(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷の回りの２以上のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループと、
前記２以上のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループに接続された電流コントローラと、
を備え、
前記２以上のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの各々はフライバックダイオードを含み、当該フライバックダイオードはインダクタと直列に接続され、当該インダクタは電流の向きを当該インダクタから前記負荷に戻すために設けられ、
前記電流コントローラは、
前記負荷に供給される総電流の平均を推定し、
前記２以上のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの各々のオン期間をトリガし、
前記２以上のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの各々のオン期間の長さを制御し、
前記２以上のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの各々は他のループとは異なる位相でオン又はオフされ、直流の定電流として前記負荷に供給される前記総電流を生成する、
定電流を提供するための多相回路トポロジー。
【請求項２】
前記負荷に直列に接続された電流検出抵抗器をさらに備え、
前記負荷に供給される総電流の平均の推定は、前記電流検出抵抗器における電圧降下の測定を含む、
請求項１に記載された、定電流を提供するための多相回路トポロジー。
【請求項３】
前記電流コントローラは、前記負荷に供給される総電流の平均を推定する平均電流推定器を備え、
前記平均電流推定器は、
前記電流検出抵抗器における電圧降下の測定値に対してローパスフィルタリングを行うために、前記インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループのオン／オフのスイッチング周波数よりも実質的に小さい帯域幅を有するローパスフィルタと、
前記電圧降下の測定値をバッファし、増幅し、レベルシフトして、前記負荷に供給される平均的な総電流の推定値を生成するハイサイド増幅器と、を備える、
請求項２に記載された、定電流を提供するための多相回路トポロジー。
【請求項４】
前記電流コントローラは、
対応するインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループに接続されてオンおよびオフするためのスイッチに対する駆動信号を生成し、前記インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループのオン期間を設定するパルス幅制御ユニットを有し、
前記パルス幅制御ユニットは、
ランプ電圧信号を生成する２以上のランプ生成器であって、各ランプ生成器が前記インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの１つに対応している、前記２以上のランプ生成器と、
２以上のコンパレータであって、各々が前記２以上のランプ生成器の１つに対応している、前記２以上のコンパレータと、を有し、
各コンパレータは、
前記ランプ電圧信号の１つを直流の電圧信号と比較し、
当該ランプ電圧信号が前記直流の電圧信号に達した場合には、前記スイッチをオフするためにリセットパルス信号を生成し、前記スイッチに接続されたインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループをオフにする、
請求項１に記載された、定電流を提供するための多相回路トポロジー。
【請求項５】
前記電流コントローラは、
２以上のスイッチであって、各スイッチが前記インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの１つに接続されてオンおよびオフするように構成され、前記インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループのオン期間を設定する、前記２以上のスイッチと、
２以上のスイッチ駆動回路であって、各スイッチ駆動回路は前記２以上のスイッチの１つに接続され、かつＳＲラッチを含む、前記２以上のスイッチ駆動回路と、
前記ＳＲラッチは、
対応する前記スイッチをオンにするためのセットパルス信号を受け、
対応する前記スイッチをオフにするためのリセットパルス信号、又は安全性タイムアウトストップ制御信号を入力する、
請求項１に記載された、定電流を提供するための多相回路トポロジー。
【請求項６】
前記電流コントローラは、スイッチモード制御ユニットを備え、
当該スイッチモード制御ユニットは、
前記負荷に供給される平均的な総電流の推定値を入力し、
前記負荷の目標輝度のための外部データ入力を受信し、
前記インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループのオン期間をトリガするために、各インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループに対するセットパルス信号を生成し、
前記インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループに対する直流の電圧レベルの値としてオン期間長さデータ値を生成し、
異常なフィードバックが前記インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループにおいて検出された場合には、１以上の前記インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループをオフにするための安全性タイムアウトストップ制御信号を生成する、
請求項１に記載された、定電流を提供するための多相回路トポロジー。
【請求項７】
前記負荷は、直列の１以上のＯＬＥＤである、
請求項１に記載された、定電流を提供するための多相回路トポロジー。
【請求項８】
前記インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの数は４である、
請求項１に記載された、定電流を提供するための多相回路トポロジー。
【請求項９】
前記インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの数は３である、
請求項１に記載された、定電流を提供するための多相回路トポロジー。
【請求項１０】
前記インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの数は６である、
請求項１に記載された、定電流を提供するための多相回路トポロジー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、発光装置を駆動する際に適用可能な電流調整方法および電流調整装置に関する。より具体的には、本発明は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含む発光ダイオード（ＬＥＤ）を駆動する際に適用可能な多相トポロジーを組み込む電流調整方法および電流調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タングステンバルブのような従来の発光技術を比較して、蛍光管およびＬＥＤ，ＯＬＥＤは、物理的な薄さ、広い色の多様性、および、物理的な曲げ特性という利点を有している。ＯＬＥＤのこれらの特徴は、過去には実用上達成し得なかった装飾的かつ効果的なライティング等、多くの新しい応用に対して当該技術を利用している。例えば、ＯＬＥＤライティングモジュールは、電力コンバータと機械的な支持構造を設けることなく、１ｍｍ未満の薄さを有している。一方、現時点では、ＯＬＥＤライティングモジュールが比較的高額であるゆえ、一般的なライティングの目的においてその応用を制限している。
【０００３】
ＬＥＤライティングに類似し、かつタングステンバルブや蛍光管とは異なって、ＯＬＥＤライティングは、電力源および輝度の制御として電流によって駆動されることを必要とする。そのため、電力コンバータは、制御された電流を提供することが必要とされる。装飾的なＯＬＥＤライティングの適用においては、電源は、しばしばＤＣ１２〜４８Ｖの電圧源である。そして電力コンバータは定電圧を、制御された定電流に変換するようにして使用される。従来の電力コンバータは、図１に示すように、単相の降圧型電流コンバータを使用する。当該コンバータは、直流電圧（ＤＣ）を、制御された定電流に変換する。
【０００４】
ＯＬＥＤライティングパネルの薄さと曲げ特性を維持するために（例えば、機械的支持構造を備えて厚さが１．５ｍｍ以内）、電力コンバータも同様に薄いことが必要である。そうでなければ、電力モジュールをＯＬＥＤパネルの中に組み込めず、別に実装して長い配線でＯＬＥＤパネルと接続しなければならない。定電流を流す長い配線は好ましくなく、伝送時に相当のエネルギー損失が発生しうる。より重要なことに、個々のパネルの配線は、その定電流特性のために分離せねばならず、スペースとコストを削減するために組み合わせることができないのである。
【０００５】
１．５ｍｍ厚さの電力モジュールを組み立てるためには、０．５ｍｍが通常、フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）と機械的な実装のために確保されるため、すべての構成部品は１．０ｍｍ以下の高さにする必要がある。電力モジュール内の電子部品の中では、低姿勢のインダクタが最も手に入り難い構成部品である。例えば、通常の表面実装の１５μＨ，０．６Ａのインダクタで既に１ｍｍの厚さがある。他の例として、低姿勢の６０μＨ，１．２Ａのインダクタは５ｍｍの厚さがあり、通常姿勢のインダクタはさらに厚みがある。
【０００６】
一方、ＯＬＥＤライティングパネルは通常、その後ろにある電力モジュールを容易く隠すことができる大きな表面積（例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍがよく見られ、３００ｍｍ×３００ｍｍがじきに現れる）を有している。このことは、電力モジュールには、長さと幅の寸法においてより大きな許容スペースがあるが、高さの寸法においては許容スペースが非常に限られるということを意味している。そのため、インダクタの厚さは決定的なファクタであり、現在この分野において、通常のインダクタの厚さに起因して、ＯＬＥＤライティングのための薄い電力モジュールを実現するための実用的な解決方法がないのである。
【０００７】
可能ではあるが好ましくない解決方法として、１つの厚いインダクタを複数のより小さく薄いインダクタに置き換え、それによって、長さと幅の寸法においてより大きな占有面積を有することと引き換えに、電力コンバータの厚さを低減させることが可能である。例えば、図２に示すように、６０μＨ，１．２Ａのインダクタが１６個の１５μＨ，０．６Ａのインダクタ網によって置き換えられる。１５μＨ，０．６Ａのインダクタの高さは約１．０ｍｍに過ぎないため、インダクタ網を有する電力コンバータは厚さの要求を満たすかも知れない。しかし、使用される全体の磁性材料は、単一の６０μＨ，１．２Ａのインダクタの場合と比較して２倍になる。また、非常に多くなる構成部品の数は材料コストと組立コストを相当に増加させる。使用される磁性材料の量は、インダクタの寸法に影響を与える主要なファクタである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
多相の降圧型コンバータは、現在のところ電圧変換のために利用可能な技術であり、定電圧出力を行う。かかる技術は、商業的に１５年以上展開されてきた。例えば、近年のパーソナルコンピュータでは、多相の電圧コンバータが、寸法と重量が低減された電源モジュールにおいて低電圧高電流の電力を供給するために展開されている。図３は、例示的な４相の降圧型コンバータを示す。上述した１６個のインダクタを備えた解決方法と比較して、その利点の１つは、多相の降圧型コンバータによる解決方法は、より少ない磁性材料で同等の電力量を生成することである。この場合、４個の１５μＨ，０．６Ａのインダクタが必要であるに過ぎず、上述した好ましくない解決方法や単一のインダクタを用いる解決方法と比較して、それぞれ僅かに１／４，１／２の磁性材料が使用されるに過ぎない。図４は、これらの解決方法についての比較を示している。
【０００９】
本発明の目的は、上述した課題に対処する多相降圧型コンバータ技術に基づく、薄くかつ費用効果がよい電力モジュールの解決方法を提供することである。かかる電力モジュールの解決方法は、様々なＯＬＥＤライティングの適用のための定電流源を提供するために、多相の定電流トポロジーとそれに対応する電気的なコントローラを利用する。
【００１０】
本発明の他の目的は、様々なＯＬＥＤライティングの適用のための定電流源をプログラム可能な状態で提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態は、
負荷の回りの２以上のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループと、
前記２以上のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループに接続された電流コントローラと、
を備え、
前記２以上のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの各々はフライバックダイオードを含み、当該フライバックダイオードはインダクタと直列に接続され、当該インダクタは電流の向きを当該インダクタから前記負荷に戻すために設けられ、
前記電流コントローラは、
前記負荷に供給される総電流の平均を推定し、
前記２以上のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの各々のオン期間をトリガし、
前記２以上のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの各々のオン期間の長さを制御し、
前記２以上のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの各々は他のループとは異なる位相でオン又はオフされ、直流の定電流として前記負荷に供給される前記総電流を生成する、
定電流を提供するための多相回路トポロジーである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、従来の単相降圧型電流コンバータの回路図を示す。
【図２】図２は、大型のインダクタに代えて１６個のより小型のインダクタを含む、従来の単相降圧型電流コンバータの回路図を示す。
【図３】図３は、４相降圧型電圧コンバータの回路図を示す。
【図４】図４は、コンバータとインダクタの異なる組合せの間で、使用される磁性材料の量を比較するテーブルを示す。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る多相定電流トポロジーの回路図を示す。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係るＯＬＥＤライティングのための多相コンバータトポロジーのシステム回路図を示す。
【図７】図７は、図６に示される多相コンバータトポロジーに使用される平均電流推定の回路図を示す。
【図８】図８は、完全にマッチングがとれたインダクタを含む場合の図６に示した多相コンバータトポロジーにおいて、時間に対する総電流のシミュレーションを示す。
【図９】図９は、様々なインダクタを含む場合の図６に示した多相コンバータトポロジーにおいて、時間の経過に対する総電流のシミュレーションを示す。
【図１０】図１０は、図６に示した多相コンバータトポロジーにおいて使用されるパルス幅制御ユニットとスイッチ駆動回路の回路図を示す。
【図１１】図１１は、図６に示した多相コンバータトポロジーにおいて使用されるパルス幅制御ユニットの信号タイミング図を示す。
【図１２】図１２は、図６に示した多相コンバータトポロジーにおいて使用されるランプ生成器の回路図を示す。
【図１３】図１３は、構成部品ごとのパラメータ値と、ＯＬＥＤ負荷に供給される平均電流が０Ａから開始して約０．８Ａで落ち着くまでの起動期間において図６に示した多相コンバータトポロジーの時間の経過に対する電流のシミュレーションとを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明において、電流調整等の方法および装置が好ましい例として示される。追加および／または置換を含む改変が本発明の範囲と要旨から逸脱することなく行いうることは当業者には明らかである。特定の詳細事項は本発明を不明確とすることがないように省略しうるが、本開示は、過度の実験なしに当業者がここでの教示を実行可能となるように記載されている。
【００１４】
４相の電流トポロジー回路図が本発明をより明確に図示するために使用される。この技術分野の当業者であれば、２、３、５、６、又は如何なる合理的な数の相の多相定電流トポロジーが、過度の実験を要せずに４相の定電流トポロジーに内在するのと同じコンセプトによって実現可能であることは正しく理解する。本発明の様々な実施形態は、完全で安定的なフィードバックループを形成する制御回路を備えた多相定電流トポロジーに基づいている。図５を参照すると、簡略化された４相定電流トポロジーは、４個のインダクタ５０２を備える。各インダクタは、１以上の直列のＯＬＥＤ負荷５０１のカソードに接続されるとともに、４個のフライバックダイオード５０３のうち１個と直列に接続され、１以上の直列のＯＬＥＤ負荷５０１のアノードに戻るフィードバックループを形成する。４個のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループは並列に接続され、それぞれスイッチ群５０４のうち１個のスイッチによってオン又はオフすることが可能である。
【００１５】
次に図６を参照する。図６は、ＯＬＥＤライティング向けの、制御されたフィードバックループの安定動作を実現するための、対応する制御用電子装置を含む完全な４相コンバータトポロジーの回路図を示す。一実施形態によれば、制御用電子装置を含む完全な４相コンバータトポロジーは、インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループに接続された電流コントローラ６０１を備える。電流コントローラ６０１は、少なくとも以下の構成部品を有する。すなわち、電流コントローラ６０１は、電流検出抵抗器（Ｒ１）５０５に並列に接続されている平均電流推定器６０２と、スイッチモード制御ユニット６０３と、パルス幅制御ユニット６０４と、４個のスイッチ（この実施形態では、パワーＦＥＴであるスイッチ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）６０６として実装されている）と、各スイッチに対応する駆動回路群であって、各駆動回路が４個のインダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループの中の１個に接続されている駆動回路群と、通信インタフェース６０５と、を備える。電流検出抵抗器（Ｒ１）５０５は、直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１のアノードに直列に接続されている。
【００１６】
平均電流推定器
直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給される電流は、以下の２つの経路に分配される。
（１）インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループがオフの場合、電流がＶｉｎ５０６から直接、直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１、対応するインダクタ５０２、最後に対応するスイッチ６０６を通ってグランドまで流れる。その間、インダクタ５０２は、その磁気コアの周囲に磁界を形成する（つまり、エネルギーを貯蔵する）。
（２）インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループがオンの場合、電流はループ内、すなわち、励起されたインダクタ５０２から始まり、対応するフライバックダイオード５０３、直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１を通って、対応するインダクタ５０２に戻るループ内を流れる。その間、インダクタ５０２は、その磁気コアの周囲の磁界を消す（つまり、エネルギーを放出する）。
このエネルギーの貯蔵と放出は、各インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループに対して異なる時間（異なる位相）で生ずる。そのため、直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給される総電流は、振幅にリップルを伴った直流の定電流である。
【００１７】
実用上、完全に整合がとれたインダクタを製造することは困難である（すなわち、高品質のインダクタであっても±１０％以内のばらつきがある）。そのため、許容範囲内の僅かなばらつきが同じ定格の複数のインダクタに存在し、このインダクタのばらつきが直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給される総電流におけるリップルをさらに増幅させる。その一方で、各インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループを他のループとは異なる位相でオン又はオフさせると、振幅のリップルを取り除くのに役立つ。一般的にリップルは、少ない数の相（例えば３相）のトポロジーに対して大きく、多い数の相（例えば６相）のトポロジーに対しては小さい。４相定電流トポロジーに対してリップルは、中程度のグレードのインダクタを用いて、最大の総電流振幅の１０％以内に制御可能である。平均電流推定器６０２は、ＯＬＥＤ負荷への定電流源の平均的な電流出力を測定し、推定する。この場合、直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給されている総電流の平均を測定し、推定する。この情報は、解析のためにスイッチモード制御ユニット６０３に伝えられる。
【００１８】
図７を参照する。本発明の一実施形態では、平均電流推定器６０２は先ず、低Ωの電流検出抵抗器（Ｒ１）５０５（例えば、１．２Ａの定格電流能力で０．２Ω）における電圧降下の測定値をとる。そして電圧降下測定は、２個の抵抗器（Ｒ２）７０２，抵抗器（Ｒ３）７０３の間に直列に接続されているキャパシタ（Ｃ２）７０１を含むローパスフィルタを通過させて、平均電圧降下の測定を提供する。当該平均電圧降下は、直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給され、ハイサイド増幅器（Ｕ１）７０４に供給されている平均的な総電流に比例する。キャパシタ（Ｃ２）７０１および抵抗器（Ｒ２）７０２，抵抗器（Ｒ３）７０３の選択によって、ローパスフィルタの帯域幅は、スイッチ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）６０６のスイッチング周波数の５〜１０％に設定され、直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給されている平均総電流の良好な推定を可能とする。ハイサイド増幅器（Ｕ１）７０４は平均電圧降下測定値をバッファし、増幅し、レベルシフトして、直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給されている平均的な総電流の推定値を生成する。平均的な総電流のアナログ推定値は、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）７０５に入力されてデジタルデータに変換され、解析のためにスイッチモード制御ユニット６０３に伝えられる。
【００１９】
図８は、定格８μＨの完全にマッチングがとれたインダクタ５０２を含む場合の図６に示した４相コンバータトポロジーにおいて、直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給される総電流の、時間に対するシミュレーションを示す。図９は、定格８μＨ，９．５μＨ，８μＨ，６．５μＨのばらつきがあるインダクタ５０２を含む場合の図６に示した４相コンバータトポロジーにおいて、直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給される総電流の、時間に対するシミュレーションを示す。これらのシミュレーションから、インダクタのばらつきは総電流におけるより大きなリップルをもたらすことが見てとれる。
【００２０】
パルス幅制御ユニット
図１０を参照する。図１０は、完全な４相コンバータトポロジーにおいて使用されるパルス幅制御ユニットとスイッチ駆動回路の回路図を示す。パルス幅制御ユニット６０４は、インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループ（以下、適宜「チャネル」ともいう。）の各々のオン期間を設定する。オン期間の開始は、スイッチモード制御ユニット６０３によってトリガされる。この完全な４相コンバータトポロジーの実施形態では、スイッチモード制御ユニット６０３は、９０度ごとに各チャネルのオン期間をトリガするようにプログラムされている（すなわち、１ＭＨｚのスイッチングサイクルでは０．２５μｓ）。１チャネルのオン期間のトリガは、スイッチモード制御ユニット６０３が対応するＳＲラッチ１００１のＳ端子の入力に、論理レベルでＨＩＧＨパルスを送る（パルス信号をセットする）ことにより開始する。次いで、対応するＳＲラッチ１００１のＱ出力端子は論理レベルでＨＩＧＨ信号を出力し、対応するスイッチ（パワーＦＥＴ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，又はＴ４）６０６）がオンになる。それと同時に、対応するＳＲラッチ１００１のＱ（上にバー付き）出力端子は、論理レベルでＬＯＷ信号を出力し、対応するランプ生成器１００２を活性化する。ランプ生成器１００２は、対応するコンパレータ１００３の差動入力に対するランプ電圧信号を生成する。対応するコンパレータ１００３の差動入力に入る信号は、ランプ電圧信号と、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１００４から出力された直流電圧信号である。デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１００４は、スイッチモード制御ユニット６０３からのデジタルデータ信号を入力とする。時間が経過するにつれて、対応するコンパレータ１００３が、ランプ電圧がＤＡＣ電圧レベルより上昇したことを検出すると、コンパレータ１００３はその出力を、対応するＳＲラッチ１００１のＲ入力端子において、論理レベルでＬＯＷからＨＩＧＨに切り替える（パルス信号をリセットする）。これによりＳＲラッチ１００１はリセットされ、対応するスイッチ（パワーＦＥＴ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，又は、Ｔ４）６０６）がオフになる。図１１は、パルス幅制御ユニット６０４の信号のタイミング図を示す。
【００２１】
１つのチャネルのオン期間は、ＤＡＣ１００４から出力される直流の電圧信号に関連しており、当該電圧信号は、直流電圧レベルの値（オン期間長さデータ値）を提供することによってスイッチモード制御ユニット６０３により制御される。ＤＡＣ１００４の出力電圧信号の直流電圧レベルが高いほど、オン期間（又はパルス幅）が長くなる。スイッチモード制御ユニット６０３は、直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給される平均的な総電流に従って、直流電圧レベルの値（オン期間長さデータ値）を設定する。平均的な総電流の情報は、既に述べたように平均電流推定器６０２によって提供される。
【００２２】
図１２は、ランプ生成器１００２の回路図を示す。ランプ電圧信号は、内部キャパシタ１２０２を充電する定電流源１２０１によって生成される。スイッチモード制御ユニット６０３がチャネルをオンすることを命令すると、対応するＳＲラッチ１００１のＱ（上にバー付き）出力端子は論理レベルでＬＯＷを出力し、対応するランプ生成器１００２のｎ型ＭＯＳスイッチ１２０３がオフし、それによって定電流源１２０１が内部キャパシタ１２０２の充電を開始し、対応するコンパレータ１００３に対するランプ電圧信号の生成を開始する。
【００２３】
タイムアウトストップ制御
図１０を再度参照する。スイッチ駆動回路では、図１０に、複数のスイッチ（パワーＦＥＴ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）６０６）の各々を２つの信号によってオフにすることができる。複数のＳＲラッチ１００１のＲ端子入力には、ＯＲゲート１００５が接続されている。各ＯＲゲート１００５に入力されているのは、対応するコンパレータ１００３からの第１の信号と、スイッチモード制御ユニット６０３からの第２の信号の２つの信号である。各コンパレータ１００３は、対応するチャネルのオン期間の終了時に出力を論理レベルでＬＯＷからＨＩＧＨに切り替える。スイッチモード制御ユニット６０３からの第２の信号は、タイムアウトストップ制御信号という。安全性の理由から、スイッチモード制御ユニット６０３は、このタイムアウトストップ制御信号を各チャネルに提供する。スイッチモード制御ユニット６０３がタイムアウトストップ制御信号を出力するのは、インダクタ・フライバックダイオード・フィードバックループが通常のフィードバックの制御可能な範囲を外れてＯＬＥＤライティングモジュールを焼損から保護する必要がある場合である。このタイムアウトストップ制御信号は、最適なインダクタサイズが未決定であるライティングとコンバータモジュールの設計段階において特に有効となりうる。いずれか１個又はすべての入力源電圧、ＯＬＥＤの電圧降下、パワーＦＥＴのスイッチング周波数、所要の動作電流は、インダクタのサイズの選択に影響を及ぼしうる。
【００２４】
スイッチモード制御ユニット
スイッチモード制御ユニット６０３は、平均電流推定器６０２および通信インタフェース６０５からの入力データ信号を得て、各チャネルのオン期間のタイミングと長さを制御する出力信号を生成し（パルス信号とオン期間長さデータ値をセットし）、チャネルに対して安全性タイムアウトストップ制御信号とを生成するロジック回路を少なくとも備える。
【００２５】
通信インタフェースとガンママッピング
通信インタフェース６０５は外部のデータ入力を受信し、目標輝度値をスイッチモード制御ユニット６０３に提供する。スイッチモード制御ユニット６０３は、スケーリングを行った後、その目標輝度値を、平均電流推定器６０２（ＡＤＣ出力）から入力した情報と比較する。直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給される平均電流は、平均電流が高いほどＯＬＥＤが明るくなるという、ＯＬＥＤの輝度と間で直接的な相関がある。そのため、スイッチモード制御ユニット６０３は、直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給される平均電流を増減させることによって直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１の輝度を調整する。もし低輝度が求められている場合、スイッチモード制御ユニット６０３は、ＤＡＣ１００４に対して（現在よりも）低い値を提供し、チャネルのオン期間を短くする（すなわち、パルス幅制御信号のパルス幅を短くする）。逆に、高輝度が求められている場合、スイッチモード制御ユニット６０３は、ＤＡＣ１００４に対して（現在よりも）高い値を提供し、チャネルのオン期間を長くする（すなわち、パルス幅制御信号のパルス幅を長くする）。
【００２６】
通信インタフェース６０５から目標輝度値を受信すると、ガンママッピングが実行される。ガンママッピング（ガンマ補正としても知られる）は、目標輝度値を直列の１以上のＯＬＥＤ負荷５０１に供給されるべき目標電流値に変換する非線形プロセスである。人間の輝度に対する視覚が非線形である（つまり、低輝度には感度が高く、高輝度には感度が低い）ことにより、ガンママッピングは、この人間の視覚を「埋め合わせる」ために適用される。ガンママッピングは、デジタル論理回路、又は不揮発性メモリに格納されるルックアップテーブルを使用して実装可能である。
【００２７】
ここで開示された実施形態は、汎用目的の、若しくは特別のコンピュータ装置、コンピュータ用プロセッサ、又は電子回路を使用して実装しうる。当該電子回路は限定するものではないが、本開示の教示に従って構成され、若しくはプログラムされた以下の装置、すなわち、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、および、他のプログラム可能な論理デバイスを含む。汎用目的の、若しくは特別なコンピュータ装置、コンピュータ用プロセッサ、又はプログラム可能な論理デバイスにおいて実行可能なコンピュータ命令又はソフトウェアコードは直ちに、本開示の教示に基づいてソフトウェア又は電子工学分野の当業者によって準備可能である。
【００２８】
いくつかの実施形態において、本発明は、本発明の如何なるプロセスをも実行するコンピュータ又はマイクロプロセッサをプログラムするために使用可能なコンピュータ命令とソフトウェアコードを格納するコンピュータ記録媒体を含む。当該記録媒体は限定するものではないが、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリデバイス、又は命令、コードおよび／若しくはデータを格納するための如何なる形式の媒体又は装置をも含みうる。
【００２９】
本発明の上述した記載は、図示と説明の目的のために提供されたのであって、ここで述べられた正確な形式が消尽することや、当該形式に本発明を限定することは意図されていない。多くの改変や変形が当業者には明白である。
【００３０】
上記実施形態は、本発明の原理とその実用的な適用を最善に説明するために選択されて記述され、それによって他の当業者が、想定される特定の使用に適した様々な実施形態や様々な変形例に係る本発明を理解することを可能とする。本発明の範囲は、請求項の記載とその均等物によって定義されるべきであることが意図されている。
【符号の説明】
【００３１】
５０１    ：ＯＬＥＤ負荷
５０２    ：インダクタ
５０３    ：フライバックダイオード
５０４    ：スイッチ群
６０１    ：電流コントローラ
６０２    ：平均電流推定器
６０３    ：パルス幅制御ユニット
６０３    ：スイッチモード制御ユニット
６０４    ：パルス幅制御ユニット
６０５    ：通信インタフェース
６０６    ：スイッチ
１００１  ：ＳＲラッチ
１００２  ：ランプ生成器
１００３  ：コンパレータ
１００５  ：ＯＲゲート
１２０１  ：定電流源
１２０２  ：内部キャパシタ
１２０３  ：ｎ型ＭＯＳスイッチ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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