(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色又は色温度の複数のＬＥＤアレイを含む負荷に略一定の電圧及び略一定の電流を供給するためのドライバ回路であって、
前記ドライバ回路が、
入力ＡＣ電力源と、
前記入力ＡＣ電力源に接続されてＤＣ電圧を生成する整流器と、
前記整流器からＤＣ電圧を受け取るための定電圧ドライバ回路と、
を備え、前記定電圧ドライバ回路が、
ＤＣ電圧を受け取るため選択的に作動されるスイッチング素子と、
ＤＣ電圧を受け取り、前記スイッチング素子に駆動信号を送って、前記スイッチング素子を作動させるように構成されたコントローラと、
略一定の電圧を供給する出力ラインと、
を含み、
前記ドライバ回路が更に、
前記定電圧ドライバ回路の出力ラインと各々が直接通信して、略一定の電圧を受け取る複数の定電流ドライバ回路を備え、前記複数の定電流ドライバ回路の各々が、前記複数のＬＥＤアレイのうちの対応する１つのＬＥＤアレイに実質的に一定の電流を提供し、
前記複数の定電流ドライバ回路の各々は、前記複数のＬＥＤアレイの各々を互いに別個に駆動して、特定の色又は色温度の光出力を生成する、ドライバ回路。
【請求項２】
前記スイッチング素子と通信するバックコンバータを更に備え、該バックコンバータは、前記スイッチング素子が作動された場合にＤＣ電圧を受け取る、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項３】
前記バックコンバータは、フライホイールダイオード、一次側巻線、及び二次側巻線を含む、請求項２に記載のドライバ回路。
【請求項４】
前記二次側巻線は、電圧レギュレータ回路の一部分である、請求項３に記載のドライバ回路。
【請求項５】
前記一次側巻線からの電圧は、電圧が線形電圧レギュレータに送られる前に、前記二次側巻線によって下げられる、請求項３に記載のドライバ回路。
【請求項６】
前記スイッチング素子は、ハイサイドスイッチング素子である、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項７】
前記定電圧ドライバ回路は、浮遊接地を含む、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項８】
前記定電圧ドライバ回路は、アースに接地される、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項９】
前記負荷は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御又は線形制御を使用して駆動される、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項１０】
前記複数の定電流ドライバ回路の各々は、略一定の電流を前記負荷に供給するための電流コントローラを含む、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項１１】
前記複数の定電流ドライバ回路の各々は、アースに接地される、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項１２】
前記複数の定電流ドライバ回路の各々は、浮遊接地を含む、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項１３】
前記複数のＬＥＤアレイは、赤色、緑色、及び青色（ＲＧＢ）の色混合に基づいており、前記複数の定電流ドライバ回路の各々は、前記複数のＬＥＤアレイの各々を互いに別個に駆動して、特定の色の光出力を生成する、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項１４】
前記複数のＬＥＤアレイは、白色ＬＥＤを備え、前記複数の定電流ドライバ回路の各々は、前記複数のＬＥＤアレイの各々を互いに別個に駆動して、前記白色ＬＥＤの色温度を変更する、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項１５】
前記複数のＬＥＤアレイは、白色ＬＥＤを備え、前記複数の定電流ドライバ回路の各々は、前記ＬＥＤアレイが調光されると前記複数のＬＥＤアレイの色温度が上昇するように、前記複数のＬＥＤアレイの各々を互いに別個に駆動する、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項１６】
前記整流器に接続された電磁波障害（ＥＭＩ）フィルタを更に備える、請求項１に記載のドライバ回路。
【請求項１７】
略一定の電圧及び略一定の電流を複数のＬＥＤアレイに供給するためのドライバ回路であって、
前記ドライバ回路が、
入力ＡＣ電力源と、
前記入力ＡＣ電力源に接続されてＤＣ電圧を生成する整流器と、
浮遊接地を含み、前記整流器からＤＣ電圧を受け取るための定電圧ドライバ回路と、
を備え、前記定電圧ドライバ回路が、
前記ＤＣ電圧を受け取るため選択的に作動されるハイサイドスイッチング素子と、
前記ＤＣ電圧を受け取り、前記ハイサイドスイッチング素子に駆動信号を送って、前記ハイサイドスイッチング素子を作動させるように構成されたコントローラと、
略一定の電圧を供給する出力ラインと、
を含み、
前記ドライバ回路が更に、
前記定電圧ドライバ回路の出力ラインと各々が直接通信して、略一定の電圧を受け取る複数の定電流ドライバ回路を備え、前記複数の定電流ドライバ回路の各々が、前記複数のＬＥＤアレイのうちの対応する１つのＬＥＤアレイに実質的に一定の電流を提供する、ドライバ回路。
【請求項１８】
前記ハイサイドスイッチング素子と通信するバックコンバータを更に備え、該バックコンバータは、前記ハイサイドスイッチング素子が作動された場合にＤＣ電圧を受け取る、請求項１７に記載のドライバ回路。
【請求項１９】
前記バックコンバータは、フライホイールダイオード、一次側巻線、及び二次側巻線を含む、請求項１８に記載のドライバ回路。
【請求項２０】
前記二次側巻線は、電圧レギュレータ回路の一部分である、請求項１９に記載のドライバ回路。
【請求項２１】
前記一次側巻線からの電圧は、電圧が線形電圧レギュレータに送られる前に、前記二次側巻線によって下げられる、請求項１９に記載のドライバ回路。
【請求項２２】
前記複数の定電流ドライバ回路の各々は、略一定の電流を前記複数のＬＥＤアレイに供給するための電流コントローラを含む、請求項１７に記載のドライバ回路。
【請求項２３】
前記複数の定電流ドライバ回路の各々は、アースに接地される、請求項１７に記載のドライバ回路。
【請求項２４】
前記複数のＬＥＤアレイは、赤色、緑色、及び青色（ＲＧＢ）の色混合に基づいており、前記複数の定電流ドライバ回路の各々は、前記ＬＥＤアレイの各々を互いに別個に駆動して、特定の色の光出力を生成する、請求項１７に記載のドライバ回路。
【請求項２５】
前記複数のＬＥＤアレイは、白色ＬＥＤを備え、前記複数の定電流ドライバ回路の各々は、前記複数のＬＥＤアレイの各々を互いに別個に駆動して、前記白色ＬＥＤの色温度を変更する、請求項１７に記載のドライバ回路。
【請求項２６】
前記複数のＬＥＤアレイは、白色ＬＥＤを備え、前記複数の定電流ドライバ回路の各々は、前記ＬＥＤアレイが調光されると前記複数のＬＥＤアレイの色温度が上昇するように、前記複数のＬＥＤアレイの各々を互いに別個に駆動する、請求項１７に記載のドライバ回路。
【請求項２７】
略一定の電圧及び略一定の電流を負荷に供給するためのドライバ回路であって、
前記ドライバ回路が、
入力ＡＣ電力源と、
前記入力ＡＣ電力源に接続されてＤＣ電圧を生成する整流器と、
前記整流器からＤＣ電圧を受け取るための定電圧ドライバ回路と、
を備え、前記定電圧ドライバ回路が、
ＤＣ電圧を受け取るため選択的に作動されるスイッチング素子と、
ＤＣ電圧を受け取り、前記スイッチング素子に駆動信号を送って、前記スイッチング素子を作動させるように構成されたコントローラと、
略一定の電圧を供給する出力ラインと、
を含み、
前記ドライバ回路が更に、
前記定電圧ドライバ回路の出力ラインと通信して、略一定の電圧を受け取る少なくとも１つの定電流ドライバ回路と、
前記スイッチング素子と通信し、前記スイッチング素子が作動された場合にＤＣ電圧を受け取る、バックコンバータと、
を備え、
前記バックコンバータは、フライホイールダイオード、一次側巻線、及び二次側巻線を含む、ドライバ回路。
【請求項２８】
前記二次側巻線は、電圧レギュレータ回路の一部分である、請求項２７に記載のドライバ回路。
【請求項２９】
前記一次側巻線からの電圧は、電圧が線形電圧レギュレータに送られる前に、前記二次側巻線によって下げられる、請求項２７に記載のドライバ回路。
【請求項３０】
前記スイッチング素子は、ハイサイドスイッチング素子である、請求項２７に記載のドライバ回路。
【請求項３１】
前記定電圧ドライバ回路は、浮遊接地を含む、請求項２７に記載のドライバ回路。
【請求項３２】
前記定電圧ドライバ回路は、アースに接地される、請求項２７に記載のドライバ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２０１４年５月３０日に出願の米国仮特許出願第６２／００５，３２１号の利益を主張する。
【０００２】
本開示は、全体的に、ドライバ回路に関し、より詳細には、略一定の電圧及び略一定の電流を負荷に供給するドライバ回路に関する。
【背景技術】
【０００３】
発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの照明システムは、例えば、白熱灯又は蛍光灯などの他のタイプの照明システムよりもエネルギー及び信頼性の点で優る複数の利点を提供することができる。従って、ＬＥＤベースの照明システムは、他の既存の照明技術に置き換えるのに広く用いることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＥＤベースの照明を提供する１つの手法において、複数のＬＥＤが、照明器具内で一連となって互いに直列に接続することができ、ここではＬＥＤは、調整電流で駆動することができる。具体的には、例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）又はバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）などのバイパススイッチを使用して、一連のＬＥＤ内に配置された特定のグループのＬＥＤへの電流を選択的に制御することができる。しかしながら、このタイプの機構は、制御するのが比較的困難又は極めて複雑となる場合がある。従って、当技術分野において、１又は２以上のＬＥＤを制御するためのより効率的で、より単純で、費用効率の高い手法に対する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの実施形態において、略一定の電圧を負荷に供給するためのドライバ回路が開示される。ドライバ回路は、入力ＡＣ電力源、整流器、定電圧ドライバ回路、及び定電圧ドライバ回路の出力ラインと通信する少なくとも１つの定電流ドライバ回路を含む。整流器は、入力ＡＣ電力源に接続されてＤＣ電圧を生成する。定電圧ドライバ回路は、整流器からＤＣ電圧を受け取る。定電圧ドライバ回路は、ＤＣ電圧を受け取るため選択的に作動されるスイッチング素子と、コントローラと、出力ラインと、を含む。コントローラは、ＤＣ電圧を受け取り、スイッチング素子に駆動信号を送って、このスイッチング素子をアクティブにするように構成される。出力ラインは、略一定の電圧を負荷に供給する。
【０００６】
別の実施形態において、略一定の電圧及び略一定の電流を少なくとも１つのＬＥＤに供給するためのドライバ回路が開示される。ドライバ回路は、入力ＡＣ電力源、整流器、定電圧ドライバ回路、及び少なくとも１つの定電流ドライバ回路を含む。整流器は、入力ＡＣ電力源に接続されてＤＣ電圧を生成する。定電圧ドライバ回路は、整流器からＤＣ電圧を受け取る。定電圧ドライバ回路は、浮遊接地を含む。定電圧ドライバ回路は、ＤＣ電圧を受け取るため選択的に作動されるハイサイドスイッチング素子と、コントローラと、出力ラインと、を含む。コントローラは、ＤＣ電圧を受け取り、ハイサイドスイッチング素子に駆動信号を送って、ハイサイドスイッチング素子を作動させるように構成される。出力ラインは、略一定の電圧を少なくとも１つのＬＥＤに供給する。定電流ドライバ回路は、定電圧ドライバ回路の出力ラインと通信する。
【０００７】
更に別の実施形態において、略一定の電圧及び略一定の電流を少なくとも１つのＬＥＤに供給するためのドライバ回路が開示される。ドライバ回路は、入力ＡＣ電力源、整流器、定電圧ドライバ回路、及び少なくとも１つの定電流ドライバ回路を含む。整流器は、入力ＡＣ電力源に接続されてＤＣ電圧を生成する。定電圧ドライバ回路は、整流器からＤＣ電圧を受け取る。定電圧ドライバ回路は、アースに接地される。定電圧ドライバ回路は、ＤＣ電圧を受け取るため選択的に作動されるスイッチング素子と、コントローラと、出力ラインと、を含む。コントローラは、ＤＣ電圧を受け取り、スイッチング素子に駆動信号を送って、スイッチング素子を作動させるように構成される。出力ラインは、略一定の電圧を少なくとも１つのＬＥＤに供給する。定電流ドライバ回路は、定電圧ドライバ回路の出力ラインと通信する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ドライバ回路の例示的なブロック図である。
【図２ａ】図１に示すドライバ回路を示した例示的な回路図である。
【図２ｂ】図１に示すドライバ回路を示した例示的な回路図である。
【図３】図１及び２に示す定電圧ドライバ回路を示した回路図である。
【図４】図３に示すコントローラの概略図である。
【図５】図１及び２に示す電圧レギュレータを示した回路図である。
【図６】図１及び２に示す制御信号ドライバ回路の図である。
【図７】図１及び２に示す定電圧ドライバ回路の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な説明は、本発明の一般的な原理を例示しており、これに加えて、その実施例が添付の図面において例証される。図面では、同じ参照番号が同じ又は機能的に同様の要素を示している。
【００１０】
図１は、実質的に一定の電流及び実質的に一定の電圧を負荷に供給するのに使用されるドライバ回路１０の例示的なブロック図である。非限定的な１つの実施形態において、負荷は、互いに直列に接続された１又は２以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることができる。ドライバ回路１０は、例えば、公称交流１２０ボルトの主電力ラインなどのＡＣ電力源（図示せず）に接続された電力入力ライン２０のペアを含むことができる。ドライバ回路１０はまた、ヒューズ２２、金属酸化物バリスタ（ＭＯＶ）２４などのバリスタ、整流器２６、電磁波障害（ＥＭＩ）フィルタ２８、定電圧ドライバ回路３０、１又は２以上の定電流ドライバ回路３４、制御信号ドライバ回路３６、電圧レギュレータ３８、及び１又は２以上のＬＥＤアレイ４０を含むことができる。各ＬＥＤアレイ４０は、互いに直列に一連となって接続された１又は２以上のＬＥＤを含むことができる。各ＬＥＤアレイ４０に対して単一の定電流ドライバ回路３２を設けることができる。
【００１１】
入力ライン２０は、整流器２６に接続することができ、整流器２６は、入力ＡＣ電力をパルス状ＤＣ電力に変換する。整流器２６は、全波ダイオードブリッジ整流器として示されているが、他の何れかのタイプの全波整流器も使用することができる。整流器２６の出力は、ＥＭＩフィルタ２８に接続される。図１及び２の両方を参照すると、非限定的な１つの実施形態において、ＥＭＩフィルタ２８は、抵抗器Ｒ２と並列に接続されたインダクタＬ１、並びに２つのコンデンサＣ１及びＣ２を含むことができる。ＥＭＩフィルタ２８の出力は、入力電圧ＶINと呼ばれる場合がある。図１において分かるように、入力電圧ＶINは、定電圧ドライバ回路３０に供給することができる。以下で更に詳細に検討するように、定電圧ドライバ回路３０は、実質的に一定の電圧を定電流ドライバ回路３４に供給するための回路及び制御ロジックを含む。各定電流ドライバ回路３４を使用して、実質的に一定の電流をＬＥＤアレイ４０のうちの対応するアレイに供給することができる。
【００１２】
制御信号ドライバ回路３６を使用して、駆動又は制御信号４４を定電流ドライバ回路３４に供給し、光出力を制御することができる。例示的な１つの実施形態において、ＬＥＤアレイ４０は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御を使用して駆動することができる。ＰＷＭパルスの形状、継続時間及び周波数を制御することによって、ＬＥＤアレイ４０の光出力を制御できることは、当業者であれば容易に理解されるであろう。ＰＷＭ制御について説明するが、この構成は、ＬＥＤアレイ４０をどのようにして駆動できるかについての単なる例証に過ぎない点を理解されたい。例えば、別の実施形態において、ＬＥＤアレイ４０の光出力を制御する代わりに、線形制御としても知られているアナログ制御信号を使用することができる。
【００１３】
定電流ドライバ回路３４は、制御信号ドライバ回路３６によって駆動されて、ＬＥＤアレイ４０を互いに独立して制御することができる。従って、１つの実施形態において、ＬＥＤアレイ４０は各々、互いに異なる色温度を有することができ、これにより、白色光の異なる形態（例えば、暖色系の黄色光に対する寒色系の明るい白色光）をもたらすことができる。別の手法では、ＬＥＤアレイ４０は、様々な色からなることができる（例えば、ＬＥＤアレイ４０のうちの１つは緑色とすることができ、別のＬＥＤアレイ４０は青色とすることができ、第３のＬＥＤアレイ４０は黄色とすることができる）。従って、定電流ドライバ回路３４は各々別個に駆動されて、必要な電流を各ＬＥＤアレイ４０に供給し、所望の色（例えば、緑色、青色、又は黄色）を維持することができる。更に別の実施形態において、ＬＥＤアレイ４０は、赤色、緑色、及び青色（ＲＧＢ）の色混合に基づくことができ、ここで、ＬＥＤアレイ４０のうちの１つは赤色とすることができ、別のＬＥＤアレイ４０は緑色とすることができ、第３のＬＥＤアレイ４０は青色とすることができる。定電流ドライバ回路３４は各々、別個に駆動されて、ＬＥＤアレイ４０の光出力を互いに混合して、特定の色の光を生成することができる。例えば、１つの実施形態において、ＬＥＤアレイ４０は、共に混合されて白色光を生成することができる。
【００１４】
１つの実施形態において、ＬＥＤアレイ４０は、白色光を生成する白色ＬＥＤから構成することができる。この手法では、定電流ドライバ回路３４は各々、互いに別個に駆動されて、白色ＬＥＤの色温度に基づいて白色光を変更することができる。例えば、１つの実施形態において、白色ＬＥＤは、約２ケルビン絶対温度から約６５００ケルビン絶対温度の範囲に及ぶ色温度を有することができる。各定電流ドライバ回路３４は、白色ＬＥＤを比較的より寒色にする（青白い光をもたらす）又は比較的より暖色にする（比較的アンバーホワイトの光をもたらす）ように、対応するＬＥＤアレイ４０を制御することができる。この特定の手法では、白色ＬＥＤは調光されない。
【００１５】
調光が利用される代替の手法において、定電流ドライバ回路３４は各々、互いに別個に駆動されて、調光並びに白色ＬＥＤの色温度を変更することができる。このことは、白熱灯と異なり、ＬＥＤは通常、調光時に変色しないことに起因する。例えば、１００ワット白熱灯の電球を最大輝度の７５％に調光することにより、青白色からアンバーホワイトへの色変化がもたらされる。対照的に、ＬＥＤの電流を低減することにより、輝度が低下するが、スペクトルパワー分布はほぼ同じままである。従って、定電流ドライバ回路３４は、ＬＥＤアレイ４０が調光されて、ＬＥＤアレイ４０の色温度も上昇するように（すなわち、ＬＥＤアレイ４０の光出力が小さくなるにつれて、比較的アンバーホワイトの光がもたらされる）ＬＥＤアレイ４０を制御することができる。
【００１６】
図１に示す例示的な実施形態において、定電圧ドライバ回路３０は浮遊接地を含み、定電流ドライバ回路３２は各々、アースに接地される。定電圧ドライバ回路３０の浮遊接地は、ドライバ回路１０の改善又は強化された力率を提供することができる。しかしながら、代替の実施形態において、定電圧ドライバ回路３０はアースに接地することができ、定電流ドライバ回路３２が各々浮遊接地を備えることもできる点を理解されたい。
【００１７】
図３は、定電圧ドライバ回路３０の例示的な回路図である。図２及び図３の両方を参照すると、入力電圧ＶINは、定電圧ドライバ回路３０の入力ライン４２に供給することができる。入力ライン４２は、コントローラ５０並びにスイッチング素子５２に接続することができる。コントローラ５０は、電子回路、組み合わせロジック回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、コードを実行するプロセッサ（共有、専用、又はグループ）、記載される機能を提供する他の好適な構成要素、又はシステム・オン・チップにおけるような上記の一部又は全ての組み合わせを意味し、これらの一部分であり、又はこれらを含むことができる。モジュールという用語は、プロセッサによって実行されるコードを格納するメモリ（共有、専用、又はグループ）を含むことができる。上記で用いられるコードという用語は、ソフトウェア、ファームウェア、又はマイクロコードを含むことができ、プログラム、ルーチン、関数、クラス、又はオブジェクトを指すことができる。
【００１８】
スイッチング素子５２は、例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）又はバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）などの何れかのタイプのトランジスタとすることができる。図示の実施形態において、スイッチング素子５２は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。入力ライン４２は、スイッチング素子５２のドレインＤに接続される。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを使用することにより、ドレインからソースへの比較的低い抵抗（ＲDS）を得ることができる。比較的低いＲDSを有することにより、ＭＯＳＦＥＴにわたって損失する電力をより低減することができ、その結果、発生する熱が少なくなる。図示の例示的な実施形態において、スイッチング素子５２は、選択的に作動されるハイサイドスイッチとして定電圧ドライバ回路３０内に配列され、定電圧ドライバ回路３０は浮遊接地を含む。スイッチング素子５２は、定電圧ドライバ回路３０に電流を供給するのに使用され、コントローラ５０からの駆動信号によって制御され、これは以下でより詳細に説明される。
【００１９】
図４は、コントローラ５０の詳細な図である。１つの実施形態において、コントローラ５０は、固定周波数不連続モードで作動することができる。図４において分かるように、コントローラ５０は、８個のピン又は入力／出力を含むことができる。具体的には、ピン１はクロック、ピン２は補償用、ピン３は接地、ピン４は電源供給（ＶDD）、ピン５は駆動、ピン６は電流検知、ピン７は未使用、及びピン８は高電圧のピンである。図３及び図４の両方を参照すると、入力ライン４２は、抵抗器Ｒ４を介して高電圧ピン８に接続されて電力を供給する。高電圧ピン８に電力を供給することにより、コントローラ５０が作動又はターンオンされる。コントローラ５０が作動されると、電流が電源供給ピン４を通って送られて、蓄積コンデンサＣ６を充電する。蓄積コンデンサＣ６は、例えば、電解コンデンサ又はセラミックコンデンサとすることができる。
【００２０】
コントローラ５０は、蓄積コンデンサＣ６が所定又は閾値充電レベルに充電されるまで、電源供給ピン４を介して電流を送り続ける。具体的には、コントローラ５０は、蓄積コンデンサＣ６が閾値レベルまで充電されたタイミングを判定する回路又は制御ロジックを含む。蓄積コンデンサＣ６が閾値レベルまで充電されると、コントローラ５０は、駆動ピン５を介してスイッチング素子５２のゲートＧに駆動電圧を送ることができる。駆動電圧は、スイッチング素子５２を作動又はターンオンするのに十分なものとすることができる。１つの実施形態において、スイッチング素子５２をターンオンするために、駆動電圧は、スイッチング素子５２のソースＳの電圧（ＶS）とスイッチング素子の閾値電圧（Ｖth）を加えた電圧、すなわちＶS＋Ｖthよりも大きくすべきである。
【００２１】
スイッチング素子５２が作動されると、スイッチング素子５２からバックコンバータ６０に電流が流れることができる。図３に示す非限定的な実施形態において、バックコンバータ６０は、一次側巻線Ｔ１Ａ、二次側巻線Ｔ１Ｂ（図５に図示）、並びにフライバック又はフライホイールダイオードＤ７を含む変成器を含むことができるが、他のタイプの降圧型コンバータも使用できることは、当業者であれば理解されるであろう。例示的な１つの実施形態において、フライホイールダイオードＤ７は、ショットキーダイオードである。中央タップ６２は、一次側巻線Ｔ１Ａで中心配置することができる。中央タップ６２は、一次側巻線Ｔ１ＡからダイオードＤ２及び抵抗器Ｒ１３を通って電流を送る。中央タップ６２からの電流は、コンデンサＣ６を充電するのに使用することができ、また、コントローラ５０の電源供給ピン４に供給される。このように、バックコンバータ６０から電流の一部分は、コントローラ５０に再配向して戻されるので、定電圧ドライバ回路３０は、自己給電回路である。
【００２２】
電流検知ピン６を使用して、スイッチング素子５２からバックコンバータ６０に流れる電圧並びにピーク電流の両方を決定することができる。具体的には、図３を参照すると、抵抗器Ｒ３及びＲ１０は、スイッチング素子５２からの電圧を下げるのに使用される分圧器回路６４を形成することができる。電圧検知に加えて、抵抗器Ｒ５及びダイオードＤ１は、ピーク電流をスイッチング素子５２から電流検知ピン６に送るピーク電流検知回路６６を構成することができる。
【００２３】
コントローラ５０を用いて、分圧器回路６４によって生成される電圧及びピーク電流検知回路６６によって生成されるピーク電流（両方とも電流検知ピン６に送られる）に基づいて、バックコンバータ６０に供給される電圧を調整することができる。具体的には、コントローラ５０は、最小閾値電圧と最大閾値電圧との間で作動することができる。例えば、１つの実施形態において、最小動作閾値電圧は、約１１ボルトとすることができる。コントローラ５０は、閾値電圧が１１ボルトを超過した場合にのみ作動される。最大動作閾値は、約１６ボルトとすることができる。このことは、電圧がこの値を超過した場合に、コントローラ５０が、ターンオフ又は非作動になることを意味する。
【００２４】
コントローラ５０が非作動又はターンオフされた場合には、定電圧ドライバ回路３０は、依然として実質的に一定の電圧を出力することができる。このことは、コントローラ５０が非作動にされた場合に、バックコンバータ６０の一部分であるフライホイールダイオードＤ７により、インダクタ（例えば、一次側巻線Ｔ１Ａ）がそれ自体から電流を引き出すことが可能になることに起因している。従って、コントローラ５０が非作動にされた場合でも、定電圧ドライバ回路３０によって実質的に一定の電圧を供給することができる。バックコンバータ６０の出力電圧からの何らかのリップルを低減又は実質的に排除するため、蓄積コンデンサＣ７を設けることができる。従って、図３で分かるように、定電圧ドライバ回路３０は、出力ライン６８において調整された略一定の電圧ＶCVを生成することができる。
【００２５】
図５は、電圧レギュレータ３８の例示的な説明図である。図３及び図５の両方を参照すると、電圧レギュレータ３８は、バックコンバータ６０の二次側巻線Ｔ１Ｂ、二次側巻線Ｔ１Ｂと直列に配列されたダイオードＤ３、線形電圧レギュレータ７０、及び互いに並列の２つのコンデンサＣ８、Ｃ９を含むことができる。電圧レギュレータ３８を使用して、制御信号ドライバ回路３６（図７に図示）に供給される調整された低電圧７４を生成することができる。例示的な１つの実施形態において、調整された低電圧７４は、約３．３ボルトとすることができるが、他の電圧値も使用できることを理解されたい。
【００２６】
二次側巻線Ｔ１Ｂでの巻数を調整して、一次側巻線Ｔ１Ｂからの電圧が線形電圧レギュレータに送られる前に、バックコンバータ６０（図３）の一次側巻線Ｔ１Ｂからの電圧を下げることができる。例えば、１つの実施形態において、二次側巻線Ｔ１Ｂは、一次側巻線Ｔ１Ａからの電圧を約３０ボルトから約５ボルトに下げることができる。このことにより、線形電圧レギュレータ７０から放散される熱量を低減することができる。具体的には、線形電圧レギュレータ７０がバックコンバータ６０からの電圧を更に下げる前に、二次側巻線Ｔ１Ｂを使用して、最初にバックコンバータ６０からの電圧を下げることができる。バックコンバータ６０からの電圧は、線形電圧レギュレータ７０に直接供給することができるが、この手法は、より多くの熱を生成し、例示の手法ほど効率的でない点は、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【００２７】
図６は、制御信号ドライバ回路３６の説明図である。図１及び２並びに図５及び６を参照すると、制御信号ドライバ回路３６は、電圧レギュレータ３８から調整された低電圧７４を受け取る。調整された低電圧７４は、コントローラ８０に送ることができる。コントローラ８０は、１又は２以上の定電流ドライバ回路３４に駆動信号４４を送り、これは、以下で詳細に説明され、図７に例示される。
【００２８】
図７は、例示的な定電流ドライバ回路３４の回路図である。図７に示す実施形態において、ＬＥＤアレイ４０は、単一のＬＥＤ  Ｄ５のみを含む。しかしながら、定電流ドライバ回路４４は、互いに直列に接続されたＬＥＤのアレイを駆動するのにも使用できることを理解されたい。定電流ドライバ回路４４は、定電圧入力ライン８２、並びに駆動信号入力ライン８４、コントローラ８６、インダクタＬ２、ダイオードＤ４、抵抗器Ｒ８及びＲ９、並びにコンデンサＣ１３を含むことができる。図７に示す例示的な実施形態において、コントローラ８６は、８個のピン又は入力／出力を含むことができる。具体的には、ピン１は電流検知、ピン２は電流検知、ピン３は接地、ピン４は電源供給（ＶCC）、ピン５はオフタイマ、ピン６はドライバ回路制御、ピン７は入力電圧（ＶIN）、及びピン８はドレインである。コントローラ８６の商業的に入手可能な１つの実施例としては、通常はＬＥＤ制御に使用されており、バミューダのハミルトン所在のＯＮ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｔｒａｄｉｎｇ  Ｌｔｄ．（オン・セミコンダクタ・トレーディング・リミテッド）から入手可能な集積回路（ＩＣ）型番ＮＣＬ３０１６０が挙げられる。
【００２９】
ピン１及び２は両方とも電流検知ピンであり、これらを用いてＬＥＤ  Ｄ５を通る電流を設定することができる。具体的には、抵抗器Ｒ９が、電流検知ピン１及び２の両方を接地に接続する。電流検知ピン１及び２の両方にわたって電圧が生じ、コントローラ８６は、ピン１及び２にわたる電圧に基づいて電流を決定する。
【００３０】
制御信号ドライバ回路３６（図６）からの駆動信号４４がドライバ回路制御ピン６に送られ、定電圧ドライバ回路３０（図３）からの調整された定電圧ＶCVが、コントローラ８６の入力電圧ピン７に供給される。定電圧ドライバ回路３０からの調整された定電圧ＶCVは、ＬＥＤアレイ４０にも供給される。コントローラ８６はまた、ＬＥＤアレイ４０への電流を調整する制御ロジックを含むことができる。具体的には、ドレインピン８は、略一定の電流（例えば、スイッチング周波数による）がＬＥＤアレイ４０に供給されるように、ＬＥＤアレイ４０への電流を調整することができる。駆動ピン８とＬＥＤアレイ４０との間にインダクタＬ２を設けることができ、このインダクタを使用して、コントローラ８６とＬＥＤアレイ４０との間でエネルギーが伝達される。
【００３１】
図１から７を全体的に参照すると、開示されるドライバ回路１０を用いて、略一定の電圧及び電流を負荷に供給するための比較的費用効果が高く簡単な手法を提供することができる。費用効果が高く効率的であることに加えて、開示されるドライバ回路１０は、改善された輝度、色相、色温度、及び光均一性を一連のＬＥＤに提供することもできる。
【００３２】
本明細書で記載された装置及び方法の形態は、本発明の好ましい実施形態を構成するが、本発明は、これらの装置及び方法の厳密な形態に限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく変更を行うことができることを理解されたい。
【符号の説明】
【００３３】
２０  入力ＡＣ電力源
２２  ヒューズ
２４  バリスタ
２６  整流器
２８  電磁波障害（ＥＭＩ）フィルタ
３０  定電圧ドライバ回路
３４  定電流ドライバ回路
３６  制御信号ドライバ回路
３８  電圧レギュレータ
４０  ＬＥＤアレイ
４４  制御信号
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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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【図７】
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