(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
安定器に接続するためのレトロフィットＬＥＤ照明デバイスであって、前記安定器が、主電源電圧に接続されるように構成され、安定器電流を供給するように構成されており、前記ＬＥＤ照明デバイスは、前記主電源電圧の低下を検出するように構成されており、前記レトロフィットＬＥＤ照明デバイスは、
光を放出するための少なくとも１つのＬＥＤと、
前記安定器電流を整流し、ランプ電流を前記少なくとも１つのＬＥＤに供給するように構成された整流器と、
前記ランプ電流又は前記安定器電流のゼロ値を検出するように構成されたゼロ電流検出器と、
前記ゼロ電流検出器に結合された信号生成器であって、ベースレベルから始まる単調な波形信号を出力するように構成され、前記ゼロ電流検出器によってゼロ値が検出された際に、出力される前記波形信号をリセットレベルから前記ベースレベルにリセットするように構成された信号生成器と、
前記出力される波形信号が、前記リセットレベルを過ぎた後に電圧低下閾値とクロスすると判定することによって、前記主電源電圧の低下を決定するように構成された制御ユニットと、
前記ランプ電流が前記少なくとも１つのＬＥＤを迂回するように、前記少なくとも１つのＬＥＤを分路するためのシャントスイッチと、を備えるレトロフィットＬＥＤ照明デバイス。
【請求項２】
ａ）前記信号生成器は、単調増加波形を出力するように構成されており、前記電圧低下閾値は、前記リセットレベルよりも高いか、又は
ｂ）前記信号生成器は、単調減少波形を出力するように構成されており、前記電圧低下閾値は、前記リセットレベルよりも低い、
請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ照明デバイス。
【請求項３】
前記制御ユニットは、前記主電源電圧の前記低下の決定に基づいて前記シャントスイッチを制御するように更に構成されている、請求項１又は２に記載のレトロフィットＬＥＤ照明デバイス。
【請求項４】
前記制御ユニットは、
ゼロ値の検出によってトリガされ、前記シャントスイッチを非導通状態にすることと、
前記主電源電圧の前記低下の決定によってトリガされ、前記シャントスイッチを非導通状態にすることと、
前記出力される波形が前記リセットレベルに達する前に、前記出力される波形が導通化閾値とクロスすると判定することによってトリガされ、前記シャントスイッチを導通状態にすることと、
を行うように構成されている、請求項３に記載のレトロフィットＬＥＤ照明デバイス。
【請求項５】
前記電圧低下閾値は、前記リセットレベルの１．１〜１．５倍、好ましくは１．１〜１．２倍である、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照明デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ照明デバイスと、
前記レトロフィットＬＥＤ照明デバイスに接続された安定器と、
を備える照明システム。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ照明デバイスを作動させる方法であって、
前記整流器によって、前記安定器電流を整流し、ランプ電流を前記少なくとも１つのＬＥＤに供給するステップと、
前記ゼロ電流検出器によって、前記ランプ電流又は前記安定器電流のゼロ値を検出するステップと、
前記信号生成器によって、ベースレベルから始まる単調な波形信号を出力し、前記信号生成器によって、前記ゼロ電流検出器によってゼロ値が検出された際に出力される前記波形信号をリセットレベルから前記ベースレベルにリセットするステップと、
前記制御ユニットによって、前記出力される波形信号が前記リセットレベルを過ぎた後に電圧低下閾値とクロスすると判定することによって、前記主電源電圧の低下を決定するステップと、
を含む方法。
【請求項８】
前記出力するステップは、
前記信号生成器によって、単調増加波形を出力するステップ、
前記信号生成器によって、単調減少波形を出力するステップ
のいずれかを含む、請求項７に記載の、レトロフィットＬＥＤ照明デバイスを作動させる方法。
【請求項９】
前記制御ユニットによって、前記主電源電圧の前記低下の決定に基づいて前記シャントスイッチを制御するステップを含む、請求項７又は８のいずれかと組み合わせて、請求項３に記載のレトロフィットＬＥＤ照明デバイスを作動させる方法。
【請求項１０】
ゼロ値の検出によってトリガされ、前記シャントスイッチを非導通状態にするステップと、
前記主電源電圧の前記低下の決定によってトリガされ、前記シャントスイッチを非導通状態にするステップと、
前記出力される波形が前記リセットレベルに達する前に、前記出力される波形が導通化閾値とクロスすると判定することによってトリガされ、前記シャントスイッチを導通状態にするステップと、
を更に含む、請求項９に記載の、レトロフィットＬＥＤ照明デバイスを作動させる方法。
【請求項１１】
前記電圧低下閾値は、前記リセットレベルの１．１〜１．５倍、好ましくは１．１〜１．２倍である、請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の、レトロフィットＬＥＤ照明デバイスを作動させる方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
エネルギー消費分野では、より効率的な選択肢が作られている。そのような一分野は、照明分野である。発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）のコンセプト、並びに従来のランプ及びランプ器具にＬＥＤを後付けする能力は、エネルギー消費の低減、及びエネルギーコスト抑制の観点での節約をもたらしてきた。最近では、高輝度放電（High Intensity Discharge；ＨＩＤ）ランプを置き換えるためにも、レトロフィットＬＥＤが提案されてきた。
【０００２】
そのような後付けプロセスは通常、古いＨＩＤランプがレトロフィットＬＥＤ照明デバイスと交換される、単純な「プラグアンドプレイ」プロセスである。ＨＩＤランプをレトロフィットＬＥＤ照明デバイスと交換できる利点は、ＨＩＤランプに給電する安定器を保持し、それによって器具の交換の必要性及び／又は再配線の必要性を排除できる能力にある。そのような安定器は通常、インダクタ、更に力率補正のための分路コンデンサを含む、及び／又はそれらによってモデル化される。
【０００３】
レトロフィットＬＥＤ照明デバイスは通常、それが置き換えるＨＩＤランプよりも低い電力定格を有する。このことは、安定器が、はるかに高い電力に定格されており、より多量の電力を供給し続けるという、影響を有する。このことは、レトロフィットＬＥＤランプにおいて、特定の電子部品によって内部的に管理される。一例は、シャントスイッチの使用であり、シャントスイッチは、過剰な電力を分路し、それによって、電力をＬＥＤ自体には送らない。
【０００４】
グリッド接続された電気回路において観察される一般的な現象が、主電源（mains）低下の現象である。主電源低下は、入力電圧の数サイクルのうちの１つにおける入力電圧の振幅の急激な縮小である。この急激な電圧減少は、突入電流の増大、光のちらつきなどの他の関連する現象をもたらすことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
安定器への入力電圧において発生する主電源低下を検出できる発光ダイオード（ＬＥＤ）ベース照明デバイスを実現することが有利であろう。そのようなＬＥＤベース照明デバイスを作動させる対応する方法を実現することが更に有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの懸念の１つ以上により良好に対処するために、本開示の第１の態様では、安定器に接続するためのレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）照明デバイスであって、安定器が、主電源電圧に接続されるように構成され、安定器電流を供給するように構成されており、ＬＥＤ照明デバイスは、主電源電圧の低下を検出するように構成されており、レトロフィットＬＥＤ照明デバイスは、
−光を放出するための少なくとも１つのＬＥＤと、
−安定器電流を整流し、ランプ電流を少なくとも１つのＬＥＤに供給するように構成された整流器と、
−ランプ電流又は安定器電流のゼロ値を検出するように構成されたゼロ電流検出器と、
−ゼロ電流検出器に結合された信号生成器であって、ベースレベルから始まる単調な波形信号を出力するように構成され、ゼロ電流検出器によってゼロ値が検出された際に、出力される波形信号をリセットレベルからベースレベルにリセットするように構成された信号生成器と、
−出力された波形信号がリセットレベルを過ぎた後に電圧低下閾値をクロスしたと判定することによって、主電源電圧の低下を決定するように構成された制御ユニットと、を備えるレトロフィットＬＥＤ照明デバイスが提示される。
【０００７】
レトロフィットＬＥＤ照明デバイスの場合、ライン入力電圧を監視することによって主電源電圧の低下を検出できないことがある、というのが本発明者らの洞察の１つであった。このことは、ＬＥＤ照明デバイスが安定器の背後に配置される、という事実に起因する。更に、少なくとも１つのＬＥＤを短絡させるために、ＬＥＤ照明デバイスにシャントスイッチが利用されることがある。これらのシャントスイッチは、安定器によるライン入力電圧の観察を妨害することもある。
【０００８】
本発明者らは、主電源電圧の低下が、安定器によって出力される電流を監視することによって決定され得ることを見出した。したがって、本開示によれば、主電源電圧の低下を検出するように構成されたレトロフィットＬＥＤ照明デバイスが提示される。主電源電圧の低下は、安定器によって供給される電流、すなわち安定器電流の歪みと同時に起きることが見出された。より具体的には、安定器電流は、主電源低下が発生するときに常にゼロ交差を有するとは限らない。本開示は、安定器電流の予想されるゼロ交差が発生しなかったことを認識し、それによって、主電源電圧の低下が発生したことを確認する、というコンセプトに向けられる。
【０００９】
ＬＥＤ照明デバイスは、本質的に交番する安定器電流を直流電流（Direct Current；ＤＣ）であるランプ電流に整流するように構成された整流器を備える。
【００１０】
整流器が、４つのスイッチング要素を備えてもよい。これらのスイッチング要素は、ダイオードのように制御不能であるか、又は金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor；ＭＯＳＦＥＴ）、サイリスタなどのように制御可能であるかのいずれであってもよい。本開示の目的のために、スイッチング要素はダイオードと呼ばれるが、必要に応じて好適な追加の制御機器を有する、他の同等の制御可能な又は制御不能なスイッチによって置き換えられてもよいことに留意されたい。
【００１１】
更に、ゼロ電流検出器が設けられ、ゼロ電流検出器は、ランプ電流又は安定器電流のゼロ値を検出するように構成される。ゼロ電流検出器は、ゼロ電流検出器が安定器電流のゼロ値を検出するように構成される場合、ゼロ交差検出器と呼ばれることもある。これは、安定器電流がＡＣ電流波形によって特徴付けられるためである。ここで、ゼロ交差は、ＡＣ波形の符号が変化する点、すなわち負の波形から正の波形へ又は逆に変化する点として定義される。ランプ電流、すなわち整流器の後の電流は、ＤＣ信号である。そのような場合、検出器は、電流がゼロであるか、又はほぼゼロであるかを検出するように構成される。
【００１２】
ゼロ電流検出器（zero current detector；ＺＣＤ）自体は、検知抵抗器と組み合わせたオペアンプ（Operational Amplifier；ＯｐＡｍｐ）比較器を使用して実装されてもよい。ＺＣＤのそのような実装は、当業者にとって周知であるので、本明細書では更に詳述されない。ＺＣＤは、他の同等の手段を使用して実装されてもよいことにも留意されたい。
【００１３】
ＺＣＤは、信号生成器に電気的に結合される。信号生成器は、単調な波形信号を出力するように構成される。単調な波形は、完全に非増加又は完全に非減少である波形である。つまり、対象となる特定の時間枠内では、信号は、（信号が非減少である場合に）減少しないか、又は（信号が非増加である場合に）増加しない。一例として、（時間の増加に応じて信号振幅が増加する）ランプ（ramp）信号又は鋸歯状信号が、単調な波形である。
【００１４】
単調な波形は、特定のベースレベルから増加（又は減少）し始めることを特徴とする。好ましくは、ベースレベルは、ゼロ振幅レベルに相当する。更に、信号生成器は、ＺＣＤがランプ電流又は安定器電流のゼロ電流レベルを検出したときに、リセットされてベースレベルに戻るように構成される。
【００１５】
一例として、信号生成器は、ＺＣＤが安定器電流のゼロを検出するまで、ベースレベルから始まる非減少波形を出力する。そのような検出が発生すると、信号生成器の出力は、リセットされてベースレベルに戻り、サイクルが繰り返される。リセットされる前に、出力された波形信号の振幅は通常、特定のレベル、リセットレベルに達している。信号生成器は典型的に、ほぼ同じレベル、すなわち同じリセットレベルで周期的にリセットされることに留意されたい。これは、安定器電流が周期的な信号であるため、ゼロ電流点も周期的に発生するという事実による。したがって、信号生成器はまた、周期的な信号を生成する。この場合、出力される波形信号の振幅は、リセットレベルになる。
【００１６】
例示的な実施形態は、信号生成器の振幅がリセットレベルをクロスし、電圧低下閾値レベルであると判定することによって、主電源低下の発生を決定するように構成された制御ユニットを更に備える。制御ユニットは、信号生成器の振幅が電圧閾値レベルであると判定すると、主電源入力電圧の電圧低下が発生したことを確認する。
【００１７】
そのような検出の背景にある原理は、主電源電圧の低下が存在すると、入力電流がほぼ一定のレベルに維持され得ることである。このことは、一定量の電力が安定器に、それゆえランプに供給されることを確実にするのに役立つ。したがって、主電源電圧の低下が発生すると、電流レベルは、特定のレベルにほぼ維持される。このことは、ＺＣＤが、主電源低下の持続時間にわたってゼロレベルを検出しないことを意味する。その結果として、信号生成器はリセットされず、このことは、出力された波形信号が電圧低下閾値レベルに達することをもたらし、それによって、制御ユニットは、主電源電圧の低下を首尾よく検出することができる。
【００１８】
本開示による一例では、
信号生成器は、単調増加波形を出力するように構成され、電圧低下閾値がリセットレベルよりも高いか、又は
信号生成器は、単調減少波形を出力するように構成され、電圧低下閾値がリセットレベルよりも低い。
【００１９】
単調な波形は、非減少又は非増加のいずれかであり得ることが見出された。出力される波形信号が非減少（単調増加）信号であるとき、電圧低下閾値は、リセットレベルよりも高い。同様に、出力される波形信号が非増加（単調減少）信号であるとき、電圧低下閾値は、リセットレベルよりも低い。
【００２０】
一例では、レトロフィットＬＥＤ照明デバイスは、
−ランプ電流が少なくとも１つのＬＥＤを迂回するように、少なくとも１つのＬＥＤを分路するためのシャントスイッチを備え、
制御ユニットは、主電源電圧の低下の決定に基づいてシャントスイッチを制御するように更に構成される。
【００２１】
主電源電圧の低下を検出するのみならず、何らかの対応する動作を行い、それによって、例えば、主電源の低下の結果として生じる有害な影響から任意の電気部品を保護することが有利であり得る。そのような保護手段を実装する一方法は、シャントスイッチ及びシャントスイッチを制御するための対応する制御手段を含むことである。主電源電圧の低下を検出すると、シャントスイッチは、主電源低下の結果として生じる有害な影響が抑制又は緩和されるように、制御ユニットによって制御されてもよい。
【００２２】
制御ユニットは、例えば、マイクロコントローラ、又はマイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array；ＦＰＧＡ）若しくは同様のものなどの任意の他の制御装置であってもよい。マイクロコントローラは、例えば、利用可能な入力ピンの一部にて関連する入力信号を受けてもよく、他の利用可能な出力ピンにて、シャントスイッチを制御するための出力制御信号を供給してもよい。
【００２３】
一例では、制御ユニットは、
−ゼロ値の検出によってトリガされ、シャントスイッチを非導通状態にすることと、
−主電源電圧の低下の決定によってトリガされ、シャントスイッチを非導通状態にすることと、
−出力された波形が電圧低下閾値をクロスしたと判定することによってトリガされ、シャントスイッチを導通状態にすることと、を行うように構成される。
【００２４】
上述の例の利点は、対応する電流のゼロ値が検出されるたびにシャントスイッチが非導通状態になり、主電源低下が発生するたびにスイッチが非導通状態になることである。
【００２５】
一例では、電圧低下閾値は、リセットレベルの１．１〜１．５倍、好ましくは１．１〜１．２倍である。電圧低下閾値は、信号生成器が単調な非減少波形を出力するシステムの場合、リセットレベルよりも相応に高い。関連する閾値レベルは、検知機器が好適なマージンで作動し、それによって誤検出を生じなくなり得るように選択される。信号生成器が非増加波形信号を出力するシステムでは、電圧低下閾値の振幅又は絶対値が、リセットレベルの振幅又は絶対値の１．１倍〜１．５倍、好ましくは１．１〜１．２倍であるという条件で、同じ範囲が適用されてもよい。
【００２６】
本発明の第２の態様では、照明システムであって、
−上述の例のいずれかに記載のレトロフィットＬＥＤ照明デバイスと、
−レトロフィットＬＥＤ照明デバイスに接続された安定器、例えば電磁安定器と、を備える照明システムが提供される。
【００２７】
本発明の第１の態様の実施形態に関して開示されるような利点及び定義は、照明システムである、本発明の第２の態様の実施形態にも対応することに留意されたい。
【００２８】
本発明の第３の態様では、上で提示されたような例のいずれかによるレトロフィットＬＥＤ照明デバイスを作動させる方法であって、
−整流器によって、安定器電流を整流し、ランプ電流を少なくとも１つのＬＥＤに供給するステップと、
−ゼロ電流検出器によって、ランプ電流又は安定器電流のゼロ値を検出するステップと、
−信号生成器によって、ベースレベルから始まる単調な波形信号を出力し、信号生成器によって、ゼロ電流検出器によってゼロ値が検出された際に出力信号をリセットレベルからベースレベルにリセットするステップと、
−制御ユニットによって、出力された波形がリセットレベルを過ぎた後に電圧低下閾値をクロスしたと判定することによって、主電源電圧の低下を決定するステップと、を含む方法が提供される。
【００２９】
本発明の第１及び第２の態様の実施形態に関して開示されるような利点及び定義は、レトロフィットＬＥＤを作動させ、主電源電圧の低下を検出する方法である、本発明の第３の態様にも対応することに留意されたい。
【００３０】
一例では、出力するステップは、
−信号生成器によって、単調増加波形を出力するステップ、
−信号生成器によって、単調減少波形を出力するステップのいずれかを含む。
【００３１】
別の例では、方法は、
−制御ユニットによって、主電源電圧の低下の決定に基づいてシャントスイッチを制御するステップを更に含む。
【００３２】
一例では、方法は、
−ゼロ値の検出によってトリガされ、シャントスイッチを非導通状態にするステップと、
−主電源電圧の低下の決定によってトリガされ、シャントスイッチを非導通状態にするステップと、
−出力された波形がリセットレベルに達する前に、出力された波形が導通化閾値をクロスしたと判定することによってトリガされ、シャントスイッチを導通状態にするステップと、を更に含む。
【００３３】
本方法の更なる例では、電圧低下閾値は、リセットレベルの１．１〜１．５倍、好ましくは１．１〜１．２倍である。
【００３４】
本方法は、固体光源に設けられたマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラなど、好適にプログラムされたプロセッサ又はプログラマブルコントローラによって、効果的に実行され得る。
【００３５】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以降で説明される実施形態から明らかとなり、それらの実施形態を参照して解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】主電源低下検出のために構成された発光ダイオード（ＬＥＤ）ベース照明デバイスの一例の概略図を示す。
【図２】主電源低下検出のために構成されたＬＥＤベース照明デバイスを備えるシステムの高レベルブロック図を示す。
【図３】主電源低下検出のために構成されたＬＥＤベース照明デバイスの一部の概略図を示す。
【図４】システムの様々なノードでのサンプル波形を示す。
【図５】ＬＥＤベース照明デバイスにおける主電源低下を検出する方法を実装するための高レベルブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、主電源低下検出のために構成された発光ダイオード（ＬＥＤ）照明デバイスの一例の概略図を示す。
【００３８】
参照番号１０は、主電源電圧の低下を検出するために構成されたＬＥＤ照明システムの概略的な電子構成を示す。そのようなシステムは、安定器１４に接続されたＬＥＤ照明デバイス１１を備える。安定器は、主電源ラインなどの電気エネルギー源から入力電力を受ける。主電源供給部は、ライン１２及びニュートラル１３を備える。一般的に行われるように、照明デバイスが、ライン１２及びニュートラル１３によって示された単相電源から電力供給を受けることが示されている。しかし、必要に応じて、デバイスは、三相電源から電力を受けるように設計されてもよい。
【００３９】
安定器１４は、インダクタ１５及び静電容量１６を備えるか、又はそれらによって少なくともモデル化される。インダクタンス１５の目的は、照明デバイス１１への電流の順当な安定供給を確実にすることであり、静電容量１６の目的は、システムの力率を改善することである。安定器１４によってＬＥＤ照明デバイス１１に供給される電流は、交流（alternating current；ＡＣ）、すなわち安定器電流であり、この電流は、ＬＥＤアレイ２７に供給される前に整流される必要がある。
【００４０】
整流器は、ダイオード１７、１８、１９及び２０を備える。これらは一緒になって、全波整流器又はブリッジ整流器を構成する。整流器１７、１８、１９、２０は、入力部及び出力部を有し、整流器は、その入力部でＡＣ電圧を受け、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換し、ＤＣ電圧を少なくとも１つのＬＥＤに供給するように構成される。整流器２は、例えば、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に整流するための４つのダイオードを備える。
【００４１】
特定の場合には、２つの異なる分岐線内の少なくとも２つのダイオードが、トランジスタ又はＭＯＳＦＥＴなどの制御可能なスイッチによって置き換えられてもよい。このようにすることは、少なくとも１つのＬＥＤ、すなわちＬＥＤアレイ２７に供給される電力の量を制御する利点を有し、制御可能なスイッチのオン時間を制御することによって、ＬＥＤアレイの可変の輝度レベルが達成され得る。そのようなシナリオでは、制御可能なスイッチのための制御信号は、同じ制御ユニット又は異なる専用の制御ユニットによって供給されてもよい。
【００４２】
整流された電流、すなわちランプ電流は、ＬＥＤのアレイ２７に供給される。ＬＥＤのアレイ２７は、光を供給するために好適に配置された１つ以上のＬＥＤを備えてもよい。供給されたランプ電流は、ダイオード２４を介してＬＥＤに送られる。ダイオードは、整流器及び安定器などの他の電子部品を損傷させ得る、バッファコンデンサ２５からの逆方向の電流を防止するために、電流の経路に導入される。
【００４３】
シャントスイッチ２２が、少なくとも１つのＬＥＤ２７と並列な経路に導入される。シャントスイッチ２２は、安定器によって供給され得る過剰な電力を分路するために配置される。シャントスイッチは制御可能であることが好ましい。シャントスイッチ２２を制御する制御信号は、端子２３を介して供給されてもよい。制御信号は、制御ユニットによって、又はマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ若しくはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）（不図示）などの制御装置によって生成されてもよい。
【００４４】
制御スイッチは、導通状態であるか又はオン状態であるときに、対電流抵抗が最小となるより短い経路を提供し、それによって、電流は、接地へと直接流れ、それによって少なくとも１つのＬＥＤ２７を通って流れることがない。同様に、シャントスイッチが非導通状態であるか又はオフ状態であるときに、ランプ電流は、ＬＥＤを通って流れ、それによって光出力を提供する。
【００４５】
静電容量２５は、ＬＥＤアレイ２７と並列に導入され得るオプション特徴である。導入されると、コンデンサは、入力電流が安定器１４から利用可能であるときに、又はシャントスイッチ２２が非導通状態であるか又はオフ状態であるときに、電荷を蓄積し得る。シャントスイッチが導通状態であるか又はオン状態であるときに、ＬＥＤアレイ２７は、コンデンサ２５によって短い持続時間にわたって給電されてもよい。このことは、均一な電圧がＬＥＤアレイ２７にわたって維持されることを確実にもする。
【００４６】
最後に、主電源低下は、検知抵抗器２１を通る電流を検知することによって検出される。これは、ランプ電流におけるゼロ電流インスタンスを検出し、それによって制御ユニット（不図示）が好適な動作を行うことを可能にする。
【００４７】
図２では、参照番号１００が、主電源低下検出のために構成されたＬＥＤ照明デバイスを備えるシステムの高レベルブロック図を示す。ランプ電流１０６は、ゼロ電流検出器１０１に供給される。ゼロ電流検出器１０１は、ゼロ振幅電流の発生を検出するように構成される。このことは、比較器を使用して、電流値をゼロアンペアの基準入力と比較することによって達成され得る。代わりに、同じ機能は、ゼロ交差検出器を用いることによって実現することもできる。比較器とゼロ交差検出器の両方の機能は、当業者には周知であり、よって更に詳述されない。ゼロ電流検出器１０１は、ランプ電流１０６におけるゼロ値のインスタンスでノード１０８のためのトリガを生成する。入力ランプ電流が周期的であるので、トリガも一定の周期間隔で繰り返されることが合理的に十分想定され得る。
【００４８】
ノード１０８でのトリガは、信号生成器１０２に渡される。信号生成器１０２は、ベースレベルから始まりリセットレベルまで上昇する単調な波形を出力する。信号生成器１０２の出力は、その入力部１０８でトリガに遭遇するたびにリセットされる。単調な波形信号は、出力ノード１０９にて利用可能である。この信号は、比較器１０４に供給される。比較器の基準レベルは、誤差増幅器１０３によって提供される。
【００４９】
比較器１０４は、その出力信号１１１をゲートドライバ１０５に供給する。ゲートドライバ１０５は、その出力部１１２にて、少なくともシャントスイッチ（不図示）を制御する信号を供給する。
【００５０】
図３は、主電源低下検出のために構成されたＬＥＤベース照明デバイスの一部の概略図を示す。
【００５１】
参照番号１５０が、主電源低下検出のために構成されたＬＥＤベース照明デバイスの一部を示す。この実施形態では、信号生成器が、鋸歯状波形を生成し、出力された波形信号は、リセットされてゼロレベルに戻される前にゼロレベルから線形的に上昇する。第１の作動状態の下で、電流源１５６は、コンデンサ１５７に電荷を供給し、コンデンサ１５７は、それによって電荷を蓄積する。この電荷は、時間に対して線形的に増加する。ゼロ電流検出器（不図示）は、ランプ電流のゼロ値を検出すると、ピン１５２を介してスイッチ１５４を導通状態にする。スイッチ１５４が導通状態になると、コンデンサ１５７に蓄積された電荷はリセットされる。更に、電流源１５６への低抵抗経路も提供し、それによってコンデンサの更なる充電を防止する。ゼロ電流状況が解消されると、スイッチは、非導通状態になり、それゆえコンデンサを再び充電する。
【００５２】
コンデンサの充放電サイクルは、鋸歯に似た波形をノード１５５にて生成する。次いで、この波形は、主電源低下検出のために特定の基準値と比較される。信号生成器によって出力された波形は、第１のインスタンスにおいて、第１の比較器１５８によって第１の基準値と比較される。この基準値は、端子１５３にて供給される。この第１の基準値は、シャントスイッチ（不図示）が導通状態になるレベルを提供する。ノード１５５での振幅が、１５３にて提供される第１の基準レベルを超えると、比較器１５８は、その出力部１６１に、シャントスイッチを導通状態にする信号を供給する。スイッチ１５４が導通状態になると、ノード１５５での電圧は、ゼロまで低下し、また第１の基準レベルを下回り、それによって、第１の比較器１５８は、電圧が基準レベルを下回ったと判定し、シャントスイッチが再び非導通状態になる。
【００５３】
しかし、主電源低下の発生中、ゼロ電流検出器は、ゼロを検出せず、それゆえ信号生成器はリセットされない。このことは、信号生成器の出力を、信号生成器の構成に応じて単調に増加又は減少させる。説明のために、信号生成器が非減少波形であると仮定されるが、本適用及び説明は、必要な変更を加えて非増加波形にも同様に適用される。
【００５４】
ノード１５５での電圧は、リセットレベルを超える。第２の閾値が、固定基準レベル１６０によって提供される。この第２の基準レベル１６０は、リセットレベルの１．１〜１．５倍、好ましくはリセットレベルの１．１〜１．２倍となるように選択される。この第２の閾値をノード１５５での電圧がクロスすると、第２の比較器１５９は、導通状態になり、それによってシャントスイッチを非導通状態にする。このことは、ＬＥＤへの電流、及び主電源低下検出の成功を確実にする。代わりに、第２の比較器１５９の出力部１６２での信号は代わりに、主電源低下の発生をユーザ又は他のメンテナンス要員（不図示）に示す他の警告機構及び／又は表示機構に交互に供給されてもよい。加えて、信号は、システム内のインスタンスの追跡及び主電源低下の繰り返し発生を維持できるデータロギングシステム（不図示）に供給されてもよい。
【００５５】
図４は、システムの様々なノードでのサンプル波形を示す。全ての図２００〜２０４において、軸２０５が時間を表し、それゆえ波形の全てが時間の変化に関して示される。参照番号２００が、入力電流波形を示す。ここで、２０６は、主電源低下の発生のインスタンスを指す。このインスタンスの間、電流は、ほぼ一定のままである。参照番号２０１は、ゼロ電流検出器の出力を示す。見て分かるように、ゼロ電流検出器の出力は、電流２００がゼロ値をクロスすると、トリガを発生させる。
【００５６】
図から、インスタンス２０７では、主電源低下が発生したときにゼロ電流が存在しないので、トリガが存在しないことは明らかである。信号生成器の出力は、２０２にて示される。出力は、リセットされてベースレベル２１３に戻ると、ベースレベル２１３からリセットレベル２０９に上昇する。ベースレベル２１３からリセットレベル２０９に上昇するのに要する時間は、ゼロ電流検出器によって生成される２つの連続するトリガ間のタイミングに対応する。波形２０２が中間レベル２０８に達すると、シャントスイッチは、導通状態になり、波形がこの基準レベルを下回ると非導通状態になる。
【００５７】
シャントスイッチを導通状態及び非導通状態にするためのタイミング図が、参照番号２０３にて示される。主電源低下が発生すると、ゼロ電流検出器はトリガを提供せず、それゆえ、信号生成器はリセットされず、リセットレベルを超えて増加し続ける。
【００５８】
第２の主電源低下閾値レベルが、２１０にて提供される。信号生成器は、インスタンス２１４でリセットされておくべきであったが、ゼロ電流検出トリガが存在しないため、最終的には、それが最終的に主電源低下閾値レベル２１０をクロスする２１５にてリセットされる。最後に、参照番号２０４が、主電源低下信号が利用可能となる持続時間を示す。制御ユニット（不図示）は、主電源低下の検出持続時間にわたって制御信号２１２を生成する。この信号２１２は、更なるゼロ電流検出トリガが検出されるとリセットされる。換言すれば、制御ユニットは、信号生成器の出力の振幅が主電源低下閾値レベル２１０に達したときに主電源低下が発生したと決定し、制御ユニットは、別のゼロ電流イベントが検出されるまで、主電源低下が発生したと決定する。前述のように、制御信号は、表示及び／又は制御を含む様々な機能のいずれかを実行するために使用されてもよい。
【００５９】
図５では、参照番号３００が、ＬＥＤベース照明デバイスにおける主電源低下を検出する例示的な方法を実装するための高レベルブロック図を示す。
【００６０】
第１のステップ３１０は、整流器によって安定器電流を整流するステップである。ステップ３２０は、ゼロ電流検出器によるランプ電流又は安定器電流におけるゼロ電流の検出を指す。ゼロ電流を検出すると、ゼロ電流検出器は、トリガ信号を生成する。次いで、このトリガ信号は、信号生成器に結合される。ステップ３３０では、信号生成器は、単調な波形を出力する。単調な波形は、ベースレベルから始まる。信号生成器は、毎回リセットされ、ゼロ電流検出器からトリガを受信する。主電源低下が発生すると、電流は、殆ど一定のままであるか、又はゼロレベルに低下しない。このことは、対応するトリガがステップ３２０にて生成されないことを意味する。信号生成器はリセットされず、出力波形は、公称リセットレベルを超えて進み、第２の主電源低下閾値に近づく。
【００６１】
ステップ３４０では、制御ユニットは、信号生成器の出力電圧が主電源低下閾値電圧に達すると、主電源低下が発生したと決定する。更なる実施形態では、本方法は、制御ユニットによる主電源低下の決定時にシャントスイッチを制御するステップを更に含んでもよい。このことは、ステップ３５０によって表される。このステップでは、主電源低下を検出すると、好適な動作が制御ユニットによって行われる。好適な動作は、以下のうちの１つ以上を含んでもよい。
−システムに及ぶ損傷を防止するために保護機構を起動させること、
−シャントスイッチを非導通状態にし、それによって、電磁安定器に印加される電圧を増加させること、
−外部ユーザ又はメンテナンス要員に、主電源低下の発生を示すこと、
−データロギングシステムに、主電源低下の発生を示すこと。
【００６２】
開示された実施形態に対する他の変形例は、特許請求された発明を実施する際に当業者によって、図面、本開示、及び添付の請求項の研究から理解及び達成することができ、請求項において、「備える」という語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項において列挙される、いくつかの項目の機能を果たすことができる。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得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共に、又は他のハードウェアの一部として供給される、光学記憶媒体又は半導体媒体などの、好適な媒体上に記憶／分散されてもよいが、また、インターネット、又は他の有線若しくは無線の電気通信システムなどを介して、他の形態で分散されてもよい。請求項中のいかなる参照符号も、その請求項の範囲を限定するとして解釈されるべきではない。
【要約】
安定器に接続するためのレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）照明デバイスであって、安定器が、主電源電圧に接続されるように構成され、安定器電流を供給するように構成され、ＬＥＤ照明デバイスは、ゼロ電流検出器を使用して主電源電圧の低下を検出するように構成される。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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