(57)【要約】汎用ライン電圧調光方法及びシステムであって、検知された位相制御電力信号（５２）に応答してオンタイム信号（５４）を生成するオンタイムコンバータ（５０）と、オンタイム信号（５４）に応答して調光制御信号（５８）を生成するマイクロプロセッサ（５６）とを有する電子バラスト用制御回路を備える。電子バラスト用のランプ制御方法は、位相制御電力を検知するステップと、検知された位相制御電力のオンタイムを決定するステップと、そのオンタイムに応答してランプの調光を制御するステップとを有する。
2008541372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知された位相制御電力信号に応答してオンタイム信号を発生させるオンタイムコンバータ；及び
前記オンタイム信号に応答して調光制御信号を発生させるマイクロプロセッサ；
を有する、電子バラスト用の制御回路。
【請求項２】
前記オンタイムコンバータは：
前記検知された位相制御電力信号を受信するよう動作上接続される整流器；
前記整流器へ動作上接続されるクリッピング回路；及び
アイソレータを介して前記クリッピング回路へ動作上接続され、前記オンタイム信号を送信するよう動作上接続されるスイッチング回路；
を有する、請求項１記載の制御回路。
【請求項３】
前記アイソレータは、光カプラ及び絶縁変圧器を含むグループから選択される、請求項２記載の制御回路。
【請求項４】
前記クリッピング回路は：
直列に接続される第１の抵抗及び第２の抵抗を有する分圧器；及び
前記第２の抵抗に直列に接続される、前記アイソレーションの第１の絶縁経路；及び
ツェナーダイオード；
を有し、
前記ツェナーダイオードは、前記第２の抵抗及び前記第１の絶縁経路に並列に接続される、請求項２記載の制御回路。
【請求項５】
前記整流器は半波整流器である、請求項２記載の制御回路。
【請求項６】
前記マイクロプロセッサからパルス調光制御信号を受信して、前記調光制御信号を生成するよう動作上接続されるフィルタを更に有する、請求項１記載の制御回路。
【請求項７】
前記オンタイムコンバータは：
前記検知された位相制御電力信号を受信するよう接続されるスケーリング回路；及び
前記スケーリング回路へ動作上接続され、前記オンタイム信号を送信する比較器；
を有する、請求項１記載の制御回路。
【請求項８】
前記調光制御信号は、前記オンタイム信号の一次関数である、請求項１記載の制御回路。
【請求項９】
前記調光制御信号は、非線形関数及び対数関数を含むグループから選択される前記オンタイム信号の関数である、請求項１記載の制御回路。
【請求項１０】
前記検知された位相制御電力信号に応答してライン電圧信号を発生させるライン電圧検出器；及び
キャパシタンス選択器信号に応答して、ブースト／力率制御器のキャパシタンスを調整するキャパシタンス回路；
を有し、
前記マイクロプロセッサは、前記ライン電圧信号に応答して、前記キャパシタンス選択器信号を生成する、請求項１記載の制御回路。
【請求項１１】
前記マイクロプロセッサは、前記ライン電圧信号に応答して、内部乗算器信号を生成し、前記ブースト／力率制御器の内部乗算器を調整する、請求項１０記載の制御回路。
【請求項１２】
位相制御電力を検知するステップ；
前記検知された位相制御電力のオンタイムを決定するステップ；及び
前記オンタイムに応答してランプの調光を制御するステップ；
を有する、電子バラスト用のランプ制御方法。
【請求項１３】
前記オンタイムを決定するステップは：
整流された位相制御電力を発生させるよう、前記検知された位相制御電力を整流するステップ；
オンタイムパルスを発生させるよう、前記整流された位相制御電力をクリップするステップ；及び
前記オンタイムを決定するよう、前記オンタイムパルスの存続期間を測定するステップ；
を有する、請求項１２記載のランプ制御方法。
【請求項１４】
前記オンタイムパルスの存続期間を測定するステップは、前記オンタイムパルスが所定レベルを超える時間を測定するステップを含む、請求項１３記載のランプ制御方法。
【請求項１５】
前記オンタイムパルスの存続期間を測定するステップは、前記オンタイムパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの時間を測定するステップを含む、請求項１３記載のランプ制御方法。
【請求項１６】
前記オンタイムを決定するステップは：
整流された位相制御電力を発生させるよう、前記位相制御電力を整流するステップ；
オンタイムパルスの連続を発生させるよう、前記整流された位相制御電力をクリップするステップ；
前記オンタイムパルスの連続の各オンタイムパルスについて存続期間を測定するステップ；及び
前記オンタイムを決定するよう前記存続期間を平均化するステップ；
を有する、請求項１２記載のランプ制御方法。
【請求項１７】
前記存続期間を平均化するステップは、移動平均及び時間加重平均を含むグループから選択される、請求項１６記載のランプ制御方法。
【請求項１８】
前記オンタイムを決定するステップは：
スケーリングされた位相制御電力を発生させるよう、前記位相制御電力をスケーリングするステップ；及び
前記オンタイムを決定するよう前記スケーリングされた位相制御電力を所定レベルと比較するステップ；
を有する、請求項１２記載のランプ制御方法。
【請求項１９】
前記ランプの調光を制御するステップは、光レベルのヒトの認知を示すようランプの調光を制御するステップを含む、請求項１２記載のランプ制御方法。
【請求項２０】
前記検知された位相制御電力のライン電圧を決定するステップ；及び
前記ライン電圧に応答してブースト／力率制御器のキャパシタンスを調整するステップ；
を更に有する、請求項１２記載のランプ制御方法。
【請求項２１】
前記ライン電圧に応答してブースト／力率制御器の内部乗算器を選択するステップを更に有する、請求項２０記載のランプ制御方法。
【請求項２２】
位相制御電力を検知する手段；
前記検知された位相制御電力のオンタイムを決定する手段；及び
前記オンタイムに応答してランプの調光を制御する手段；
を有するランプ制御システム。
【請求項２３】
前記オンタイムを決定する手段は：
整流された位相制御電力を発生させるよう、前記検知された位相制御電力を整流する手段；
オンタイムパルスを発生させるよう、前記整流された位相制御電力をクリップする手段；及び
前記オンタイムを決定するよう、前記オンタイムパルスの存続期間を測定する手段；
を有する、請求項２２記載のランプ制御システム。
【請求項２４】
前記オンタイムパルスの存続期間を測定する手段は、前記オンタイムパルスが所定レベルを超える時間を測定する手段を有する、請求項２３記載のランプ制御システム。
【請求項２５】
前記オンタイムを決定する手段は：
整流された位相制御電力を発生させるよう、前記位相制御電力を整流する手段；
オンタイムパルスの連続を発生させるよう、前記整流された位相制御電力をクリップする手段；
前記オンタイムパルスの連続の各オンタイムパルスについて存続期間を測定する手段；及び
前記オンタイムを決定するよう前記存続期間を平均化する手段；
を有する、請求項２２記載のランプ制御システム。
【請求項２６】
前記存続期間を平均化する手段は、移動平均化を行う手段を有する、請求項２５記載のランプ制御システム。
【請求項２７】
前記オンタイムを決定する手段は：
スケーリングされた位相制御電力を発生させるよう、前記位相制御電力をスケーリングする手段；及び
前記オンタイムを決定するよう前記スケーリングされた位相制御電力を所定レベルと比較する手段；
を有する、請求項２２記載のランプ制御システム。
【請求項２８】
前記ランプの調光を制御する手段は、光レベルのヒトの認知を示すようランプの調光を制御する手段を有する、請求項２２記載のランプ制御システム。
【請求項２９】
前記検知された位相制御電力のライン電圧を決定する手段；及び
前記ライン電圧に応答してブースト／力率制御器のキャパシタンスを調整する手段；
を更に有する、請求項２２記載のランプ制御システム。
【請求項３０】
前記ライン電圧に応答してブースト／力率制御器の内部乗算器を選択する手段を更に有する、請求項２９記載のランプ制御システム。
【請求項３１】
ブースト／力率制御器を有する電子バラスト用の制御回路であって：
検知された位相制御電力信号に応答してライン電圧信号を発生させるライン電圧検出器；
前記ライン電圧信号に応答してキャパシタンス選択器信号を発生させるマイクロプロセッサ；及び
前記キャパシタンス選択器信号に応答して前記ブースト／力率制御器のキャパシタンスを調整するキャパシタンス回路；
を有する制御回路。
【請求項３２】
前記ライン電圧信号検出器はラインピーク検出器である、請求項３１記載の制御回路。
【請求項３３】
前記マイクロプロセッサは、更に前記ライン電圧信号に応答して、内部乗算器信号を生成し、前記ブースト／力率制御器の内部乗算器を調整する、請求項３１記載の制御回路。
【請求項３４】
前記検知された位相制御電力信号に応答してオンタイム信号を発生させるオンタイムコンバータを更に有し、
前記マイクロプロセッサは、前記オンタイム信号に応答して調光制御信号を発生させる、請求項３１記載の制御回路。
【請求項３５】
位相制御電力を検知するステップ；
前記検知された位相制御電力のライン電圧を決定するステップ；及び
前記ライン電圧に応答してブースト／力率制御器のキャパシタンスを調整するステップ；
を有する、電子バラスト用のランプ制御方法。
【請求項３６】
前記ライン電圧を決定するステップは、前記検知された位相制御電力のピーク電圧からライン電圧を決定するステップを含む、請求項３５記載のランプ制御方法。
【請求項３７】
前記ライン電圧に応答してブースト／力率制御器の内部乗算器を選択するステップを更に有する、請求項３５記載のランプ制御方法。
【請求項３８】
前記検知された位相制御電力のオンタイムを決定するステップ；及び
前記オンタイムに応答してランプの調光を制御するステップ；
を更に有する、請求項３５記載のランプ制御方法。
【請求項３９】
位相制御電力を検知する手段；
前記検知された位相制御電力のライン電圧を決定する手段；及び
前記ライン電圧に応答してブースト／力率制御器のキャパシタンスを調整する手段；
を有する、電子バラスト用のランプ制御システム。
【請求項４０】
前記ライン電圧を決定する手段は、前記検知された位相制御電力のピーク電圧からライン電圧を決定する手段を有する、請求項３９記載のランプ制御システム。
【請求項４１】
前記ライン電圧に応答してブースト／力率制御器の内部乗算器を選択する手段を更に有する、請求項３９記載のランプ制御システム。
【請求項４２】
前記検知された位相制御電力のオンタイムを決定する手段；及び
前記オンタイムに応答してランプの調光を制御する手段；
を更に有する、請求項３９記載のランプ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ランプの調光制御に関し、より具体的には、汎用のライン電圧によるランプ調光の方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプの電子バラストは、技術的に高度になりつつあり、様々な用途で幅広く使用される。問題となっている１つの用途は、調光可能な電子バラストである。例えばトライアック調光器（ｔｒｉａｃ  ｄｉｍｍｅｒ）のような最新の調光スイッチは、低減されたオンタイム、即ち、オン−オフ切替えをなされる位相制御電力が零でないところの時間を有して、位相制御電力を発生させる。ライン入力電力は、一時的に、正と負との間の零電力を交差するが、位相制御電力は、負荷への電力を制御するよう、より長く零電力を保持する。トライアック調光器は、例えば白熱ランプのような抵抗負荷に関しては適切に機能するが、例えば蛍光ランプ用バラストのような非線形負荷に関してはほとんど又は全く機能しない。非線形負荷は、雑音を生じたり、熱を発したり、あるいは、焼損したりすることがある。
【０００３】
調光可能な電子バラストは、トライアック調光器とともに動作するよう設計されてきたが、このような調光可能な電子バラストは、所定のライン入力電圧により使用するよう制限される。例えば、１２０ボルトで動作するよう設計されたトライアック調光器用の調光可能な電子バラストは、２７７ボルトのライン入力電圧では使用され得ない。調光制御電圧信号は調光可能な電子バラスト内で生成され、従って、調光制御電圧信号の電圧は、調光可能な電子バラストへのライン入力電圧によって影響を及ぼされる。所定のライン入力電圧以外の電圧でトライアック調光器用の現在の調光可能な電子バラストを使用するよう試みることは、力率、全高調波歪み及び安定性に関して問題を引き起こす。異なる調光可能な電子バラストが異なる所定のライン入力電圧に関して使用される要求は、異なるライン入力電圧のための異なる調光可能な電子バラストを製造及び購入する際に付加的な費用を生じさせる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記欠点を解決する汎用ライン電圧調光方法及びシステムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの態様は、検知された位相制御電力信号に応答してオンタイム信号を発生させるオンタイムコンバータと、前記オンタイム信号に応答して調光制御信号を発生させるマイクロプロセッサとを有する、電子バラスト用の制御回路を提供する。
【０００６】
本発明の他の態様は、位相制御電力を検知するステップと、前記検知された位相制御電力のオンタイムを決定するステップと、前記オンタイムに応答してランプの調光を制御するステップとを有する、電子バラスト用のランプ制御方法を提供する。
【０００７】
本発明の他の態様は、位相制御電力を検知する手段と、前記検知された位相制御電力のオンタイムを決定する手段と、前記オンタイムに応答してランプの調光を制御する手段とを有するランプ制御システムを提供する。
【０００８】
本発明の他の態様は、ブースト／力率制御器を有する電子バラスト用の制御回路であって、検知された位相制御電力信号に応答してライン電圧信号を発生させるライン電圧検出器と、前記ライン電圧信号に応答してキャパシタンス選択器信号を発生させるマイクロプロセッサと、前記キャパシタンス選択器信号に応答して前記ブースト／力率制御器のキャパシタンスを調整するキャパシタンス回路とを有する制御回路を提供する。
【０００９】
本発明の他の態様は、位相制御電力を検知するステップと、前記検知された位相制御電力のライン電圧を決定するステップと、前記ライン電圧に応答してブースト／力率制御器のキャパシタンスを調整するステップとを有する、電子バラスト用のランプ制御方法を提供する。
【００１０】
本発明の他の態様は、位相制御電力を検知する手段と、前記検知された位相制御電力のライン電圧を決定する手段と、前記ライン電圧に応答してブースト／力率制御器のキャパシタンスを調整する手段とを有する、電子バラスト用のランプ制御システムを提供する。
【００１１】
本発明の上記並びに他の特徴及び効果は、添付の図面に関連して読まれる目下好ましい実施形態に関する以下の詳細な記載からより明らかになるであろう。かかる詳細な記載及び図面は、本発明を限定するものではなく、単に説明しているに過ぎず、本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等の範囲によって定められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明に従って作られた汎用の調光用電子バラストを備えた照明システムのブロック図である。電子バラストは、望ましいランプ調光を実現するよう、調光器によって供給される如何なる位相制御電力にも適合する。ランプへの電力波形は、ライン電圧による影響を受けない。オンタイムコンバータは、位相制御電力をオンタイムへと変換する。オンタイムは、調光制御信号へと変換される。ライン電圧検出器は、ライン電圧を検出して、キャパシタンス選択回路を介してブースト回路キャパシタンスを調整し、且つ／あるいは、電子バラストの動作安定性を維持するよう安定回路を介して力率制御器の内部乗算器を調整する。所謂当業者には明らかなように、位相制御電力は、例えばトライアック調光器など、如何なる位相制御装置によっても供給され得る。
【００１３】
電子バラスト２４は、ＥＭＩフィルタにおいて調光器１８から位相制御電力２０を受け取り、共振タンク４０からランプ４４に対するランプ電力４２を供給する。調光器１８は、例えば１２０ボルト又は２７７ボルトといった電力供給ライン電力のような、主電力１６を受け取り、主電力１６の位相を制御して、電子バラスト２４へ供給される電力を低減し、ランプを薄暗くする。例となる電子バラスト２４は、調光器１８及び直流（ＤＣ）整流器２８へ動作上接続されたＥＭＩフィルタ２２を有する。ＤＣ整流器２８は、整流された電力３０をブースト／力率制御器（ＰＦＣ）３２へ供給する。ブースト／ＰＦＣ３２はＤＣバス電力３４をスイッチング回路３６へ供給する。スイッチング回路３６は、スイッチ電力３８を共振タンク４０へ供給する。スイッチング回路３６は、スイッチング制御器４８からのスイッチング制御信号４６に応答する。共振タンク４０は、ランプ電力４２をランプ４４へ供給する。
【００１４】
電子バラスト２４は、検知された位相制御電力信号５２を受信して、オンタイム信号５４を生成するオンタイムコンバータ５０を備えた調光回路を有することができる。調光回路内のマイクロプロセッサ５６は、オンタイム信号５４に応答して、調光制御信号５８を生成する。調光制御信号５８は、スイッチング制御器４８へ供給される。調光回路は、位相制御電力を検知し、検知された位相制御電力に関してオンタイムを計算し、そのオンタイムに応答してランプの調光を制御する。ここで定義されるように、オンタイムは、検知された位相制御電力信号５２の正又は負の電圧パルスが零でないところの存続期間である。当業者には明らかなように、代替の実施形態で、マイクロプロセッサ５６は、集積回路型のプログラム可能なマイクロプロセッサよりむしろ、従来型の回路であっても良く、マイクロプロセッサ５６の機能は、要望に応じ、プログラム可能なマイクロプロセッサよりむしろ、従来型の回路によって実行されても良い。マイクロプロセッサ５６は、ＤＣ電源７２からＤＣ電力７０を受け取る。ＤＣ電源７２は、例えばＤＣバスなど、電子バラスト２４内のいずれかの適切な場所から電力供給を受けることができる。
【００１５】
電子バラスト２４は、検知された位相制御電力信号５２を受信して、ライン電圧信号６２を生成するライン電圧検出器６０を備えたキャパシタンス選択回路を有することができる。マイクロプロセッサ５６は、ライン電圧信号６２に応答して、キャパシタンス選択器信号６４を生成する。キャパシタンス選択器信号６４は、キャパシタンス回路６６へ供給される。キャパシタンス回路６６は、ブースト／ＰＦＣ３２に対するキャパシタンスを調整するよう動作上接続される。キャパシタンス選択回路は、位相制御電力を検知し、検知された位相制御電力に関してライン電圧を決定し、そのライン電圧に応答してブースト／ＰＦＣのキャパシタンスを調整するランプ制御方法を実施する。
【００１６】
電子バラスト２４は、検知された位相制御電力信号５２を受信して、ライン電圧信号６２を生成するライン電圧検出器６０を備えた安定回路を有することができる。マイクロプロセッサ５６は、ライン電圧信号６２に応答して、内部乗算器信号６８を生成する。内部乗算器信号６８は、ブースト／ＰＦＣ３２へ供給される。安定回路は、位相制御電力を検知し、検知された位相制御電力に関してライン電圧を決定し、そのライン電圧に応答してブースト／ＰＦＣの内部乗算器を選択するランプ制御方法を実施する。
【００１７】
図２は、本発明に従って作られた汎用のライン電圧調光回路の調光回路に関する回路図である。図２において、同じ要素に関しては、図１と同じ参照番号を共有する。図３は、図２の調光回路に関して電圧トレースを表す。図２を参照すると、調光回路１００は、オンタイムコンバータ５０と、マイクロプロセッサ５６とを有する。オンタイムコンバータ５０は、検知された位相制御電力信号５２を受信して、オンタイム信号５４を生成する。マイクロプロセッサ５６は、オンタイム信号５４を受信して、パルス調光制御信号１０２を生成する。パルス調光制御信号１０２は、フィルタ１０４によって、平滑化された調光制御信号５８へと変換される。
【００１８】
オンタイムコンバータ５０は、クリッピング回路５１へ動作上接続された整流器Ｄ１００と、アイソレータＵ１０１を介してクリッピング回路５１へ動作上接続されたスイッチング回路５３とを有する。クリッピング回路５１は、分圧器抵抗Ｒ１０１及びＲ１０２と、抵抗Ｒ１０１及びＲ１０２の接続部とコモン電位（ｃｏｍｍｏｎ）との間に接続されたツェナーダイオードと、光ダイオードＤ１０１とを有する。ダイオードＤ１０１は、アイソレータＵ１０１を流れる電流が１つの方向でしか流れない場合、即ち、アイソレータＵ１０１がＤＣ入力を受信する場合には、削除され得る。オンタイムコンバータ５０は、また、ダイオードＤ１０１に動作上直列に接続された、アイソレータＵ１０１のダイオード側の絶縁経路と、スイッチングトランジスタＱ１０１のベースとコモン電位との間に動作上接続された、アイソレータＵ１０１の光トランジスタ側の絶縁経路とを有する。アイソレータＵ１０１は、本例では交流（ＡＣ）検知型光トランジスタ出力光カプラであるが、アイソレータＵ１０１を流れる電流は１つの方向でしか流れないので、ＤＣ検知型光トランジスタ出力光カプラが本実施形態で使用されても良い。アイソレータＵ１０１は、例えば光カプラや、絶縁変圧器など、如何なる適切なアイソレータであっても良い。スイッチング回路５３は、Ｖｄｄとコモン電位との間に接続された抵抗Ｒ１０３及びコンデンサＣ１０１と、コンデンサＣ１０１に並列に接続されたコレクタ−エミッタ経路を有するスイッチングトランジスタＱ１０１と、スイッチングトランジスタＱ１０１のベースとコモン電位との間に接続された光トランジスタ側絶縁経路を有するアイソレータＵ１０１とを有する。スイッチングトランジスタＱ１０１のコレクタは、マイクロプロセッサ５６の端子ＰＡ０へ接続されており、マイクロプロセッサ５６へオンタイム信号５４を供給する。
【００１９】
動作において、オンタイムコンバータ５０は位相制御電力信号５２を受信する。位相制御電力信号５２は図３のトレースＡに示される。位相制御電力信号５２は位相制御される。即ち、その電圧は、ランプへの電力を低減し、ランプを薄暗くするよう、一部の周期の間零に保たれる。整流器Ｄ１００は、位相制御電力信号５２を整流し、整流器Ｄ１００と抵抗Ｒ１０１との間にある整流された位相制御電力に対応する、図３ＢのトレースＢに示される整流された位相制御電力を生じさせる。代替の実施形態で、整流器は、半波整流器Ｄ１００よりむしろ、全波整流器であっても良い。クリッピング回路５１は、ツェナーダイオードＤ１０２が導通して、抵抗Ｒ１０１及びＲ１０２の接続部での電圧を制限するように、抵抗Ｒ１０１及びＲ１０２の接続部での電圧がツェナーダイオードＤ１０２の逆方向降伏電圧を超えるまで、ダイオードＤ１０１を導通させる。図３のトレースＣは、抵抗Ｒ１０１及びＲ１０２の接続部でのオンタイムパルスの電圧を表す。オンタイムは、各オンタイムパルスの立ち上がりから立ち下がりまでの時間である。オンタイムパルスは、アイソレータＵ１０１のダイオードを流れる電流を切り替える。これは、交互に、アイソレータＵ１０１の光トランジスタの状態及びスイッチトランジスタＱ１０１を切り替える。スイッチングトランジスタＱ１０１は、コンデンサＣ１０１の両端で抵抗Ｒ１０３からの電圧を切替えて、抵抗Ｒ１０３とコンデンサＣ１０１との間の接続点でオンタイム信号５４を発生させる。
【００２０】
マイクロプロセッサ５６は、オンタイムの間オンタイム信号５４を解析し、マイクロプロセッサ５６に保存される命令及びデータに従ってパルス調光制御信号１０２を生成する。マイクロプロセッサ５６は、オンタイム信号５４が、例えば２．５ボルトといった所定レベルを上回る場合を検出して、オンタイムの計時を開始し、オンタイム信号５４が所定レベルを下回る場合を検出する場合に、オンタイムの計時を終了する。代替の実施形態で、オンタイムは、オンタイムパルスの立ち上がり及び立ち下がりにおけるオンタイム信号５４の傾斜変化から決定される。当業者には明らかであるように、オンタイム信号５４は、要望に応じ、逆であっても良い。従って、オンタイム信号の計時は、オンタイム信号５４が、必ずしも所定レベルを超えること又は下回ることに限らず、所定レベルを越える場合に開始及び終了する。
【００２１】
オンタイムは、マイクロプロセッサ５６において計算又はルックアップテーブルによってパルス調光制御信号１０２へと変換される。一実施形態で、オンタイムは、オンタイム信号５４から単一のオンタイムパルスに関して決定される。代替の実施形態で、オンタイムは、オンタイム信号５４から、例えば、２、３、４、８又は１６個のオンタイムパルスのように、所定数のオンタイムパルスに関して決定される移動平均オンタイムである。他の代替の実施形態で、オンタイムは、例えば、より大きな統計的重みをより近いオンタイムパルスへ割り当てた平均のような、時間加重平均である。一実施形態で、オンタイムからパルス調光制御信号１０２への変換は一次関数である。代替の実施形態で、オンタイムからパルス調光制御信号１０２への変換は非線形関数である。例えば、かかる変換は、ヒトの目が、光度計によって記録されうる実際の光レベルよりも、薄暗い光に関してより高い光レベルを認知するという事実を示すよう対数関数であっても良い。一実施形態で、かかる変換のスパン及びオフセットが選択され得る。例えば、約８．３ミリ秒のオンタイムは、全オンパルス調光制御信号１０２へ変換し、約４ミリ秒のオンタイムは、中間パルス調光制御信号１０２へ変換し、２．８ミリ秒のオンタイムは、最小パルス調光制御信号１０２へ変換する。
【００２２】
マイクロプロセッサ５６は、パルス調光制御信号１０２を生成する。パルス調光制御信号１０２は、フィルタ１０４によって、平滑化された調光制御信号５８へと変換される。フィルタ１０４は、抵抗Ｒ１０４及びコンデンサＣ１０２を有する。平滑化された調光制御信号５８のスパン及びオフセットは、例えば、最低光出力（最大調光）及び全オン光出力に夫々対応する約０．３から２．８ボルトのように、望ましい用途に関して選択され得る。代替の実施形態で、マイクロプロセッサ５６は、調光制御信号５８としてアナログ信号を生成し、フィルタ１０４は削除されても良い。スイッチング制御器内の制御マイクロコントローラは、平滑化された調光制御信号５８を受信し、スイッチング制御信号をスイッチング回路へ供給して、望ましいランプ調光レベルを設定する。代替の実施形態で、マイクロプロセッサ５６は、調光制御信号５８としてパルス信号を生成し、スイッチング制御器内の制御マイクロコントローラは、そのパルス信号に応答する。
【００２３】
図４は、本発明に従って作られた汎用の調光用電子バラストの調光回路、キャパシタンス選択回路及び安定回路の回路図である。図４において、同じ要素に関しては、図１と同じ参照番号を共有する。調光回路は、検知された位相制御電力信号を調光制御信号へと変換し、キャパシタンス選択回路はライン電圧を検出し、ブースト／ＰＦＣにおいてキャパシタンスを切替え、安定回路はライン電圧を検出し、その情報をブースト／ＰＦＣへ供給する。ＤＣ電源７２は、ＤＣバス電力３８０を受け取り、マイクロプロセッサ回路、キャパシタンス選択回路、安定回路、及び、要望に応じ他の構成要素に、電力を供給する。ＤＣ電源７２は、１５Ｖ電源３８２及び５Ｖ電源３８４を有する。
【００２４】
調光回路は、オンタイムコンバータ５０及びマイクロプロセッサ５６を有する。オンタイムコンバータ５０は、検知された位相制御電力信号５２を受信して、オンタイム信号５４を生成する。マイクロプロセッサ５６は、オンタイム信号５４を受信して、調光制御信号５８を生成する。オンタイムコンバータ５０は、スケーリング回路４０２及び比較器４０４を有する。スケーリング回路４０２は、検知された位相制御電力信号５２をスケーリング及び平滑化する。検知された位相制御電力信号５２は、調光制御信号５８を生成するよう、比較器４０４で所定の電圧と比較される。スイッチング制御信号４６を発生させるための調光制御信号５８の処理は、図２及び３に関連して上述されている。
【００２５】
キャパシタンス選択回路は、ライン電圧検出器６０と、マイクロプロセッサ５６と、キャパシタンス回路６６とを有する。ライン電圧検出器６０は、調光器へ給電する主電力の電圧を検出する。本例で、ライン電圧検出器６０は、検知された位相制御電力信号５２のピーク電圧に比例するライン電圧信号６２を供給するラインピーク検出器である。マイクロプロセッサ５６は、ライン電圧信号６２のレベルを検出して、主電力が、例えば２７７ボルトといった高電圧であるのか、あるいは、例えば１２０ボルトといったより低い電圧であるのかを決定する。本例で、マイクロプロセッサ５６は、逆キャパシタンス選択器信号４０６を生成する。逆キャパシタンス選択器信号４０６は、キャパシタンス選択器信号６４を生成するようインバータ４０８で反転される。主電力が高電圧である場合、マイクロプロセッサ５６は、逆キャパシタンス選択器信号４０６を第１のレベルへ設定し、また、主電力が高電圧でない場合、マイクロプロセッサ５６は、逆キャパシタンス選択器信号４０６を第２のレベルへ設定する。主電力がキャパシタンス選択器信号６４によって示されるような高電圧である場合、キャパシタンス回路６６のトランジスタＱ４Ｘはオフであり、余分のキャパシタンスはブースト／ＰＦＣに加えられない。主電力がキャパシタンス選択器信号６４によって示されるように高電圧でない場合、キャパシタンス回路６６のトランジスタＱ４Ｘはオンであり、余分のコンデンサＣ４Ｘがブースト／ＰＦＣに加えられる。キャパシタンスが減ると、より高い主電力電圧において安定性が増す。異なるキャパシタンス値の使用は、異なる主電力電圧において力率及び全高調波歪みを改善する。
【００２６】
安定回路は、ライン電圧検出器６０及びマイクロプロセッサ５６を有する。キャパシタンス選択回路に関して上述されたように、ライン電圧検出器６０は、検知された位相制御電力信号５２を受信して、マイクロプロセッサ５６におけるライン電圧信号６２を生成する。マイクロプロセッサ５６は、ライン電圧信号６２のレベルを検出して、主電力が、例えば２７７ボルトといった高電圧であるのか、あるいは、例えば１２０ボルトといったより低い電圧であるのかを決定する。主電力が高電圧である場合、マイクロプロセッサ５６は、内部乗算器信号６８を第１のレベルへ設定し、また、主電力が高電圧でない場合、マイクロプロセッサ５６は、内部乗算器信号６８を第２のレベルへ設定する。内部乗算器信号６８は、ブースト／ＰＦＣ、例えば、ブースト／ＰＦＣ内のＰＦＣ集積回路のＭＵＬＴＩＮへ供給される。主電力が内部乗算器信号６８によって示されるような高電圧である場合、ＰＦＣ集積回路のＭＵＬＴＩＮは第１のレベルに保たれる。主電力が内部乗算器信号６８によって示されるような高電圧でない場合、ＰＦＣ集積回路のＭＵＬＴＩＮは第２のレベルに保たれる。例えば、一実施形態で、第１のレベルはロー（ｌｏｗ）であり、第２のレベルはハイ（ｈｉｇｈ）である。当業者には明らかなように、ＰＦＣ集積回路の安定性を増すようＭＵＬＴＩＮピン電圧へ小さな電力を供給する効果は、特定の電子バラスト設計に依存する。従って、ＭＵＬＴＩＮピンが高電圧に関してハイ又ハローのいずれに保たれるかどうかは、特定の電子バラスト設計に依存する。
【００２７】
ここに開示される本発明の実施形態は、現在のところ好ましいと考えられるが、様々な変更及び変形が、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲でなされ得る。当業者には明らかなように、図１、２及び４に関して記載される実施形態は例示であり、代替の回路が特定の用途に関して要望に応じて使用され得る。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲で示され、均等の意味及び範囲の中にある全ての変更は、かかる技術的範囲に包含されるよう意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に従って作られた汎用の調光用電子バラストを備えた照明システムのブロック図である。
【図２】本発明に従って作られた汎用の調光用電子バラストの調光回路に関する回路図である。
【図３Ａ】図２の調光回路における位相制御電力信号５２を示す。
【図３Ｂ】図２の調光回路において整流器Ｄ１００と抵抗Ｒ１０１との間にある整流された位相制御電力を示す。
【図３Ｃ】抵抗Ｒ１０１及びＲ１０２の接続部でのオンタイムパルスの電圧を表す。
【図４】本発明に従って作られた汎用の調光用電子バラストの調光回路、キャパシタンス選択回路及び安定回路の回路図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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