にリターン電流パスを介して供給するためにオンになるよう制御され、共鳴の期間より長い時間期間の間、光源における入力電流をブーストする。約数百ミリアンペアのＤＣ電流のブリード電流は、調光器４０４における入力電流を、調光器４０４の保持電流より高く持ち上げる。調光器４０４は、調光器４０４における入力電流の共鳴が終わった後まで、オンに維持される。したがって、半波形周期の間、前縁トライアック調光器４０４の誤点火及びその結果として生じる光源のフリッカが防止される。これは、図６を考慮して理解できる。図６は、光源における点火電流Ｃ２、ブリード電圧Ｃ３及びＤＣバスにおける入力電圧Ｃ４を示す。図６に示した点火電流Ｃ２は、各々個々の半波形周期の間に１回だけオンに切り替えられ、半波形周期の間に繰り返しオンとオフを切り替えられない。
【００３０】
例示的な実施形態では、図４及び５に関して上述した照明システムにおいて入力電圧が１２０Ｖ／６０Ｈｚである場合、抵抗器５０２及び５０４それぞれの抵抗値Ｒ１及びＲ２は共に約２５０ｋΩになるよう選択され、抵抗器５０６の抵抗値Ｒ３は約１００ｋΩになるよう選択され、抵抗器５２６の抵抗値Ｒ８は約２．２ＭΩになるよう選択され、抵抗器５１２及び５１４それぞれの抵抗値Ｒ４及びＲ５は共に約１５０ｋΩになるよう選択され、抵抗器５２０及び５２２それぞれの抵抗値Ｒ６及びＲ７は共に約６８０Ωになるよう選択されて良い。キャパシタ５２８のキャパシタンスＣ１は、約１０ｎＦになるよう選択されて良い。ダイオード５２４は、１Ｎ４１４８ダイオードを選択されて良い。ツェナーダイオード５０８のツェナー崩壊電圧Ｚ１は、約６．８Ｖになるよう選択されて良い。ツェナーダイオード516のツェナー崩壊電圧Ｚ２は、約１０Ｖになるよう選択されて良い。本例によると、キャパシタンス５２８の充電時間は、光源における入力電流の共鳴の期待される時間期間又は長さの間、ブリード回路５００をオンに維持するために、約２００−５００マイクロ秒である。しかしながら、理解されるべき点は、上述の値は単に例として与えられること、当業者に明らかなように、種々の他の抵抗値、キャパシタンス、ツェナー崩壊電圧及びダイオードが、種々の実装の用途に特有の設計要件を満たすために選択されても良いことである。
【００３１】
幾つかの本発明の実施形態が本願明細書に記載され図示されたが、当業者は本願明細書に記載された機能を実行し並びに／又は結果及び／若しくは利点の１又は複数を得るための種々の他の手段及び／又は構造を直ちに想像するだろう。より一般的には、当業者は、本願明細書に記載された全てのパラメータ、寸法、材料及び構成が例であること、及び実際のパラメータ、寸法、材料及び／又は構成が本発明の教示が用いられる特定の１又は複数の用途に依存することを直ちに理解するだろう。当業者は、日常的に過ぎない実験を用いて、本願明細書に記載された特定の本発明の実施形態の多数の等価物を認識し又は究明できるだろう。したがって、上述の実施形態は単なる例としてのみ提示されたこと、本願明細書に特に記載された及び主張された以外にも、特許請求の範囲及びその等価の範囲内で本発明の実施形態が実施されうることが理解されるべきである。本開示の本発明の実施形態は、本願明細書に記載されたそれぞれ個々の特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法を対象とする。更に、このような特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法の２以上の如何なる組合せも、該特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法が相互に矛盾しない場合には本開示の本発明の範囲に包含される。
【００３２】
全ての定義は、本願明細書で定められ用いられたように、辞書の定義、参照により組み込まれた文書内の定義、及び／又は定められた用語の通常の意味を支配すると理解されるべきである。
【００３３】
不定冠詞「１つの（「ａ」及び「ａｎ」）」は、本願明細書及び特許請求の範囲で用いられるように、別に明示されない限り、「少なくとも１つ」を意味すると理解されるべきである。
【００３４】
別に明確に示されない限り、１つより多いステップ又は動作を含む本願で請求されるいかなる方法においても、その方法のステップ又は動作の順序は、その方法のステップ又は動作が記載された順序に必ずしも限定されないことが理解される。
【００３５】
請求項の中に括弧書きで現れる如何なる参照符号又は記号も、単に便宜のために提供されるものであり、請求項を如何様にも限定するものではない。
【００３６】
請求項中、明細書中と同様に、「有する、含む、備える、包含する、持つ、から成る（comprising、including、having、containing、involving、holding、composed  of）」等のような全ての中間句は、制約のないものと、つまり有するがそれに限定されないと、考えられるべきである。中間句「で構成される、本質的に〜で構成される（consisting  of、consisting  essentially  of）」のみは、それぞれ限定的又は準限定的な中間句である。
【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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【国際調査報告】
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