(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光管に取って代わるためのレトロフィットＬＥＤ管であって、前記レトロフィットＬＥＤ管が、安定器に接続されるよう構成され、前記レトロフィットＬＥＤ管が、
光を発するためのＬＥＤアレイと、
安定器が接続されるときに、接続された安定器から前記ＬＥＤアレイの方への入力電力を制御するためのコンフィギュラブル整合回路と、
前記整合回路に接続される入力及び前記ＬＥＤアレイに接続される出力を有する電力整流器であって、その入力においてＡＣ供給電圧を受け取り、前記ＡＣ供給電圧をＤＣ電圧に変換し、その出力を介して前記ＬＥＤアレイに前記ＤＣ電圧を供給するよう構成される電力整流器と、
前記レトロフィットＬＥＤ管に接続された安定器のタイプを、
前記電力整流器の出力電圧を第１電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第１電流を測定し、
前記電力整流器の前記出力電圧を、前記第１電圧とは異なる第２電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第２電流を測定し、
前記第１及び第２出力電圧並びに測定された前記第１及び第２電流に基づいて前記安定器のタイプを決定することによって、識別するよう構成される安定器決定ユニットであって、
更に、決定された前記安定器のタイプに基づいて前記コンフィギュラブル整合回路をコンフィギュレーションするよう構成される安定器決定ユニットとを含むレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項２】
前記安定器決定ユニットが、更に、前記安定器のタイプの識別中、前記コンフィギュラブル整合回路をバイパスするよう構成される請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項３】
前記コンフィギュラブル整合回路が、２つの整合回路、
自励発振安定器に対して整合されている第１整合回路と、
ＩＣ制御式安定器に対して整合されている第２整合回路とを有し、
前記安定器決定ユニットが、前記決定された安定器のタイプに基づいて前記２つの整合回路のうちの一方を選択するよう構成される請求項１乃至２のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項４】
前記安定器決定ユニットが、所定の電流閾値を含み、前記安定器決定ユニットが、
前記第１電流と前記第２電流との間の電流の差が前記所定の電流閾値を上回る場合には、前記安定器のタイプが自励発振安定器であると決定し、
前記第１電流と前記第２電流との間の電流の差が前記所定の電流閾値を下回る場合には、前記安定器のタイプがＩＣ制御式安定器であると決定するよう構成される請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項５】
前記安定器決定ユニットが、前記電力整流器の前記出力における負荷を適応させることによって前記電力整流器の前記出力電圧を制御するよう構成される請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項６】
前記安定器決定ユニットが、前記レトロフィットＬＥＤ管に接続された前記安定器のタイプを、
前記電力整流器の前記出力を短絡すると共に、前記電力整流器によって供給される前記第１電流を測定し、
前記ＬＥＤアレイが光を発するように前記ＬＥＤアレイを有効にすると共に、前記電力整流器によって供給される前記第２電流を測定し、
前記第１及び第２出力電圧並びに測定された前記第１及び第２電流に基づいて前記安定器のタイプを決定することによって、識別するよう構成される請求項５に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項７】
前記安定器決定ユニットが、更に、前記レトロフィットＬＥＤ管に接続された前記安定器のタイプを、
前記電力整流器の出力電圧を第３電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第３電流を測定し、
前記第１、第２及び第３出力電圧並びに測定された前記第１、第２及び第３電流に基づいて前記安定器のタイプを決定することによって、識別するよう構成される請求項１乃至６のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法であって、
前記安定器決定ユニットによって、前記電力整流器の前記出力電圧を前記第１電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される前記第１電流を測定するステップと、
前記安定器決定ユニットによって、前記電力整流器の前記出力電圧を、前記第１電圧とは異なる前記第２電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される前記第２電流を測定するステップと、
前記安定器決定ユニットによって、前記第１及び第２出力電圧並びに測定された前記第１及び第２電流に基づいて前記安定器のタイプを決定するステップと、
前記安定器決定ユニットによって、決定された前記安定器のタイプに基づいて前記コンフィギュラブル整合回路をコンフィギュレーションするステップとを有する方法。
【請求項９】
前記安定器決定ユニットによって、前記コンフィギュラブル整合回路をバイパスする初期ステップを有する請求項８に記載の方法
【請求項１０】
請求項３に記載のレトロフィットＬＥＤ管を動作させる請求項８乃至９のいずれか一項に記載の方法であって、前記コンフィギュレーションするステップが、前記安定器決定ユニットによって、前記決定された安定器のタイプに基づいて前記２つの整合回路のうちの一方を選択するステップを有する方法。
【請求項１１】
請求項４に記載のレトロフィットＬＥＤ管を動作させる請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の方法であって、前記決定するステップが、
前記第１電流と前記第２電流との間の電流の差が前記所定の電流閾値を上回る場合には、前記安定器決定ユニットによって、前記安定器のタイプが自励発振安定器であると決定し、
前記第１電流と前記第２電流との間の電流の差が前記所定の電流閾値を下回る場合には、前記安定器決定ユニットによって、前記安定器のタイプがＩＣ制御式安定器であると決定するステップを有する方法。
【請求項１２】
前記制御するステップが、前記電力整流器の前記出力における負荷を適応させるステップを有する請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記安定器決定ユニットによって、前記電力整流器の前記出力を短絡すると共に、前記電力整流器によって供給される前記第１電流を測定するステップと、
前記安定器決定ユニットによって、前記ＬＥＤアレイが光を発するように前記ＬＥＤアレイを有効にすると共に、前記電力整流器によって供給される前記第２電流を測定するステップと、
前記安定器決定ユニットによって、前記第１及び第２出力電圧並びに測定された前記第１及び第２電流に基づいて前記安定器のタイプを決定するステップとを有する請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記安定器決定ユニットによって、前記電力整流器の出力電圧を第３電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第３電流を測定するステップと、
前記安定器決定ユニットによって、前記第１、第２及び第３出力電圧並びに測定された前記第１、第２及び第３電流に基づいて前記安定器のタイプを決定するステップとを有する請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記安定器決定ユニットによって、前記電力整流器の出力電圧を第３電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第３電流を測定するステップと、
前記安定器決定ユニットによって、前記第１、第２及び第３出力電圧並びに測定された前記第１、第２及び第３電流に基づいて前記安定器のタイプを決定するステップとを有する請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、照明の分野に関し、より詳細には、レトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管に関する。本発明は、更に、安定器とレトロフィットＬＥＤ管とを含む照明システム、及びレトロフィットＬＥＤ管を動作させ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な照明用途のために発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用する照明デバイスが開発されている。それらの長い寿命及び高いエネルギ効率のために、今日では、ＬＥＤ管は、従来の蛍光管に取って代わるための、即ち、レトロフィット用途のための設計もされている。このような用途のために、レトロフィットＬＥＤ管は、一般に、後付けされるべき各々の管取り付け具のソケットに嵌合するよう適合される。更に、管のメンテナンスは一般にユーザによって行われることから、レトロフィットＬＥＤ管は、理想的には、取り付け具を再配線する必要なしに、あらゆるタイプの適切な取り付け具と共に容易に動作可能であるべきである。
【０００３】
例えば、US 2015/0198290には、特定のタイプのレトロフィットＬＥＤ管が開示されている。ここでは、ランプに電力を供給するための安定器を有する照明器具において蛍光管に取って代わるためのＬＥＤ管装置が開示されている。ＬＥＤ管装置は、複数のグループに配設される複数のＬＥＤを含み、ＬＥＤのグループは、少なくとも、第１回路構成と、ＬＥＤのグループのうちの少なくとも一部が第１回路構成とは異なるように回路に接続されるＬＥＤのグループの異なる回路配置を有する第２回路構成とを含む複数の回路構成において接続可能である。
【０００４】
一般に、従来の蛍光管においては、さもなければ、前記蛍光管の電圧ー電流特性における負性微分抵抗アーチファクトのために破壊的なレベルまで上昇し得る管を通る電流を制限するために、安定器が使用される。
【０００５】
様々なタイプの安定器が存在し、それらの各々が特有の出力特性を有する。レトロフィットＬＥＤ管の問題の１つは、これらのＬＥＤ管が、好ましくは、全てのあり得るタイプの安定器と適合するものにされなければならないということである。
【０００６】
WO 2012/110973は、照明ドライバの入力が安定器なしで主電源に接続されていることを検出し、それに応じて照明ドライバを無効にするよう構成されるシャントスイッチ回路であって、更に、照明ドライバの入力が安定器に接続されているときには、照明ドライバの入力に接続されている安定器のタイプを検出し、検出された安定器のタイプに従ってシャントスイッチ回路のバス電圧を調整するよう構成されるシャントスイッチ回路と、シャントスイッチ回路のバス電圧を受け取り、それに応じてランプ電流を供給して１つ以上の発光ダイオードを駆動するよう構成されるスイッチングモード電源とを含む照明ドライバを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
レトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管であって、前記レトロフィットＬＥＤ管に接続され得る多くのタイプの安定器に適したレトロフィットＬＥＤ管、及びこのようなレトロフィットＬＥＤ管を含む照明システムを達成することは有利であるだろう。レトロフィットＬＥＤ管が複数の異なるタイプの安定器に適するようにレトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法を達成することも望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの課題のうちの１つ以上により良く対処するために、本開示の第１の態様においては、蛍光管に取って代わるためのレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管が提示される。前記レトロフィットＬＥＤ管は、安定器に接続されるよう構成され、前記レトロフィットＬＥＤ管は、
−  光を発するためのＬＥＤアレイと、
−  安定器が接続されるときに、接続された安定器から前記ＬＥＤアレイの方への入力電力を制御するためのコンフィギュラブル整合回路と、
−  前記整合回路に接続される入力及び前記ＬＥＤアレイに接続される出力を有する電力整流器であって、その入力においてＡＣ供給電圧を受け取り、前記ＡＣ供給電圧をＤＣ電圧に変換し、その出力を介して前記ＬＥＤアレイに前記ＤＣ電圧を供給するよう構成される電力整流器と、
−  前記レトロフィットＬＥＤ管に接続された安定器のタイプを、
−  前記電力整流器の出力電圧を第１電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第１電流を測定し、
−  前記電力整流器の前記出力電圧を、前記第１電圧とは異なる第２電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第２電流を測定し、
−  前記第１及び第２出力電圧並びに測定された前記第１及び第２電流に基づいて前記安定器のタイプを決定することによって、識別するよう構成される安定器決定ユニットであって、
更に、決定された前記安定器のタイプに基づいて前記コンフィギュラブル整合回路をコンフィギュレーションするよう構成される安定器決定ユニットとを含む。
【０００９】
前記電力整流器の前記出力電圧が変化するときはいつも安定器は検出可能な電流変動を有し得ることが発明者らの洞察であった。即ち、前記電力整流器によって供給される電流に対する前記電力整流器の出力電圧の特性は、安定器のタイプごとに異なる。この差異は、前記安定器決定ユニットによって検出されることができ、即ち、測定されることができ、その後、この検出に基づいて、前記コンフィギュラブル整合回路は、適切にコンフィギュレーションされることができる。
【００１０】
本開示の態様のうちの１つは、前記安定器に入力される電力と、前記レトロフィットＬＥＤ管に供給される電力との整合により良く対処するものである。これは、前記安定器及び／又はレトロフィットＬＥＤ管の効率を向上させる。
【００１１】
そうするために、本発明者は、前記整合回路はそれに接続された安定器のタイプに基づいてコンフィギュレーションされなければならないことを見出した。これは、例えば、電力を反射して前記整合回路から前記安定器に戻すことによる、電力における不整合がないことを確実にすることができる。
【００１２】
前記電力整流器によって供給される電流及び電圧の上述の特性は、少なくとも２つの測定点を使用して検出されることができる。第１測定点においては、前記電力整流器の第１出力電圧が設定され、前記電力整流器によって供給される対応する電流が測定される。第２測定点においては、前記電力整流器の第２出力電圧が設定され、前記電力整流器によって供給される対応する電流が測定される。これらの２つの測定点に基づいて、前記レトロフィットＬＥＤ管に接続された安定器のタイプを適切な推定がなされ得る。
【００１３】
このような場合には、前記安定器と前記レトロフィットＬＥＤ管との間の通信は必要とされない。これは、前記安定器が前記レトロフィットＬＥＤ管と能動的に通信する必要はないことを意味する。前記安定器は、その特性に関する詳細を供給する必要はない。前記レトロフィットＬＥＤ管は、どのタイプの安定器が接続されているかをそれ自体で決定することができ、その後、それに応じて前記整合回路を調節することができる。
【００１４】
例えば、電子安定器、高周波電子安定器、自励発振ＨＦ安定器、磁気安定器、デジタル安定器及び集積回路（ＩＣ）制御式安定器など、前記レトロフィットＬＥＤ管に接続され得る様々なタイプの安定器が存在することに留意されたい。
【００１５】
電子安定器は、電子回路を介してランプの内部の電気の流れを調整することができる。時には制御ギアとも呼ばれる前記電子安定器は、一般に、電気回路に流れる電流を、前記電流が、基本的に、ランプが切れる（burn out）のを防止するレベルに保たれるように、制限するよう構成される。これらのタイプの安定器は、並列又は直列モードで動作し得る。好ましくは、直列モードが使用される。なぜなら、このような場合には、単一のランプの故障が他の全てのランプの動作を妨害しないからである。別のタイプの安定器は高周波安定器である。このような安定器は、一般に、２０ｋＨｚを超える周波数を使用する。
【００１６】
別のタイプの安定器は、ランプを動作させるためにコア及びコイルトランスを使用する磁気安定器である。これらのタイプの安定器は、ランプにとって適切なレベルにおいて電流及び流れを制御するよう構成される。これらのタイプの安定器は、最も単純であるが、より高いロバスト性を特徴とする。
【００１７】
前記レトロフィットＬＥＤ管は、前記ＬＥＤ管を従来の蛍光管の代替管として使用するために電力整流器を有する。前記電力整流器は、その入力においてＡＣ供給電圧を受け取り、前記ＡＣ供給電圧をＤＣ電圧に変換し、その出力において前記ＤＣ電圧を前記ＬＥＤアレイに供給するよう構成される。様々なタイプの整流器であって、前記様々なタイプの整流器の各々が本開示によるレトロフィットＬＥＤ管において使用されるのに適している様々なタイプの整流器が存在する。例えば、半波整流整流器は、前記ＡＣ供給電圧の正の部分しか通過させず、前記ＡＣ供給電圧の負の部分を阻止する。これは、一般に、単一のダイオードを使用して達成される。別の例においては、全波整流整流器が、前記ＡＣ供給電圧の全部を、その出力において不変極性のうちの１つに変換する。前記ＡＣ供給電圧の正の部分は通過させられ、前記ＡＣ供給電圧の負の部分は正の部分に変換される。これは、ブリッジ整流器を使用して、又は２つのダイオードをスイッチと組み合わせて使用することによって、達成され得る。
【００１８】
本開示によれば、前記安定器決定ユニットは、ハードウェアのみの手法、ハードウェア及びソフトウェアの手法、又はソフトウェアのみの手法で実施され得ることに留意されたい。アナログ及びデジタルハードウェア構成要素だけを使用すると、ハードウェアのみの手法になる。これについては、図に関してより詳しく述べる。多くの場合、前記レトロフィットＬＥＤ管内にはマイクロコントローラ又は同様のものが既に存在するので、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせた手法が好ましい。
【００１９】
本開示によれば、前記コンフィギュラブル整合回路は様々なやり方で実施され得ることに留意されたい。例えば、コンデンサ、抵抗器及び／又はインダクタが、前記整合回路のインピーダンスが調節されることができるように、内部又は外部へ切り替えられてもよい。別の選択肢として、又はそれに加えて、可変コンデンサ、抵抗器又はインダクタが使用されてもよく、この構成要素の可変性は、前記整合回路のインピーダンスが前記安定器のタイプに合わせて整合されることができるように構成され得る。
【００２０】
本開示によれば、前記安定器決定ユニットは様々なやり方で前記電流を検出し得ることに留意されたい。例えば、前記安定器から来る電流を能動的に検出するためにデジタル回路が設けられてもよい。別の選択肢は、前記安定器からの電流を表す電圧降下を得るために電流経路において電気抵抗器を使用するものである。
【００２１】
実施例においては、前記安定器決定ユニットは、更に、前記安定器のタイプの識別中、前記コンフィギュラブル整合回路をバイパスするよう構成される。
【００２２】
この実施例の利点は、前記安定器のタイプがより正確に推定されることができることである。整合回路網は、前記電力整流器の出力電圧を乱す可能性があり、前記電力整流器によって供給される電流を乱す可能性がある。前記整合回路をバイパスすることによって、このような外乱はもはや存在しない。これは、前記レトロフィットＬＥＤ管に接続された安定器のタイプがより確実に決定されることができることを意味する。
【００２３】
他の実施例においては、前記コンフィギュラブル整合回路は、２つの整合回路、即ち、
−  自励発振安定器に対して整合されている第１整合回路と、
−  集積回路（ＩＣ）制御式安定器に対して整合されている第２整合回路とを有し、
前記安定器決定ユニットは、前記決定された安定器のタイプに基づいて前記２つの整合回路のうちの一方を選択するよう構成される。
【００２４】
本発明者は、一般に、前記安定器は２つの主なグループに分類されることができることを見出した。第１グループは、自励発振安定器を対象にしており、第２グループは、集積回路（ＩＣ）制御式安定器を対象にしている。
【００２５】
この態様の背景にある基本概念は、自励発振安定器は、ＩＣ制御式安定器と比較して、負荷電圧の変化に対して相対的により大きな電流変動を有するというものである。
【００２６】
他の実施例においては、前記安定器決定ユニットは、所定の電流閾値を含み、前記安定器決定ユニットは、
−  前記第１電流と前記第２電流との間の電流の差が前記所定の電流閾値を上回る場合には、前記安定器のタイプが自励発振安定器であると決定し、
−  前記第１電流と前記第２電流との間の電流の差が前記所定の電流閾値を下回る場合には、前記安定器のタイプがＩＣ制御式安定器であると決定するよう構成される。
【００２７】
上述のように、前記レトロフィットＬＥＤ管に接続された安定器のタイプは、前記安定器によって供給され、従って、前記電力整流器によっても供給される電圧・電流特性から導き出されることができる。前記電圧・電流特性を決定するためには、少なくとも２つの測定点が作られるべきである。前記電圧・電流特性は、線形依存性、指数関数的依存性又は対数依存性に基づき得る。
【００２８】
前記第１電流と前記第２電流との間の電流の差が前記所定の電流閾値を上回る場合には、前記電流は前記電圧範囲にわたって完全には静的ではないと考えられる。これは、自励発振安定器を扱っていることを意味する。なぜなら、自励発振安定器は出力電圧／負荷におけるこれらの変化をあまり補正することができないからである。
【００２９】
他の実施例においては、前記安定器決定ユニットは、前記電力整流器の前記出力における負荷を適応させることによって前記電力整流器の前記出力電圧を制御するよう構成される。
【００３０】
これの利点は、前記電力整流器の前記出力における負荷が容易に調節されることができることである。例えば、前記電力整流器の前記負荷は、前記負荷が瞬時にゼロに近くなるように、短絡されることができる。これは、前記電力整流器の出力を瞬時に短絡するためのスイッチを前記電力整流器の出力にわたって設けることによって。実現されることができる。
【００３１】
更に別の実施例においては、前記安定器決定ユニットは、前記レトロフィットＬＥＤ管に接続された前記安定器のタイプを、
−  前記電力整流器の前記出力を短絡すると共に、前記電力整流器によって供給される前記第１電流を測定し、
−  前記ＬＥＤアレイが光を発するように前記ＬＥＤアレイを有効にすると共に、前記電力整流器によって供給される前記第２電流を測定し、
−  前記第１及び第２出力電圧並びに測定された前記第１及び第２電流に基づいて前記安定器のタイプを決定することによって、識別するよう構成される。
【００３２】
上記の実施例の利点は、２つの測定点を生成するための単純だが効果的なやり方を提供することである。第１測定点は、前記電力整流器の前記出力が短絡されている、即ち、前記電力整流器の電圧出力がゼロに近い状況を対象にしている。第２測定点は、前記ＬＥＤが光を発している状況を対象にしている。両方の測定点において供給される電流の比較は、前記レトロフィットＬＥＤ管に接続された安定器のタイプを示すものとなる。
【００３３】
他の実施例においては、前記安定器決定ユニットは、前記レトロフィットＬＥＤ管に接続された前記安定器のタイプを、
−  前記電力整流器の出力電圧を第３電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第３電流を測定し、
−  前記第１、第２及び第３出力電圧並びに測定された前記第１、第２及び第３電流に基づいて前記安定器のタイプを決定することによって、識別するよう構成される。
【００３４】
第３測定が実施される場合には、前記安定器のタイプの決定の精度は更に高められることができる。即ち、複数の電圧基準点において供給される電流の差をより良く推定するために、第３測定点が作成される。このような場合には、より正確な電圧・電流特性が推定されることができ、このことは前記安定器のタイプの検出の改善をもたらす。
【００３５】
本開示の第２の態様においては、上記の実施例のいずれかによるレトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法であって、
−  前記安定器決定ユニットによって、前記電力整流器の前記出力電圧を前記第１電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される前記第１電流を測定するステップと、
−  前記安定器決定ユニットによって、前記電力整流器の前記出力電圧を、前記第１電圧とは異なる前記第２電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される前記第２電流を測定するステップと、
−  前記安定器決定ユニットによって、前記第１及び第２出力電圧並びに測定された前記第１及び第２電流に基づいて前記安定器のタイプを決定するステップと、
−  前記安定器決定ユニットによって、決定された前記安定器のタイプに基づいて前記コンフィギュラブル整合回路をコンフィギュレーションするステップとを有する方法が提供される。
【００３６】
前記レトロフィットＬＥＤ管である本発明の第１の態様の実施例に関して開示されているような利点及び定義は、各々、このようなレトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法である本発明の第２の態様の実施例にも対応することに留意されたい。
【００３７】
提案されている方法は、前記レトロフィットＬＥＤ管がオンにされるたびに実施されてもよく、又は１つのレトロフィットＬＥＤ管について１度実施されてもよい。
【００３８】
実施例においては、前記方法は、
−  前記安定器決定ユニットによって、前記コンフィギュラブル整合回路をバイパスする初期ステップを有する。
【００３９】
他の実施例においては、前記コンフィギュレーションするステップは、
−  前記安定器決定ユニットによって、前記決定された安定器のタイプに基づいて前記２つの整合回路のうちの一方を選択するステップを有する。
【００４０】
別の実施例においては、前記決定するステップは、
−  前記第１電流と前記第２電流との間の電流の差が前記所定の電流閾値を上回る場合には、前記安定器決定ユニットによって、前記安定器のタイプが自励発振安定器であると決定し、
−  前記第１電流と前記第２電流との間の電流の差が前記所定の電流閾値を下回る場合には、前記安定器決定ユニットによって、前記安定器のタイプがＩＣ制御式安定器であると決定するステップを有する。
【００４１】
実施例においては、前記制御するステップは、前記電力整流器の前記出力における負荷を適応させるステップを有する。
【００４２】
他の実施例においては、前記方法は、
−  前記安定器決定ユニットによって、前記電力整流器の前記出力を短絡すると共に、前記電力整流器によって供給される前記第１電流を測定するステップと、
−  前記安定器決定ユニットによって、前記ＬＥＤアレイが光を発するように前記ＬＥＤアレイを有効にすると共に、前記電力整流器によって供給される前記第２電流を測定するステップと、
−  前記安定器決定ユニットによって、前記第１及び第２出力電圧並びに測定された前記第１及び第２電流に基づいて前記安定器のタイプを決定するステップとを有する。
【００４３】
更に別の実施例においては、前記方法は、
−  前記安定器決定ユニットによって、前記電力整流器の出力電圧を第３電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第３電流を測定するステップと、
−  前記安定器決定ユニットによって、前記第１、第２及び第３出力電圧並びに測定された前記第１、第２及び第３電流に基づいて前記安定器のタイプを決定するステップとを有する。
【００４４】
第３の態様においては、本発明は、少なくとも１つのプロセッサにおいて実行されるときに、前記少なくとも１つのプロセッサに、上で開示されているような実施例のいずれかによる方法を実行させる命令を含む可読記憶媒体を有するコンピュータプログラム製品を提供する。
【００４５】
前記レトロフィットＬＥＤ管である本発明の第１の態様、及び前記方法である本発明の第２の態様の実施例に関して開示されているような利点及び定義は、各々、前記コンピュータプログラム製品である本発明の第３の態様の実施例にも対応することに留意されたい。
【００４６】
第４の態様においては、本発明は、
−  上で開示されているような実施例のいずれかによるレトロフィットＬＥＤ管と、
−  安定器とを有し、前記安定器が前記レトロフィットＬＥＤ管に接続される照明システムを提供する。
【００４７】
前記方法は、固体光源を具備するマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラなどの適切にプログラムされたプロセッサ又はプログラム可能なコントローラによって効果的に実施され得る。
【００４８】
下記の実施例を参照して、本発明のこれら及び他の態様を説明し、明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】自励発振安定器の電圧電流特性を示す。
【図２】集積回路（ＩＣ）制御式安定器の電圧電流特性を示す。
【図３】本開示による照明システムの簡略化されたブロック図を示す。
【図４】本開示による方法の簡略化されたフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、自励発振安定器の電圧電流特性１を示している。ここでは、縦軸２は、安定器によってレトロフィットＬＥＤ管に供給される電流をアンペア単位で表している。縦軸上に示されている電流は、電力整流器によって出力される電流の尺度でもある。実際的な実施例においては、電力整流器によって供給される電流は、安定器によって供給される電流よりも決定／測定するのが容易である。
【００５１】
横軸３は、ＬＥＤアレイの電圧を表している。ここでは、電圧が増加するたびに、安定器によって供給される電流は減少することは明らかである。これは、自励発振安定器でよく見られる典型的な特性である。自励発振安定器の制御ループは、多くの場合、電圧における変化に対して迅速に補正するのに十分に強力又は高速ではない。
【００５２】
図２は、集積回路（ＩＣ）制御式安定器の電圧電流特性１１を示している。ここでは、縦軸１２は、安定器によってレトロフィットＬＥＤ管に供給される電流をアンペア単位で表している。縦軸上に示されている電流は、電力整流器によって出力される電流の尺度でもある。実際的な実施例においては、電力整流器によって供給される電流は、安定器によって供給される電流よりも決定／測定するのが容易である。
【００５３】
横軸１３は、ＬＥＤアレイの電圧を表している。ここでは、電圧が増加するときにいつも、安定器によって供給される電流はほぼ同じであることは明らかである。これは、ＩＣ制御式安定器でよく見られる典型的な特性です。ＩＣ制御式安定器の制御ループは、多くの場合、自励発振安定器の制御ループと比較してより強力且つ／又は高速である。
【００５４】
参照符号１、１１で参照される電圧電流特性は、各々、幾つかの測定点によって構成されていることに留意されたい。例えば、図１において示されている電圧電流特性は、６つの測定点によって構成されており、これらの６つの測定点は、菱形で示されている。菱形の間の線は、測定点が互いに接続されるような接続線である。上記に続いて、接続線は、本開示に従って使用されることもできる補間点を形成する。これについては、後で、図３に関して詳しく述べる。図２の電圧電流特性１１は、各々が特定の菱形で示されている４つの測定点を示している。この場合も先と同様に、これらの４つの菱形を接続する接続線は、図３に関してより詳細に述べられる、本開示に従って使用されることもできる補間点を形成する。
【００５５】
図３は、本開示による照明システム２１の簡略化されたブロック図を示している。
【００５６】
照明システム２１は、高周波安定器２２と、レトロフィットＬＥＤ管とを有する。レトロフィットＬＥＤ管は、参照符号２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２及び３３で示されているようなビルディングブロックを有する。本開示によれば、高周波安定器２２は、任意のタイプのものであり得ることに留意されたい。好ましくは、高周波安定器２２は、自励発振安定器又はＩＣ制御式安定器のいずれかである。
【００５７】
レトロフィットＬＥＤ管は、単一のハウジング内に配設される。ハウジングは、上記のようなビルディングブロックの各々を収容するよう構成される。ハウジングは、例えばレトロフィット管タイプとして構成される、光透過性のハウジング又は部分的に光透過性のハウジングであり得る。
【００５８】
後付けされるという用語は、ＬＥＤ管の幾つかの機械的態様も規定する。ＬＥＤ管は、蛍光管、例えば、Ｔ５、Ｔ１２又は同様のものに適した蛍光管のための従来のアーマチュア（armature）に合う場合に、後付けされる。これらの従来のアーマチュアに合うために、前記レトロフィットＬＥＤ管は、従来のアーマチュアにおいてレトロフィットＬＥＤ管を接続し、支持するための導電ペンを有する。
【００５９】
従って、レトロフィットＬＥＤ管は、蛍光管を交換するために使用される。従って、レトロフィットＬＥＤ管は、通常、蛍光管のために使用されるアーマチュアに合わなければならない。
【００６０】
レトロフィットＬＥＤ管は、光を発するための複数のＬＥＤ２８を含むＬＥＤアレイを有し、複数のＬＥＤは、複数の並列分岐に分けられてもよい。複数の分岐を使用することは、分岐内のＬＥＤの各々を異なって駆動する可能性を可能にする。例えば、第１分岐内のＬＥＤは、それらがそれらの最大出力で光を発するように駆動され得る一方で、第２分岐内のＬＥＤは、それらが如何なる光も全く発しないように駆動され得る。
【００６１】
当業者には、実際的な実施例においては、ＬＥＤは、ＬＥＤ管によってその全長にわたって可能な限り均等に照明を供給するために、管の長さにわたって、均等に、間隔をおいて配置され、分布していることは分かるだろう。本開示は、如何なる特定のタイプのＬＥＤにも、如何なる色のＬＥＤにも限定されない。一般には、白色ＬＥＤが使用される。
【００６２】
レトロフィットＬＥＤ管は、フィラメントエミュレーション回路２３を更に有する。フィラメントエミュレーション回路は、一般に、安定器が保護モードに入ることを防止するために使用される。安定器のこのような故障検出モードは、レトロフィットＬＥＤ管の始動中、即ち、ランプ認識フェーズ中、アクティブである。ランプ認識フェーズ後には、即ち、定常状態フェーズ中には、フィラメントは、一般に、有用な目的を果たさない。従って、フィラメントエミュレーション回路２３は、一般に、単に、安定器２２に対して、蛍光管が接続されていることを模倣するために単に使用される。
【００６３】
更に、コンフィギュラブル整合回路２４、２５が、接続される安定器２２からＬＥＤアレイ２８の方への入力電力を制御するために設けられる。一般に、安定器２２とレトロフィットＬＥＤ管との間の電力伝達が増大されるような、及び／又は負荷からの信号反射が減少されるような、電気負荷の入力インピーダンスが安定器２２の出力インピーダンスとかなり整合するような整合回路が使用される。
【００６４】
この場合には、コンフィギュラブル整合回路２４、２５は、２つの別々の整合回路を有する。第１整合回路は、参照符号２４で示されており、自励発振安定器の出力インピーダンスを整合させるのに向いている。第２整合回路は、参照符号２５で示されており、ＩＣ制御式安定器の出力インピーダンスを整合させるのに向いている。
【００６５】
コンフィギュラブル整合回路は、本例においては、２つの別々の整合回路を有することに留意されたい。しかしながら、１つのコンフィギュラブル整合回路が設けられ、コンデンサ及び／又はインダクタのような付加的な構成要素が、検出された安定器のタイプに基づいて作動又は停止されることも考えられる。
【００６６】
本例においてはＬＥＤドライバ２７として示されている電力整流器２７が設けられる。電力整流器２７は、コンフィギュラブル整合回路に接続される入力を有すると共に、ＬＥＤアレイ２８に接続される出力を有する。電力整流器２７は、ＡＣ供給電圧をＤＣ電圧に変換し、ＤＣ電圧をＬＥＤアレイ２８に供給するよう構成される。
【００６７】
更に、参照符号２９、３０、３１、３２及び３３で参照される安定器決定ユニットが設けられる。安定器決定ユニット２９、３０、３１、３２、３３は、負荷アダプタ３０、電流モニタ３１、電圧モニタ３３及びネットワークセレクタ３２を有する。
【００６８】
安定器決定ユニットは、レトロフィットＬＥＤ管に接続された安定器２２のタイプを、
−  前記電力整流器の出力電圧を第１電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第１電流を測定し、
−  前記電力整流器の前記出力電圧を、前記第１電圧とは異なる第２電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第２電流を測定し、
−  前記第１及び第２出力電圧並びに測定された前記第１及び第２電流に基づいて前記安定器のタイプを決定することによって、識別するよう構成され、
前記安定器決定ユニット２９、３０、３１、３２、３３は、更に、決定された前記安定器のタイプに基づいて前記コンフィギュラブル整合回路２４、２５をコンフィギュレーションするよう構成される。
【００６９】
電流モニタ３１は、電力整流器２７によって供給される電流をモニタする、即ち、測定することに留意されたい。電流は、レトロフィットＬＥＤ管において複数の基準点で測定され得る。例えば、電流は、直接、電力整流器の出力において測定されてもよい。場合によっては、電流はＬＥＤアレイにおいて検出されてもよく、即ち、ＬＥＤアレイを流れる電流が検出されてもよい。
【００７０】
更に、電圧モニタ３３は、電力整流器の出力電圧をモニタする、即ち、測定する。測定された電圧及び測定された電流が測定点を供給する。測定点は、レトロフィットＬＥＤ管にどのタイプの安定器が接続されているかを決定するために、図１及び２に関して開示されているような特性と比較されることができる。
【００７１】
この場合には、レトロフィットＬＥＤ管は、前記安定器のタイプの識別中、前記コンフィギュラブル整合回路２４、２５をバイパスするよう構成されるバイパススイッチ２６を有する。
【００７２】
バイパススイッチは、例えば、コンフィギュラブル整合回路２４、２５に並列に配置される金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。
【００７３】
これは、安定器のタイプを識別する時点では整合回路が存在しないことを意味する。このような場合には安定器のタイプがより正確に決定されることができるので、これは有利である。安定器のタイプが決定されたら、ネットワークセレクタ３２が、第１整合回路２４又は第２整合回路２５のいずれかを選択するだろう。これは、第１整合回路２４又は第２整合回路２５のいずれかが安定器２２に接続されることを意味する。
【００７４】
別の方法として、コンフィギュラブル整合回路２４、２５は、幾つかの構成要素によって構成されてもよく、選択された安定器２２のタイプに応じて、これらの構成要素のうちの１つ以上が、検出されたタイプの安定器２２用の整合回路を形成するよう有効にされてもよい。
【００７５】
上述のように、負荷アダプタ２９は、前記電力整流器の出力電圧を第１電圧へ制御し、前記電力整流器によって供給される第１電流を測定するように構成され得る。負荷アダプタ２９は、例えば、電力整流器２７の出力における負荷を、例えば、短絡又は全負荷状態へ変更することができる。
【００７６】
図３において示されているブロック図は、ハードウェアのみの手法、又はハードウェア／ソフトウェアの組み合わせの手法を使用して実施され得る。好ましくは、ハードウェア／ソフトウェアの組み合わせの手法が使用される。なぜなら、この手法は、測定の正確さに有益であると共に、構成要素の各々のサイズに有益であるからである。
【００７７】
例えば、ネットワークセレクタ３２、電流モニタ３１及び／又は電圧モニタ３３は、各々、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は同様のものなどの任意のタイプのハードウェアであり得る。構成要素は、電力整流器と組み合わせて、ＡＣ供給電圧を介して電力を供給されてもよく、又はバッテリなどの補助電源を使用して電力を供給されてもよい。これらのブロックの各々を実施するための機能を含む１つのマイクロプロセッサが設けられてもよい。
【００７８】
図４は、本開示による方法の簡略化されたフローチャート５１を示している。
【００７９】
前記方法は、上で開示されているような実施例のうちのいずれかによるレトロフィットＬＥＤ管を動作させることを対象とする。
【００８０】
最初のステップにおいては、安定器のタイプが既知ではないように、レトロフィットＬＥＤ管がリセットされ得る。そのため、レトロフィットＬＥＤ管は、あたかもそれが製造工場から出荷されたばかりであるかのように解釈される。
【００８１】
次のステップにおいては、両方の整合回路がバイパスされるようにバイパススイッチがオンにされる（５３）。次いで、整合回路のバイパス中に安定器のタイプの決定が実施される。
【００８２】
次のステップにおいては、電力整流器が低い出力電圧を供給するように電力整流器の負荷が変更される（５４）。例えば、電力整流器の出力が短絡される。
【００８３】
更なるステップにおいては、その特定の設定、即ち、設定されている負荷に特有の設定に関連する第１測定点を決定するために、電流及び電圧が測定される（５５）。
【００８４】
次いで、電力整流器が相対的に高い出力電圧を供給するように電力整流器の負荷が再び調節される（５６）。これは、例えば、ＬＥＤアレイのＬＥＤをオンにすることによって、達成され得る。次いで、その特定の設定、即ち、設定されている負荷に特有の設定に関連する第２測定点を決定するために、電流及び出力電圧が再び測定される（５７）。
【００８５】
この特定の場合には、安定器決定ユニットは、所定の電流閾値５８を含む。
【００８６】
第１測定点と第２測定点との間の電流の差が電流閾値未満である場合には、ＩＣ制御式安定器と決定される（６２）。第１測定点と第２測定点との間の電流の差が電流閾値よりも大きい場合には、自励発振安定器と決定される（６０）。最後に、決定され、選択された整合回路が有効にされるように、バイパスが無効にされる（６１）。
【００８７】
当業者は、請求項に記載の発明を実施する際に、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。請求項において列挙されている幾つかの要素の機能を、単一のプロセッサ又は他のユニットが果たしてもよい。単に、或る特定の手段が、互いに異なる従属請求項において挙げられているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は他のハードウェアの一部として供給される光学式記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体上に記憶／分散されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介するような他の形態で分散されてもよい。請求項における如何なる参照符号も、請求項の範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【要約】
蛍光管に取って代わるためのレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管が、安定器に接続されるよう構成され、前記レトロフィットＬＥＤ管が、前記レトロフィットＬＥＤ管に接続された安定器のタイプを、前記電力整流器の出力電圧を第１電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第１電流を測定し、前記電力整流器の前記出力電圧を、前記第１電圧とは異なる第２電圧へ制御すると共に、前記電力整流器によって供給される第２電流を測定し、前記第１及び第２出力電圧並びに測定された前記第１及び第２電流に基づいて前記安定器のタイプを決定することによって、識別するよう構成される安定器決定ユニットであって、更に、決定された前記安定器のタイプに基づいてコンフィギュラブル整合回路をコンフィギュレーションするよう構成される安定器決定ユニットとを含む。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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