(57)【要約】  発光ダイオード（ＬＥＤ）を駆動するための装置、システム、及び方法が開示される。例示的システムは、入力電圧を供給するように構成された電圧源に対して接続されたＬＥＤの列を含み得る。ＬＥＤの列は、複数の別個のＬＥＤ群及び複数のスイッチ回路を含み得る。各スイッチ回路は、ＬＥＤ群の関連する一つと並列に接続されたスイッチを含み得、制御回路からの制御信号に応じて該関連するＬＥＤ群を通る電流を制御する。スイッチ保護回路がスイッチの少なくとも一つに関連付けられ得る。操舵回路も、各関連するＬＥＤ群間に直列に接続され得る。
2014514686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を駆動するシステムであって、
入力電圧を供給するように構成された電圧源に対して接続されたＬＥＤの列にして、
複数の別個のＬＥＤ群を含むＬＥＤの列と、
複数のスイッチ回路にして、スイッチ回路各々がＬＥＤ群の関連する一つに並列に接続されたスイッチを備え、制御回路からの制御信号に応じて前記関連するＬＥＤ群を通る電流を制御する複数のスイッチ回路と、
前記スイッチの少なくとも一つと関連するスイッチ保護回路と、
各関連するＬＥＤ群間に直列に接続された操舵回路とを備えるシステム。
【請求項２】
各操舵回路は、関連するＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路と直列な第１操舵ダイオードと、関連するＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路と直列で、第１操舵ダイオードとは反対の極性である第２操舵ダイオードとを備える請求項１のシステム。
【請求項３】
各操舵回路は、次に続く操舵回路の次に続く第１操舵ダイオードの反対の極性を持つ前記第１操舵ダイオードを有する請求項１のシステム。
【請求項４】
各操舵回路は、次に続く操舵回路の次に続く第２操舵ダイオードの反対の極性を持つ前記第２操舵ダイオードを有する請求項１のシステム。
【請求項５】
各操舵回路は、関連するＬＥＤ群と直列な第１操舵ダイオードと、関連するＬＥＤ群と直列で、第１操舵ダイオードとは反対の極性である第２操舵ダイオードとを備える請求項１のシステム。
【請求項６】
各操舵回路は、関連するＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路と直列な第１操舵ダイオードと、関連するＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路と直列で、第１操舵ダイオードとは反対の極性である第２操舵ダイオードとを備え、
各操舵回路は、次に続く操舵回路の次に続く第１操舵ダイオードの反対の極性を持つ前記第１操舵ダイオードを有する請求項１のシステム。
【請求項７】
前記スイッチ保護回路は、関連するＬＥＤ群のＬＥＤに障害がある場合に、前記スイッチの少なくとも一つを伝導状態にするように構成され、前記障害は前記ＬＥＤを開放状態にする請求項１のシステム。
【請求項８】
前記スイッチの前記少なくとも一つは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を備え、スイッチ保護回路は、前記ＭＯＳＦＥＴのドレインとゲート間に電気的に接続された抵抗器を備える請求項１のシステム。
【請求項９】
前記ＬＥＤ群の少なくとも一つは、複数の直列接続されたＬＥＤを備える請求項１のシステム。
【請求項１０】
前記スイッチの前記少なくとも一つに関連する制御保護回路を更に備え、該制御保護回路は、前記スイッチの前記少なくとも一つに対して印加された電圧から前記制御回路を絶縁するように構成される請求項１のシステム。
【請求項１１】
前記制御保護回路はダイオードを備える請求項１０のシステム。
【請求項１２】
前記制御回路は、電流を表す信号と入力電圧を表す基準電圧とを比較するように構成され、該比較に応じて前記制御信号を調整することにより、電流と入力電圧とを比例関係に維持する演算増幅器回路と、
入力電圧から直流（ＤＣ）電圧を発生させ、該ＤＣ電圧を演算増幅器回路の電流入力部に供給するように構成された電流回路と、
入力電圧の一部を前記電力入力部に投入するように構成された高調波ひずみ制御回路とを備える請求項１のシステム。
【請求項１３】
ＬＥＤを駆動する方法であって、
入力電圧を供給するように構成された電圧供給部に対してＬＥＤの列を接続する工程にして、ＬＥＤの列が複数の別個のＬＥＤ群を含む該工程と、
複数のスイッチを構成する工程にして、制御回路からの制御信号に応じてＬＥＤ群の関連する一つを通る電流を制御するため、該スイッチ各々が前記関連するＬＥＤ群に並列に接続される該工程と、
スイッチ保護回路を前記スイッチの少なくとも一つに関連付ける工程にして、該スイッチ保護回路が、前記関連するＬＥＤ群のＬＥＤに障害がある場合に、前記スイッチの前記少なくとも一つを伝導状態にするように構成され、前記障害が前記ＬＥＤを開放状態にする該工程と、
前記電流を各ＬＥＤ群に向ける工程にして、操舵回路が各関連するＬＥＤ群間に直列に接続される該工程とを含む方法。
【請求項１４】
前記電流を向ける工程は、第１操舵ダイオードが関連するＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路に直列に電流を向けること、及び、第２操舵ダイオードが関連するＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路に直列で、かつ第１操舵ダイオードとは反対側に電流を向けることを含む請求項１３の方法。
【請求項１５】
各操舵回路は、前記第１操舵ダイオードを有し、該第１操舵ダイオードは、次に続く操舵回路の次に続く第１操舵ダイオードの反対方向に電流を向ける請求項１３の方法。
【請求項１６】
各操舵回路は、前記第２操舵ダイオードを有し、該第２操舵ダイオードは、次に続く操舵回路の次に続く第２操舵ダイオードの反対方向に電流を向ける請求項１３の方法。
【請求項１７】
各操舵回路は、関連するＬＥＤ群に直列に電流を向ける第１操舵ダイオードと、関連するＬＥＤ群に直列で、かつ第１操舵ダイオードの流れの反対方向に電流を向ける第２操舵ダイオードとを備える請求項１３の方法。
【請求項１８】
各操舵回路は、関連するＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路に直列に電流を向ける第１操舵ダイオードと、関連するＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路に直列で、かつ第１操舵ダイオードの反対方向に電流を向ける第２操舵ダイオードとを備え、
各操舵回路は、前記第１操舵ダイオードを有し、該第１操舵ダイオードは、次に続く操舵回路の次に続く第１操舵ダイオードの反対方向に電流を向ける請求項１３の方法。
【請求項１９】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を駆動するシステムであって、
入力電圧を供給するように構成された電圧源に対して接続されたＬＥＤの列にして、第１ＬＥＤ群と第２ＬＥＤ群とを含むＬＥＤの列と、
第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路にして、第１及び第２スイッチ回路各々がＬＥＤ群の関連する一つに並列に接続されたスイッチを備え、制御回路からの制御信号に応じて前記関連するＬＥＤ群を通る電流を制御する第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路と、
前記第１及び第２スイッチ回路各々と関連するスイッチ保護回路と、
第１ＬＥＤ群に関連する第１操舵回路にして、第１ＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路に直列な第１操舵ダイオードと、第１ＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路に直列で、かつ第１操舵ダイオードとは反対の極性である第２操舵ダイオードとを備える第１操舵回路と、
第２ＬＥＤ群に関連する第２操舵回路にして、第２ＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路に直列な第１操舵ダイオードと、第２ＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路に直列で、かつ第１操舵ダイオードとは反対の極性である第２操舵ダイオードとを備え、第２ＬＥＤ群の第１操舵ダイオードは第１ＬＥＤ群の第１操舵ダイオードの反対方向にある第２操舵回路とを備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本発明は、タイトル「固体光源のための高効率低エネルギー貯蔵駆動回路」である２０１１年３月７日付け出願の米国仮出願第６１／４４９，９８２号に対する利益及び優先権を主張する。該仮出願の開示は参照によりそっくりそのままここに組み込まれる。
技術分野
本発明は、照明に関し、より詳しくは、固体光源のための駆動（ドライバ）回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体光源、例えば限定はしないが発光ダイオード（ＬＥＤ）の発展は、種々の照明用途及び付属品でそのような素子の使用をもたらした。一般に、ＬＥＤは電流駆動素子であり、すなわち、ＬＥＤの光出力の明るさは、ＬＥＤに供給された電流に直接関連し得る。しかしながら、ＬＥＤの過電流破壊もしくは障害を避けるため、ＬＥＤを通る電流は設計最大値に制限されるべきである。一般に、単一のＬＥＤは２〜４ボルトで動作し、そのため、それらに電力を供給する低電圧電源を必要とする。更には、ＬＥＤを通る電流は、印加された電圧及びＬＥＤの温度にも強く依存する。そのため、典型的には、ＬＥＤ光源は、メインライン電圧をＬＥＤ光源で使用可能なレベルに変圧しかつ電流の制御も行う安定器（安定抵抗）及び／又はドライバによって電力が供給される。安定器及び／又はドライバの付加的機能は、本線電源（商用電源）から引いた電流を調整して、本線に低高調波ひずみを有する高力率負荷を与えることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国出願第１３／２２９，６１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、より高い光レベルを実現するために、複数のＬＥＤを動作させることが望ましい。この場合、ＬＥＤの列は直列に接続され、安定器及び／又はドライバによって電力が供給される。安定器及び／又はドライバは、必要な電圧を供給し、望ましい電流値を維持する。そのような安定器及び／又はドライバは、一般に、多数のインダクタ、パワートランジスタ、大型電解コンデンサ及び集積回路を含む電子機器の複雑な部品である。これらの構成部品のいくつか、特にコンデンサは、高温に耐性がない。そのため、安定器及び／又はドライバは、しばしば、システムの寿命制限部品である。加えて、そのような回路構成は一般に製造に高費用がかかる。それとは反対に、簡易直列抵抗は、ＬＥＤの直列の列に電源を供給する低費用な方法であるが、電流波形が正弦曲線ではないので高い高調波ひずみをもたらす。更に、抵抗が電力を損失するので非効率な回路となる。
【０００５】
直列に接続された固体光源（例えばＬＥＤの列）の単極性駆動は、例えば米国出願第１３／２２９，６１１号（本出願と同じ発明者によって発明された）に記述される。そのような単極性ドライバを用いると、固体光源の平均輝度は該列に沿って均一ではなく、これは、瞬間の列電圧が変化するので各源に適用される電力が異なることによる。これは、任意の実際のシステムにおいてＬＥＤの特別な物理的配置を必要とし、それにより、この輝度の変動が隠される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を駆動するための装置、システム、及び方法が開示される。例示的システムは、入力電圧を供給するように構成された電圧源に対して接続されたＬＥＤの列を含み得る。ＬＥＤの列は、複数の別個のＬＥＤ群及び複数のスイッチ回路を含み得る。各スイッチ回路は、ＬＥＤ群の関連する一つと並列に接続されたスイッチを含み得、制御回路からの制御信号に応じて該関連するＬＥＤ群を通る電流を制御する。スイッチ保護回路がスイッチの少なくとも一つに関連付けられ得る。操舵回路も、各関連するＬＥＤ群間に直列に接続され得る。
【０００７】
他の実施形態は、以下のバリエーションの一つ又は複数を含み得る。各操舵回路は、関連するＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路と直列な第１操舵ダイオードと、関連するＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路と直列でかつ第１操舵ダイオードとは反対の極性である第２操舵ダイオードとを含み得る。別の実施形態において、各操舵回路は、次に続く操舵回路の次に続く第１操舵ダイオードとは反対の極性である第１操舵ダイオードを有し得る。別の実施形態において、各操舵回路は、次に続く操舵回路の次に続く第２操舵ダイオードとは反対の極性である前記第２操舵ダイオードを有し得る。別の実施形態において、各操舵回路は、関連するＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路と直列の第１操舵ダイオードと、関連するＬＥＤ群及び関連するスイッチ回路と直列でかつ第１操舵ダイオードとは反対の極性の第２操舵ダイオードとを有し得る。各操舵回路は、次に続く操舵回路の次に続く第１操舵ダイオードとは反対の極性の前記第１操舵ダイオードを有する。
【０００８】
更に別の実施形態において、スイッチ保護回路は、前記関連するＬＥＤ群のあるＬＥＤに障害（故障）がある場合に、前記スイッチの前記少なくとも一つを伝導状態にするように構成される。該障害は、当該ＬＥＤを開放状態にする。別の実施形態において、前記スイッチの前記少なくとも一つは、酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であり得、スイッチ保護回路は、ＭＯＳＦＥＴのドレインとゲート間に電気的に接続された抵抗器を備える。別の実施形態において、ＬＥＤ群の少なくとも一つは、複数の直列に接続されたＬＥＤを備える。別の実施形態において、制御保護回路は前記スイッチの前記少なくとも一つに関連付けられ、制御保護回路は、前記スイッチ回路の前記少なくとも一つに対して印加された電圧から制御回路を絶縁するように構成され得る。別の実施形態において、制御回路は、演算増幅器回路、電流回路、及び高調波ひずみ制御回路を含み得る。演算増幅器回路は、電流を表す信号と入力電圧を表す基準電圧とを比較し、該比較に応じて制御信号を調整することにより、電流及び入力電圧間を比例関係に維持するように構成され得る。電流回路は、入力電圧から直流（ＤＣ）電圧を発生させ、ＤＣ電圧を演算増幅器回路の電圧供給端子に供給するように構成され得る。高調波ひずみ制御回路は、電源電圧の一部（a fraction）を投入して入力電圧を増大させるように構成され得る。
【０００９】
本発明は、本発明の言及したいかなる目的及び特徴の一つ又は複数を満たさなければならないシステム又は方法に限定されることを企図しない。本発明はここに記述した模範的な又は主要な実施形態に限定されないことに留意することも重要である。当業者による変更及び置換は、本発明の範囲内であると考えられる。
【００１０】
ここに開示した上述した及び他の目的、特徴及び利点は、付随図面に例示しここに開示した特定の実施形態の以下の記述から明らかとなろう。図面において、同様の参照記号が異なる図面を通じて同じ部分を参照する。図面は、必ずしもスケール縮尺小されず、代わりに、ここに開示した原理を例示するために強調される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ここに開示した実施形態に従う直列接続された固体光源の列のための駆動回路を示す。
【図２】図２は、ここに開示した実施形態に従う短絡スイッチサブ回路を例示する。
【図３】図３は、ここに開示した実施形態に従う直列接続された固体光源の列のための別の駆動回路を示し、制御回路を含む。
【図４】図４は、ここに開示した実施形態に従う図３に示す制御回路をより詳細に例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここに記述した実施形態は、先行技術を上回る種々の利点を提供する。実施形態は、一列の直列に接続された固体光源（例えば、限定はされないがＬＥＤであり、限定はしないが、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、高分子ＬＥＤ（ＰＬＥＤ）、発光高分子（ＬＥＰ）等を含む）のための動作する電子機器回路を減らし、これにより、複雑さ、コスト、部品数、寸法、及びエネルギー貯蔵を低減しつつ、高効率、高力率、及び低い高調波ひずみを実現する。これらの改良はまた、温度耐性を上げ、それにより信頼性を高める。更なる改良は、突入電流，瞬間光の除去、及び、慣用の「位相カット」調光回路において動作する能力を含む。
【００１３】
本発明の実施形態は、次のように簡単に要約され得る。直列接続された固体光源の列、例えば限定はしないがＬＥＤの列は、交流（ＡＣ）本線電源（例えば、限定はされないが、慣用の２ピン／３ピン壁コンセントからのメインライン電源）に対して適用される。該ＬＥＤは、信号ダイオードと相互接続され、交流電流を前方伝導方向にのみ各ＬＥＤを通るように向ける。バイポーラもしくはＭＯＳＦＥＴトランジスタ又は他の半導体素子の形態の制御されるスイッチは、個々のＬＥＤを、又はある実施形態ではＬＥＤのサブ列を短絡するように接続される。これらの制御されるスイッチは、ここでは「短絡スイッチ」とも呼ばれ得る。十分な数の制御されるスイッチは、本線電源電圧の瞬時強度を、該列の非短絡ＬＥＤに対する電圧降下に整合させるため、いつでも開放される。最終的に、ＬＥＤ列と直列の追加の素子として、又は該スイッチ要素の一つ又は複数を部分的に開放することにより、電流制御機能が与えられる。
【００１４】
短絡スイッチは、ある実施形態では、直列スイッチの列として接続され得、図１の駆動回路１００に示すように、電流を、関連するＬＥＤ又はサブ列を迂回して分流（分路）させる。短絡スイッチは、図１においてＳｗ１、Ｓｗ２、．．．ＳｗＮとして特定される。各短絡スイッチは、ピン「Ｃ」を含み、ピンＣは、それぞれの短絡スイッチに対する制御ピンである。短絡スイッチは、ある実施形態において、制御回路１１０によって制御され得る。ある実施形態において、制御回路１１０は、個々の制御信号を各短絡スイッチに対して発生させる。ある実施形態において、制御回路１１０は、単一の制御信号をすべての短絡スイッチに対して発生させる。ある実施形態において、制御回路１１０は、短絡スイッチの第１サブセットに対し第１制御信号を発生させ、また、制御回路１１０は、短絡スイッチの第２サブセットに対し第２制御信号を発生させる。第１サブセットと第２サブセットは合わせて、短絡スイッチの全セットを構成する。もちろん、制御回路１１０は、ある実施形態において、第３制御信号、第４制御信号等が発生するように構成され得る。ある実施形態において、これらの任意の組み合わせが使用され得る。
【００１５】
単一の制御信号がすべての短絡スイッチに対して用いられる実施形態において、その制御信号は、図１に示すように、すべての短絡スイッチに直接接続される。ある実施形態において、感知した電圧又は電流又はその組み合わせに基づいて、短絡スイッチのいつくか又はすべてがいつ開き又は閉じるかを決定する。ある実施形態において、隣り合う短絡スイッチの一つ又は複数それぞれの短絡スイッチがいつ開き又は閉じるかを決定するために、該隣り合う短絡スイッチの一つ又は複数がそれぞれの短絡スイッチに対して一つ又は複数の信号を付加的に供給し得る。ある実施形態では、これらの組み合わせが使用される。
【００１６】
従って、簡単に上述したように、図１において、対応する直列接続された短絡スイッチＳｗ１、Ｓｗ２等と共に、直列接続された固体光源（例えば、限定はしないがＬＥＤ）の列が存在する。短絡スイッチは共通制御信号によって制御され、共通制御信号は、制御回路１１０から各短絡スイッチの「Ｃ」ピンに供給される。ＬＥＤは、ＡＣ本線電源に接続されて示される。図１の駆動回路１００はＬＥＤの群を示し、各群は五つの直列接続されたＬＥＤを含むが、本発明はこれには限定されない。すなわち、ＬＥＤの群は、図１の五つのＬＥＤを上回る又は五つ未満のＬＥＤを含み得る。
【００１７】
ある実施形態において短絡スイッチはＭＯＳＦＥＴであり、他の実施形態において短絡スイッチはバイポーラトランジスタである。もちろん、どのようなタイプの電子スイッチ及び／又はそれらの組み合わせもある実施形態で使用可能であり得る。関連する受動部品は、適切な動作を保証するため必要に応じて存在する。ＭＯＳＦＥＴスイッチは、それらのゲートドライブの電力の消費が小さいので好ましい。スイッチサブ回路の実施例が図２に現れる。
【００１８】
従って、図２はスイッチサブ回路２００を示し、該回路は、図１に示す短絡スイッチＳｗ１、Ｓｗ２．．．ＳｗＮの一つに対応する。スイッチサブ回路２００は、ＭＯＳＦＥＴ２０２、第１抵抗器２０４、第２抵抗器２０６、及びダイオード２０８から構成される。第１抵抗器２０４は、ＭＯＳＦＥＴ２０２のゲートとソース間に接続され、そのため、ここではゲート−ソース抵抗器２０４とも呼ばれる。ゲート−ソース抵抗器２０４は、ＭＯＳＦＥＴ２０２のソースとドレインに対して接続された一つ又は複数の関連するＬＥＤが光を発する際、該ＭＯＳＦＥＴ２０２の完全な遮断を保証する。第２抵抗器２０６は、ＭＯＳＦＥＴ２０２のゲートとドレイン間に接続され、そのため、ここではゲート−ドレイン抵抗器２０６とも呼ばれる。ゲート−ドレイン抵抗器２０６は、ＭＯＳＦＥＴ２０２のソースとドレインに対して接続された前記一つ又は複数の関連するＬＥＤが開放し損なった場合、ＭＯＳＦＥＴ２０２が伝導することを許容する。ダイオード２０８は、対応するサブ列電圧が制御電圧を超えて上昇した後、スイッチサブ回路２００を制御ライン（図１に詳しく示され、図２にピン「Ｃ」を介して特定される）からきわどく切り離す。
【００１９】
図１に示された制御回路１１０は、限定はしないがＬＥＤ等の固体光源の列を通る電流の性質及び強さを決定する。本質的にフィードバック制御ループであり、センス抵抗器、例えば限定はしないが図１に示すようなセンス抵抗器Rsenseを用い、ＬＥＤ列電流を監視する。次いで、制御回路１１０は、監視したＬＥＤ列電流をある基準と比較する。ここに記述した実施形態において、該基準は、時間で変化するメインライン電圧である。これは、該電流がメインライン電圧（すなわち、コンセント電源からの電圧）を追うことを強制し、そのため、高い力率を実現する。もちろん、ある実施形態では、他の基準が時間依存電流波形を決めるのに用いられ得る。
【００２０】
図１及び２に関する上述した実施形態において、短絡スイッチは、非動作固体光源（例えば、限定はしないがＬＥＤ等）の短絡及び電流の制御の二重の役割を果たす。他の実施形態において、これらの機能は、スイッチを完全にオン又はオフに操作すること、及び固体光源（例えば、限定はしないがＬＥＤ等）の列と直列に取り付けられた別個の直列要素を通じて電流制御を実行することにより、分けられる。
【００２１】
図３及び４は、そのような実施形態を示す。図３及び４において、直列スイッチ要素のアレイが使用される。ＭＯＳＦＥＴは、該スイッチとして使用されるが、他の実施形態において、他の電子スイッチが使用され得る。共通制御ラインは、図３の制御回路３１０を接続する。制御回路は、図４に詳細に示される。図４において、制御回路３１０は、低電流演算増幅器Ｕ１を含み、これは、図３に示すようにダイオードを通じてＭＯＳＦＥＴのゲートに接続される。各ＭＯＳＦＥＴは、それをオフにすることを補助する、ゲートからソースに接続された抵抗器を有する。ドレインからゲートに接続された追加の抵抗器は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン及びソースに対して接続された、その関連した固体光源（例えば、限定はしないがＬＥＤ等）の一つ以上が、開放状態で故障した場合に、該ＭＯＳＦＥＴを強制的にオンにする。ドレイン−ゲート抵抗器が省かれた場合、回路の機能は変わらない（障害保護を除く）。
【００２２】
図３において、駆動回路３００は、制御回路３１０により引き起こされる共通制御信号に、直列スイッチとして接続されるＭＯＳＦＥＴのアレイを含む。ＭＯＳＦＥＴ及び固体光源の第１群に対して示される構成要素価値は、すべての残りの群に対してと同じである。
【００２３】
駆動回路３００はまた整流器３１２を含む。図３に示す例示的実施形態において、整流器３１２は、制御回路に電源を供給するための調整要件の縮小を考慮して、制御回路及びより廉価な構成要素に電源を供給するためだけに必要とされ得る。整流器３１２はまた、図４の制御回路に組み込まれ得、回路及び回路基板構成のより大きい柔軟性を許容する。別の実施形態において、制御回路構成は、整流を必要としないかもしれない別の／外部の源によって電力が供給され得る。従って、この実施形態は、いかなる整流器回路構成も必要としないかもしれない。
【００２４】
図４において、図３の制御回路３１０がより詳細に示される。制御回路３１０のすべてのコンデンサは多層セラミックであり、インダクタは全く使用されない。演算増幅器Ｕ１は、中央制御要素であり、Rsense（図３に示す）を通る電流とＡＣライン電圧とを比較する。
【００２５】
図４に示す制御回路３１０は、電流センス抵抗器RsenseからＲ５１を通ってサンプリングされた、固体光源（例えば、限定はしないがＬＥＤ等）の列を通る電流と、Ｒ５２とＲ５３間の接続部での整流された本線電源信号の一部（fraction）とが等しくなるよう維持することに努める。このようにして、電流波形及び電圧波形が互いに正比例する。ＲＭＳ電流（及び、従って平均電力）は、ある実施形態において、Ｒ５２の値を変えることによって調整され得る。構成要素Ｒ５４、Ｄ５０、Ｄ５１、Ｍ５０及びＣ５０は、演算増幅器Ｕ１に電力を供給する低電圧ＤＣ電源を形成する。Ｒ５５及びＣ５１は、望ましくない振動を回避するため、演算増幅器Ｕ１の周波数応答を調整する。
【００２６】
ＭＯＳＦＥＴ列の機能は、ここに記述される。いかなる特定の瞬時本線電圧及び位相（ここで、該電圧は、固体光源（例えば、限定はしないがＬＥＤ等）の列の左側が右側よりも高い）においても、ＭＯＳＦＥＴの位置が存在し、例えば第ｑ番とすると、これに対し左のすべてのＭＯＳＦＥＴはオフになり、右のすべてのＭＯＳＦＥＴはオンになる。従って、左のすべてのＬＥＤには通電され、右のすべてのＬＥＤにはオフにされる。各ＭＯＳＦＥＴ列に見られる操舵ダイオードＤｓ１及びＤｓ２は、電流が、点灯した各ＬＥＤを通って正しい（順）方向に流れることを保証する。その次に続くＭＯＳＦＥＴ列は、操舵イオード２Ｄｓ１及び２Ｄｓ２を含む。操舵ダイオード２Ｄｓ１及び２Ｄｓ２は、操舵ダイオードＤｓ１及びＤｓ２とは反対の極性の状況であり得る。各ＭＯＳＦＥＴ列は、図３に示す交互態様で位置付けられたそれぞれの操舵ダイオードを含むことができる。
【００２７】
通電されたＬＥＤの直列の列にわたる電圧降下の合計は、整流された本線電圧よりもわずかに小さくなり、残りの電圧降下は、ＭＯＳＦＥＴｑ及びその関連するＬＥＤに対して落下する。この電圧降下は、十分な列電流でＬＥＤを動作させるには不十分であろう。そのため、電流のいくらかは、ＭＯＳＦＥＴにより伝導される。ＭＯＳＦＥＴｑに対する電圧降下が存在するので、その左のＭＯＳＦＥＴ、例えばＭＯＳＦＥＴｐは、ＭＯＳＦＥＴｑのソース電圧よりも大きいソース電圧を有する。すべてのＭＯＳＦＥＴのゲートがゲートダイオードを通じて共通制御ラインから給電されるので、ＭＯＳＦＥＴｐのゲート−ソース電圧は、ＭＯＳＦＥＴｑのゲート−ソース電圧よりも小さくなり、これは、ほんのわずかな電流を伝導するか又は電流を流さない。同様の説明がＭＯＳＦＥＴｐの左のすべての他のＭＯＳＦＥＴに当てはまる。オフであるＭＯＳＦＥＴのゲートダイオードは、逆に偏向され、これらのＭＯＳＦＥＴのゲート−ソース抵抗器は、ゲート−ソース電圧をゼロへと引き下げ、該ＭＯＳＦＥＴがオフであることを保証する。制御回路３１０は、全列電流を特定のレベルに維持する。このレベルが低い場合、ＭＯＳＦＥＴｑの右のＭＯＳＦＥＴは、その抵抗を高め始める。これは、ＭＯＳＦＥＴｑのソース電圧を高め、ＭＯＳＦＥＴｑは、オフへ切り替わり始める。このように、ＭＯＳＦＥＴｑ、及び制御回路３１０は、列電流を維持する。本線電圧が高まる場合、より大きい電流がＭＯＳＦＥＴｑに関連するＬＥＤを流れ、より小さい電流がＭＯＳＦＥＴｑを流れる。ある時点で、ＭＯＳＦＥＴｑを通る電流が全く必要とされず、制御機能はＭＯＳＦＥＴｒにパスされる。ＡＣ電圧が反対の極性である場合、動作は、上記説明の単語「右」及び「左」を逆にしたものと同じであり、各ＭＯＳＦＥＴ列に対する操舵ダイオードＤｓ１及びＤｓ２は、ＬＥＤが順偏向していることを保証する。
【００２８】
ここに記述した実施形態は、先行技術、特に２０１０年９月１０日付け出願の米国仮特許出願６１／３８１，７９５号に対する改良であり、これは、整流されたＡＣ本線電圧から電源が供給されなければならない。先行技術は、“操舵ダイオード”Ｄｓ１−Ｄｓ２を欠いており、これは、ＬＥＤ列のＡＣ機能に対するキーである。加えて、この発明は、四つのダイオードを含む高電圧ブリッジ整流器の必要性をなくす。操舵ダイオードは、例えばＬＥＤ列の強度傾斜を低減するためにここで使用され得、また、実質的により低コストの低電圧素子である。
【００２９】
ここに記述されたものは、高い力率及び低い高調波ひずみの効率のよいＡＣ電圧を有するＬＥＤの直列の列を駆動するための新規な方法であり、これは、部品数、コスト及び物理的寸法の実質的な低減、及び、伝統的な電子回路に比べての信頼性の向上（電解コンデンサがないため）を提示する。それはまた、トライアック調光に互換性がある。
【００３０】
もちろん、ここに記述したもの以外の回路トポロジーが、本発明の範囲から逸脱することなく使用され得る。
【００３１】
特に明記されない限り、当業者には理解されるように、単語「実質的」の使用は、正確な関係、状態、配置構成、配向、及び／又は他の特徴、ずれ（偏向）を含むと解釈され得る。これは、そのようなずれが、開示した方法及びシステムに実質的（materially）に影響を与えない範囲である。
【００３２】
本開示の全体を通じて、名詞を修飾する冠詞「ａ」及び／又は「an」及び／又は「the」の使用は、便宜のために用いられており、特に明記された場合を除き、修飾された名詞の一つ又は一つ以上を含むことが理解され得る。用語「備える」及び「含む」及び「有する」は、一切を含むことを企図し、挙げられた要素以外の追加要素が存在し得ることを意味する。
【００３３】
他の何かと伝達し合い、他の何かに関連付けられ、及び／又は他の何かに基づいて、記述されるか、及び／又は、図面を通じて他の方法で表現される要素、構成要素、モジュール、及び／又はそれらの部品（部分）は、特にここに規定された場合を除き、直接及び／又は間接的態様で、そのように伝達し合い、関連付けられ、及び／又は基づくことが理解され得る。
【００３４】
ある特定の実施形態に関連して方法及びシステムが記述されたが、これらはそれに限定されない。自明のように、変更及びバリエーションが上記教示から明らかとなり得る。ここに記述し例示した部品（部分）の細部、材料及び配置構成において多くの追加の変更が当業者によってなされ得る。
【符号の説明】
【００３５】
１００  駆動回路
１１０  制御回路
２００  スイッチサブ回路
２０２  ＭＯＳＦＥＴ
２０４  第１抵抗器２０４
２０６  第２抵抗器
２０８  ダイオード
３００  駆動回路
３１０  制御回路
３１２  整流器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年9月9日(2013.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【国際調査報告】
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