(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷、具体的には１つ以上の光エミッタを有する光ユニットを駆動するドライバデバイスであって、
外部電源から入力電圧を受け取る入力端子と、
前記負荷に給電するために前記負荷に電力を提供する出力端子と、
前記入力端子及び前記出力端子に接続されるドライバ段と、
前記ドライバ段の少なくとも１つの電気的信号パラメータを測定し、前記少なくとも１つの電気的信号パラメータに基づいて所定供給条件からの入力電圧偏差を決定する検出デバイスと、
を含み、
前記ドライバ段は、前記外部電源から引き込まれた入力電流を制御し、所定レベルを有する前記出力端子に提供される電力を制御し、
前記ドライバ段は、前記入力電圧偏差が閾値レベルよりも低い場合、前記入力電流を所定条件に従って制御し、前記入力電圧偏差が前記閾値レベルを超える場合、前記所定条件からの前記入力電流の偏差を許容する、ドライバデバイス。
【請求項２】
前記ドライバ段を制御するために前記ドライバ段に接続される制御段を更に含み、前記制御段は、前記入力電圧偏差が前記閾値レベルよりも低い場合、第１の制御コマンドに基づいて、また、前記入力電圧偏差が前記閾値レベルを超える場合、第２の制御コマンド又は前記第１及び前記第２の制御コマンドに基づいて、前記ドライバ段を制御する、請求項１に記載のドライバデバイス。
【請求項３】
前記制御段は、前記入力電圧に基づいて前記第１の制御コマンドを、また、電力レベルに基づいて前記第２の制御コマンドを決定する、請求項２に記載のドライバデバイス。
【請求項４】
前記制御段は、前記第１及び第２の制御コマンドに基づいて、及び、前記所定供給条件からの検出された前記入力電圧偏差に従って決定される２つの重み係数に基づいて、前記ドライバ段を制御する、請求項２又は３に記載のドライバデバイス。
【請求項５】
前記制御段は、測定された周囲条件、電力レベル、前記負荷の経年年数及び／又は前記ドライバデバイスの経年年数に基づいて、前記閾値レベルを適応させる、請求項２乃至４の何れか一項に記載のドライバデバイス。
【請求項６】
前記制御段は、重み係数を、前記入力電圧のサイクル周期内に適応させる、請求項２乃至５の何れか一項に記載のドライバデバイス。
【請求項７】
前記検出デバイスは、前記入力電圧を前記少なくとも１つの電気的信号パラメータとして検出するために前記入力端子に接続されている、請求項１乃至６の何れか一項に記載のドライバデバイス。
【請求項８】
前記所定供給条件は、前記入力電圧の時間依存の基準関数である、請求項７に記載のドライバデバイス。
【請求項９】
前記検出デバイスは、前記入力電圧をサンプリングするサンプリングデバイスを含む、請求項７又は８に記載のドライバデバイス。
【請求項１０】
前記検出デバイスは、前記基準関数を生成し、前記基準関数を前記入力電圧に同期させる基準生成器を含む、請求項８に記載のドライバデバイス。
【請求項１１】
前記検出デバイスは、前記ドライバ段の電気出力パラメータを前記少なくとも１つの電気的信号パラメータとして検出するために、前記出力端子に接続されている、請求項１乃至６の何れか一項に記載のドライバデバイス。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの電気的信号パラメータは、前記ドライバ段の内部制御又は感知信号に基づいて決定される、請求項１乃至１１の何れか一項に記載のドライバデバイス。
【請求項１３】
前記入力電流の前記所定条件は、主電源高調波規制に対応する、請求項１乃至１２の何れか一項に記載のドライバデバイス。
【請求項１４】
負荷、具体的には１つ以上の光エミッタを含む光ユニットを駆動するための駆動方法であって、
外部電源からの入力電圧を入力端子において受け取るステップと、
前記外部電源から引き込まれる入力電流を制御するステップと、
ドライバ段によって、前記負荷に給電するために所定レベルを有する出力端子に電力を提供するステップと、
前記ドライバ段の電気的信号パラメータを測定するステップと、
前記電気的信号パラメータに基づいて、所定供給条件からの入力電圧偏差を決定するステップと、
前記入力電圧偏差が閾値レベルよりも低い場合、前記外部電源から引き込まれる前記入力電流を所定条件に従って制御するステップと、
前記入力電圧偏差が前記閾値レベルを超える場合、前記所定条件からの前記入力電流の偏差を許容するステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
１つ以上の光ユニット、具体的には１つ以上のＬＥＤを含むＬＥＤユニットを有する光アセンブリと、
請求項１乃至１３の何れか一項に記載される、前記光アセンブリを駆動するドライバデバイスと、
を含む、ライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバデバイスと、負荷、具体的には１つ以上の光エミッタを有する照明ユニットを駆動するための対応する駆動方法とに関する。更に、本発明は、ライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＬＥＤモジュール又はレトロフィットランプである固体光応用向けのドライバは、国内又は国際基準、エネルギーラベル、主電源供給業者等によって規定される主電源高調波規制に適合しなければならない。任意選択の基準もあれば、必須の基準もあり、これは、適合しなければ、製品（ドライバを含む光源）は、特定地域の市場で販売できなくなるからである。入力電流の高調波を制限し、主電源から引き込まれるアイドル電流を減少させるために、様々な種類の力率補正技術が使用されている。最適な場合では、正弦波入力電流が主電源から引き込まれ、正弦波供給電圧が提供される。これは、高い力率をもたらし、高調波はなく、これにより、主電源から無効電力を引き込まないオーミック負荷がエミュレートされる。
【０００３】
入力電流を制御するために、電力段が、ＰＦＣコントローラによって制御されるＰＦＣ段である力率制御技術が知られている。ＰＦＣコントローラは、整流された入力電圧に、ＰＦＣ段を駆動し、瞬間入力電流を制御するための平均電力要求を表す低域通過フィルタリングされたコマンドを乗算する。
【０００４】
或いは、ドライバデバイスは、専用ＰＦＣ段を必要とすることなく主電源高調波規制が満たされるように低い全高調波歪みレベルを生成してもよい。このようなドライバデバイスは、例えば米国特許出願公開第２０１０／００６０１８２Ａ１号から知られている。
【０００５】
高調波歪みを減少させる更なる可能性として、ＲＣ又はＬＣ回路といったパッシブ入力電流整形器が、一次側で、一段式スイッチモード電源と組み合わせて使用されてもよい。この場合、スイッチモード電源の制御ループは、バス電圧と伝達された電力との間の調整をもたらし、また、一次コンデンサの再充電の際に、高調波に影響を及ぼす一次側での電気エネルギーの放出を制御するために使用される。
【０００６】
更なる代替解決策として、タップ付きリニアドライバ（ＴＬＤ）又はスイッチマトリクスドライバ（ＳＭＤ）といったリニアドライバが使用されてもよい。この解決策では、全ＬＥＤ負荷に提供される電流が制御され、電力は特定の方法でセグメント内に導かれ、全ＬＥＤ負荷が形成される。また、入力電流の形状は、全ＬＥＤ負荷への電流及び全ＬＥＤ負荷の構成によって決定される。
【０００７】
従来技術から知られているドライバの欠点は、主電源電圧が、波形及び振幅といった期待されるパラメータに一致する限り、ＬＥＤ負荷に供給される電力が要件に整合する点である。制御ループ及びパラメータは、許容入力電流高調波を維持しつつ、負荷に十分な電力を供給する。しかし、主電源信号が歪んでも、この制御ループ及びこれらのパラメータは依然として適用される。結果として、制御ループ及びパラメータが、公称入力信号に対してデザインされているので、例えば部分的な主電源ドロップアウト又は上部が平たい主電源（flat topped mains）の間、電力供給は、必要な平均電力を下回るだろう。結果として、従来技術から知られているドライバデバイスは、主電源電圧が歪んだ場合、電力トレインが十分な出力電力を供給することを許可したとしても、連続的で安定した電力を負荷に提供することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、主電源高調波規制に対する適合性を提供し、歪んだ主電源供給電圧に対処する一方で、負荷、具体的には１つ以上の光エミッタを有する光ユニットに連続的で安定した電力を提供する、ドライバデバイスと、当該負荷を駆動するための駆動方法とを提供することを目的とする。更に、本発明は、対応するライト装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様によれば、ドライバデバイスが提供される。当該ドライバデバイスは、
外部電源から入力電圧を受け取る入力端子と、
負荷に給電するために負荷に電力を提供する出力端子と、
入力端子及び出力端子に接続されるドライバ段と、
ドライバ段の少なくとも１つの電気的パラメータを測定し、当該電気的パラメータに基づいて所定供給条件からの入力電圧偏差を決定する検出デバイスと、
を含み、
ドライバ段は、外部電源から引き込まれた入力電流を制御し、所定レベルを有する出力端子に提供される電力を制御し、
ドライバ段は、入力電圧偏差が閾値レベルよりも低い場合、入力電流を所定条件に従って制御し、入力電圧偏差が閾値レベルを超える場合、所定条件からの入力電流の偏差を許容する。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、負荷を駆動するための駆動方法が提供され、当該方法は、
外部電源からの入力電圧を入力端子において受け取るステップと、
外部電源から引き込まれる入力電流を制御するステップと、
ドライバ段によって、負荷に給電するために所定レベルを有する出力端子に電力を提供するステップと、
ドライバ段の電気的パラメータを測定するステップと、
電気的パラメータに基づいて、所定供給条件からの入力電圧偏差を決定するステップと、
入力電圧偏差が閾値レベルよりも低い場合、外部電源から引き込まれる入力電流を所定条件に従って制御するステップと、
入力電圧偏差が閾値レベルを超える場合、所定条件からの入力電流の偏差を許容するステップと、を含む。
【００１１】
本発明の更に別の態様によれば、１つ以上の光ユニット、具体的には１つ以上のＬＥＤを含むＬＥＤユニットを有する光アセンブリと、本発明によって提供される、当該光アセンブリを駆動するドライバデバイスと、を含む、ライト装置が提供される。
【００１２】
本発明の好適な実施形態は、従属項に規定される。当然ながら、請求項に係る方法は、請求項に係る装置と同様の及び／又は同一の、従属項に規定された通りである好適な実施形態を有する。
【００１３】
本発明は、検出デバイスによって入力電圧偏差を測定し、これにより、入力電圧が所定供給条件から外れているかどうかを決定するという考えに基づいている。入力電圧が所定供給条件に適合する場合、外部電源、具体的には主電源から引き込まれる入力電流は、例えば主電源供給業者によって又は対応する法規制によって規定される主電源高調波規制である所定条件に従って制御されなければならず、また、当該所定条件に適合しなければならない。所定供給条件からの入力電圧の偏差が、特定のレベルを超えると、ドライバデバイスは、負荷に給電するために必要な電力を提供できなくなる一方で、外部電源からの、当該所定条件に適合する入力電流は依然として引き込む。この場合、所定条件からの偏差が、負荷に給電するために十分な電力レベルを提供するために、許容される。これは、制御ループ又は制御ループのパラメータを変更することによって達成される。したがって、入力電圧が所定供給条件から外れる場合でも、負荷に給電するために必要な電力が、これらの手段のないコンバータに比べて広い入力信号偏差レンジに亘って連続的に提供される。
【００１４】
好適な実施形態では、ドライバデバイスは更に、ドライバ段を制御するためにドライバ段に接続される制御段を含み、制御段は、入力電圧偏差が閾値レベルよりも低い場合、第１の制御コマンド、即ち、第１の制御パラメータに基づいて、また、入力電圧偏差が閾値レベルを超える場合、第２の制御コマンド、即ち、第２の制御パラメータ、又は、第１及び第２の制御コマンド、即ち、パラメータに基づいて、ドライバ段を制御する。これは、入力電圧偏差に応じてドライバ段を駆動する単純な解決策を提供する。
【００１５】
好適な実施形態では、制御段は、入力電圧に基づいて第１の制御コマンド、即ち、制御パラメータを、また、電力レベルに基づいて第２の制御コマンド、即ち、制御パラメータを決定する。これは、ドライバデバイスを制御する有効な可能性を提供する。入力電流は、入力電圧偏差が閾値レベル未満である場合、入力電圧に基づいて制御され、入力電圧偏差が閾値レベルを超える場合、電力レベルに基づいて制御され、これにより、連続的で安定した電力が負荷に供給される。
【００１６】
更なる好適な実施形態によれば、制御段は、２つの制御コマンド、即ち、制御パラメータに基づいて、及び、所定供給条件からの入力電圧偏差に基づいて決定される２つの重み係数に基づいて、ドライバ段を制御する。これは、入力電流を制御するための調整努力を減少させる単純な解決策である。連続的な駆動信号が、入力電圧偏差に応じて提供される。
【００１７】
更なる好適な実施形態によれば、制御段は、測定された周囲条件、電力レベル、負荷の経年年数及び／又はドライバデバイスの経年年数に基づいて、閾値レベルを適応させる。これは、電流の周囲条件、並びに、負荷及びドライバデバイスの条件に適応されたドライバデバイスの個別の調整を提供する。
【００１８】
更なる好適な実施形態によれば、制御段は、重み係数を、入力電圧のサイクル周期内に適応させる。これは、入力電流偏差に応じて、入力電流値を個別に制御する正確かつ効果的な可能性を提供する。
【００１９】
好適な実施形態では、検出デバイスは、入力電圧を、電気的パラメータとして検出するために、入力端子に接続されている。これは、低応答時間で入力電圧偏差を検出する単純及び高速な可能性である。
【００２０】
好適な実施形態では、所定供給条件は、入力電圧の基準関数として規定される。これは、低技術努力で入力電圧偏差を検出する正確な可能性を提供する。
【００２１】
更なる好適な実施形態によれば、検出デバイスは、入力電圧をサンプリングするサンプリングデバイスを含む。
【００２２】
更なる好適な実施形態によれば、検出デバイスは、基準関数を生成し、当該基準関数を入力電圧に同期させる基準生成器を含む。これは、基準関数と入力電圧との正確な比較を提供し、入力電圧偏差を決定するための規制及び測定努力を少なくする。
【００２３】
更なる好適な実施形態によれば、検出デバイスは、ドライバ段の電気出力パラメータを、電気的パラメータとして検出するために、出力端子に接続されている。これは、ドライバデバイスの結果として得られる出力に基づいて入力電圧偏差を検出する有効な可能性である。
【００２４】
好適な実施形態では、電気的パラメータは、ドライバ段の内部制御又は感知信号に基づいて決定される。これは、追加の測定デバイスを省略することができるので、少ない技術努力で入力電圧偏差を検出する実用的な解決策である。
【００２５】
更なる好適な実施形態によれば、入力電流の所定条件は、主電源高調波規制に対応する。これは、主電源電圧供給業者の規制又は法規制に適合し、ドライバデバイスを動作させ、ドライバデバイスを主電源に接続するための許可を得る可能性を提供する。
【００２６】
更なる好適な実施形態によれば、閾値レベルは、主電源高調波規制において許容されるように、所定条件からの入力電圧の許容される偏差に等しいか又はそれよりも大きい。
【００２７】
上記したように、本発明は、負荷を駆動するための改良型ドライバデバイスを提供する。外部電源から引き込まれた入力電流は、入力電圧が所定供給条件に適合する場合は、制御される。入力電圧が所定供給条件から外れる場合でも、連続的な電力を提供する。これは、入力電圧が所定供給条件から外れる場合は、所定電流条件からの偏差が許容されるからである。これは、入力電圧が所定供給条件から外れる場合でも確実に電力を提供できるようにする解決策である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施形態を参照することにより明らかとなろう。
【００２９】
【図１】図１は、外部電源から引き出された入力電力を制御するドライバデバイスの概略ブロック図を示す。
【図２】図２は、図１に示されるドライバデバイスの一実施形態の詳細なブロック図を示す。
【図３】図３は、所定供給条件からの入力電圧偏差の検出を説明する図を示す。
【図４】図４は、図２のドライバデバイスの一実施形態の詳細な概略ブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、全体的に１０と示されるドライバデバイスの概略ブロック図を示す。ドライバデバイス１０は、好適には主電源であり、ドライバデバイス１０に入力電圧Ｖ１０として供給電圧Ｖ１０を提供する外部電圧供給源１２に接続されている。ドライバデバイス１０は、外部電圧供給源１２から、入力電流Ｉ１を引き出す。ドライバデバイス１０は、出力電圧Ｖ２０及び出力電流Ｉ２を、負荷１４に給電するために負荷１４に提供する。
【００３１】
ドライバデバイス１０は、入力電圧Ｖ１０を出力電圧Ｖ２０に変換し、入力電流Ｉ１を引き込み、負荷に給電するために出力電流Ｉ２を提供するドライバ段１６を含む。ドライバデバイス１０は更に、正常制御ループ１８及びバックアップ制御ループ２０を含み、それぞれ、入力信号を受け取るために、外部電圧供給源１２、負荷１４及びドライバ段１６に接続されている。正常制御ループ１８及びバックアップ制御ループ２０は、制御段２２に接続されている。制御段２２は、ドライバ段１６を制御するためにドライバ段１６に接続されている。
【００３２】
ドライバデバイス１０は更に、所定供給条件からの入力電圧Ｖ１０の偏差を検出するためにドライバ段１６に接続され、入力電圧偏差と、正常制御ループ１８及びバックアップ制御ループ２０によって提供される制御パラメータとに基づいて、ドライバ段１６を制御するために制御段２２に接続されている検出デバイス２４を含む。
【００３３】
正常制御ループ１８は、外部電圧供給源１２によって提供される入力電圧Ｖ１０に基づいて、第１の制御コマンド２６、即ち、第１の制御パラメータ２６を制御段２２に提供する。バックアップ制御ループ２０は、負荷１４の出力電力需要に基づいて、第２の制御コマンド２８、即ち、第２の制御パラメータ２８を制御段２２に提供する。制御段２２は、ドライバ段１６を駆動するために、制御信号３０をドライバ段１６に提供する。ドライバ段１６は、外部電圧供給源１２から引き込まれた入力電流Ｉ１を制御し、制御信号３０に基づいて、出力電圧Ｖ２０及び出力電流Ｉ２を提供する。
【００３４】
検出デバイス２４は、ドライバ段１６の電気的パラメータ３１に基づいて、所定供給条件からの入力電圧Ｖ１０の偏差を検出し、制御信号３２を制御段２２に提供する。検出デバイス２４によって検出されるドライバ段１６の電気的パラメータ３１は、入力電圧Ｖ１０、出力電圧Ｖ２０、出力電流Ｉ２、又は、ドライバ段１６の内部駆動信号であってよい。制御段２２は、入力電圧偏差に基づいて、第１の制御コマンド２６、即ち、第１の制御パラメータ２６と第２の制御コマンド２８、即ち、第２の制御パラメータ２８とを組み合わせて、ドライバ段１６を駆動するための対応する制御信号３０を形成する。
【００３５】
入力電圧Ｖ１０が所定供給条件から外れない場合、又は、所定供給条件から所定制限内で少し外れる場合、検出デバイス２４は、それに応じて、制御信号３２を制御段２２に提供し、制御段２２は、第１の制御コマンド２６、即ち、第１の制御パラメータ２６に基づいて、制御信号３０をドライバ段１６に提供する。第１の制御コマンド２６、即ち、第１の制御パラメータ２６は、入力電圧Ｖ１０に対応する入力電流Ｉ１を制御するために、入力電圧Ｖ１０に基づいて正常制御ループ１８によって生成される。この場合、入力電流Ｉ１は、主電源供給業者が求める主電源高調波規制といった所定条件に適合するように、及び／又は、外部電圧供給源１２から引き込まれるアイドル電流を減少させ、オーミック負荷をエミュレートするために法規制に適合するように制御される。バックアップ制御ループ２０は、負荷１４の電力需要に基づいて、第２の制御コマンド２８、即ち、第２の制御パラメータ２８を制御段２２に提供する。入力電圧Ｖ１０が、所定供給条件から外れる場合、制御段２２は、第２の制御パラメータ２８に基づいて制御信号３０を提供し、必要に応じて負荷１４に給電するために出力電圧Ｖ２０及び出力電流Ｉ２を提供する。入力電圧Ｖ１０の偏差が最大レベルである場合、制御信号３０は、第２の制御コマンド２８、即ち、第２の制御パラメータ２８のみに基づく。入力電圧Ｖ１０が、所定供給条件に対応する場合、制御信号３０は、第１の制御コマンド２６、即ち、第１の制御パラメータ２６のみに基づく。所定供給条件からの入力電圧Ｖ１０の偏差が、最大値と最小値との間のレベルにある場合、制御段２２は、第１及び第２の制御コマンド、即ち、制御パラメータ２６、２８を、入力電圧偏差の度合いに応じて、組み合わせ制御信号３０に組み合わせる。
【００３６】
したがって、ドライバデバイス１０は、入力電圧Ｖ１０が所定供給条件内である場合、所定入力電流条件に従って入力電流Ｉ１を制御し、所定入力電流条件から外れる入力電流Ｉ１を引き込むことを可能にする。したがって、負荷１４を給電するための出力電力は、入力電圧Ｖ１０が所定供給条件から外れても提供され、入力電圧Ｖ１０が、オーミック負荷がエミュレートされるといった所定供給条件内である場合、入力電流条件に従って入力電流Ｉ１が引き込まれる。
【００３７】
図２は、ドライバデバイス１０の特殊な実施形態を説明する詳細なブロック図を示す。同一の要素は、同一の参照符号で示され、ここでは、相違点のみが詳細に説明される。
【００３８】
ドライバ段１６は、入力電圧Ｖ１０を整流入力電圧Ｖ１２に整流する整流器ユニット３６を含む。整流器ユニット３６は、分圧器３８と、整流器ユニット３６と並列に接続されている入力コンデンサ４０とに接続されている。整流器ユニット３６は更に、整流器ユニット３６を制御可能なスイッチ４４に電気的に接続するためのインダクタ４２に接続されている。インダクタ４２は更に、ダイオード４６と、出力コンデンサ４８とに接続されている。ドライバ段１６は、出力電圧Ｖ２０及び／又は出力電流Ｉ２を測定するために、出力コンデンサ４８と並列に接続されている出力測定ユニット５０を含む。負荷１４は、出力測定ユニット５０と並列に接続され、ＬＥＤユニット１４で形成されている。
【００３９】
整流入力電圧Ｖ１２は、インダクタ４２に提供され、制御可能なスイッチ４４は、整流入力電圧Ｖ１２を、要望通りに出力電圧Ｖ２０に変換するように頻繁に切り替えられ、これにより、出力電流Ｉ２を負荷１４に提供し、入力電流Ｉ１を外部電圧供給源１２から引き込む。制御可能なスイッチ４４は、以下に説明されるように、制御段２２によって制御される。
【００４０】
制御段２２は、スイッチドライバ５２、出力信号レギュレータ５４及び乗算器５６を含む。スイッチドライバ５２は、制御可能なスイッチ４４を駆動するために、制御可能なスイッチ４４の出力部と、制御可能なスイッチ４４の制御入力部とに接続されている。出力信号レギュレータ５４は、例えば出力電流Ｉ２、出力電圧Ｖ２０又はドライバ段１６の出力電力である出力信号を、出力測定ユニット５０から受け取り、平均電力需要信号５７を乗算器５６に提供する。乗算器５６は、分圧器３８から受け取る第１の制御パラメータ２６と、バックアップ制御ループ２０から受け取る第２の制御パラメータ２８とを組み合わせる組み合わせデバイス５８に接続されている。組み合わせデバイス５８によって提供される組み合わせ信号６０と、出力信号レギュレータ５４によって提供される平均電力需要信号５７とは、乗算器５６によって乗算されて、スイッチドライバ５２への入力信号６２として提供される。
【００４１】
検出デバイス２４は、所定供給条件からの入力電圧偏差を求めるために、電気的パラメータを検出する。検出デバイス２４は、入力電圧Ｖ１０を電気的パラメータとして検出するためにドライバ段１６の入力端子に接続されているか、整流電圧Ｖ１２を電気的パラメータとして検出するために整流器ユニット３６に接続されているか、又は、ドライバ段１６の出力パラメータを電気的パラメータとして検出するために出力測定ユニット５０に接続されている。検出デバイス２４は、例えば調光器設定、周囲温度、負荷１４の経過年数、ドライバ段の経過年数、電力レベル及び／又は周囲光レベルである外部パラメータ６６に基づいて決定される閾値レベル６３を、閾値生成器６４から受け取る。
【００４２】
検出デバイス２４は、外部パラメータ６６と、出力測定ユニット５０に接続されているフィルタデバイス６８からの平均電力需要信号５７とを受け取る。バックアップ制御ループ２０は、第２の制御パラメータ２８を生成するために、外部パラメータ６６と、検出デバイス２４からの入力電圧偏差とを受け取る。
【００４３】
検出デバイス２４は、検出された、所定供給条件からの入力電圧偏差に応じた重み係数に基づいて、第１及び第２の制御パラメータ２６、２８を組み合わせる組み合わせデバイス５８を制御する。
【００４４】
したがって、制御可能なスイッチ４４は、所定供給条件からの入力電圧偏差が閾値レベル６３未満である場合、入力電圧Ｖ１０及び出力電力需要に応じて制御段２２によって提供される制御信号３０によって制御される。又は、制御可能なスイッチ４４は、入力電圧Ｖ１０の偏差が最大レベルに到達する場合は、出力信号レギュレータ５４によって提供される平均電力需要信号５７に基づいて、若しくは、偏差が、閾値レベル６３と最大レベルとの間である場合は、入力電圧Ｖ１０及び平均電力需要信号５７の組み合わせに基づいて、制御される。
【００４５】
図３は、基準信号、歪んだ入力電圧Ｖ１０、及び、歪んだ入力電圧Ｖ１０と基準信号との偏差関数を示す。
【００４６】
所定供給条件からの入力電圧Ｖ１０の偏差を検出するために、主電源周波数に調整されかつ同期された発振器が組み入れられてもよく、図３ａに示されるような正弦波基準信号を生成する。図３ｃに、歪んだ入力電圧Ｖ１０の一例が示されている。歪んだ入力電圧Ｖ１０は、基準信号と比較され、図３ｂにその差が示されている。
【００４７】
入力電圧Ｖ１０と基準信号との差を規定するための閾値レベル６３は、期待信号に対する絶対差に基づいていてもよく、又は、相対誤差の組み合わせであっても、若しくは、ゼロ交差辺りのブランキング閾値レベルであってもよく、これにより、不正確さが、歪みの誤検出を引き起こしうる低入力電圧における大きい相対誤差をもたらさないようにする。
【００４８】
入力電圧Ｖ１０と基準信号との比較は、高速応答及び正確な入力電圧偏差関数を提供する。これは、入力電圧Ｖ１０の平均化は、低速応答を提供し、また、図３に示される場合では、正弦波の正の半波が、入力電圧Ｖ１０の歪んだ負の半波によって平均化されるからである。
【００４９】
この具体的事例では、所定条件からの入力電流Ｉ１の偏差は、比較関数の負のピークが閾値レベル６３を超える場合の入力電圧Ｖ１０の歪んだ負の半波の間だけ許可されるべきである。これは、入力電流Ｉ１の正確な制御につながる。
【００５０】
入力電圧Ｖ１０の検出のために、定期的な測定を行い、測定値を入力電圧Ｖ１０の所定期待値と比較するサンプリングユニットを使用してもよい。例えばルックアップテーブルに記憶されている所定期待値に基づいて、正弦波波形からの入力電圧Ｖ１０の偏差を求めることができる。
【００５１】
更なる簡易化された実施形態では、測定デバイスは、入力電圧Ｖ１０のピーク値を測定するか、又は、入力電圧Ｖ１０の平均値を求めてもよい。入力電圧Ｖ１０のピーク値又は平均値は、閾値生成器６４によって規定される閾値レベル６３と比較され、入力電圧Ｖ１０が所定条件から外れるかどうかが決定される。
【００５２】
図４は、図２のドライバデバイス１０の特定の実施形態を示す。同一の要素は、同一の参照符号で示され、ここでは、相違点のみが詳細に説明される。
【００５３】
ドライバ段１６は、入力コンデンサ４０と制御可能なスイッチ４４との間に接続されているトランス７０を含む。トランス７０はインダクタ４２に取って代わる。トランス７０は、ゼロ電流検出として機能し、対応するゼロ電流信号７１を、制御可能なスイッチ４４を制御するスイッチドライバ５２に提供する。したがって、入力電流Ｉ１は、より正確に制御されることができる。
【００５４】
ドライバ段１６は更に、負荷１４と直列に接続されている抵抗器７６を含む。抵抗器７６の両端間の電圧降下に対応し、負荷１４内の出力電流Ｉ２に対応する基準電圧ＶＲが、負荷１４と抵抗器７６との間のノード７７において検出される。基準電圧ＶＲは、平均電力需要信号５７を決定する出力信号レギュレータ５４に提供される。
【００５５】
出力電流Ｉ２は、所定供給条件からの入力電圧偏差を求める検出デバイス２４への入力信号として提供される。
【００５６】
ドライバ段１６が一定のオンタイムＰＦＣ段である場合、乗算器５６は、組み合わせ信号６０と平均電力需要信号とを信号レベルにおいて乗算しないが、制御可能なスイッチ４４のオンタイムの間に、インダクタ４２又はトランス７０内の電流を積分することによって乗算を行う。このような応用において、本発明の原理を使用することもできる。通常は、制御ループ用の定数パラメータ２６であるオンタイムは、バックアップ信号２８に取って代わられ、異なる入力電流が引き込まれるように、非定数オンタイムがもたらされる。
【００５７】
ドライバデバイス１０の好適な応用は、タップ付きリニアドライバ（ＴＬＤ）である。この応用では、特定の長さのＬＥＤ列が、入力電圧Ｖ１０に適応される。一定光出力を生成するために、ドライバは、スイッチング機構を含み、複数の電流Ｉ２、Ｉ２’、Ｉ２’’等を負荷の様々なセグメントに対し出力する。タップ付きリニアドライバの出力電流Ｉ２、Ｉ２’、Ｉ２’’、…のうち少なくとも１つは、ＬＥＤ列の長さが減少される場合は、増加される。出力電力の増加は、入力電流Ｉ１の増加をもたらし、また、外部電圧供給源１２から引き込まれる電流を増加する。したがって、入力電流Ｉ１は、減少する入力電圧Ｖ１０に対し増加される。この電流の増加は、所定入力電流Ｉ１を有するために、特定の振幅範囲及び特定の期間に制限される。例えば入力電流Ｉ１は、正常主電源電圧のピークにおける電流の３倍に制限される。所定供給条件からの入力電圧Ｖ１０の偏差が検出される場合、入力電流に関する制限が緩められる又は外されて、ドライバ及びＬＥＤ負荷の電力／電流処理能力で安定した光出力を確実にする。入力電圧Ｖ１０が歪む間は、例えば５倍といったより高い制限が許容される。
【００５８】
本発明は、主電源電圧が減少されるこれらの期間の間に公称レベルに到達するようにブーストすることによって、出力電力を増加させる。これは、ドライバデバイス１０内の構成要素と負荷１４により高いストレスをもたらし、潜在的に寿命に影響を及ぼすおそれがある。負荷１４は、ドライバ段１６の出力電力が増加されたときのイベントログを記録し、また、ブースティングの臨界期間に到達した場合、出力電力は減少されるか又はブースティングは省略される。
【００５９】
本明細書において提供される例では、負荷１４に提供される電力は、ユーザが入力電圧Ｖ１０の歪みに気付かないように一定の光出力を提供するように一定に保たれる。或いは又は追加的に、ドライバ段１６は、主電源電圧が所定条件から外れる場合、より高い許容値を提供するように、出力電力を低レベルに適応させる。これはブースト継続時間のロギングと連動されてもよい。
【００６０】
本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示かつ説明されたが、当該例示及び説明は、例示的であって限定的に解釈されるべきではない。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変形態様も、図面、開示内容及び添付の請求項を検討することにより、請求項に係る発明を実施する当業者には理解されかつ実施可能である。
【００６１】
請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。単一の要素又は他のユニットが、請求項に記載される幾つかのアイテムの機能を実現してもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるからといって、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。
【００６２】
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固体媒体といった適切な媒体上に記憶／分散配置されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介するといった他の形態で分散配置されてもよい。
【００６３】
請求項における任意の参照符号は、範囲を限定しているものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ）】
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【図３ｂ）】
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【図３ｃ）】
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【図４】
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