(57)【要約】  照明ドライバは、照明ドライバの入力部がバラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を検出し、検出に応じて照明ドライバを作動しないようにし、更に、照明ドライバの入力部がバラストに接続された時に照明ドライバの入力部に接続されたバラストのタイプを検出し、検出されたバラストのタイプに従って分流スイッチ回路のバス電圧を調節する当該分流スイッチ回路と、分流スイッチ回路のバス電圧を受け取り、受け取りに応じて、１つ以上の発光ダイオードを駆動するためのランプ電流を供給するスイッチングモード電源とを含んでいる。
2014509053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード管（ＴＬＥＤ）ランプを有する装置であって、前記ＴＬＥＤランプは、
蛍光灯照明器具に取り付けられる電気コネクタを有する少なくとも部分的に透明な管部と、
前記管部の内部に与えられた１つ以上の発光ダイオードと、
前記管部の内部に与えられ、前記電気コネクタに接続され、前記１つ以上の発光ダイオードに電力を供給する照明ドライバと
を有し、前記照明ドライバは、
前記電気コネクタに接続された整流器と、前記整流器の出力部に接続された分流切替えデバイスと、分流スイッチ回路の出力部に接続された出力キャパシタと、前記整流器の前記出力部に直列に接続されたダイオードと、前記出力キャパシタ間のバス電圧を検知する電圧センサと、前記整流器を通る整流電流を検知する電流センサと、検知された前記バス電圧及び整流電流に応じて前記分流切替えデバイスの切替え動作を制御するプロセッサとを有する当該分流スイッチ回路と、
前記バス電圧を受け取り、受け取りに応じて、前記１つ以上の発光ダイオードを駆動するためのランプ電流を供給し、更に、前記分流スイッチ回路と前記１つ以上の発光ダイオードとの間にガルバニック絶縁を与えるスイッチングモード電源と
を有する、当該装置。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記整流器の入力部が、電磁（ＥＭ）バラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を検出し、検出に応じて前記照明ドライバを作動しないようにするアルゴリズムを実行する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記整流器の入力部がＥＭバラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を検出するアルゴリズムが、
前記１つ以上の発光ダイオードを駆動するためのランプ電流の供給を停止することと、
前記ランプ電流の供給が停止されている間に、
（ｉ）ピーク整流電流及び（ｉｉ）前記整流電流のゼロ交差と前記ピーク整流電流との時間遅延の少なくとも１つを決定することと、
比較結果を得るために（ｉ）前記ピーク整流電流とピーク検出閾値との比較、及び（ｉｉ）前記時間遅延と時間遅延閾値との比較の少なくとも１つを実行することと、
得られた比較結果に基づいて、前記整流器の入力部がＥＭバラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を決定することと
を有する、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサが、前記整流器の入力部に接続された電磁（ＥＭ）バラストのタイプを検出し、検出されたＥＭバラストのタイプに従って前記バス電圧を調節するために前記分流切替えデバイスの切替え動作を制御するアルゴリズムを実行する、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記検出されたＥＭバラストのタイプが容量性バラストであるとき、前記プロセッサは、前記整流電流のゼロ交差部においてオンにされるように分流スイッチを制御し、前記検出されたＥＭバラストのタイプが誘導性バラストであるとき、前記プロセッサは、前記整流電流のゼロ交差部においてオフにされるように分流スイッチを制御する、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記ＥＭバラストのタイプを検出するアルゴリズムが、
前記整流電流のゼロ交差部においてオフにされるように分流スイッチを制御し、前記整流電流の第１の平均値を測定することと、
前記整流電流のゼロ交差に対するオフセット期間においてオフにされるように分流スイッチを制御し、前記整流電流の第２の平均値を測定することと、
第１の平均電流を第２の平均電流と比較することと、
前記第２の平均電流が前記第１の平均電流よりも小さい場合は、ＥＭバラストのタイプが容量性バラストであることを決定し、
前記第２の平均電流が前記第１の平均電流以上である場合は、ＥＭバラストのタイプが誘導性バラストであることを決定することと
を含む、請求項４記載の装置。
【請求項７】
前記スイッチングモード電源が、
前記バス電圧と前記ランプ電流との間にガルバニック絶縁を与える絶縁変圧器と、
前記絶縁変圧器の一次巻線と直列に存在するスイッチと、
前記ランプ電流のデューティサイクルを制御するために前記スイッチを制御するコントローラと、
前記ランプ電流に基づいて前記コントローラにフィードバック信号を与える光カプラであって、前記発光ダイオードと前記コントローラとの間にガルバニック絶縁を与える当該光カプラと
を含むフライバック回路を有する、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記ＴＬＥＤランプが第１のＴＬＥＤランプであり、当該装置は、電磁バラストの出力部に前記第１のＴＬＥＤランプと直列に接続された第２のＴＬＥＤランプを更に有する、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記管部が、前記電気コネクタが与えられる少なくとも１つの端部キャップ及び前記端部キャップに接続されたほぼ円筒形の外郭部を含み、前記外郭部の表面の少なくとも一部が金属製である、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
照明ドライバの入力部がバラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を検出し、検出に応じて前記照明ドライバを作動しないようにし、更に、照明ドライバの入力部がバラストに接続された時に前記照明ドライバの入力部に接続されたバラストのタイプを検出し、検出された前記バラストのタイプに従って分流スイッチ回路のバス電圧を調節する当該分流スイッチ回路と、
分流スイッチ回路のバス電圧を受け取り、受け取りに応じて、１つ以上の発光ダイオードを駆動するためのランプ電流を供給するスイッチングモード電源と
を含む照明ドライバを有するデバイス。
【請求項１１】
前記スイッチングモード電源が、前記分流スイッチ回路と前記１つ以上の発光ダイオードとの間にガルバニック絶縁を与える変圧器を含む、請求項１０記載のデバイス。
【請求項１２】
前記分流スイッチ回路が、整流器と、前記照明ドライバの入力部が、バラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を検出するアルゴリズムを実行するプロセッサとを含み、前記アルゴリズムが、
前記１つ以上の発光ダイオードを駆動するためのランプ電流の供給を停止することと、
前記ランプ電流の供給が停止されている間に、
（１）ピーク整流電流及び（２）前記整流電流のゼロ交差と前記ピーク整流電流との時間遅延の少なくとも１つを決定することと、
比較結果を得るために（１）前記ピーク整流電流とピーク検出閾値との比較、及び（２）前記時間遅延と時間遅延閾値との比較の少なくとも１つを実行することと、
得られた比較結果に基づいて、前記整流器の入力部がＥＭバラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を決定することと
を有する、請求項１０記載のデバイス。
【請求項１３】
前記分流スイッチ回路が、バス電圧を調整する切替えデバイスと、前記照明ドライバの入力部に接続された電磁バラストのタイプを検出し、検出されたバラストのタイプに従って前記バス電圧を調節するために前記分流切替えデバイスの切替え動作を制御するアルゴリズムを実行するプロセッサとを含む、請求項１２記載のデバイス。
【請求項１４】
前記検出されたＥＭバラストのタイプが容量性バラストであるとき、前記プロセッサは、前記整流電流のゼロ交差部においてオンにされるように前記切替えデバイスを制御し、前記検出されたＥＭバラストのタイプが誘導性バラストであるとき、前記プロセッサは、前記整流電流のゼロ交差部においてオフにされるように前記切替えデバイスを制御する、請求項１３記載のデバイス。
【請求項１５】
前記ＥＭバラストのタイプを検出するアルゴリズムが、
前記整流電流のゼロ交差部においてオフにされるように前記切替えデバイスを制御し、前記整流電流の第１の平均値を測定することと、
前記整流電流のゼロ交差に対するオフセット期間においてオフにされるように前記切替えデバイスを制御し、前記整流電流の第２の平均値を測定することと、
第１の平均電流を第２の平均電流と比較することと、
前記第２の平均電流が前記第１の平均電流よりも小さい場合は、ＥＭバラストのタイプが容量性バラストであることを決定し、
前記第２の平均電流が前記第１の平均電流以上である場合は、ＥＭバラストのタイプが誘導性バラストであることを決定することと
を含む、請求項１３記載のデバイス。
【請求項１６】
前記スイッチングモード電源が、
前記バス電圧と前記ランプ電流との間にガルバニック絶縁を与える絶縁変圧器と、
前記変圧器の一次巻線と直列に存在するスイッチと、
前記ランプ電流のデューティサイクルを制御するために前記スイッチを制御するコントローラと、
前記ランプ電流に基づいて前記コントローラにフィードバック信号を与える光カプラであって、前記発光ダイオードと前記コントローラとの間にガルバニック絶縁を与える当該光カプラと
を有する、請求項１０記載のデバイス。
【請求項１７】
当該装置が１つ以上の発光ダイオードを更に有し、前記照明ドライバ及び前記１つ以上の発光ダイオードが少なくとも部分的に透明の管部内に配された、請求項１０記載のデバイス。
【請求項１８】
デバイスの入力部に接続された整流器と、
前記整流器の出力部に接続された分流切替えデバイスと、
前記分流スイッチ回路の出力部に接続された出力キャパシタ及び前記整流器の出力部に直列に接続されたダイオードと、
前記出力キャパシタ間のバス電圧を検知する電圧センサと、
前記整流器を通る整流電流を検知する電流センサと、
検知された前記バス電圧及び整流電流に応じて前記分流切替えデバイスの切替え動作を制御し、更に、当該デバイスの入力部が電磁（ＥＭ）バラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を検出するアルゴリズムを実行するプロセッサと
を有する、当該デバイス。
【請求項１９】
前記整流器の入力部がＥＭバラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を検出するアルゴリズムが、
（ｉ）ピーク整流電流及び（ｉｉ）前記整流電流のゼロ交差と前記ピーク整流電流との時間遅延の少なくとも１つを決定することと、
比較結果を得るために（ｉ）前記ピーク整流電流とピーク検出閾値との比較、及び（ｉｉ）前記時間遅延と時間遅延閾値との比較の少なくとも１つを実行することと、
得られた比較結果に基づいて、前記整流器の入力部がＥＭバラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を決定することと
を有する、請求項１８記載のデバイス。
【請求項２０】
前記プロセッサが、当該デバイスの入力部に接続された電磁（ＥＭ）バラストのタイプを検出し、検出されたＥＭバラストのタイプに従って前記バス電圧を調節するために前記分流切替えデバイスの切替え動作を制御するアルゴリズムを実行する、請求項１８記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（０００１）本発明は、全体として、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を駆動する照明ドライバを対象とする。より詳細には、本明細書に開示される種々の本発明の方法及び装置は、電磁（ＥＭ）バラストを有する照明器具に互換性のある状態で組み込むことができるＬＥＤランプ及び関連する照明ドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
（０００２）取り付けられた蛍光管（例えば、Ｔ８又はＴ１２管）及び付随する電磁（ＥＭ）バラストを備えた多数の照明器具を有する工場、店、倉庫及びオフィスビルのような多くの商業環境、産業環境及び小売環境が存在する。
【０００３】
（０００３）図１Ａないし図１Ｆは、蛍光管ランプ用の幾つかの典型的なＥＭバラスト回路の構成を示している。図１Ａは、大きい誘導電流及び低い力率（ＰＦ）を示す非補償型の構成を示している。図１Ｂは、ＰＦを改善するために入力部においてキャパシタを用いる並列補償型の構成を示している。図１Ｃは、補償のために直列キャパシタを使用する直列補償型デュアルランプの構成を示しており、この構成では、２つのランプが互いに補償し、合計のＰＦが１に近くなるように上側のランプが進み電流を有し、下側のランプが遅れ電流を有する。図１Ｄは、並列補償型デュアルランプの構成を示している。図１Ｅは、非補償型の２つのランプが直列に存在する構成を示し、図１Ｆは並列補償型の２つのランプが直列に存在する構成を示している。図１Ａないし図１Ｆの構成は、容量性バラストを示した図１Ｃの上側のバラストを除いて誘導性バラストを示している。
【０００４】
（０００４）発光ダイオード（ＬＥＤ）のような半導体光源を使用した照明デバイスは、従来の蛍光ランプ、ＨＩＤランプ及び白熱ランプに対する実行可能な代替品を提供する。ＬＥＤの機能的利点及び利益は、高いエネルギー変換及び光効率、持続時間、低い運転コストを含み、他にも数多くのことを含んでいる。
【０００５】
（０００５）従って、幾つかのケースでは、既存の従来の蛍光光源をより新しいＬＥＤ光源に交換することが望まれている。新しい照明器具を取り付けること又は既存の照明器具の配線を取り替えることに関連する労働コストをなくすために、幾つかのケースでは、既存の蛍光灯の代わりにより新しいＬＥＤ管（ＴＬＥＤ）を既存のＥＭバラストを備えた既存の照明器具に組み込むことが望まれている。このようなケースでは、種々のバラストが図１Ａないし図１Ｆに示されている種々の構成を有する場合に同じＴＬＥＤランプを使用できることが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
（０００６）しかしながら、ＴＬＥＤランプを組み込むことの大きな課題の１つは、蛍光ランプ用に設計された既存の取り付けられているＥＭバラストとのＴＬＥＤランプの互換性である。
【０００７】
（０００７）従来のスイッチングモードドライバは、回路設計に注意が払われるとＥＭバラストの後で動作するが、２つのＴＬＥＤランプが直列である時に、非常に不十分な力率及び不安定な光の出力を引き起こすことが多い。特に、ＴＬＥＤランプはスイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）を用いて駆動されるが、従来のＳＭＰＳドライバは、並列補償型のＥＭバラスト（例えば、図１Ｂ及び図１Ｄ）の後で動作する際に不十分な力率を引き起こす。また、従来のＳＭＰＳドライバは、２つの直列接続されたランプ間における不安定な光の出力及び／又はフリッカを引き起こすので、直列で動作することができない。更に、アルミニウム管を使用した構造を有するＴＬＥＤランプの場合、商用電源（mains power）に関連して大きく取り上げられる安全性の問題がある。
【０００８】
（０００８）従って、当該技術分野においては、蛍光ランプ用に設計された種々の取り付けられているＥＭバラストと互換性のある状態で既存の照明器具に組み込むことができるＴＬＥＤランプを提供する必要がある。補償型のＥＭバラストの構成を伴う照明器具に用いる際に高力率を保つことができるＴＬＥＤランプも必要である。２つの直列接続されたランプ間における不安定な光の出力及び／又は受け入れられないレベルのフリッカを伴うことなく他のＴＬＥＤランプと直列配置で接続され得るＴＬＥＤランプも必要である。更に、アルミニウム管を使用した構造において安全な動作を与えることができるＴＬＥＤランプを提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（０００９）この開示は、蛍光ランプ用に設計された種々の取り付けられている電磁（ＥＭ）バラストと互換性のある状態で既存の照明器具に組み込むことができる発光ダイオード（ＬＥＤ）管（ＴＬＥＤ）ランプのための発明の方法及び装置に向けられている。例えば、幾つかの形態では、本明細書に開示されるＴＬＥＤランプは、補償型のＥＭバラストの構成を持つ照明器具に用いられる際に高力率を保つことができ、２つの直列接続されたランプ間における不安定な光の出力及び／又は受け入れられないレベルのフリッカを伴うことなく他のＴＬＥＤランプと直列配置で接続されることができ、アルミニウム管を使用した構造において安全な動作を与えることができる。
【００１０】
（００１０）一般に、一観点では、装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）管（ＴＬＥＤ）ランプを有しており、このＴＬＥＤランプは、蛍光灯照明器具に取り付けられる電気コネクタを有する少なくとも部分的に透明な管部と、上記管部の内部に与えられた１つ以上の発光ダイオードと、上記管部の内部に与えられ、上記電気コネクタに接続され、上記１つ以上の発光ダイオードに電力を供給する照明ドライバとを含んでいる。上記照明ドライバは、分流スイッチ回路及びスイッチングモード電源を有している。上記分流スイッチ回路は、上記電気コネクタに接続された整流器と、上記整流器の出力部に接続された分流切替えデバイスと、分流スイッチ回路の出力部に接続された出力キャパシタと、上記整流器の上記出力部に直列に接続されたダイオードと、上記出力キャパシタを通るバス電圧を検知する電圧センサと、上記整流器を通る整流電流を検知する電流センサと、検知された上記バス電圧及び整流電流に応じて上記分流切替えデバイスの切替え動作を制御するプロセッサとを有している。上記スイッチングモード電源は、バス電圧を受け取り、受け取りに応じて、上記１つ以上の発光ダイオードを駆動するためのランプ電流を供給し、更に、上記分流スイッチ回路と上記１つ以上の発光ダイオードとの間にガルバニック絶縁を与える。
【００１１】
（００１１）一形態では、上記プロセッサは、上記整流器の入力部が、電磁（ＥＭ）バラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を検出し、検出に応じて上記照明ドライバを作動しないようにするアルゴリズムを実行する。
【００１２】
（００１２）この形態の１つのオプションの特徴によれば、上記整流器の入力部がＥＭバラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を検出するアルゴリズムは、上記１つ以上の発光ダイオードを駆動するためのランプ電流の供給を停止することと、上記ランプ電流の供給が停止されている間に、（ｉ）ピーク整流電流及び（ｉｉ）上記整流電流のゼロ交差と上記ピーク整流電流との時間遅延の少なくとも１つを決定することと、  比較結果を得るために（ｉ）上記ピーク整流電流とピーク検出閾値との比較、及び（ｉｉ）上記時間遅延と時間遅延閾値との比較の少なくとも１つを実行することと、得られた比較結果に基づいて、上記整流器の入力部がＥＭバラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を決定することとを含んでいる。
【００１３】
（００１３）他の形態では、上記プロセッサは、上記整流器の入力部に接続された電磁（ＥＭ）バラストのタイプを検出し、検出されたＥＭバラストのタイプに従って上記バス電圧を調節するために上記分流切替えデバイスの切替え動作を制御するアルゴリズムを実行する。
【００１４】
（００１４）この形態の１つのオプションの特徴によれば、上記検出されたＥＭバラストのタイプが容量性バラストであると、上記プロセッサは、上記整流電流のゼロ交差部においてオンにされるように分流スイッチを制御し、上記検出されたＥＭバラストのタイプが誘導性バラストであると、上記プロセッサは、上記整流電流のゼロ交差部においてオフにされるように分流スイッチを制御する。
【００１５】
（００１５）この形態の他のオプションの特徴によれば、上記ＥＭバラストのタイプを検出するアルゴリズムは、上記整流電流のゼロ交差部においてオフにされるように分流スイッチを制御し、上記整流電流の第１の平均値を測定することと、上記整流電流のゼロ交差に対するオフセット期間においてオフにされるように分流スイッチを制御し、上記整流電流の第２の平均値を測定することと、第１の平均電流を第２の平均電流と比較することと、上記第２の平均電流が上記第１の平均電流よりも小さい場合は、ＥＭバラストのタイプが容量性バラストであることを決定し、上記第２の平均電流が上記第１の平均電流以上である場合は、ＥＭバラストのタイプが誘導性バラストであることを決定することとを含んでいる。
【００１６】
（００１６）一般に、他の観点では、デバイスは、照明ドライバの入力部がバラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を検出し、検出に応じて前記照明ドライバを作動しないようにし、更に、照明ドライバの入力部がバラストに接続された時に前記照明ドライバの入力部に接続されたバラストのタイプを検出し、検出された前記バラストのタイプに従って分流スイッチ回路のバス電圧を調節する当該分流スイッチ回路と、分流スイッチ回路のバス電圧を受け取り、受け取りに応じて、１つ以上の発光ダイオードを駆動するためのランプ電流を供給するスイッチングモード電源とを含む照明ドライバを有している。
【００１７】
（００１７）一般に、更に他の観点では、デバイスは、デバイスの入力部に接続された整流器と、上記整流器の出力部に接続された分流切替えデバイスと、上記分流スイッチ回路の出力部に接続された出力キャパシタ及び上記整流器の出力部に直列に接続されたダイオードと、上記出力キャパシタを通るバス電圧を検知する電圧センサと、上記整流器を通る整流電流を検知する電流センサと、検知された上記バス電圧及び整流電流に応じて上記分流切替えデバイスの切替え動作を制御し、更に、当該デバイスの入力部が電磁（ＥＭ）バラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を検出するアルゴリズムを実行するプロセッサとを含んでいる。
【００１８】
（００１８）本開示の目的のために本明細書において用いられる場合、「ＬＥＤ」という用語は、任意のエレクトロルミネセンスダイオード又は電気信号に応じて放射を生成することができる他のタイプのキャリア注入／接合型のシステムを含むことを理解されたい。従って、ＬＥＤという用語は、電流に応じて光を発する種々の半導体を使用した構造体、発光ポリマ、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が、これらに限定されない。特に、ＬＥＤという用語は、赤外線スペクトル、紫外線スペクトル及び（一般に、約４００ナノメートルから約７００ナノメートルまでの放射波長を含む）可視スペクトルの種々の部分の１つ又はそれ以上において放射を生成するように構成され得る（半導体及び有機発光ダイオードを含む）全てのタイプの発光ダイオードのことを意味する。
【００１９】
（００１９）例えば、本質的に白色の光を生成するように構成されたＬＥＤ（例えば、白色ＬＥＤ）の１つの実現は、本質的に白色の光を形成するために組み合わせて混合するエレクトロルミネセンスの異なるスペクトルをそれぞれ発する幾つかのダイを含んでいる。他の実現では、白色光ＬＥＤは、第１のスペクトルを持つ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材料に関連している。この実現の一例では、かなり短波長であり、狭帯域幅のスペクトルを持つエレクトロルミネセンスが蛍光材料を「ポンピング」し、該蛍光材料は、その結果として幾らかより広いスペクトルを持つより長い波長の放射を放つ。
【００２０】
（００２０）ＬＥＤという用語は、ＬＥＤの物理的及び／又は電気的なパッケージのタイプを限定するものではないことも理解されたい。例えば、上述したように、ＬＥＤは、（例えば、個々に制御可能である又はそうではない）異なるスペクトルの放射をそれぞれ発するように構成された複数のダイを有する単一の発光デバイスを指す。また、ＬＥＤは、当該ＬＥＤ（例えば、幾つかのタイプの白色ＬＥＤ）の一体部分とみなされる蛍光体と関連し得る。一般に、ＬＥＤという用語は、パッケージ化されたＬＥＤ、パッケージ化されていないＬＥＤ、表面実装型ＬＥＤ、チップオンボード型ＬＥＤ、Ｔパッケージ実装型ＬＥＤ、放射パッケージ型ＬＥＤ、電力パッケージ型ＬＥＤ、何らかのタイプのケース（encasement）及び／又は光学素子（例えば、拡散レンズ）を含むＬＥＤ等を指す。
【００２１】
（００２１）「光源」という用語は、ＬＥＤを使用したソースを含むがこれに限定されない種々の放射源の任意の１つ以上のことを指すと理解されたい。或る光源は、可視スペクトル内、可視スペクトル外又は両方の組み合わせで電磁放射を生成するように構成され得る。従って、「光」及び「放射」という用語は、本明細書では区別なく用いられる。更に、光源は、一体化している構成要素として、１つ以上のフィルタ（例えば、カラーフィルタ）、レンズ又は他の光学部品を含んでいてもよい。また、光源は、指示、表示及び／又は照明を含むが、これらに限定されない種々の用途のために構成され得ることを理解されたい。「照明源」は、特に室内又は室外空間を効果的に照明するために十分な輝度を有する放射を生成するように構成された光源である。これに関連して、「十分な輝度」とは、周囲照明（すなわち、間接的に知覚され、例えば、全体として又は部分的に知覚される前に種々の介在する表面の１つ又はそれ以上から反射され得る光）を与えるために上記空間又は環境において生成される可視スペクトルでの十分な放射パワー(放射パワー又は「光束」については、全方向の光源からの合計の光出力を表すために「ルーメン」の単位が使用されることが多い。)を意味する。
【００２２】
（００２２）「照明ユニット」という用語は、本明細書では、同じタイプ又は異なるタイプの１つ以上の光源を含む装置について言及するために用いられる。或る照明ユニットは、光源、筐体／ハウジングの機構及び形状及び／又は電気的及び機械的接続の構成のための種々の取り付け機構のうちの任意の１つを有している。また、或る照明ユニットは、オプションで、光源の動作に関連する様々な他の構成要素（例えば、制御回路）と関係がある（例えば、それを含んでいる、それに結合されている及び／又はそれとともにパッケージされている。）。「ＬＥＤを使用した照明ユニット」は、単独の又は他のＬＥＤを使用していない光源と組み合わせた上述したような１つ以上のＬＥＤを使用した光源を含む照明ユニットのことを意味する。
【００２３】
（００２３）「ランプ」という用語は、電力を受け取り、受け取った電力から放射（例えば、可視光）を生成するコネクタを含む照明ユニットを指すと解釈されたい。例は、白熱電球、蛍光電球、蛍光管、ＬＥＤ電球、ＬＥＤ管（ＴＬＥＤ）ランプ等を含む電球及び管を含んでいる。
【００２４】
（００２４）「照明器具」という用語は、本明細書では、特定のフォームファクタ、アセンブリ又はパッケージにおける１つ以上の照明ユニットの実現又は配置について言及するために用いられ、特に電力を供給する他の構成要素、例えば、電磁（ＥＭ）バラストと関係がある（例えば、それを含んでいる、それに結合されている及び／又はそれとともにパッケージされている。）。
【００２５】
（００２５）「コントローラ」という用語は、本明細書では、１つ以上の光源の動作に関連する種々の装置を広く説明するために用いられる。コントローラは、本明細書において述べられる様々な機能を実行するために（例えば、専用ハードウェアを用いてのような）種々のやり方で実現され得る。「プロセッサ」は、本明細書において述べられる様々な機能を実行するソフトウェア（例えば、マイクロコード）を用いてプログラムされ得る１つ以上のマイクロプロセッサを使用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを用いて又は用いないで実現され、また、幾つかの機能を実行するための専用ハードウェアと他の機能を実行するためのプロセッサとの組み合わせ（例えば、１つ又はそれ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連回路）としても実現され得る。本開示の種々の形態に使用され得るコントローラの構成要素の例は、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）を含んでいるが、これらに限定されない。
【００２６】
（００２６）本明細書において用いられる場合、「ガルバニック絶縁」は、１つの区域から他の区域への電荷運搬粒子の移動を妨げる電気系統の機能的区域の絶縁の原理のことを指す。第１及び第２の区域が互いに直流的に絶縁されると、第１の区域から第２の区域に直接的に流れる電流は存在しない。エネルギー及び／又は情報は、他の手段、例えば、キャパシタンス、インダクション、電磁波、光学的、音響的又は機械的手段により依然として区域間でやり取りされ得る。
【００２７】
（００２７）本明細書において用いられる場合、「光カプラ」は、結合部に入出力間の電気的絶縁を与えるために光波を使用することにより電気信号を伝達するように設計された電子デバイスであり、オプトアイソレータ、フォトカプラ又は光アイソレータと呼ばれることもある。
【００２８】
（００２８）本明細書において用いられる場合、「電源（mains）」は、公共の電力網からの汎用交流（ＡＣ）電力供給装置のことを指し、家庭用電力（household power）、家庭用電気（household electricity）、家庭用電力（domestic power）、壁面コンセント（wall power）、ラインパワー（line power）、都市電力（city power）、ストリートパワー（street power）及び系統電力（grid power）と呼ばれることもある。
【００２９】
（００２９）種々の実現において、プロセッサ又はコントローラは、１つ以上の記憶媒体（本明細書では総称的に「メモリ」と呼ばれ、例えば、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭのような揮発性及び不揮発性コンピュータメモリ、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、磁気テープ等）に関連している。幾つかの実現では、上記記憶媒体は、１つ以上のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行される際に、本明細書において述べられる機能の少なくとも幾つかを実行する１つ以上のプログラムによりコード化される。種々の記憶媒体は、本明細書において説明される本発明の種々の観点を実現するために該記憶媒体に記憶された１つ以上のプログラムがプロセッサ又はコントローラにロードされ得るように移送可能であるか又はプロセッサ又はコントローラ内に固定されている。「プログラム」又は「コンピュータプログラム」という用語は、本明細書では、１つ以上のプロセッサ又はコントローラをプログラムするために使用され得る任意のタイプ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）のことを指すように汎用的意味で用いられる。
【００３０】
（００３０）上述の概念及び以下により詳細に説明される更なる概念の全ての組み合わせは（このような概念が相互に矛盾しないならば、）、本明細書において開示される発明の主観的事項の一部であると考えられることを理解されたい。特に、この開示の最後に示される特許請求の範囲の主観的事項の全ての組み合わせは、本明細書において開示される発明の主観的事項の一部であると考えられる。また、参照することにより組み込まれるいずれの開示にも表れ得る本明細書において明示的に使用される用語は、本明細書で開示される特定の概念と最も一貫性がある意味を与えられることも理解されたい。
【００３１】
（００３１）図面では、同様の参照符号は、概して種々の図の全体にわたって同じ部品を指している。また、図面は必ずしも正確な縮尺で描かれてはおらず、代わりに、通常は本発明の原理を示す際に強調されている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】（００３２）当該分野において既知の蛍光管ランプ用の典型的なＥＭバラスト回路の構成を示している。
【図１Ｂ】当該分野において既知の蛍光管ランプ用の典型的なＥＭバラスト回路の構成を示している。
【図１Ｃ】当該分野において既知の蛍光管ランプ用の典型的なＥＭバラスト回路の構成を示している。
【図１Ｄ】当該分野において既知の蛍光管ランプ用の典型的なＥＭバラスト回路の構成を示している。
【図１Ｅ】当該分野において既知の蛍光管ランプ用の典型的なＥＭバラスト回路の構成を示している。
【図１Ｆ】当該分野において既知の蛍光管ランプ用の典型的なＥＭバラスト回路の構成を示している。
【図２】（００３３）蛍光管ランプの代わりに既存の照明器具に組み込むことができる発光ダイオード（ＬＥＤ）管（ＴＬＥＤ）ランプの例示的な実施形態を示している。
【図３】（００３４）電磁（ＥＭ）バラストにより電力を供給されるＴＬＥＤランプの１つの例示的な実施形態を示すブロック図である。
【図４】（００３５）電磁（ＥＭ）バラストにより電力を供給されるＴＬＥＤランプの１つの例示的な実施形態を示す詳細図である。
【図５】（００３６）スイッチングモード電源の１つの例示的な実施形態を示すブロック図である。
【図６】（００３７）分流スイッチ回路の１つの例示的な実施形態を示す模式図である。
【図７Ａ】（００３８）一動作モードで動作する分流スイッチ回路において使用される種々の信号間の関係を示している。
【図７Ｂ】（００３９）他の動作モードで動作する分流スイッチ回路において使用される種々の信号間の関係を示している。
【図８Ａ】（００４０）２つの異なるタイプの電磁バラストの一方に接続されたＴＬＥＤランプ及び関連する照明ドライバの例示的な実施形態についての平均整流電流対切替え制御パルスのタイミングを表している。
【図８Ｂ】２つの異なるタイプの電磁バラストの他方に接続されたＴＬＥＤランプ及び関連する照明ドライバの例示的な実施形態についての平均整流電流対切替え制御パルスのタイミングを表している。
【図９Ａ】（００４１）ＴＬＥＤランプ及び関連する照明ドライバに接続されたバラストのタイプを検出する方法の実施形態を示している。
【図９Ｂ】ＴＬＥＤランプ及び関連する照明ドライバに接続されたバラストのタイプを検出する方法の他の実施形態を示している。
【図１０】（００４２）ＴＬＥＤランプ及び関連する照明ドライバに接続されたバラストのタイプを検出する方法の一実施形態の流れ図である。
【図１１】（００４３）分流スイッチ回路についてのバス電圧を設定するためのフィードバックループの動作を示す機能ブロック図である。
【図１２Ａ】（００４４）ＴＬＥＤの１つの例示的な実施形態がＥＭバラストに接続された時のランプ電流信号を示している。
【図１２Ｂ】ＴＬＥＤの１つの例示的な実施形態がＥＭバラストを備えていない商用電源に接続された時のランプ電流信号を示している。
【図１３】（００４５）電磁（ＥＭ）バラストにより電力を供給されるＴＬＥＤランプの他の例示的な実施形態を示す詳細図である。
【図１４】（００４６）ＥＭバラストと直列に接続された２つのＴＬＥＤランプを示している。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（００４７）一般に、本願発明者等は、補償型のバラストを構成する蛍光管ランプ用の既存の照明器具に組み込むことができ、高力率を保つことができ、２つの直列接続されたＴＬＥＤランプ間における不安定な光の出力及び／又は受け入れられないレベルのフリッカを伴うことなく他のＴＬＥＤと直列配置で接続されることができ、アルミニウム管を使用した構造において安全な動作を与えることができる発光ダイオード（ＬＥＤ）管（ＴＬＥＤ）ランプを提供することが、有益であることを認識し理解した。
【００３４】
（００４８）前述のことを考慮して、本発明の種々の実施形態及び実現は、バラストを伴わない状態で商用電源に接続された時を検出し、検出に応じて照明ドライバを作動しないようにし、更に、照明ドライバがバラストに接続された時に、バラストのタイプを検出し、検出されたバラストのタイプに応じて出力バス電圧を一定にする照明ドライバに向けられている。更に、スイッチングモード電源は、バス電圧を受け取り、受け取りに応じて、１つ以上の発光ダイオードを駆動するように電流を供給するように構成される。
【００３５】
（００４９）図２は、蛍光管ランプの代わりに既存の照明器具に組み込むことができる発光ダイオード（ＬＥＤ）管（ＴＬＥＤ）ランプ３０の例示的な実施形態を示している。ＴＬＥＤランプ３０は、ほぼ円筒形の外郭部又は管部３２と、それぞれがともに設けられたコネクタ３５を有する２つの端部キャップ３４とを含み、更に、照明ドライバ３６及び１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）３８を含んでいる。管部３２は、可視光に対して少なくとも部分的に透明又は半透明である。幾つかの実施形態では、ＬＥＤランプ３０は、１つの端部キャップ３４及び／又はコネクタ３５のみを有している。ＴＬＥＤランプ３０のコネクタ３５は、電源１２からの電力をＴＬＥＤ３０に供給する電磁（ＥＭ）バラスト１０にコネクタ２０を介して接続されている。特に、照明ドライバ３６が、電気的コネクタ３５を介してバラスト１０から電力を受け取り、１つ以上の発光ダイオード３８に電力を供給する。ＥＭバラスト１０は、非補償型のバラスト、誘導性バラスト又は容量性バラストである。
【００３６】
（００５０）幾つかの実施形態では、ほぼ円筒形の外郭部又は管部３２の少なくとも一部は、金属製、例えば、アルミニウムであり、この場合、ＴＬＥＤランプ３０はアルミニウム管を使用した構造を有すると言える。他の実施の形態では、ほぼ円筒形の外郭部又は管部３２は、ガラスから作られており、この場合、ＴＬＥＤランプ３０はガラス管を使用した構造を有すると言える。
【００３７】
（００５１）図３は、ＥＭバラスト１０により電力を供給されるＴＬＥＤランプ３０の１つの例示的な実施形態を示すブロック図である。図３に示されているように、ＴＬＥＤランプ３０は、照明ドライバ３６及び１つ以上のＬＥＤ３８を含んでいる。照明ドライバ３６は、二段トポロジー（dual stage topology）を有し、分流スイッチ回路３１０及びスイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）３２０を含んでいる。ＥＭバラスト１０は、非補償型のバラスト、誘導性バラスト又は容量性バラストである。
【００３８】
（００５２）有利なことに、幾つかの実施形態では、分流スイッチ回路３１０はＥＭバラスト１０との互換性を与え、ＳＭＰＳは電源分離を与える。
【００３９】
（００５３）図１Ａないし図１Ｆに示されている全てのＥＭバラストの構成の後でＴＬＥＤランプ３０を動作させるには、知的バラストタイプ検出アルゴリズムがバラストの損失を最小にするために使用される。従って、幾つかの構成では、分流スイッチ回路３１０は、照明ドライバ３６の入力部がバラスト１０を伴わない状態で商用電源１２に接続された時を検出し、検出に応じて照明ドライバ３６を作動しないようにし、更に、照明ドライバ３６の入力部がバラスト１０に接続された時に、照明ドライバ３６の入力部に接続されたバラスト１０のタイプを検出し、検出されたバラスト１０のタイプに従って分流スイッチ回路３１０のバス電圧（ＶＢＵＳ）を一定にする。これらの特徴は、以下により詳細に説明され、特に、図４、図６ないし図１１、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して説明される。ＥＭバラスト１０の短絡を防止するために、分流スイッチ回路３１０は、過電流保護回路を含んでいてもよい。
【００４０】
（００５４）ＳＭＰＳ３２０は、バス電圧ＶＢＵＳを受け取り、受け取りに応じて１つ以上の発光ダイオード３８を駆動するようにランプ電流ＩＬＥＤを供給する。幾つかの実施形態では、ＳＭＰＳはフライバック回路を有している。
【００４１】
（００５５）有利なことに、分流スイッチ回路３１０は、バス電圧ＶＢＵＳが一定になるように制御される。幾つかの実施形態では、ＶＢＵＳは約１５０Ｖであるように調節される。ＳＭＰＳ３２０（例えば、フライバックステージ）は、この定電圧ＶＢＵＳを与えられ、１つ以上のＬＥＤ３８に電力を供給するために定出力電流モードで動作する。幾つかの実施形態では、ＳＭＰＳは、１つ以上のＬＥＤ３８に約２５Ｗを供給する。
【００４２】
（００５６）図４は、非補償型のバラスト、誘導性バラスト又は容量性バラストである電磁（ＥＭ）バラスト１０により電力を供給されるＴＬＥＤランプ４００の１つの例示的な実施形態を示す詳細図である。ＴＬＥＤランプ４００は、図２及び図３のＴＬＥＤ３０の一実施形態である。図４に示されているように、ＴＬＥＤランプ４００は、分流スイッチ回路４１０及びスイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）４２０を有する照明ドライバと、１つ以上のＬＥＤ３８とを含んでいる。分流スイッチ回路４１０は図３の分流スイッチ回路３１０の一実施形態であり、ＳＭＰＳ４２０は図３のＳＭＰＳ３２０の一実施形態である。
【００４３】
（００５７）分流スイッチ回路４１０は、整流器４１１と、整流器４１１の出力部に接続された分流切替えデバイス４１２と、整流器４１１の出力部に直列に接続されたダイオード４１４及び出力キャパシタ４１３（出力キャパシタ４１３は、分流スイッチ回路４１０の出力部に接続されている。）と、分流切替えデバイス４１２を駆動するゲートドライバ４１５と、出力キャパシタ４１３間のバス電圧ＶＢＵＳを検知する電圧センサ４１６と、整流器４１１を通る整流電流を検知する電流センサ４１７と、検知されたバス電圧ＶＢＵＳ及び整流電流に応じて分流切替えデバイス４１２の切り替え動作を制御するプロセッサ４１８と、プロセッサ４１８の制御の下でバラスト１０及び／又はＴＬＥＤランプ４００の照明ドライバを短絡、過電圧及び／又は過電流の状態から保護する保護回路４１９とを有している。プロセッサ４１８は、より多くの関連するメモリデバイスの１つを含み、プロセッサ４１８により実行される種々の演算のためのプログラミングコード（すなわち、ソフトウェア）を記憶する揮発性メモリ（例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ）及び／又は不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）を含んでいる。
【００４４】
（００５８）図５は、スイッチングモード電源（ＳＭＰＳ）４２０の１つの例示的な実施形態を示すブロック図である。ＳＭＰＳ４２０は、電磁干渉（ＥＭＩ）バリア部５１０と、バス電圧ＶＢＵＳとランプ電流ＩＬＥＤとの間にガルバニック絶縁を与える絶縁変圧器５２０と、絶縁変圧器５２０の一次巻線と直列に存在するスイッチ５３０と、ランプ電流ＩＬＥＤのデューティサイクルを制御するためにスイッチ５３０を制御するコントローラ５４０と、ランプ電流ＩＬＥＤに基づいてコントローラ５４０にフィードバック信号を与える光カプラ５５０とを含んでいる。光カプラ５５０は、発光ダイオード３８とコントローラ５４０との間にガルバニック絶縁を与える。
【００４５】
（００５９）図５に示されているように、コントローラ５４０は、（図４にも示されている）ＳＭＰＳ４２０の動作を選択的に許可及び停止するイネーブル信号を分流スイッチ回路４１０のプロセッサ４１８から受け取る。この特徴は、以下に説明されるように、バラストのタイプの検出及び異常動作の状態の検出に関連して用いられる。
【００４６】
（００６０）再び図４に戻ると、動作的には、プロセッサ４１８は、分流切替えデバイス４１２のタイミング制御を管理し、図１１に関連して以下により詳細に説明されるように、例えば、デジタル比例積分（ＰＩ）タイプの補償ループによりバス電圧ＶＢＵＳを調節する。特に、プロセッサ４１８は、ゲートドライバ４１５により分流切替えデバイス４１２に供給される切替え制御パルスの持続時間及び電流センサ４１７により検知されるような整流電流のゼロ交差に対する制御パルスの位置を制御する。有利なことに、プロセッサ４１８は、整流器４１１の入力部がバラスト１０を伴わない状態で商用電源４１２に接続された時を検出し、検出に応じて分流スイッチ回路４１０及び／又はＳＭＰＳ４２０を含む照明ドライバを作動しないようにするアルゴリズムを実行する。このようなアルゴリズムの例示的な実施形態は、図１２Ａ及び図１２Ｂに関連して以下により詳細に説明される。また、有利なことに、プロセッサ４１８は、整流器４１１の入力部に接続されたＥＭバラスト１０のタイプ（例えば、容量性バラスト又は誘導性バラスト）を検出し、検出されたＥＭバラスト１０のタイプに従ってバス電圧ＶＢＵＳを一定にするために分流切替えデバイス４１２の切替え動作を制御するアルゴリズムを実行する。このようなアルゴリズムの例示的な実施形態は、図６ないし図１０に関連して以下により詳細に説明される。
【００４７】
（００６１）図６は、分流スイッチ回路４１０の１つの例示的な実施形態を示す模式図である。図６の実施形態では、電圧センサ４１６は、抵抗器のインピーダンスが分流切替えデバイス４１２の切替え周波数におけるキャパシタＣ２のインピーダンスよりも非常に大きい抵抗分圧器を有している。図６の実施形態においてもまた、電流センサ４１７はサンプリング抵抗器ＲＳを有している。
【００４８】
（００６２）図６には、例えば、ＳＭＰＳ４２０における電力変圧器の補助巻線から得られる低電圧供給部６１０も示されている。低電圧供給部６１０は、ゲートドライバ４１５及びプロセッサ４１８に電圧を供給する。
【００４９】
（００６３）図６に示されているように、プロセッサ４１８は、演算増幅器（オペアンプ）６２０と、ゼロ交差検出器６３０と、マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ６４０と、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）６５０とを含んでいる。ゼロ交差検出器６３０は、比較器を含んでいる。分流スイッチ回路４１０は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６６０及び負温度補償（ＮＴＣ）センサ６７０も含んでいる。
【００５０】
（００６４）
動作的には、電圧センサ４１６は、バス電圧ＶＢＵＳを検知し、検知された電圧ＶＳＥＮＳＥをプロセッサ４１８に供給する。また、電流センサ４１７は、測定された整流電流をオペアンプ６２０に供給する。オペアンプ６２０からの増幅された整流電流は、ゼロ交差の検出のためにゼロ交差検出器６３０に供給され、ＬＰＦ６６０にも供給される。ゼロ交差検出器６３０は、整流電流がいつゼロ交差を経験したかを検出する。ＬＰＦ６６０は、整流電流を平均し、平均化された整流電流ＩＡＶＧをＡＤＣ６５０の入力部に供給して、当該平均化された整流電流ＩＡＶＧをデジタル値に変換する。
【００５１】
（００６５）図７Ａ、図７Ｂないし図１２Ａ、図１２Ｂに関連して以下により詳細に説明されるように、プロセッサ４１８は、バス電圧ＶＢＵＳを調節し、ＴＬＥＤランプ４００が接続されるバラスト１０のタイプを検出し、ＴＬＥＤランプ４００がバラストを伴わない状態で電源１２に接続された時を検出する種々のアルゴリズムを実行するために、検知されたバス電圧ＶＢＵＳ、整流電流及び平均化された整流電流ＩＡＶＧを用いる。
【００５２】
（００６６）図７Ａは、第１の動作モードで動作する際に分流スイッチ回路４１０により使用される種々の信号間の関係を示している。特に、図７Ａは、分流スイッチ回路４１０が立ち上がりエッジ（ＬＥ）制御モードで動作する際の整流電流とゲートドライバ４１５を介してプロセッサ４１８により分流切替えデバイス４１２に供給される切替え制御パルスとの関係を示している。図７Ａに見られるように、ＬＥ制御モードが使用される際、分流切替えデバイス４１２は、整流電流のゼロ交差部においてオフにされるようにプロセッサ４１８により制御される。整流電流の各期間における分流切替えデバイス４１２の「オフ」時間の持続は、バス電圧ＶＢＵＳのレベルを決定する。従って、例えば比例積分（ＰＩ）ループによりオフ時間を調節することによって、プロセッサ４１８はバス電圧ＶＢＵＳを調節することができる。
【００５３】
（００６７）図７Ｂは、第２の動作モードで動作する際に分流スイッチ回路４１０により使用される種々の信号間の関係を示している。特に、図７Ｂは、分流スイッチ回路４１０が立ち下がりエッジ（ＴＥ）制御モードで動作する際の整流電流とゲートドライバ４１５を介してプロセッサ４１８により分流切替えデバイス４１２に供給される切替え制御パルスとの関係を示している。図７Ｂに見られるように、ＴＥ制御モードが使用される際、整流電流のゼロ交差部においてオンにされるように分流切替えデバイス４１２はプロセッサ４１８により制御される。
【００５４】
（００６８）ＴＬＥＤランプが容量性バラストに接続され、ＬＥ制御モードで動作すると、ＥＭバラストの損失が大きく、従って、或るバラストを用いて動作する際、過熱の危険を引き起こす。一方、容量性バラストに接続されたＴＬＥＤがＴＥ制御モードで動作する場合、上記損失は大きく低減する。
【００５５】
（００６９）有利なことに、ＥＭバラスト１０の損失を最小にするために、ＴＬＥＤランプ４００は、容量性バラストに接続される時に立ち下がりエッジ（ＴＥ）制御を使用し、誘導性バラストに接続される時は立ち上がりエッジ（ＬＥ）制御を使用する。
【００５６】
（００７０）従って、ＴＬＥＤランプ４００、特に分流スイッチ回路４１０及び更に具体的にはプロセッサ４１８は、適切な制御モードが適用されるようにＴＬＥＤランプ４００が容量性バラストに接続されているのか誘導性バラストに接続されているのかを決定するバラストタイプ検出アルゴリズムを使用する。
【００５７】
（００７１）図８Ａ及び図８Ｂは、２つの異なるタイプの電磁バラストに接続されるＴＬＥＤランプ及び関連する照明ドライバの例示的な実施形態についての平均整流電流対切替え制御パルスのタイミングを表している。特に、図８Ａは、ＴＬＥＤランプ及び関連する照明ドライバが容量性バラストに接続された場合を示し、図８Ｂは、ＴＬＥＤランプ及び関連する照明ドライバが誘導性バラストに接続された場合を示している。
【００５８】
（００７２）図８Ａ及び図８Ｂは、切替え制御パルスが商用電源の１期間の半分シフトした際の平均整流電流の変化を表している。図８Ａ及び図８Ｂの例では、電源の周波数は５０Ｈｚであり、これは、０．５ｍｓ刻みでプロットされる１０ｍｓの全体のシフトをもたらす。図８Ａから分かるように、容量性バラストの場合、平均整流電流ＩＡＶＧはＴＥ制御ポイントにおいて動作する時に最小であり、図８Ｂから分かるように、誘導性バラストの場合、平均整流電流ＩＡＶＧはＬＥ制御ポイントにおいて動作する時に最小である。
【００５９】
（００７３）図８Ａ及び図８Ｂから、正規のＬＥ切替えポイントにおいて平均整流電流ＩＡＶＧを測定し、その後、（ノイズ、電源電圧のばらつき等に関して適切なマージンを与えるために）切替え制御パルスのタイミングが正規のＬＥ切替えポイントに対して約２ｍｓシフトした際の平均整流電流ＩＡＶＧ−ＳＨＩＦＴＥＤを測定し、ＩＡＶＧをＩＡＶＧ−ＳＨＩＦＴＥＤと比較することにより、バラストが容量性バラストであるか誘導性バラストであるかを検出することが可能である。具体的には、切替え制御パルスのタイミングが正規のＬＥ切替えポイントに対してシフトした際の平均整流電流ＩＡＶＧ−ＳＨＩＦＴＥＤが正規のＬＥ切替えポイントにおける平均整流電流ＩＡＶＧよりも小さい場合、応答は図８Ａに従い、当該バラストは容量性バラストであると結論付けられ得る。逆に、シフトした平均整流電流ＩＡＶＧ−ＳＨＩＦＴＥＤが平均整流電流ＩＡＶＧよりも大きい場合には、応答は図８Ｂに従い、当該バラストは誘導性バラストであると結論付けられ得る。
【００６０】
（００７４）図９Ａ及び図９Ｂは、ＴＬＥＤランプ及び関連する照明ドライバに接続されたバラストのタイプを検出する方法の２つの実施形態を示している。図９Ａでは、切替え制御パルスのタイミングは、正規のＬＥ切替えポイントに対して切替え制御パルスを遅延させることによりシフトしている。図９Ｂでは、切替え制御パルスのタイミングは、正規のＬＥ切替えポイントに対して切替え制御パルスを前進させることによりシフトしている。
【００６１】
（００７５）図１０は、ＴＬＥＤランプ及び関連する照明ドライバに接続されたバラストのタイプを検出する方法１０００の一実施形態の流れ図である。１つの特定の例として、図４のＴＬＥＤランプ４００に関連して方法１０００が説明される。
【００６２】
（００７６）この方法は、ステップ１０１０で始まる。ステップ１０２０では、ＴＬＥＤランプ４００は立ち上がりエッジ（ＬＥ）制御で動作する。より具体的には、プロセッサ４１８は、ゲートドライバ４１５により分流切替えデバイス４１２に与えられる切替え制御パルスのＬＥ制御でバス電圧ＶＢＵＳを調節する。方法１０００がＬＥ制御で始まることは、過度のバラストの損失を伴うことのない誘導性及び容量性の両方のバラストについての安全な制御方法であるので有益である一方で、立ち下がりエッジ（ＴＥ）制御は誘導性バラストに関して許容できない損失をもたらし、従って、過熱の危険性を与える。
【００６３】
（００７７）ステップ１０３０では、プロセッサ４１８は、ランプの電力が安定するまで或る期間バス電圧ＶＢＵＳを調節し、測定された平均整流電流ＩＡＶＧを記録する。
【００６４】
（００７８）その後、ステップ１０４０において、プロセッサ４１８は、所定の時間シフト、例えば、２ｍｓだけ切替え制御パルスをシフトさせる。上記時間シフトは、平均整流電流がＬＥ切替えポイントとシフトした切替えポイントとの間に大きな差を有する一方で、同じ時間に、シフトしたパルスの動作についての過度な損失を招かないように選択される。
【００６５】
（００７９）ステップ１０５０では、プロセッサ４１８が、再度、ランプの電力が安定するまで、或る期間バス電圧ＶＢＵＳを調節し、測定された平均整流電流ＩＡＶＧ−ＳＨＩＦＴＥＤを記録する。
【００６６】
（００８０）ステップ１０６０では、プロセッサ４１８が、正規のＬＥ切替えポイントにおける平均整流電流ＩＡＶＧを、切替え制御パルスのタイミングが正規のＬＥ切替えポイントに対してシフトされた時の平均整流電流ＩＡＶＧ−ＳＨＩＦＴＥＤと比較する。
【００６７】
（００８１）シフトした平均整流電流ＩＡＶＧ−ＳＨＩＦＴＥＤが平均整流電流ＩＡＶＧよりも小さい場合、プロセッサ４１８は、バラストが容量性バラストであることを決定し、ＴＥ制御で分流スイッチ回路４１０及びＴＬＥＤランプ４００を動作させる。そうでなければ、プロセッサ４１８は、バラストが誘導性バラストであることを決定し、ＬＥ制御で分流スイッチ回路４１０及びＴＬＥＤランプ４００を動作させる。結果として、ＴＬＥＤランプ４００は、種々の器具の回路に対して最小のＥＭバラストの損失で自動的に動作する。
【００６８】
（００８２）図１１は、分流スイッチ回路のためにバス電圧を設定するためのフィードバックループ１１００の動作を示す機能ブロック図である。特に、図１１は、比例積分（ＰＩ）ループの動作を示している。フィードバックループ１１００は、加算器１１１０、利得ブロック（ＰＩ補償器）１１２０、変調器１１３０、パルスシフタ１１４０、分流スイッチ１１５０及びフィードバック利得ブロック１１６０を含んでいる。
【００６９】
（００８３）上述したように、ＴＬＥＤランプ４００は、タイプが分かっていないバラストを有する既存の照明器具に組み込むように構成される。しかしながら、ＴＬＥＤランプ４００が誤用され、いかなるＥＭバラストも伴わない状態で商用電源１２に直接接続されることが生じ得る。このケースでは、有利なことに、プロセッサ４１８が、整流器４１１、従ってＴＬＥＤランプ４００の入力部が電磁（ＥＭ）バラストを伴わない状態で商用電源１２に接続された時を検出し、検出に応じて照明ドライバを作動しないようにするアルゴリズムを実行する。
【００７０】
（００８４）図１２Ａ及び図１２Ｂは、ＴＬＥＤランプの１つの例示的な実施形態（例えば、ＴＬＥＤランプ４００）がＥＭバラスト（図１２Ａ）及びＥＭバラストを伴わずに商用電源１２（図１２Ｂ）にそれぞれ接続される際の整流電流信号を示している。整流器４１１がＥＭバラストを伴わない状態で商用電源１２に接続される際の非常に低い電源インピーダンスのために、整流電流は、図１２Ｂに示されているように図１２Ａと比較して非常に高いピークを有している。また、図１２Ｂに示されているように、整流器４１１がＥＭバラストを伴うことなく商用電源１２に接続されるとき、整流電流のゼロ交差部が時間的に整流電流のピークのより近くに位置する。ピーク整流電流及び／又は整流電流のゼロ交差とピーク整流電流との時間遅延を監視することにより、商用電源１２への直接的な接続によるＴＬＥＤランプ４００の誤用が検出され得る。有利なことに、バラストが存在しないことが検出されると、照明ドライバは、ＴＬＥＤ４００を保護するために作動しないようにされる。有利なことに、整流器４１１の入力部がバラストを伴わない状態で商用電源１２に接続されているか否かを検出する間、ＳＭＰＳ４２０は作動しないようにされる。
【００７１】
（００８５）図１３は、電磁（ＥＭ）バラスト１０により電力を供給されるＴＬＥＤランプ１３００の他の例示的な実施形態を示す詳細図である。ＴＬＥＤランプ１３００は、非絶縁ＳＭＰＳ１３２０を使用することを除き、ＴＬＥＤランプ４００と同じである。ＴＬＥＤランプ１３００は、照明ドライバにおいて商用電源の分離を必要としないガラス管を使用した構造を有している。このケースでは、ＬＥＤのストリング電圧が分流スイッチ回路４１０の最適な出力電圧と適合しないと、ＳＭＰＳドライバ１３３０は、バス電圧ＶＢＵＳをＬＥＤのストリング電圧に適合するように変換する。非絶縁ＳＭＰＳ１３２０を使用することの利点は、より低いコスト及び絶縁の必要性が取り除かれることにより達せられるより小さいサイズである。
【００７２】
（００８６）ガラス管を使用した構造が使用され、ドライバにおける電源分離が必要ではない更に他の実施形態では、ＳＭＰＳドライバは完全に省くことができ、分流スイッチのステージは、バス電圧ではなくＬＥＤの電流を調整することができる。
【００７３】
（００８７）分流スイッチ回路を含む上述したような照明ドライバを有するＴＬＥＤランプの場合、１つのＥＭバラストと直列に２つのＴＬＥＤを接続することが可能である。従って、図１４は、ＥＭバラスト１００と直列に接続された２つのＴＬＥＤ３０−１及び３０−２を示している。
【００７４】
（００８８）本明細書において幾つかの発明の実施形態が説明及び図示されたが、当業者であれば、本明細書において述べられた機能を実行する及び／又は結果及び／又は利点の１つ以上を得るための種々の他の手段及び／又は構成を容易に構想するであろう。また、このような変形例及び／又は変更例のそれぞれは、本明細書において述べられた発明の実施形態の範囲内にあると見なされる。より一般的には、当業者であれば、本明細書において述べられた全てのパラメータ、寸法、材料及び構成は例示的であるように意図されており、本発明の教示が使用される具体的な用途に依存することを容易に理解するであろう。当業者は、日常の実験のみを用いて、本明細書において述べられた具体的な発明の実施の形態の多くの均等物を認識する又は確認することができるであろう。従って、上記実施の形態は単に例として与えられており、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内において、発明の実施の形態は、具体的に説明され、特許請求の範囲に記載されたやり方以外のやり方で実施され得ることを理解されたい。この開示の発明の実施の形態は、本明細書において述べられた個々の特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法に向けられている。また、このような特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法が互いに矛盾しないのであれば、２つ又はそれ以上のこのような特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法の任意の組み合わせは、この開示の発明の範囲内に含まれる。
【００７５】
（００８９）本明細書において定義され、使用される全ての定義は、辞書を超える定義、参照することにより組み込まれる文書内の定義及び／又は定義された用語の通常の意味を支配すると理解されたい。
【００７６】
（００９０）明細書及び特許請求の範囲において本願で用いられる不定冠詞「a」及び「an」は、反対のことを明確に示されない限り、「少なくとも１つ」を意味すると理解されたい。
【００７７】
（００９１）反対のことを明確に示されない限り、１つよりも多いステップ又は動作を含む本願の特許請求の範囲のいかなる方法においても、当該方法のステップ又は動作の順序は、必ずしも該方法のステップ又は動作が列挙されている順序に限定されるものではないことも理解されたい。
【００７８】
（００９２）特許請求の範囲において、括弧内の任意の参照符号又は他の文字は、単に便宜的なものであり、決して特許請求の範囲を限定するように解釈されるべきではない。
【００７９】
（００９３）特許請求の範囲及び上記明細書において、「有する」、「含む（including）」、「担持する」、「持つ」、「含む（containing）」、「伴う」、「保持する」、「によって構成される」等のような全ての移行句は、非制限的である、すなわち、含むが限定されるものではないことを意味すると理解されるべきである。「から成る」及び「から本質的に成る」という移行句のみが、それぞれ、排他的又は半排他的な移行句である。
【図１Ａ−１Ｆ】
2014509053.tif 000003
【図２】
2014509053.tif 000004
【図３】
2014509053.tif 000005
【図４】
2014509053.tif 000006
【図５】
2014509053.tif 000007
【図６】
2014509053.tif 000008
【図７Ａ】
2014509053.tif 000009
【図７Ｂ】
2014509053.tif 000010
【図８Ａ】
2014509053.tif 000011
【図８Ｂ】
2014509053.tif 000012
【図９Ａ】
2014509053.tif 000013
【図９Ｂ】
2014509053.tif 000014
【図１０】
2014509053.tif 000015
【図１１】
2014509053.tif 000016
【図１２Ａ】
2014509053.tif 000017
【図１２Ｂ】
2014509053.tif 000018
【図１３】
2014509053.tif 000019
【図１４】
2014509053.tif 000020
【国際調査報告】
2014509053.tif 000021
2014509053.tif 000022
2014509053.tif 000023