(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット回路における複数の並列回路分岐の各電流を均衡にするカレントミラー回路であって、
各々がコレクタ、エミッタ及びベースを有し、各平衡トランジスタの前記コレクタ及び前記エミッタが各回路分岐と直列に接続される複数の平衡トランジスタと、
各平衡トランジスタの前記複数のベースに、複数の前記回路分岐間の最小電流を有する前記回路分岐を接続する選択回路と、
前記ターゲット回路の残りから開路故障を有する複数の回路分岐を分離する分離回路と
を備え、
前記分離回路は、各々が各回路分岐に対応し、１又は複数の前記回路分岐に開路故障があるか否かを検出するための複数の故障検出論理回路を含み、前記分離回路は、複数の分離スイッチを含み、各々が各回路分岐に対応し、前記複数の回路分岐間の最小電流を有する前記回路分岐から、開路故障が検出された前記回路分岐に対応する前記平衡トランジスタの前記ベースを切断するために開くことができ、これにより前記分離回路に、前記ターゲット回路の残りから開路故障を有するこれらの前記１又は複数の回路分岐を分離させるカレントミラー回路。
【請求項２】
前記選択回路は、複数のスイッチングトランジスタを含み、各スイッチングトランジスタは、コレクタ、エミッタ及びベースを有し、各スイッチングトランジスタの前記コレクタが各回路分岐に接続され、各スイッチングトランジスタの前記エミッタが前記各回路分岐に対応する前記平衡トランジスタの前記ベースに接続され、各スイッチングトランジスタの前記ベースが前記各回路分岐に対応する前記平衡トランジスタに対応する前記分離スイッチに接続される
請求項１に記載のカレントミラー回路。
【請求項３】
フィードバックアシスタンス用の前記複数の回路分岐のうちの２つの間に接続される少なくとも１つのオペアンプを備え、前記オペアンプが前記２つの回路分岐の１つに接続される反転入力と、前記２つの回路分岐の他方に接続される非反転入力と、前記２つの回路分岐のうちの１つの前記平衡トランジスタの前記ベースに接続される出力とを備え、前記分離回路は、前記非反転入力に接続される前記回路分岐が開路故障を有する場合に、前記非反転入力に接続される前記回路分岐を前記ターゲット回路の残りから分離するための、少なくとも１つのフィードバック分離スイッチを備える
請求項１又は２に記載のカレントミラー回路。
【請求項４】
前記分離回路は、前記少なくとも１つのフィードバック分離スイッチが開の場合に、前記非反転入力がフローティングにならないように、前記非反転入力に接続される分離レジスタを含む
請求項３に記載のカレントミラー回路。
【請求項５】
ターゲット回路における複数の並列回路分岐の各電流を均衡にする方法であって、
各々がコレクタ、エミッタ及びベースを有し、各平衡トランジスタの前記コレクタ及び前記エミッタが各回路分岐と直列に接続される複数の平衡トランジスタを提供する段階と、
前記複数の回路分岐間の最小電流を有する前記回路分岐を、各平衡トランジスタの前記複数のベースに接続する段階と、
故障検出論理回路で、１又は複数の前記回路分岐に開路故障があるか否かを検出する段階と、
前記複数の回路分岐間の最小電流を有する前記回路分岐から、開路故障が検出された前記回路分岐に対応する前記平衡トランジスタの前記ベースを切断し、前記ターゲット回路の残りから、開路故障を有するこれらの前記１又は複数の回路分岐を分離する段階と
を備える方法。
【請求項６】
フィードバックアシスタンス用の前記複数の回路分岐のうちの２つの間に接続される少なくとも１つのオペアンプを提供する段階を備え、前記オペアンプは、前記２つの回路分岐の１つに接続される反転入力と、前記２つの回路分岐の他方に接続される非反転入力と、前記２つの回路分岐のうちの１つの前記平衡トランジスタの前記ベースに接続される出力とを備え、前記方法は、前記非反転入力に接続される前記回路分岐が開路故障を有する場合に、前記非反転入力に接続される前記回路分岐を、前記ターゲット回路の残りから分離する段階を備える
請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、カレントミラー回路及び方法に関する。本願発明は、主として、複数の並列発光ダイオード（ＬＥＤ）ストリングとの使用に関して本明細書に開示されるが、これに限られない。
【背景技術】
【０００２】
カレントミラー回路は、近年、複数の並列ＬＥＤストリングにおける電流不均衡を低減するのに使用されると考えられてきた。複数のＬＥＤデバイスの寿命は、動作電流に敏感である。例えば、複数のＬＥＤデバイスが並列の複数のストリングに配置された場合、電力及び光出力を向上させる手段として、複数のＬＥＤデバイス間のわずかな違いが、複数のＬＥＤストリング間の電流不均衡を引き起し得るので、ＬＥＤシステム全体の光の均一性及び寿命に影響を及ぼす。多くの電流平衡技術がある。しかしながら、所定の電流基準及び電流基準を提供するための独立の電源の使用を要求しない、自己設定可能であり、再設定可能なカレントミラー回路の新たな構想は、国際公開第２０１２／０９５６８０号ＰＣＴ公報で開示された。そのような回路の典型的な実施形態は、図１に示される。
【０００３】
カレントミラー回路では、後に続くものとして、他の複数の電流源用の電流基準を選択する必要がある。カレントミラー回路が複数の並列ＬＥＤストリングに使用される場合、最小電流を有する電流源が電流基準として選択されるべきである。図１に示された回路において、複数のＳトランジスタの方式における複数の選択スイッチは、各並列電流源における複数のＱトランジスタも含むカレントミラー回路に含まれる。図２は、より詳細な、図１のカレントミラー回路のバージョンを示す。実際に確立された図２の回路は、電流基準として最小電流を有する電流源を選択するための補助回路を含み、このようにして、どのＳトランジスタを閉じるべきかを選択する。図３に示されるように、自己再設定可能なカレントミラー回路の改良バージョンは、オペアンプアシスト回路を包含する。２−ストリングシステム用に図４に示されるように、オペアンプ回路用の電源は、簡単な回路から生成され得る。
【０００４】
しかしながら、図２及び図３の回路が通常の状況下で良く動作する一方で、複数のストリングのうちの１つが開路故障を受けた場合、回路が故障するであろう。注目すべきは、ＬＥＤストリング内の１つのデバイスの短絡故障は、電流不均衡を増加させるだけであり、カレントミラー回路を故障させないであろうことである。
【０００５】
図５ａ及び図５ｂにおいて十字"×"で示された、図３の回路の最後のストリングが開路故障を被る場合に、図５ａ及び図５ｂは開路問題を強調する。この開路故障下では、トランジスタＳ３が常に導通しているので、回路の点Ａにおける電位Ｖｉｎ３はフローティングではない。バイポーラジャンクショントランジスタ（ＢＪＴ）Ｑ３のベースコントローラがＳ３のベースコントローラのダイオード動作を介して導通するので、点Ａにおける電圧は非常に低い値に落ちるであろう。Ｓ３のこのベースコントローラを介した低電流は、小さいので、故障電流ストリングの抵抗ＲＥを通して電圧降下する。
【０００６】
その結果として、点Ａにおける電圧は、非常に低くなるであろう。それは、トランジスタＱ３のコレクタエミッタ電圧と、故障ストリングのＲＥを通した電圧降下との電圧の合計に等しくなるであろう。ＲＥが低抵抗値（一般的に数オーム）の抵抗であり、Ｓ３のベースコレクタダイオードから来る電流が小さいので、故障ストリングのＲＥを通した電圧もまた非常に小さい。点Ａにおけるそのような低電圧は、電流基準としてこの故障ストリングを間違えて選択するように、カレントミラー検出回路を間違った方向に導くであろう。図６ａ，図６ｂ，図６ｃは、開路故障をシミュレーションするために突然カットオフされた３つのＬＥＤ電流ストリングの各々について、図５ａ及び図５ｂにおける回路の３つの電流の実際の測定を示す。３つの電流がゼロ付近へ降下することが分かる。
【０００７】
本願発明の目的は、従来技術の欠点の少なくとも１つを克服し、若しくは改善すること、又は代わりの手段として役立つものを提供することである。
【発明の概要】
【０００８】
本願発明は、第１態様において、ターゲット回路における複数の並列回路分岐の各電流を均衡にするカレントミラー回路であって、各々がコレクタ、エミッタ及びベースを有し、各平衡トランジスタのコレクタ及びエミッタが各回路分岐と直列に接続される複数の平衡トランジスタと、各平衡トランジスタの複数のベースに、複数の回路分岐間の最小電流を有する回路分岐を接続する選択回路と、ターゲット回路の残りから開路故障を有する複数の回路分岐を分離する分離回路とを備えるカレントミラー回路を提供する。
【０００９】
好ましくは、分離回路は、複数の回路分岐間の最小電流を有する回路分岐を、開路故障を有する複数の回路分岐の複数の平衡トランジスタのベースから切断し、これにより、ターゲット回路の残りから、開路故障を有する複数の回路分岐を分離する。
【００１０】
好ましくは、分離回路は、１又は複数の回路分岐に開路故障があるか否かを検出するための故障検出論理回路を含み、これにより分離回路に、ターゲット回路の残りから開路故障を有するこれらの１又は複数の回路分岐を分離させる。
【００１１】
また、好ましくは、分離回路は、複数の故障検出論理回路を含み、各回路分岐に開路故障があるか否かを検出するために、各々が各回路分岐に対応し、これにより、各回路分岐が開路故障を有する場合に、分離回路にターゲット回路の残りから各回路分岐を分離させる。
【００１２】
好ましくは、分離回路は、複数の分離スイッチを含み、各々が各回路分岐に対応し、複数の回路分岐間の最小電流を有する回路分岐を、各回路分岐の平衡トランジスタのベースから切断するために開くことが出来る。
【００１３】
好ましくは、選択回路は、複数のスイッチングトランジスタを含み、各スイッチングトランジスタがコレクタ、エミッタ及びベースを有し、各スイッチングトランジスタのコレクタが各回路分岐に接続され、各スイッチングトランジスタのエミッタが各回路分岐の平衡トランジスタのベースに接続され、各スイッチングトランジスタのベースが各回路分岐に対応する分離スイッチに接続される。
【００１４】
好ましくは、カレントミラー回路は、フィードバックアシスタンス用の複数の回路分岐のうちの２つの間に接続される少なくとも１つのオペアンプを備え、オペアンプが２つの回路分岐の１つに接続される反転入力と、２つの回路分岐の他方に接続される非反転入力と、２つの回路分岐のうちの１つの平衡トランジスタのベースに接続される出力とを備え、分離回路は、非反転入力に接続される回路分岐が開路故障を有する場合に、非反転入力に接続される回路分岐をターゲット回路の残りから分離するための、少なくとも１つのフィードバック分離スイッチを備える。
【００１５】
好ましくは、分離回路は、少なくとも１つのフィードバック分離スイッチが開の場合に、非反転入力がフローティングにならないように、非反転入力に接続される分離レジスタを含む。
【００１６】
本願発明は、第２態様において、ターゲット回路における複数の並列回路分岐の各電流を均衡にする方法であって、各々がコレクタ、エミッタ及びベースを有し、各平衡トランジスタのコレクタ及びエミッタが各回路分岐と直列に接続される複数の平衡トランジスタを提供する段階と、複数の回路分岐間の最小電流を有する回路分岐を、各平衡トランジスタの複数のベースに接続する段階と、ターゲット回路の残りから、開路故障を有する複数の回路分岐を分離する段階とを備える方法も提供する。
【００１７】
好ましくは、方法は、複数の回路分岐間の最小電流を有する回路分岐を、開路故障を有する複数の回路分岐の複数の平衡トランジスタのベースから切断する段階を含み、これにより、ターゲット回路の残りから、開路故障を有する複数の回路分岐を分離する。
【００１８】
好ましくは、方法は、フィードバックアシスタンス用の複数の回路分岐のうちの２つの間に接続される少なくとも１つのオペアンプを提供する段階を備え、オペアンプが２つの回路分岐の１つに接続される反転入力と、２つの回路分岐の他方に接続される非反転入力と、２つの回路分岐のうちの１つの平衡トランジスタのベースに接続される出力とを備え、方法は、非反転入力に接続される回路分岐が開路故障を有する場合に、非反転入力に接続される回路分岐を、ターゲット回路の残りから分離する段階を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
添付の複数の図面を参照し、単に例示の方法によって、本願発明のベストモードによる好ましい実施形態が、ここに開示されるであろう。
【００２０】
【図１】複数の自主独立トランジスタＳ１−ＳＮを用いる従来技術のカレントミラー回路の概略図である。
【００２１】
【図２】図１の従来技術のカレントミラー回路のバージョンの概略図である。
【００２２】
【図３】フィードバックアシスタンス用のオペアンプ回路を含む、図２の従来技術に係るカレントミラー回路の改良バージョンの概略図である。
【００２３】
【図４】オペアンプ回路に電力を供給する簡易電源を示す、図３の従来技術に係るカレントミラー回路の概略図である。
【００２４】
【図５ａ】複数のＬＥＤストリングの１つが開路故障を有する場合の、図３の従来技術に係る回路の等価回路の概略図である。
【図５ｂ】複数のＬＥＤストリングの１つが開路故障を有する場合の、図３の従来技術に係る回路の等価回路の概略図である。
【００２５】
【図６ａ】３つのＬＥＤストリングに接続される従来技術のカレントミラー回路の開路故障試験により生じる過渡電流波形を示すグラフである。
【図６ｂ】３つのＬＥＤストリングに接続される従来技術のカレントミラー回路の開路故障試験により生じる過渡電流波形を示すグラフである。
【図６ｃ】３つのＬＥＤストリングに接続される従来技術のカレントミラー回路の開路故障試験により生じる過渡電流波形を示すグラフである。
【００２６】
【図７】（両端の）２つのスレーブＬＥＤストリング及び（中央の）１つのマスタＬＥＤストリングを有する３−ストリングＬＥＤシステムに用いられるような本願発明の実施形態によるカレントミラー回路の概略図である。
【００２７】
【図８ａ】本願発明の実施形態による故障検出論理回路の概略図である。
【図８ｂ】本願発明の実施形態による故障検出論理回路の概略図である。
【００２８】
【図９】複数のＬＥＤストリングに開路故障のない通常状態下で閉じられた（即ち、オンされる）複数のフィードバック分離スイッチＡとＢ及び複数の分離スイッチＣを有する、図７の回路と等価な回路の概略図である。
【００２９】
【図１０ａ】スレーブＬＥＤストリングに開路故障のある場合の、図７の回路と等価な回路の概略図である。
【図１０ｂ】スレーブＬＥＤストリングに開路故障のある場合の、図７の回路と等価な回路の概略図である。
【００３０】
【図１１ａ】マスタＬＥＤストリングに開路故障がある場合の、図７の回路と等価な回路の概略図である。
【図１１ｂ】マスタＬＥＤストリングに開路故障がある場合の、図７の回路と等価な回路の概略図である。
【００３１】
【図１２】マスタＬＥＤストリングに開路故障がある場合の、図７の回路と等価な簡略化された回路の概略図である。
【００３２】
【図１３ａ】本願発明の実施形態による２−ストリングＬＥＤシステム用の一般化されたカレントミラー回路の概略図である。
【００３３】
【図１３ｂ】本願発明の実施形態によるマルチストリングＬＥＤシステム用の一般化されたカレントミラー回路の概略図である。
【００３４】
【図１４】マスタＬＥＤストリングが分離される場合の、図７に示された複数のＬＥＤストリングにおける測定電流を示すグラフである。
【００３５】
【図１５】スレーブＬＥＤストリングが分離される場合の、図７に示された複数のＬＥＤストリングにおける測定電流を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
複数の図を参照し、本願発明の実施形態は、ターゲット回路３の複数の並列回路分岐２における各電流を均衡させるためのカレントミラー回路１を提供する。カレントミラー回路は、コレクタ５、エミッタ６、及びベース７を各々が有する複数の平衡トランジスタ４を含み、各平衡トランジスタのコレクタ５及びエミッタ６は、各回路分岐２と直列に接続される。選択回路８は、複数の回路分岐２間の最小電流を有する回路分岐２を、各平衡トランジスタ４の複数のベース７に接続する。分離回路９は、開路故障を有する複数の回路分岐２を、ターゲット回路３の残りから分離する。
【００３７】
本実施形態において、分離回路９は、複数の回路分岐２間の最小電流を有する回路分岐２を、開路故障を有する複数の回路分岐の複数の平衡トランジスタ４のベース７から切断し、これにより、ターゲット回路３の残りから、開路故障を有する複数の回路分岐２を分離する。分離回路９は、１又は複数の回路分岐２に開路故障があるか否かを検出するための故障検出論理回路１０も含み、これにより分離回路に、ターゲット回路３の残りから開路故障を有するこれらの１又は複数の回路分岐を分離させる。
【００３８】
とりわけ、本実施形態において、分離回路９は、複数の故障検出論理回路１０を含み、各回路分岐に開路故障があるか否かを検出するために、各々が各回路分岐２に対応し、これにより、各回路分岐が開路故障を有する場合、分離回路にターゲット回路３の残りから各回路分岐を分離させる。
【００３９】
分離回路９は、複数の分離スイッチ１１を含み、各々が各回路分岐２に対応し、複数の回路分岐間の最小電流を有する回路分岐を、各回路分岐の平衡トランジスタ４のベース７から切断するために開くことが出来る。とりわけ、選択回路８は、複数のスイッチングトランジスタ１２を含み、各スイッチングトランジスタは、コレクタ１３、エミッタ１４及びベース１５を有する。各スイッチングトランジスタのコレクタ１３は、各回路分岐２に接続され、各スイッチングトランジスタのエミッタ１４が各回路分岐の平衡トランジスタ４のベース７に接続され、各スイッチングトランジスタのベース１５が各回路分岐に対応する分離スイッチ１１に接続される。
【００４０】
本実施形態において、カレントミラー回路１は、フィードバックアシスタンス用の複数の回路分岐２のうちの２つの間に接続される少なくとも１つのオペアンプ１６を含む。オペアンプ１６は、２つの回路分岐２のうちの１つに接続される反転入力１７、２つの回路分岐２のうちの他方に接続される非反転入力１８、及び２つの回路分岐２のうちの１つの平衡トランジスタ４のベース７に接続される出力１９を有する。分離回路９は、非反転入力に接続される回路分岐が開路故障を有する場合に、非反転入力１８に接続される回路分岐２を、ターゲット回路３の残りから分離するための少なくとも１つのフィードバック分離スイッチ２０を含む。分離回路９は、少なくとも１つのフィードバック分離スイッチ２０が開の場合に、非反転入力がフローティングにならないように、非反転入力１８に接続される分離レジスタ２１も含む。
【００４１】
本実施形態の選択回路８は、複数の回路分岐２間の最小電流を有する回路分岐２を、各平衡トランジスタ４の複数のベース７に接続するために、複数の選択ダイオードＤ１からＤＮを使用する。特に、各回路分岐２用の選択ダイオードがあり、各選択ダイオードは各回路分岐２から接続され、第１点"ａ"に進んでバイアスされる。各スイッチングトランジスタ１２は、第２点"ｂ"に接続され、第１点"ａ"と第２点"ｂ"は、限定レジスタＲＺを通じて相互接続される。
【００４２】
複数の回路分岐２間の電流の相違が大きい場合に、複数のスイッチングトランジスタ１２と共に、図１に示されるように、複数のスイッチングトランジスタ１２が複数の簡易スイッチのように実行する。しかしながら、複数の回路分岐２における電流の違いが比較的小さい場合、複数のスイッチングトランジスタは、線形範囲で動作する。この場合において、複数の選択ダイオードは、いくらかの電流を流すであろうが、全電流でも、ゼロ電流でもない。この条件下では、各回路分岐２におけるスイッチングトランジスタ１２及び平衡トランジスタ４は、ダーリントンペアトランジスタを形成し得、カレントミラー回路１は、基本的なカレントミラー回路と等価になり得る。このように、複数のスイッチングトランジスタ１２は、複数の簡易スイッチ及び複数のリニアトランジスタの両方として動作する。
【００４３】
いくつかの実施形態において、複数のスイッチングトランジスタ１２の代わりに複数の簡易スイッチが使用され得ることもまた好ましく、そのような場合、カレントミラー回路１が図１に示される方式をとるであろう。
【００４４】
他の実施形態において、選択回路８は、他の複数の方式をとり得る。ある他の実施形態において、選択回路８は、複数の回路分岐２と複数のスイッチングトランジスタ１２との間に接続される複数の選択トランジスタのネットワークを含む。複数の選択トランジスタのネットワークは、各平衡トランジスタ４の複数のベース７に、複数の回路分岐２間の最小電流を有する回路分岐２を選択的に接続すべく、複数のスイッチングトランジスタ１２の１つを選択的に閉じるように構成される。
【００４５】
そのような選択回路８は、国際公開第２０１２／０９５６８０号に開示されて、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００４６】
本願発明は、ターゲット回路における複数の並列回路分岐での各電流を均衡にする方法も提供する。提供された方法の実施形態は、コレクタ５、エミッタ６、及びベース７を各々が有する複数の平衡トランジスタ４を提供する段階であって、各平衡トランジスタのコレクタ５及びエミッタ６が、各回路分岐２と直列に接続される段階と、複数の回路分岐２間の最小電流を有する回路分岐２を各平衡トランジスタ４の複数のベース７に接続する段階と、開路故障を有する複数の回路分岐２をターゲット回路３の残りから分離する段階とを備える。
【００４７】
方法のこの実施形態は、複数の回路分岐２間の最小電流を有する回路分岐２を、開路故障を有する複数の回路分岐の複数の平衡トランジスタ４のベース７から切断し、これにより、ターゲット回路３の残りから、開路故障を有する複数の回路分岐を分離する段階を備える。
【００４８】
本実施形態は、フィードバックアシスタンス用の複数の回路分岐２のうちの２つの間に接続される少なくとも１つのオペアンプ１６を提供する段階も備え、オペアンプ１６が当該２つの回路分岐のうちの一方に接続される反転入力１７と、当該２つの回路分岐のうちの他方に接続される非反転入力１８と、当該２つの回路分岐のうちの１つの平衡トランジスタ４のベース７に接続される出力１９とを有し、実施形態は、非反転入力に接続される回路分岐が開路故障を有する場合に、非反転入力１８に接続される回路分岐２をターゲット回路３の残りから分離する段階をさらに備える。
【００４９】
このように、独立の所定の電流基準用の独立の電源を用いることなく開路故障に対処するように、従来技術の、自己設定可能であり、再設定可能なカレントミラー回路を改良するために、開路電流ストリングとその関連付けられた制御電子回路の効果とを分離するために新たな方策が本願発明に導入される。
【００５０】
さらに詳細には複数の図面を見て、図７は、複数のＬＥＤストリング２２の形式での３つの並列回路分岐２を有するＬＥＤシステムの形式でのターゲット回路３に適用される本願発明によるカレントミラー回路の実施形態を示す。図７のカレントミラー回路１は、フィードバックアシスタンス用の２つのオペアンプ１６を使用する。
【００５１】
図７に示した実施形態のカレントミラー回路１の使用が説明される前に、図７に示された回路の場合のように、注目すべきは、複数のオペアンプ回路がフィードバックアシスタンスのために使用される場合に、複数のＬＥＤストリング２２が２つのグループに分類されることである。図７を参照し、複数のＬＥＤストリング２２のうちの１つのみが複数のオペアンプ回路１６の複数の非反転入力１８に複数の信号を提供する。このＬＥＤストリングは、マスタストリング２３として符号付けられる。注目すべきは、マスタストリング２３は、必ずしも、自己再設定可能で、再設定可能なカレントミラー回路１の電流基準として選択されるストリング（即ち、回路分岐２）ではない。残りの複数のＬＥＤストリング２２は、これらの各信号を複数のオペアンプ１６の複数の反転入力１７に提供し、複数のスレーブストリング２４と称される。
【００５２】
しかしながら、同様に注目すべきは、マスタストリング２３が開路故障を有し、分離されるべきであっても、電流平衡が複数のスレーブストリング２４間で常に達成され得ることである。カレントミラー回路１は、下記のものを含む。
１．（複数の図において「スイッチＣ」として符号付けられる）複数の分離スイッチ１１は、故障のある複数のＬＥＤストリング２２をターゲット回路３の残りから分離するために用いられる。接続されるＬＥＤストリング２２において開路故障が生じる場合、複数の分離スイッチＣがオフされる（即ち、開かれる）。
【００５３】
２．（複数の図において「スイッチＡ」及び「スイッチＢ」と符号付けられる）複数のフィードバック分離スイッチ２０は、ＬＥＤストリング２３を分離するために用いられ、その関連付けられた制御回路は、複数のオペアンプ１６の非反転入力１８に接続される。注目すべきは、図７のセントラルＬＥＤストリング２３の制御回路も２つのオペアンプ１６の非反転入力１８に接続される。複数のオペアンプ１６に、複数の非反転入力１８への複数の信号を提供するＬＥＤストリング２３が開路故障を有する場合、フィードバック分離スイッチＡ及びフィードバック分離スイッチＢがオフされる（即ち、開かれる）。
【００５４】
３．フィードバック分離スイッチＡ及びフィードバック分離スイッチＢがオフされる（即ち、開かれる）場合に、（複数の図において"Ｒｋ"と符号付けられる）分離レジスタ２１は、接続される複数のオペアンプ１６の複数の非反転入力１８がフローティングしないことを確実にするために含まれる。分離レジスタＲｋ（一般的に１キロオーム）がＲＥ（一般的に数オームより小さい）よりも非常に大きく、且つ、（一般的にメガオームよりも大きい）複数のオペアンプ１６の複数の入力の入力インピーダンスよりも非常に小さくなるように選択される。
【００５５】
４．複数の開路故障検出論理回路１０は、これら各々の複数のＬＥＤストリング２２における開路故障を検出する。図８ａ及び図８ｂに、これらの論理回路の２つのバージョンが示される。平常動作下では、各ＬＥＤストリング２２に対応する論理回路１０は、複数のスレーブストリング２４用の複数の分離スイッチＣを閉じるため、並びにマスタストリング２３用のフィードバック分離スイッチＡ、フィードバック分離スイッチＢ及び分離スイッチＣを閉じるために論理信号"１"を提供する。さもなければ、各々の単数又は複数の分離スイッチ又はフィードバック分離スイッチをオフする（即ち、開く）べく論理信号"０"が提供されるであろう。
【００５６】
図８ａ及び図８ｂにおいて強調される複数の論理回路１０は、開路故障が生じるＬＥＤストリング２２を分離するために使用される。複数のＬＥＤストリング２２が平常動作下の場合に、論理回路１０は、複数のスレーブストリング２４用の複数の分離スイッチＣ、マスタストリング２３用のフィードバック分離スイッチＡ、フィードバック分離スイッチＢ及び分離スイッチＣをオンする（即ち、閉じる）べく論理信号"１"を提供する。平常動作下において、これらのスイッチがオンされる（即ち、閉じられる）場合の等価回路が図９に示される。
【００５７】
スレーブストリング２４における開路故障
【００５８】
ここで、複数のスレーブストリング２４のうちの１つに開路故障が生じた状況を考える。複数のスレーブストリング２４は、複数のオペアンプ１６の複数の反転入力１７に複数の信号を提供するものである。特に、図１０ａに示されるように、図７の右側に示された複数のスレーブストリング２４が開路故障を有することを仮定する。図７の右側のスレーブストリング２４に接続される（複数の図において"Ｓ３"と符号付けられた）スイッチングトランジスタ１２を制御するための分離スイッチＣは、オフされる（即ち、開かれる）であろう。点Ａ３での電圧は、ダイオードＤ３が逆バイアスされ、オフされるであろうような低レベルに低下するであろう。結果として、図１０ｂに示されるように、図７の右側のスレーブＬＥＤストリング２４は、ターゲット回路３の残りから分離される。
【００５９】
マスタストリング２３における開路故障：
【００６０】
マスタストリング２３は、複数のオペアンプ１６の複数の非反転入力１８に複数の信号を提供するＬＥＤストリング２２である。図７において、セントラルＬＥＤストリングは、マスタストリング２３である。ここで、図１１ａに示されるように、マスタストリング２３において開路故障が生ずると仮定する。セントラルマスタストリング２３に対応する論理回路１０は、セントラルマスタストリング２３、フィードバック分離スイッチＡ及びフィードバック分離スイッチＢに接続される（複数の図において"Ｓ２"と符号付けられる）スイッチングトランジスタ１２用の分離スイッチＣをオフするであろう。分離レジスタＲｋの値がＲＥよりも非常に高く、複数のオペアンプ１６の複数の非反転入力１８の入力インピーダンスよりも非常に低いので、複数の非反転入力１８がフローティングしないように、分離レジスタＲｋは、複数の非反転入力１８を複数のオペアンプ１６の複数の反転入力１７の１つに効果的に結び付ける。マスタストリング２３が開路故障を有する場合の等価回路が図１１ｂに示される。この等価回路の簡略化した方式が図１２に示される。
【００６１】
開示された構想は、図１３ａ及び図１３ｂに示されるように、倍数の並列電流ストリング２２（即ち、複数の回路分岐２）に拡張され得る。必要ならば、複数のトランジスタにおける電力損失をさらに低減する必要がある場合、図３で用いられる複数のバイポーラトランジスタが複数のダーリントントランジスタによって置換され得る。
【００６２】
実験的検証
【００６３】
３つの並列ＬＥＤストリング２２を有する図７に示される回路の例は、実用性評価用に用いられた。この例では、複数の図面に符号付けられるように、「ストリング−１」及び「ストリング−３」は、複数のスレーブストリング２４であり、複数の図面に符号付けられるように、「ストリング−２」は、マスタストリング２３である。システムが通常状態（即ち、開路故障のない）下で動作していた後で、第１の試験は、ストリング−２をオフに切り替えることにより、開路故障を生じさせることであった。図１４は、ストリング−２がカットオフ（即ち、分離）される場合での、３つのストリング電流の測定を示す。ストリング−２において開路故障が生じる前に、同じ大きさの３つの電流であることが分かる。ストリング−２において開路故障が生じた後に、ストリング−２の電流がゼロに低下し、ストリング−１及びストリング−３における電流が等しくなることが分かる。
【００６４】
第２の試験も、平常動作の後に、カットオフされた複数のスレーブストリングのうちの１つ（ストリング−３）と共に実行された。３つのストリングの測定電流が図１５で表示される。再び、ストリング−３において開路故障が生じる前に、全ての３つのストリングが電流をよく共有し、即ち、全ての３つのストリング電流が同じ大きさであることが分かる。ストリング−３において開路故障が生じた後に、残りの複数のストリングであるストリング−１及びストリング−２は、電流をよく共有し続ける。
【００６５】
本願発明は、開路故障を有するような１つの電流源がカットオフされたとしても、自己設定可能、且つ、再設定可能であり、複数の並列電流源を均衡すべく動作し続けることのできる複数のカレントミラー回路を好適に提供する。本願発明は、複数の開路故障を有する複数の電流源を分離するメカニズムを提供する。これに限られないが、本願発明は、複数の並列発光ダイオード（ＬＥＤ）ストリングにおける電流不均衡を低減するためによく適している。特定の用途は、屋外及び道路照明のような高出力ＬＥＤ照明用途を含む。
【００６６】
発明が複数の詳細な例を参照して開示されたにもかかわらず、発明が多くの他の形式によって具現化され得ることが当業者に明らかであろう。開示された様々な例の特徴が他の組み合わせに組み合され得ることも当業者に明らかであろう。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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