(57)【要約】照明ユニット２０の明暗調整可能な照明駆動回路１００向けのディマーインタフェース１１０，３００は、照明ユニット２０の明るさを調整するために可変である調光制御入力Ｖdimからパルス幅変調信号Ｖ2を発生するパルス幅変調器３２０，４２０，５００、調光制御電圧Ｖoを出力する低域通過フィルタ４４４、及びパルス幅変調器の出力から低域通過フィルタの入力にパルス幅変調信号を直流的に結合する光カプラ３３０，４３０を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明ユニットに印加される調光の量を示す調光制御入力を受け、前記調光制御入力に応答して調光電圧を発生する調光電圧発生器と、
前記調光電圧を受け、前記調光電圧に応答して、前記調光電圧に応じて変化するデューティサイクルを有するパルス幅変調信号を発生するパルス幅変調器と、
前記パルス幅変調信号を受け、前記パルス幅変調信号に応答して、前記調光電圧発生器と前記パルス幅変調器とから直流的に絶縁された、絶縁されたパルス幅変調信号を出力する光カプラと、
前記絶縁されたパルス幅変調信号を平均して、調光制御電圧を出力する低域通過フィルタと、
前記調光制御電圧と交流電源からの入力電力とを受け、前記調光制御電圧と前記入力電力とに応答して、前記調光制御入力に応じて変化する電力を前記照明ユニットに供給する照明駆動回路と、
を備える電子装置。
【請求項２】
前記パルス幅変調器は、
三角波を発生する三角波発生器と、
前記三角波と前記調光電圧とを比較して、前記比較に応じて前記パルス幅変調信号を発生する比較器と、
を有する請求項１記載の電子装置。
【請求項３】
前記三角波発生器は、フィードバック構成において接続される第一の演算増幅器と第二の演算増幅器とを有し、第一の演算増幅器の出力は、前記第二の演算増幅器の入力に接続され、前記第二の演算増幅器の出力は、前記第一の演算増幅器の入力に接続される、
請求項２記載の電子装置。
【請求項４】
前記調光電圧発生器は、トランジスタを有し、
前記トランジスタのバイアス電圧は、前記調光制御入力に応じて変化する、
請求項１記載の電子装置。
【請求項５】
前記絶縁されたパルス幅変調信号を受け、前記低域通過フィルタのために前記絶縁されたパルス幅変調信号をバッファリングするバッファ増幅器を更に有する、
請求項１記載の電子装置。
【請求項６】
前記調光電圧発生器及び前記パルス幅発生器は、第一の供給電圧で動作し、
前記バッファ増幅器は、第二の供給電圧で動作し、
前記第一及び第二の供給電圧は、互いに直流的に絶縁される、
請求項５記載の電子装置。
【請求項７】
前記照明駆動回路は、
前記交流電源からの前記入力電力を受ける入力電力ステージと、
少なくとも第一の巻き線と第二の巻き線とを有し、前記第一の巻き線が前記入力電力ステージの出力に接続され、前記第二の巻き線が前記第一の供給電圧を発生する回路に接続される変圧器と、
を有する請求項６記載の電子装置。
【請求項８】
前記変圧器は、前記電力を前記照明ユニットに供給する出力電力ステージに接続される第三の巻き線を有する、
請求項６記載の電子装置。
【請求項９】
調光制御入力からパルス幅変調信号を発生する段階であって、前記調光制御入力は光源の明るさを調節するために可変である、段階と、
前記パルス幅変調信号を光カプラに入力する段階と、
前記光カプラの出力信号に低域通過フィルタリングを施して、前記光源の明るさを調節する調光制御電圧を生成する段階と、
を含む方法。
【請求項１０】
前記光源を駆動するため、照明駆動回路に前記調光制御電圧を供給する段階を更に含む、
請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記調光制御入力から前記パルス幅変調信号を発生する段階は、
前記調光制御入力に応答して調光電圧を発生する段階と、
三角波を発生する段階と、
前記調光電圧と前記三角波を比較して、前記パルス幅変調信号を発生する段階と、
を含む請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記光カプラの前記出力信号に低域通過フィルタリングを施す前に、前記光カプラの前記出力信号をバッファリングする段階を更に含む、
請求項９記載の方法。
【請求項１３】
調光制御入力からパルス幅変調信号を発生するパルス幅変調器であって、前記調光制御入力は光源の明るさを調節するために可変である、パルス幅変調器と、
調光制御電圧を出力する低域通過フィルタと、
前記パルス幅変調器と前記低域通過フィルタとの間のガルバニック絶縁により、前記パルス幅変調器の出力から前記低域通過フィルタの入力に前記パルス幅変調信号を結合する光カプラと、
を備える電子装置。
【請求項１４】
前記電子装置は、調光コントローラと照明駆動回路とに接続され、前記調光コントローラと前記照明駆動回路との間にガルバニック絶縁を提供する、
請求項１３記載の電子装置。
【請求項１５】
前記調光制御入力を受け、前記調光制御入力に応答して、調光電圧を発生する調光電圧発生器を更に備え、
前記パルス幅変調器は、
三角波を発生する三角波発生器と、
前記三角波と前記調光電圧とを比較して、前記比較に応じて前記パルス幅変調信号を発生する比較器と、
を有する請求項１３記載の電子装置。
【請求項１６】
前記調光電圧発生器は、トランジスタを有し、
前記トランジスタのバイアス電圧は、前記調光制御入力に応じて変化する、
請求項１５記載の電子装置。
【請求項１７】
前記低域通過フィルタのために前記光カプラからの出力信号をバッファリングするバッファ増幅器を更に備え、
前記調光電圧発生器と前記パルス幅変調器は、第一の供給電圧で動作し、前記バッファ増幅器は、第二の供給電圧で動作し、
前記第一及び第二の供給電圧は、互いに直流的に絶縁される、
請求項１６記載の電子装置。
【請求項１８】
前記第一の供給電圧は、前記調光制御電圧を受ける照明駆動回路における変圧器の巻き線から発生される、
請求項１７記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、明暗調整可能な照明駆動回路用のディマーインタフェースに関する。より詳細には、本明細書で開示される様々な本発明の方法及び装置は、調光制御入力と、高電圧にさらされる明暗調整可能な照明駆動回路の残り（例えば高電圧出力ステージ及び／又は主電源から絶縁されない明暗調整可能な照明駆動回路の電圧入力ステージ）との間でガルバニック絶縁を提供する。明暗調整可能な照明駆動回路用のディマーインタフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば照明バラストといった明暗調整可能な照明駆動回路を採用した多くの応用では、ＵＬ（Underwriters  Laboratory）及びＣＥ（European  Conformity）のような業界標準により、高電圧にさらされる場合がある明暗調整可能な照明駆動回路の残り（例えば高電圧出力ステージ及び／又は主電源から絶縁されない明暗調整可能な駆動回路の入力電力ステージ）から調光制御入力のガルバニック絶縁が必要とされる。この調光制御入力と明暗調整可能な照明駆動回路の残りとの間でガルバニック絶縁を提供する１つの一般的なアプローチは、調光制御入力のための絶縁変圧器に頼る。係る絶縁変圧器は、その入力電力ステージとその出力電力ステージとの間の絶縁のために照明駆動回路により採用される場合がある主電源トランスに加えて設けられる。絶縁変圧器は、ソースにより通常は方形波により励起され、ユーザにより設定された調光電圧レベルを提供する外部のディマーによりロードされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この構成は、幾つかの問題を抱えている。絶縁変圧器は、絶縁の要件のためにしばしば大型且つ高価であり、調光の性能は、変圧器コアの温度に依存する特性のために周囲の温度における変化により影響される可能性がある。
【０００４】
従って、調光制御入力のための変圧器を必要とすることなしに、調光制御入力と明暗調整可能な照明駆動回路の残りとの間のガルバニック絶縁を提供することができる、明暗調整可能な照明駆動回路、及び明暗調整可能な照明駆動回路用のディマーインタフェースを提供することが当該技術分野で必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書の開示は、本発明の明暗調整可能な照明駆動回路、及び明暗調整可能な照明駆動回路のディマーインタフェースの方法及び装置に向けられる。例えば、様々な実施の形態では、ディマーインタフェースは、調光制御入力の変圧器を必要とすることなしに、調光制御入力と明暗調整可能な照明駆動回路の残りとの間にガルバニック絶縁を提供する。これにより、調光制御入力のために変圧器を有する従来の装置に比べて、ディマーインタフェース及びディマーインタフェースを含む明暗調整可能な照明駆動回路のサイズ及びコストを低減する場合がある。
【０００６】
一般に、１態様において、本発明は、照明ユニットに印加される調光の量を示す調光制御入力を受け、調光制御入力に応答して調光電圧を生成する調光電圧発生器、調光電圧を受け、調光電圧に応答して、調光電圧に応じて変化するデューティサイクルを有するパルス幅変調信号を生成するパルス幅変調器、パルス幅変調信号を受け、パルス幅変調信号に応答して、調光電圧発生器及びパルス幅変調器から直流的に絶縁された、絶縁されたパルス幅変調信号を出力する光カプラ、絶縁されたパルス幅変調信号を平均化して、調光制御電圧を出力する低域通過フィルタ、及び調光制御電圧とＡＣ電源からの入力電力を受け、調光制御電圧と入力電力に応答して、照明ユニットに電力を供給する照明駆動回路を含み、照明ユニットに供給される電力は、調光制御入力に応答して変動する、電子装置に焦点を当てるものである。
【０００７】
１実施の形態によれば、パルス幅変調器は、三角波を発生する三角波発生器、三角波と調光電圧とを比較して、比較に応じたパルス幅変調信号を発生する比較器を含む。
【０００８】
別の実施の形態によれば、電子装置は、絶縁されたパルス幅変調信号を受け、低域通過フィルタのために絶縁されたパルス幅変調信号をバッファリングするバッファ増幅器を含み、調光電圧発生器及びパルス幅変調器は、第一の電源電圧で動作し、バッファ増幅器は、第二の電源電圧で動作し、第一及び第二の電源電圧は、互いに直流的に絶縁される。
【０００９】
一般に、別の態様では、本発明は、光源の明るさを調節するために可変である調光制御入力からパルス幅変調信号を発生する段階、パルス幅変調信号を光カプラを通過させる段階、及び光カプラの出力信号に低域通過フィルタリングを施して、光源の明るさを調節する調光制御電圧を生成する段階を含む。
【００１０】
１実施の形態によれば、本方法は、光源を駆動する照明駆動回路に調光制御電圧を供給する段階を更に含む。
【００１１】
別の実施の形態によれば、調光制御入力からパルス幅変調信号を発生する段階は、調光制御入力に応答して調光電圧を発生する段階、三角波を発生する段階、及び調光電圧を三角波に比較して、パルス幅変調信号を発生する段階を含む。
【００１２】
一般に、更に別の態様では、本発明は、光源の明るさを調節するために可変である調光制御入力からパルス幅変調信号を発生するパルス幅変調器、調光制御電圧を出力する低域通過フィルタ、パルス幅変調器と低域通過フィルタとの間のガルバニック絶縁により、パルス幅変調器の出力からのパルス幅変調信号を低域通過フィルタの入力に結合する光カプラ、を含む電子装置に関する。
【００１３】
１実施の形態によれば、電子装置は、ディマーコントローラ及び照明駆動回路に接続され、ディマーコントローラと照明駆動回路との間でガルバニック絶縁を提供する。
【００１４】
別の実施の形態によれば、パルス幅変調器は、調光制御入力を受け、調光制御入力に応答して調光電圧を生成する調光電圧発生器、三角波を発生する三角波発生器、及び三角波と調光電圧とを比較して、比較に応答してパルス幅変調信号を発生する比較器を含む。
【００１５】
本明細書の開示の目的で本明細書で使用されたとき、用語「光源“light  source”」は、限定されるものではないが、（１以上のＬＥＤを含む）ＬＥＤに基づく光源、白熱光源（例えばフィラメント光源、ハロゲン光源）、蛍光光源、リン光光源、高輝度放電光源（例えばナトリウム蒸気、水銀蒸気及びメタルハライド光源）、レーザ、他のタイプのエレクトロルミネセント光源、ピロルミネセント光源（例えばフレーム）、キャンドルルミネセント光源（例えばガスマントル、カーボンアーク放射線源）、フォトルミネセント光源（例えばガス放電光源）、電子飽和を使用したカソードルミネセント光源、ガルバノルミネセント光源、結晶ルミネセント光源、キネルミネセント光源、サーモルミネセント光源、トライボルミネセント光源、ソノルミネセント光源、ラジオルミネセント光源及びルミネセントポリマを含む、様々な放射線源の１以上を示すことが理解される。
【００１６】
所与の光源は、可視スペクトル内、可視スペクトル外、又はこれらの両者で電磁放射線を発生するように構成される。ここで、用語「光」及び「放射線」は、本明細書では交換可能に使用される。さらに、光源は、１以上のフィルタ（例えばカラーフィルタ）、レンズ、又は他の光学素子を不可欠な要素として含む。また、光源は、限定されるものではないが指示、表示、及び／又は照明を含む様々な応用のために構成されることが理解される。「照明光源」は、内部空間又は外部空間を効果的に照明するために十分な強度を有する放射線を発生するために特に構成される光源である。このコンテクストでは、「十分な強度」は、周囲照明（すなわち間接的に知覚される光であって、全体的に又は部分的に知覚される前に１以上の様々な介在する表面から反射される光）を提供するため、空間又は環境で発生される可視スペクトルにおける十分な放射強度を示す（単位「ルーメン」は、放射強度又は「光束」の観点で、全ての方向において光源からの全体の光出力を表すようにしばしば採用される）。
【００１７】
用語「スペクトル」は、１以上の光源により生成される放射線の１以上の周波数（又は波長）を示すことが理解される。従って、用語「スペクトル」は、可視の範囲における周波数（又は波長）だけでなく、赤外線、紫外線及び全体の電磁スペクトルの他の領域における周波数（又は波長）を示す。
【００１８】
用語「照明ユニット」は、同じタイプ又は異なるタイプの１以上の光源を含む装置を示すために使用される。所与の照明ユニットは、光源の様々なマウントのアレンジメント、エンクロージャ／ハウジングのアレンジメント及び形状、及び／又は電気及び機械接続のコンフィギュレーションのうちの１つを有する場合がある。さらに、所与の照明ユニットは、光源の動作に関連する様々な他のコンポーネント（例えば制御回路）と任意に関連する（例えば他のコンポーネントに結合されるか及び／又は他のコンポーネントと共にパッケージされることを含む）場合がある。
【００１９】
用語「ランプ」は、電力を受け、受けた電力から放射線（例えば可視光）を発生するコネクタを含む照明ユニットを示すように解釈される。例は、白熱電球、蛍光灯、ＬＥＤバルブ、ＬＥＤ管等を含むバルブ及びチューブを含む。用語「照明器具」は、特定の形式のファクタ、アセンブリ又はパッケージでの１以上の照明ユニット（例えばランプ）の実装又はアレンジメントを示すように使用される。
【００２０】
用語「照明駆動回路」は、電力を光源に供給して光源に光を放出させる回路を示すように使用される。
【００２１】
本明細書で使用されたときに用語「ユーザインタフェース」は、人間のユーザ又はオペレータと、ユーザと装置との間の通信を可能にする１以上の装置との間のインタフェースを示すように使用される。本明細書の開示の様々な実現で採用されるユーザインタフェースの例は、限定されるものではないが、スイッチ、ポテンショメータ、ボタン、ダイアル、スライダ、マウス、キーボード、キーパッド、様々なタイプのゲームコントローラ（例えばジョイスティック）、トラックボール、ディスプレイスクリーン、様々なタイプのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）、タッチスクリーン、マイクロフォン、及び、幾つかの形式の人間が発生する刺激を受け、この刺激に応じた信号を発生する他のタイプのセンサを含む。
【００２２】
本明細書で使用されたとき、「ガルバニック絶縁」は、あるセクションから別のセクションへの電荷を運ぶ粒子の移動を防止する電気システムの機能的なセクションを分離する原理を示す。第一及び第二のセクションが互いに直流的に絶縁されたときに、第一のセクションから第二のセクションにダイレクトに流れる電流は存在しない。エネルギー及び／または情報は、例えばキャパシタ、インダクタ、電磁波、光、音、又は機械的な手段といった他の手段によりセクション間でやり取りすることができる。
【００２３】
本明細書で使用されたとき、「光カプラ」は、その入力と出力との間の電気的な絶縁との結合を提供するために、光波を利用することで電気信号を伝送するために設計される電子装置であり、光アイソレータ、フォトカプラ、又は光アイソレータと呼ばれる場合もある。
【００２４】
本明細書で使用されたとき、「主電源」は、ハウスホールドパワー（household  power）、ハウスホールドエレクトリシティ（household  electricity）、ドメスティックパワー（domestic  power）、ウォールパワー（wall  power）、ラインパワー（line  power）、シティパワー（city  power）、ストリートパワー（street  power）、及びグリッドパワー（grid  power）とも呼ばれる公益事業の配電網からの汎用の交流（ＡＣ）電源を示す。
【００２５】
上述した概念及び以下で更に詳細に説明される更なる概念の全ての組み合わせは、（係る概念が相互に矛盾しないと仮定して）本明細書で開示される本発明の主題の一部として考慮されることを理解されたい。また、引用により盛り込まれる開示において現れる場合がある本明細書で明示的に採用される用語には、本明細書で開示される特定の概念と最も一致する意味が与えられるべきであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
図面において、同じ参照符号は異なる図面を通して同じ構成要素を一般に示す。また、図面は、本発明の原理を例示するために、必ずしも縮尺、強調されてない。
【図１】明暗調整可能な照明駆動回路を採用した照明装置の１実施の形態の機能ブロック図である。
【図２】照明駆動回路の１実施の形態の関連する部分の機能ブロック図である。
【図３】明暗調整可能な照明駆動回路のディマーインタフェースの１実施の形態の機能ブロック図である。
【図４】明暗調整可能な照明駆動回路のディマーインタフェースの１実施の形態の概略図である。
【図５】ディマーインタフェースのパルス幅変調器の１実施の形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
上述したように、調光制御入力と明暗調整可能な照明駆動回路との間でガルバニック絶縁を提供することが望ましいか又は必要である状況が存在する。出願人は、調光制御入力の変圧器を必要とすることなしに、調光制御入力を高電圧にさらされる場合がある明暗調整可能な照明駆動回路の残り（例えば駆動回路の高電圧出力ステージ、及び／又は主電源から絶縁されない駆動回路の入力ステージ）から絶縁することができる照明駆動回路のディマーインタフェースを提供することは利益があることを認識及び理解している。
【００２８】
上述したことを考慮して、本発明の様々な実施の形態及び実現が照明駆動回路用のディマーインタフェース、及び照明駆動回路及びディマーインタフェースを含む装置に向けられる。
【００２９】
図１は、明暗調整可能な照明駆動回路１００を採用する照明装置の１実施の形態の機能ブロック図である。図１に示されるように、明暗調整可能な照明駆動回路１００は、ディマーインタフェース１１０及び照明駆動回路１２０を含む。幾つかの実施の形態では、照明駆動回路１２０は、例えば１以上の蛍光灯に電力を供給する照明バラストを含む。
【００３０】
明暗調整可能な照明駆動回路１００は、調光コントローラ１０、主電源３０及び照明ユニット２０に接続される。様々な実施の形態では、調光コントローラ１０は、照明ユニット２０の明るさをユーザが調節又は制御するためのユーザインタフェースを含む。様々な実施の形態では、照明ユニット２０は、例えば１以上の蛍光灯又は蛍光電球、ＬＥＤランプ又はＬＥＤ電球のような蛍光灯又は発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプといった１以上のランプを含む。様々な実施の形態では、主電源３０は、例えば電源電力、及び／又は電源電力が失われている場合に緊急のバックアップ電源といったＡＣ電源を含む。
【００３１】
動作的に、ディマーインタフェース１１０は、ディマーコントローラ１０から照明ユニット１２０に印加されるべき調光の量を示す調節可能な調光制御入力１０５を受信する。調光制御入力１０５に応答して、ディマーインタフェース１１０は、調光制御電圧１１５を照明駆動回路１２０に供給する。また、照明駆動回路１２０は、主電源３０からのＡＣ電力１２５を受信し、調光制御電圧１１５及びＡＣ電力１２５を処理して照明ユニット１２０を駆動するための適切なランプパワー信号１３５を生成する。例えば、照明ユニット２０が蛍光灯を含む幾つかの実施の形態では、照明駆動回路１２０は、蛍光灯を予熱し、点火のために蛍光灯に高電圧を印加する回路、及び蛍光灯を流れる所望の電流を維持するバラストを含む。
【００３２】
有利にも、ディマーインタフェース１１０は、一方でディマーコントローラ１０と、他方で主電源３０及び照明ユニット２０との間にガルバニック絶縁を提供する。すなわち、ディマーインタフェース１１０は、ＡＣ電力１２５から調光制御入力１０５を直流的に絶縁し、ランプパワー信号及び照明駆動回路１２０により生成される高電圧から直流的に絶縁する。幾つかの実施の形態では、照明駆動回路１２０は、例えば１以上の蛍光灯に電力を供給する照明バラストを含む。
【００３３】
図２は、照明駆動回路２００の１実施の形態の関連部分の機能ブロック図である。照明駆動回路２００は、明暗調整可能な照明駆動回路１００の照明駆動回路１２０の１実施の形態である。照明駆動回路２００は、入力電力ステージ２０５、電力変圧器２１０、出力電力ステージ２２０及び絶縁された補助電力ブロック２３０を含む。ランプ駆動回路２００は、図２に例示されない他の回路又は機能ブロックを含む場合もある。
【００３４】
動作において、入力電力ステージ２０５は、外部の主電源からのＡＣ電力１２５を受け、外部の主電源は、電源（Ｍａｉｎｓ）から電力を受ける。入力電力ステージ２０５は、受けた電力を、整流、力率補正、高周波変換等を含む処理を行い、処理された電力を電力変圧器２１０の一次巻き線に出力し、電力変圧器は、第一の二次巻き線を解して出力電力ステージ２２０に電力を供給し、第二の二次巻き線の補助電力ブロック２３０に低ＡＣ電圧を出力する。また、出力電力ステージ２２０は、調光制御電圧１１５を受け、照明ユニット１２５を駆動するランプパワー信号１３５を生成する。絶縁された補助電力ブロック２３０は、電力変圧器２１０からの低ＡＣ電圧を整流及び低域通過フィルタリングし、例えば１０〜１２ボルトの範囲である固定された電圧を有する第一のＤＣ供給電圧Ｖcc1を生成する。第一のＤＣ供給電圧Ｖcc1は、（１）入力電力ステージ２０５、ＡＣ電力１２５及び主電源３０、並びに（２）出力電力ステージ２２０及びランプパワー信号１３５、の両者から直流的に絶縁され、以下に更に詳細に説明されるように、図１におけるディマーインタフェース１１０のようなディマーインタフェースに供給される。
【００３５】
図３は、明暗調整可能な照明駆動回路のディマーインタフェース３００の１実施の形態の機能ブロック図である。ディマーインタフェース３００は、明暗調整可能な照明ドライバ１００のディマーインタフェース１１０の１実施の形態である。ディマーインタフェース３００は、調光電圧発生器３１０、パルス幅変調器３２０、光カプラ３３０、並びに、バッファ及び低域通過フィルタブロック３４０を含む。
【００３６】
動作的に、調光電圧発生器は、照明ユニットに印加されるべき調光の量を示す調節可能な調光制御入力１０５を受け、調光制御入力に応答して、調光電圧Ｖ1を生成する。パルス幅変調器３２０は、調光電圧Ｖ1を受け、調光電圧に応答して、調光電圧に応答して変化するデューティサイクルを有するパルス幅変調信号Ｖ2を生成する。
【００３７】
光カプラ３３０は、パルス幅変調信号Ｖ2を受け、パルス幅変調信号に応答して、調光電圧発生器３１０及びパルス幅変調器３２０から直流的に絶縁された、絶縁されたパルス幅変調信号Ｖ3を出力する。
【００３８】
バッファ及び低域通過フィルタ３４０は、絶縁されたパルス幅変調信号Ｖ3をバッファリング及び平均化して、調光制御電圧Ｖo１１５を出力する。
【００３９】
図３の機能ブロック図で具体的に例示されていないが、有利にも、調光電圧発生器３１０及びパルス幅変調器３２０は、第一のＤＣ供給電圧Ｖcc1で動作し、バッファ及び低域通過フィルタブロック３４０は、調光電圧発生器３１０及びパルス幅変調器３２０がバッファ及び低域通過フィルタブロック３４０から直流的に絶縁されるように、第一のＤＣ供給電圧Ｖcc1から直流的に絶縁された第二のＤＣ供給電圧Ｖcc2で動作する。
【００４０】
図４は、明暗調整可能な照明駆動回路のためのディマーインタフェース４００の１実施の形態の概略図である。ディマーインタフェース４００は、調整可能な照明駆動回路１００のディマーインタフェース１１０の１実施の形態及び図３のディマーインタフェース３００の実施の形態である場合がある。ディマーインタフェース４００は、調光電圧発生器４１０、パルス幅変調器４２０、光カプラ４３０、並びに、バッファ及び低域通過フィルタブロック４４０を含む。
【００４１】
調光電圧発生器４１０は、トランジスタＱ１並びにバイアス抵抗Ｒ１及びＲ２を含み、標準０〜１０ボルトの調光を収容し、回路における損失を最小にするため、１２Ｖ前後である第一のＤＣ供給電圧Ｖcc1で動作する。
【００４２】
パルス幅変調器４２０は、三角波発生器（図４で図示せず）及びコンパレータを含み、第一のＤＣ供給電圧Ｖcc1で動作する。
【００４３】
光カプラ４３０は、光放出器をその入力側で、光検出器をその出力側で含み、光放出器からの光を光検出器に結合し、出力側の光検出器は、例えば照明ユニット２０の出力フィードバック補償回路の電源電圧として、図２の出力電力ステージにより電力変圧器の二次側で生成される第二のＤＣ供給電圧Ｖcc2で動作する。
【００４４】
バッファ及び低域通過フィルタブロック４４０は、第二のＤＣ供給電圧Ｖcc2で動作するバッファ増幅器４４２と、抵抗Ｒ５及びキャパシタＣ２を有する低域通過フィルタ４４４を含む。
【００４５】
動作において、調光電圧発生器４１０は、例えばＶ1のバイアス電圧を変えるためにＱ１のベース及びコレクタ間で接続されるポテンショメータを調節することで設定される調光制御入力Ｖdim１０５を受け、調光電圧Ｖ1を出力する。Ｖ1は、以下のように示される。
【００４６】
【数１】
2014507765.tif 000003
Ｖbeは、Ｑ１のベース−エミッタ電圧であり、ＮＰＮトランジスタの大部分について約０．７Ｖであり、調光制御入力Ｖdimは、外部制御により設定されるゼロ又は正電圧である。
【００４７】
パルス幅変調器４２０は、調光電圧Ｖ1を受け、調光電圧に応答して、パルス幅変調された信号Ｖ2を生成する。Ｖ2は、デューティ比が変調されたユニポーラ方形波である。その周波数は、三角波発生器の実現により決定され、その振幅は、約Ｖcc1であり、デューティ比は、以下により与えられる。
【００４８】
【数２】
2014507765.tif 000004
ここでＶthは、三角波のピーク電圧であり、三角波の谷は、三角波発生器の設計により保証することができる０Ｖとなることが想定され、１／Ｖthは、パルス幅変調器のゲインである。
【００４９】
光カプラ４３０は、パルス幅変調された信号Ｖ2を受け、その光放出器からの信号をその光検出器に結合して、調光電圧発生器４１０及びパルス幅変調器４２０から直流的に絶縁された、絶縁されたパルス幅変調された信号Ｖ3を出力する。Ｖ3は、Ｖ2と同じ周波数及びデューティサイクルを有し、以下の異なる振幅を有するユニポーラ方形波である。
【００５０】
【数３】
2014507765.tif 000005
ここでＶ3MAGは、Ｖ3の振幅であり、Ｖceは、光カプラ４３０の光検出器の飽和されたコレクタ−エミッタ電圧であり、例えば約０．２Ｖである場合がある。
【００５１】
バッファ増幅器４４２は、インピーダンスインタフェースを提供し、絶縁されたパルス幅変調信号Ｖ3を、Ｒ５及びＣ２により形成されるＲＣ低域通過フィルタの入力に送出する。調光制御電圧Ｖoは、バッファ増幅器４４２の出力の平均であり、以下のように示される。
【００５２】
【数４】
2014507765.tif 000006
式（１）〜式（４）により、調光制御電圧Ｖoは、以下のように示すことができる。
【００５３】
【数５】
2014507765.tif 000007
式（５）では、Ｖbe及びＶceは、温度に依存する。しかし、Ｖbe及びＶceは、値が小さく、通常は小さい温度係数を有するため、ディマーインタフェース４００の温度依存は小さい。
【００５４】
式（５）から、調光電圧Ｖ1（＝Ｖdim＋Ｖbe）がＶth未満であるとき、調光制御電圧Ｖoは、調光制御入力の線形関数であることがわかる。調光電圧Ｖ1がＶthよりも大きいとき、調光制御電圧Ｖoは、Ｖcc2−Ｖceにより設定される上限で飽和される。
【００５５】
パルス幅変調器４２０は、様々な実施の形態で実現することができる。
【００５６】
図５は、ディマーインタフェースのパルス幅変調器５００の１実施の形態の概略図である。パルス幅変調器５００は、図４のディマーインタフェースのパルス幅変調器４２０の１実施の形態である。パルス幅変調器５００は、調光電圧Ｖ1をバッファリングするバッファ増幅器５１０、三角波Ｖtrを発生する三角波発生器５２０、及び調光電圧Ｖ1と三角波Ｖtrとを比較してパルス幅変調信号Ｖ2を発生する比較器５３０を含む。三角波発生器５２０は、フィードバックコンフィギュレーションにおいて接続される第一の演算増幅器５２２及び第二の演算増幅器５２４を含み、第一の演算増幅器５２２の出力は、第二の演算増幅器５２４の入力に接続され、第二の演算増幅器５２４の出力は、第一の演算増幅器５２２の入力に接続される。
【００５７】
本明細書において幾つかの本発明の実施の形態が記載及び図示されたが、当業者であれば、本明細書で記載される機能を実行し、及び／又は、結果及び／又は１以上の利点を取得する様々な他の手段及び／又は構造を容易に創作することができ、係る変形及び／又は変更のそれぞれは、本明細書で記載される本発明の実施の形態の範囲にあると考えられる。より詳細には、本明細書で記載される全てのパラメータ、寸法、材料及びコンフィギュレーションは、例示的であることを意味しており、実際のパラメータ、寸法、材料及び／又はコンフィギュレーションは、本発明の教示が使用される特定の応用に依存することは、当業者にとって明らかであろう。当業者であれば、日常の実験を使用して、本明細書で記載される特定の本発明の実施の形態に対する多くの等価な概念を認識するか、又は確かめることができるであろう。従って、上述した実施の形態は例示するために提供されたものであること、特許請求の範囲及び特許請求の範囲に等価な概念の範囲において、特に記載及び特許請求されない限り、本発明の実施の形態が実施されることを理解されたい。本明細書の開示の本発明の実施の形態は、本明細書で記載されるそれぞれ個々の特徴、システム、製品、材料、キット及び／又は方法に向けられる。さらに、２以上の係る特徴、システム、製品、材料、キット及び／又は方法の組み合わせは、係る特徴、システム、製品、材料、キット及び／又は方法が相互に矛盾しない場合に、本明細書の開示の本発明の範囲に含まれる。
【００５８】
本明細書で定義及び使用される全ての定義は、辞書の定義、引用により盛り込まれる文献における定義、及び／又は定義された用語の通常の意味を支配することが理解される。
【００５９】
明細書及び特許請求の範囲において使用されたとき、記載「及び／又は」は、そのように結合されたエレメントの「何れか又は両者」、すなわち幾つかのケースにおいて結合して存在するエレメント及び他のケースにおいて分離して存在するエレメントを意味することが理解されるべきである。
【００６０】
明細書及び特許請求の範囲において使用されたとき、不定冠詞“a”及び“an”は、それとは反対に明らかに示されない限り、「少なくとも１つ」を意味することが理解される。
【００６１】
明細書及び特許請求の範囲において使用されたとき、１以上のエレメントのリストに対する参照において記載「少なくとも１つ」は、エレメントのリストにおける１以上のエレメントから選択される少なくとも１つのエレメントを意味し、エレメントのリスト内で特に列挙されるそれぞれのエレメントの少なくとも１つを必ずしも含まず、エレメントのリストにおけるエレメントの組み合わせを排除するものではないことを理解されたい。また、この定義は、特に特定されたエレメントに関連するか又は関連しないに係わらず、記載「少なくとも１つ」が示すエレメントのリスト内で特に特定されるエレメント以外のエレメントが存在する場合があることを許容する。また、それとは反対に明らかに示されない限り、１以上のステップ又は段階を含む方法の請求項において、方法のステップ又は段階の順序は方法のステップ又は段階が示される順序に必ずしも制限されないことを理解されたい。
【００６２】
請求項における括弧間に現れる参照符号又は他の文字は、便宜上も受けられるものであって、請求項を限定することが意図されない。
【００６３】
請求項において、先の明細書におけるのと同様に、「備える“comprising”」、「含む“including”」、「担持する“carrying”」、「有する“having”」、「含む“containing”」、「係わる“involving”」、「保持する“holding”」、「構成される“composed  of”」のような全ての移行句（transitional  phrase）は、変更可能であることが理解されるべきであり、すなわち限定されるものではないが「含む」を意味する。移行句「〜から構成される“consisting  of”」「〜から本質的に構成される“consisting  essentially  of”」は、閉じた移行句又は半分閉じた移行句となるべきである。
【図１】
2014507765.tif 000008
【図２】
2014507765.tif 000009
【図３】
2014507765.tif 000010
【図４】
2014507765.tif 000011
【図５】
2014507765.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月1日(2013.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明ユニットに印加される調光の量を示す調光制御入力を受け、前記調光制御入力に応答して調光電圧を発生する調光電圧発生器と、
前記調光電圧を受け、前記調光電圧に応答して、前記調光電圧に応じて変化するデューティサイクルを有するパルス幅変調信号を発生するパルス幅変調器であって、第一の供給電圧で動作するパルス幅変調器と、
前記パルス幅変調信号を受け、前記パルス幅変調信号に応答して、前記調光電圧発生器と前記パルス幅変調器とから直流的に絶縁された、絶縁されたパルス幅変調信号を出力する光カプラであって、第二の供給電圧で動作する光カプラと、
前記絶縁されたパルス幅変調信号を平均して、調光制御電圧を出力する低域通過フィルタと、
前記調光制御電圧と交流電源からの入力電力とを受け、前記調光制御電圧と前記入力電力とに応答して、前記調光制御入力に応じて変化する電力を前記照明ユニットに供給する照明駆動回路と、を備え、
前記照明駆動回路は、
前記入力電力を受ける入力電力ステージと、
前記入力電力ステージに接続される一次巻き線、前記低域通過フィルタからの前記調光制御電圧を受け、前記照明ユニットに供給される電力を出力し、前記第二の供給電圧を発生する出力電力ステージに接続される第一の二次巻き線、及び前記第二の供給電圧から直流的に絶縁された前記第一の供給電圧を発生する絶縁された補助電力ブロックに接続される第二の二次巻き線を有する変圧器と、を有し、
前記照明ユニットに供給される電力は、前記調光制御入力に応答して変化する、
電子装置。
【請求項２】
前記パルス幅変調器は、
三角波を発生する三角波発生器と、
前記三角波と前記調光電圧とを比較して、前記比較に応じて前記パルス幅変調信号を発生する比較器と、
を有する請求項１記載の電子装置。
【請求項３】
前記三角波発生器は、フィードバック構成において接続される第一の演算増幅器と第二の演算増幅器とを有し、第一の演算増幅器の出力は、前記第二の演算増幅器の入力に接続され、前記第二の演算増幅器の出力は、前記第一の演算増幅器の入力に接続される、
請求項２記載の電子装置。
【請求項４】
前記調光電圧発生器は、前記調光制御入力に応じて変化するバイアス電圧を有するトランジスタを有する、
請求項１記載の電子装置。
【請求項５】
前記絶縁されたパルス幅変調信号を受け、前記低域通過フィルタのために前記絶縁されたパルス幅変調信号をバッファリングするバッファ増幅器を更に有する、
請求項１記載の電子装置。
【請求項６】
前記調光電圧発生器は、第一の供給電圧で動作する、
請求項５記載の電子装置。
【請求項７】
調光制御入力に応答して第一の供給電圧で動作するパルス幅変調器からパルス幅変調信号を発生する段階であって、前記調光制御入力は光源の明るさを調節するために可変である、段階と、
前記パルス幅変調信号を、第二の供給電圧で動作する光カプラに入力する段階と、
前記光カプラの出力信号に低域通過フィルタリングを施して、調光制御電圧を生成する段階と、
照明駆動回路における変圧器の一次巻き線で交流電力を受ける段階と、
前記変圧器の第一の二次巻き線に接続される出力電力ステージで前記光源の明るさを調節するため、前記調光制御電圧に応答して、前記第二の供給電圧及びランプパワー信号を発生する段階と、
前記変圧器の第二の二次巻き線に接続される絶縁された補助電力ブロックで前記第一の供給電圧を発生する段階であって、前記第一の供給電圧は、前記第二の供給電圧から直流的に絶縁される段階と、
を含む方法。
【請求項８】
前記調光制御入力から前記パルス幅変調信号を発生する段階は、
前記調光制御入力に応答して調光電圧を発生する段階と、
三角波を発生する段階と、
前記調光電圧と前記三角波を比較して、前記パルス幅変調信号を発生する段階と、
を含む請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記光カプラの前記出力信号に低域通過フィルタリングを施す前に、前記光カプラの前記出力信号をバッファリングする段階を更に含む、
請求項７記載の方法。
【請求項１０】
調光制御入力からパルス幅変調信号を発生するパルス幅変調器であって、前記調光制御入力は光源の明るさを調節するために可変である、パルス幅変調器と、
調光制御電圧を出力する低域通過フィルタと、
前記パルス幅変調器と前記低域通過フィルタとの間のガルバニック絶縁により、前記パルス幅変調器の出力から前記低域通過フィルタの入力に前記パルス幅変調信号を結合する光カプラと、
前記調光制御電圧に応答して、前記光源を制御するランプパワー信号を生成する照明駆動回路と、を備え、
前記照明駆動回路は、
入力電力を受ける入力電力ステージと、
前記入力電力ステージに接続される一次巻き線、前記調光制御電圧を受け、前記ランプパワー信号を出力し、前記光カプラを動作するために第二の供給電圧を発生する出力電力ステージに接続される第一の二次巻き線、及び前記第二の供給電圧から直流的に絶縁される前記第一の供給電圧であって、前記パルス幅変調器を動作するための第一の供給電圧を発生する絶縁された補助電力ブロックに接続される第二の二次巻き線を有する変圧器と、を有する、
電子装置。
【請求項１１】
前記電子装置は、調光コントローラに接続され、前記調光コントローラと前記照明駆動回路との間にガルバニック絶縁を提供する、
請求項１０記載の電子装置。
【請求項１２】
前記調光制御入力を受け、前記調光制御入力に応答して、調光電圧を発生する調光電圧発生器を更に備え、
前記パルス幅変調器は、
三角波を発生する三角波発生器と、
前記三角波と前記調光電圧とを比較して、前記比較に応じて前記パルス幅変調信号を発生する比較器と、
を有する請求項１０記載の電子装置。
【請求項１３】
前記調光電圧発生器は、トランジスタを有し、
前記トランジスタのバイアス電圧は、前記調光制御入力に応じて変化する、
請求項１２記載の電子装置。
【請求項１４】
前記低域通過フィルタのために前記光カプラからの出力信号をバッファリングするバッファ増幅器を更に備え、
前記調光電圧発生器は、第一の供給電圧で動作し、前記バッファ増幅器は、第二の供給電圧で動作する、
請求項１３記載の電子装置。
【国際調査報告】
2014507765.tif 000013
2014507765.tif 000014