(57)【要約】  本発明は、ＡＣ電圧、好ましくは矩形電圧を発生するインバータユニット（２４）、およびキャパシタンス（３２）とインダクタンス（３４）を有する共振回路（３０）を備える第１回路（１２）と、整流ユニット（４２）、スイッチ（６４）および負荷（６０）を有し、負荷をオンオフにスイッチングする第２回路（１４）と、第１回路（１２）からの測定信号を必要とすることなく、負荷（６０）に供給される電力を調節するよう、スイッチ（６４）を制御するコントローラユニット（１６）と、一次側（２０）および二次側（２２）を有するトランス（１８）とを備え、一次側は、第１回路（１２）に接続されており、二次側（２２）は、第２回路（１４）、好ましくは整流器に接続されており、よって第１回路と第２回路とはガルバーニ電流からアイソレートされている、負荷、好ましくはＬＥＤに給電するための電源デバイスに関する。【選択図】図１
2010503225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷、好ましくはＬＥＤに給電するための電源デバイスであって、
ＡＣ電圧、好ましくは矩形電圧を供給するインバータユニット、およびキャパシタンスとインダクタンスを有する共振回路を備える第１回路と、
整流ユニット、スイッチおよび負荷を有し、前記スイッチが前記負荷をオンオフにスイッチングする第２回路と、
一次側および二次側を有するトランスであって、前記一次側が前記第１回路に接続されており、前記二次側が前記第２回路、好ましくは前記整流器に接続されており、よって前記第１回路と前記第２回路とがガルバーニ電流からアイソレートされている、前記トランスと、
前記第１回路からの測定信号を必要とすることなく、前記負荷に供給される電力を調節するように、前記第２回路の前記スイッチを制御するコントローラユニットと、を備える電源デバイス。
【請求項２】
前記コントローラユニットは、電流ゼロクロス点で前記スイッチを作動させることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記コントローラユニットは、前記第２回路内に設けられた電流測定要素を備えることを特徴とする、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記負荷は、第１分岐路内で直列に接続された複数のＬＥＤを備え、前記スイッチは、前記複数のＬＥＤをオンオフにスイッチングするよう前記第１分岐路内にあることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項５】
少なくとも１つのＬＥＤおよび前記ＬＥＤをスイッチングするための少なくとも１つの別のスイッチを含む少なくとも１つの別の分岐路が、前記第１分岐路に対して並列に設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項６】
各分岐路は、前記ＬＥＤおよび前記スイッチに直列な抵抗器を備えることを特徴とする、請求項４または５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記少なくとも１つのスイッチは、好ましくは過電流から保護するために、リニア領域において駆動されるトランジスタスイッチであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記トランジスタスイッチは、異なる分岐路の同期作動するＬＥＤの間で電流をバランスさせるようにリニア領域で駆動されることを特徴とする、請求項５又は７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記第１回路は、並列に接続された複数の共振回路を備え、各共振回路は、トランスの一次側を備え、各トランスの二次側は、前記第２回路の単一の分岐路に接続されていることを特徴とする、請求項５乃至８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記第１回路は、前記電流を検出して検出電流信号を前記インバータユニットに送るための電流検出要素を備えることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記インバータユニットは、同じ極性符号を有するＡＣ電圧および電流を発生することを特徴とする、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記インバータユニットは、前記トランスおよび前記共振回路から機械的に分離されていることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記インバータユニットは、前記電流検出要素によって過電流が検出された場合に、好ましくはある共振サイクルの間、出力をオフにスイッチングすることを特徴とする、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記電流測定要素は、オン状態中に前記スイッチの両端の電圧を検出することを特徴とする、請求項３に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷、好ましくは発光ダイオード（ＬＥＤ）へ給電するための電源デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に居住用、自動車用およびプロ用のソリッドステート照明への関心が高まりつつある。ソリッドステートランプ、例えばＬＥＤには、電池またはＡＣ幹線から直接給電できないので、効果的な電力ドライブのためには電子電力ドライバー（電源デバイスとも称す）が必要である。効率性の理由からＬＥＤドライバーはスイッチングモードで作動させなければならない。これらドライバーは、利用可能なＤＣ電圧またはＡＣ電圧を、ＬＥＤへ供給するＤＣ電流に変換する。電子ドライバーは入力電圧源の変動およびＬＥＤでの電圧降下から独立したＤＣ出力電流を供給しなければならない。ほとんどの用途では、ガルバーニ電流からのアイソレーション（絶縁）がＬＥＤドライバーに対する別の重要な条件となっている。
【０００３】
ＬＥＤおよびその他の負荷に給電するための電源は、例えば米国特許出願公開第US2005/0225176A1号、米国特許出願公開第US2003/0067791A1号、米国特許出願公開第US2006/0077600A1号または国際公開第2005/036726号から知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第US2005/0225176A1号
【特許文献２】米国特許出願公開第US2003/0067791A1号
【特許文献３】米国特許出願公開第US2006/0077600A1号
【特許文献４】国際公開第2005/036726号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、スイッチドモード電源は、ＤＣ出力電圧を発生し、多くの場合、出力電圧は、パルス幅変調（ＰＷＭ）により制御される。ＬＥＤ照明システム内でこのドライバー原理を使用するには、電流センサを含む電流コントローラユニットを増設しなければならない。ドライバー回路をガルバーニ電流から絶縁状態にするには、一次側にＰＷＭ制御装置およびトランジスタを設けると共に、二次側で電流を測定しなければならない。二次側で補助電圧が必要となり、フィードバック経路内でガルバーニ電流からのアイソレーションを予知しなければならないので、このような構成によって更に労力が必要となる。電流測定が、安価でかつ簡単なシャント抵抗に基づく場合、更に損失が生じる。
【０００６】
この公知の原理の別の問題は、一般にＰＷＭスイッチングトポロジーに関連するＥＭＩ（電磁干渉）歪みで生じ得る。
【０００７】
上記に鑑み、本発明の目的は、従来のデバイスの欠点を解消した電源デバイスを提供することにある。特にＥＭＩを最小にし、スイッチング損失を解消しなければならない。更に別の目的は、ガルバーニ電流からのアイソレーションおよび負荷の電力制御を断念することなく、コスト的に有効な電源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記およびそれ以外の課題は、ＡＣ電圧（好ましくは矩形電圧）を発生するインバータユニット，およびキャパシタンスとインダクタンスを有する共振回路を備える第１回路と、整流ユニット，スイッチおよび前記負荷を有し、前記スイッチが前記負荷をオンオフにスイッチングする第２回路と、前記第１回路からのいかなる測定信号をも必要とすることなく、前記負荷に供給される電力を調節するように、前記スイッチを制御するコントローラユニットと、一次側および二次側を有するトランスとを備え、前記一次側が、前記第１回路に接続されており、前記二次側が前記第２回路（好ましくは前記整流器）に接続されており、よって前記第１回路と前記第２回路とはガルバーニ電流からアイソレートされている、負荷に給電するための電源デバイスによって解決される。
【０００９】
本発明の電源デバイスは、負荷（好ましくはＬＥＤ）に給電するための、新規な共振作動する、ガルバーニ電流からアイソレートするドライバートポロジーおよび制御スキームを提供するものである。このデバイスには、整流され平滑化された幹線電圧によって提供できるＤＣ電圧を供給できる。本発明のデバイスはインバータ（好ましくは高周波インバータ）と、トランスと、直列コンデンサと、二次整流ステージとを備える。トランスは、ガルバーニ電流からアイソレートするように働き、例えば一次側の３００ボルトの電圧レベルを二次側の３０ボルトに適合させる。共振回路はトランスの浮遊インダクタンスと直列コンデンサによって形成することが好ましい。したがって、トランスの寄生漏洩インダクタンスはデバイスの一部となっている。公知のＰＷＭに基づくコンバータ、例えばフォワード及びフライバックトポロジーとは異なり、漏洩インダクタンスを最小にする必要はない。このことは、アイソレートおよび巻線設計をする上で利点となっているので、コストを低くする。
【００１０】
負荷に供給される電力は、トランスの低電圧の二次側で制御される。第２回路におけるスイッチのオフステートの数に対するオンステートの数が、負荷に対する平均出力を決定する。
【００１１】
本発明のデバイスの利点の１つは、電流がサイン状となることであり、スイッチングの瞬間に電流がゼロとなることである。これによってスイッチングの損失を回避し、ＥＭＩを最小にできる。更に第２回路に供給される公称出力電圧を、負荷の所望の特性に応じて、トランスの巻き回数の比によって設定できる。更に本発明にかかわる電源デバイスは、幹線電源に極めて適している。更に、コントローラユニットは、電力、例えば負荷に供給される電流を調節するのに、第１回路からの信号／フィードバックを必要としない。第１回路と第２回路との間で情報を伝達する必要もない。
【００１２】
本発明の電源デバイスの更に別の利点は、負荷電圧を平滑化するのに、高価なＤＣ平滑化コンデンサが不要であることである。バッファコンデンサは、寿命に関して最も弱い部品となっていることが多いので、このことは、期待される寿命を長くする。
【００１３】
好ましい実施形態では、前記コントローラは、電流ゼロクロス点で前記スイッチを作動させる。
【００１４】
この手段の利点は、スイッチング損失を最小にするか、または解消できることである。
【００１５】
更に別の好ましい実施形態では、前記コントローラは、前記第２回路内に設けられた電流測定要素を備える。
【００１６】
この手段は、第２回路で、したがって低電圧レベルで電流制御を行うという利点を有する。
【００１７】
更に別の好ましい実施形態では、前記負荷は、第１分岐路内で直列に接続された複数のＬＥＤを備え、前記スイッチは、前記複数のＬＥＤをオンオフにスイッチングするように前記第１分岐路内にある。
【００１８】
この手段の利点は、１つのスイッチによって複数のＬＥＤを制御できることである。
【００１９】
好ましい実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤおよびＬＥＤをスイッチングするための少なくとも１つの別のスイッチを含む少なくとも１つの別の分岐路が、前記第１分岐路に対して並列に設けられている。
【００２０】
この手段により、特にＬＥＤの制御性に関して電源デバイスのフレキシビリティを高めることができる。
【００２１】
更に別の好ましい実施形態では、各分岐路は、前記ＬＥＤおよび前記スイッチに直列な抵抗器を備える。
【００２２】
この手段は、過電流から保護できるという利点を有する。
【００２３】
好ましい実施形態では、前記少なくとも１つのスイッチは、過電流保護のために、好ましくはリニア領域において駆動されるトランジスタスイッチ（例えば、バイポーラトラジスタまたはＭＯＳＦＥＴ）である。より好ましくは、前記トランジスタスイッチは、異なる分岐路の同期作動するＬＥＤの間で電流をバランスさせるようにリニア領域で駆動される。
【００２４】
この手段は、実際に有利であることが分かっている。
【００２５】
好ましい実施形態では、前記第１回路は、並列に接続された複数の共振回路を備え、各共振回路は、トランスの一次側を備え、各トランスの二次側は、前記第２回路の単一の分岐路に接続されている。
【００２６】
換言すれば、１つ以上のＬＥＤと１つのスイッチの直列接続を含む各分岐路が１つのトランスに割り当てられる。
【００２７】
この手段は、給電のフレキシビリティが高まるという利点を有する。特にトランスに対して異なる巻線の巻回数の比を使用することにより、分岐路に供給される公称電圧を変えることができる。
【００２８】
更に別の好ましい実施形態では、前記第１回路は、前記電流を検出しこの検出された電流の信号を前記インバータに送るための電流検出要素を備える。より好ましくは、前記インバータは、同じ極性符号を有するＡＣ電圧および電流を発生する。
【００２９】
この手段は、スイッチング損失を回避し、ＥＭＩを最小にできるという利点を有する。この結果、共振周波数を極めて高くできるので、小型のトランスを使用することが可能となる。
【００３０】
好ましい実施形態では、前記インバータは、トランスおよび共振回路から機械的に分離されている。
【００３１】
この手段は、幹線電源によって給電される移動可能な照明製品に対して、このデバイスを使用できるという利点を有する。
【００３２】
更に別の好ましい実施形態では、インバータユニットは、前記電流検出要素によって過電流が検出された場合に、好ましくはある共振サイクルの間、出力をオフにスイッチングする。
【００３３】
この手段は、回路およびトランスを過負荷から保護できるという利点を有する。
【００３４】
別の実施形態によれば、前記電流測定要素は、オンステート中に前記スイッチの両端の電圧を検出する。
【００３５】
この手段は、電流を測定するための簡単で、したがってコスト的に効果的な要素を設けることができるという利点を有する。
【００３６】
次の詳細な説明および添付図面から、上記以外の特徴および利点が明らかとなる。
【００３７】
これまで説明した特徴および以下に説明する特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、表示されているそれぞれの組み合わせで使用できるだけでなく、他の組み合わせまたは単独でも使用できると理解すべきである。
【００３８】
図面には、本発明の実施形態が示されており、添付図面を参照し、以下詳細な説明において、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる電源デバイスのブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係わる電源デバイスのブロック図である。
【図３ａ】図１のデバイスの電流エンベロープおよび電圧エンベロープを示す図である。
【図３ｂ】図２のデバイスの電流エンベロープおよび電圧エンベロープを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１および図２には、電源デバイスの２つの実施形態がブロック図で示されている。この電源デバイスは、調節可能な電力を負荷（好ましくはランプ）に給電するのに使用される。このランプは、発光ダイオード（ＬＥＤ）または、例えば直列に接続された複数のＬＥＤであることが好ましい。しかしながら、他の電気的負荷、好ましくは他のタイプの照明システムを、本発明の電源デバイスで給電してもよいと理解すべきである。ここでは、「ＬＥＤ」なる用語は、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）も含む。
【００４１】
更に特許請求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、図１または図２に示されたデバイスに対して変形および変更を行うことができると理解すべきである。
【００４２】
図１には、電源デバイスの一般的構造が示されており、このデバイスは、参照番号１０で示されている。電源デバイス１０は、互いにガルバーニ電流から絶縁（アイソレート）された第１回路１２と第２回路１４とを備える。
【００４３】
このガルバーニ電流からのアイソレーション（又は、直流的な絶縁）は、一次回路に一次巻線が割り当てられた一次側２０と、二次回路１４に二次巻線が割り当てられた二次側２２とを有するトランス１８によって達成される。
【００４４】
一次回路１２は、２つの入力ターミナル２５と２つの出力ターミナル２６とを有するインバータユニット２４を備える。
【００４５】
インバータユニット２４は、出力ターミナル２６に高い周波数のＡＣ電圧を供給するように構成されている。この出力電圧の周波数は、１００ｋＨｚまたはそれ以上のレンジ内とすることができる。
【００４６】
インバータユニット２４は、入力ターミナル２５でＤＣ電圧を受ける。しかしながらインバータユニット２４がＡＣ電圧、例えばＡＣ幹線電源を受けることも可能である。
【００４７】
かかる高い周波数のＡＣインバータユニット２４の一般的な構造は、当業者に知られているものであるので、以下、詳細には説明しない。双方の出力ターミナル２６の間には共振回路３０が接続されている。この共振回路３０は、トランス１８の一次側（一次巻線）、コンデンサ３２およびインダクタ３４を備える。これら部品は、直列に接続されている。
【００４８】
図１には別個のインダクタ３４が示されているが、トランスの浮遊インダクタンスをこのインダクタ３４としてもよい。
【００４９】
第１回路は、双方の出力ターミナル２６の間を流れる電流Ｉ1を検出する電流検出器４０を更に備える。電流検出器４０のそれぞれの信号は、インバータユニット２４へ制御信号として供給される。
【００５０】
図３ａに示されるように、インバータユニット２４は、双方の出力ターミナル２６の間に矩形の電圧Ｕ1を供給する。更に図３ａに示されるように、矩形出力電圧の極性符号は、サイン波となっている出力電流の極性符号と同じである。出力電圧の極性符号を出力電流の極性符号と同じ極性符号に維持するために、電流は電流検出器４０によって検出される。
【００５１】
上記のように、インバータ２４の構造は、当業者には知られているものである。この構造は、２つの例として挙げるハーフブリッジインバータまたはフルブリッジインバータによって実現できる。
【００５２】
共振回路３０の共振周波数は、共振コンデンサと全共振インダクタンスとによって決定される。共振回路３０の共振インピーダンスは、直列抵抗として働き、トランス１８内の一次巻線電流および二次巻線電流を制限する。
【００５３】
第２回路１４は、整流器４２にＡＣ電圧を供給するトランス１８の二次側（二次巻線）２２を備えている。整流器４２は、フルブリッジ配置に接続された４つのダイオード４４を備える。整流された電圧は、１つ以上の分岐路５０、５２、５４の入力側に供給され、これら分岐路の出力側はアースに接続されている。図１に示される実施形態では、３つの分岐路５０、５２、５４が示されている。しかしながら、これら分岐路の数は応用例に応じて変わってもよいと理解すべきである。各分岐路５０、５２、５４の全体の構造は、同じ参照番号を使って同じ部品を示すように、同様な構造となっている。
【００５４】
１つの分岐路５０、５２、５４は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）６０.１〜６０.ｎとスイッチ６４、並びに抵抗器６２を含む。すべての部品、すなわち抵抗器６２、ＬＥＤ６０およびスイッチ６４は、分岐路の入力側と出力側との間に直列に接続されている。ＬＥＤ６０.１〜６０.ｎの数は応用例に応じて決まり、１〜１０またはそれ以上の範囲となり得る。
【００５５】
スイッチ６４は、トランジスタ、好ましくはｎｐｎバイポーラトランジスタとして設けられている。しかしながら、他のスイッチ、サイリスタも使用できる。しかしながら、使用されているスイッチ６４は、本実施形態ではトランジスタのベースに供給される制御信号によって制御できなければならない。本実施形態では、トランジスタのコレクタは、ＬＥＤ６０.ｎのカソードに接続されており、トランジスタのエミッタは分岐路の出力側、従ってアースに接続されている。
【００５６】
スイッチ６４を操作することにより、ＬＥＤ６０.１〜６０.ｎをオンオフにスイッチングできる。このスイッチ６４のそれぞれの動作は、制御ユニット１６が制御信号を発生し、この信号をそれぞれのスイッチ６４に供給することによって行われる。スイッチ６４に供給される制御信号は、制御ユニット１６に供給される一般的な制御信号７６に基づくか、または制御ユニット１６内に記憶される他の任意のプログラムまたはアルゴリズムに基づいて発生される。
【００５７】
ＬＥＤ６０.１〜６０.ｎに供給される電力、したがってこれら要素の光出力は、スイッチ６４のオフサイクルの数に対するオンサイクルの数によって調節できると理解すべきである。単位時間当たりのスイッチ６４のオンサイクルが長くなればなるほど、ＬＥＤの光出力は大きくなる。
【００５８】
分岐路５０のＬＥＤ６０.１〜６０.ｎは、互いに独立にオンオフに切り換えられないと理解すべきである。その代わり、ＬＥＤ６０.１〜６０.ｎは、１つの分岐路の各ＬＥＤの光出力が同様となるように、これらは同時にオンオフに切り換えられる。
【００５９】
しかしながら、複数の分岐路５０、５２、５４が、整流器４２の出力とアースとの間に並列に接続されているので、これら分岐路のＬＥＤの光出力を別々に調節できる。このことは、異なる分岐路５０、５２、５４のスイッチ６４のオンサイクルおよびオフサイクルの異なる数によって達成できる。
【００６０】
図１に示されるように、各分岐路５０、５２、５４は、抵抗器６２を備え、この抵抗器は、過電流ガードとして働くと共に、並列接続されたＬＥＤ強度間で電流をバランスさせる。これとは異なり、リニア領域においてこれらスイッチを駆動しても最大電流が保証され、分岐路５０〜５４の直列接続されたＬＥＤの間で電流がバランスされるように、これら分岐路のスイッチ６４を駆動してもよい。
【００６１】
コントローラ１６は、電流検出器７０によって供給される電流検出信号に基づき、スイッチ６４のための制御信号を発生する。この電流検出信号７０は、分岐路５０〜５４へ供給される全電流を検出する。スイッチング損失を最小とするべく、電流がゼロに近づいたときにスイッチを作動させるように、制御信号が発生される。
【００６２】
図１には、ライン７２を介してトランス１８の二次巻線からコントローラ１６に給電されることが更に示されている。トランスの二次巻線の両端のＡＣ電圧は、ライン７２を介してコントローラへ供給される電圧がＤＣ電圧となるように、ダイオード４４によって整流されると共に、コンデンサ４６によって平滑化される。この電源の別の利点は、すべてのＬＥＤがターンオフされている場合でも、トランスの二次巻線に最小の負荷しかかからないことである。したがって、トランスの二次巻線において共振効果によって生じる電圧のオーバーシュートが回避される。
【００６３】
インバータユニット２４をトランス１８および共振回路３０の残りの部分から機械的に分離できるようにしてもよく、このことは幹線電源によって給電される移動可能な照明製品に対して有効となり得る。
【００６４】
更に、第１回路内で電流検出器４０による電流検出を、回路内の過電流を検出するために使用でき、これにより、インバータユニット２４は、短時間（例えば一部の共振サイクルの間）、過電流の検出に応答して電源をオフにスイッチングできる。
【００６５】
別のオプション手段として、各分岐路５０、５２、５４における電流を測定し、コントローラ１６に供給してもよい。図１では、オン状態の間、スイッチ６４にまたがる電圧により、コントローラ１６によって電流の値を見積もる。この電圧をコントローラ１６に供給するそれぞれのラインが、図１では参照番号７４によって示されている。しかしながら別の方法として、ＬＥＤの電流値を検出するのに分岐路内に直列シャント抵抗器を使用することもできる。
【００６６】
信号ランプ、装飾ランプ、壁投光、液晶バックライトおよび一般的な照明ランプ、特にＬＥＤに給電するのに電源デバイス１０を使用できる。しかしながら、潜在的な用途のこのリストはすべての用途を網羅したものではないと理解すべきである。
【００６７】
一次巻線の巻き回数と二次巻線の巻き回数の比は、ＬＥＤに給電するために第２回路内で必要とされる電圧にしたがって選択されることも指摘すべきである。各分岐路内のＬＥＤの数が多くなればなるほど、トランスの二次側によって供給される公称電圧をより高くしなければならない。
【００６８】
図２には、電源デバイスの別の実施形態が示されており、参照番号１０で表示されている。この電源デバイス１０の構造は、図１の構造に極めて類似しているので、同様な部品に対しては同様な番号を使用する。双方の実施形態の間の主な差は、図２に示された第２実施形態が互いに並列に接続された多数の共振回路３０.１〜３０.３を備えている点にある。各共振回路３０は、トランスの一次巻線巻回部品と、インダクタンス３４と、コンデンサ３２とを備える。
【００６９】
第２回路では、トランス１８.１、１８.２、１８.３の二次側に各分岐路５０、５２、５４が割り当てられている。
【００７０】
この実施形態は、異なるトランス１８.１〜１８.３により供給される異なる電圧を分岐路５０、５２、５４に給電することを可能にしている。
【００７１】
したがって、ＬＥＤ制御のフレキシビリティが高くなっている。
【００７２】
それにもかかわらず、各分岐路５０、５２、５４の構造および機能は、図１を参照して詳細に説明した分岐路に類似しているので、その構造および機能を再び説明する必要はない。
【００７３】
簡単に要約すれば、本発明は電流信号情報を第２回路から第１回路に戻さなくても、ＬＥＤに制御可能な態様で給電できる電源デバイスを提供するものである。特に第２回路内のスイッチにより、給電制御を行うと共に、他方で第１回路が固定周波数（例えば共振回路の共振周波数）を有するＡＣ電圧を供給する。電流が０になるか、または０に近くなったときに、スイッチをオンオフにスイッチングするので、スイッチング損失が最小となっている。更に、これらスイッチが第２回路内で低電圧で作動されるので、かかるスイッチの条件、したがってコストは、第１回路で使用されているスイッチと比較して低くなっている。
【符号の説明】
【００７４】
１２    第１回路
１４    第２回路
１６    コントローラユニット
１８    トランス
２０    一次側
２２    二次側
２４    インバータユニット
３０    共振回路
３２    キャパシタンス
３４    インダクタンス
５０、５２、５４    分岐路
６０    負荷
６４    スイッチ
【図１】
2010503225.tif 000003
【図２】
2010503225.tif 000004
【図３ａ】
2010503225.tif 000005
【図３ｂ】
2010503225.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月10日(2009.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷、好ましくはＬＥＤに給電するための電源デバイスであって、
ＡＣ電圧、好ましくは矩形電圧を供給するインバータユニット、および互いに並列接続された複数の共振回路を備えた第１回路であって、前記各共振回路がトランスの一次側とキャパシタンスとインダクタンスを有する、前記第１回路と、
複数の分岐路を含み、各分岐路が整流ユニット、スイッチおよび負荷を有する第２回路であって、前記スイッチが前記負荷をオンオフにスイッチングし、前記各トランスの二次側がそれぞれ前記第２回路の単一の分岐路に接続されており、よって前記第１回路と前記第２回路とがガルバーニ電流からアイソレートされている、前記第２回路と、
前記第１回路からの測定信号を必要とすることなく、前記負荷に供給される電力を調節するように、前記第２回路の前記スイッチを制御するコントローラユニットと、を備える電源デバイス。
【請求項２】
前記コントローラユニットは、電流ゼロクロス点で複数の前記スイッチを作動させることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第２回路は、電流測定要素を備えることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記コントローラユニットは、前記スイッチのオン状態中に前記スイッチの両端の電圧により電流の値を見積もるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記負荷の各々は、直列に接続された複数のＬＥＤを備えることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記各共振回路において、前記インダクタが前記トランスの浮遊インダクタンスにより得られることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
各分岐路は、前記ＬＥＤおよび前記スイッチに直列な抵抗器を備えることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
【請求項８】
前記スイッチは、好ましくは過電流から保護するために、リニア領域において駆動されるトランジスタスイッチであることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
【請求項９】
前記トランジスタスイッチは、異なる分岐路の同期作動するＬＥＤの間で電流をバランスさせるようにリニア領域で駆動されることを特徴とする、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記第１回路は、前記電流を検出して検出電流信号を前記インバータユニットに送るための電流検出要素を備えることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記インバータユニットは、同じ極性符号を有する前記ＡＣ電圧および電流を発生することを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記インバータユニットは、前記トランスおよび前記共振回路から機械的に分離されていることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記インバータユニットは、前記電流検出要素によって過電流が検出された場合に、好ましくはある共振サイクルの間、出力をオフにスイッチングすることを特徴とする、請求項１０に記載のデバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の上記およびそれ以外の課題は、ＡＣ電圧（好ましくは矩形電圧）を発生するインバータユニット，および互いに並列接続された共振回路を備え、各共振回路がトランスの一次側とキャパシタンスとインダクタンスを有する第１回路と、分岐路を含み、各分岐路が整流ユニット，スイッチおよび前記負荷を有し、前記スイッチが前記負荷をオンオフにスイッチングし、各トランスの二次側が第２回路の単一の分岐路と接続されており、よって前記第１回路と前記第２回路とがガルバーニ電流からアイソレートされている、第２回路と、前記第１回路からのいかなる測定信号をも必要とすることなく、前記負荷に供給される電力を調節するように、前記スイッチを制御するコントローラユニットとを備えた、負荷に給電するための電源デバイスによって解決される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
更に別の好ましい実施形態では、前記第２回路は、電流測定要素を備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
この手段は、第２回路で、したがって低電圧レベルで電流制御を行うという利点を有する。
好ましくは、前記コントローラユニットは、前記スイッチのオンステート中にスイッチの両端の電圧により電流の値を見積もるようになっている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
更に別の好ましい実施形態では、前記負荷の各々は、直列に接続された複数のＬＥＤを備える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
好ましい実施形態では、各共振回路において、前記トランスの浮遊インダクタンスにより前記インダクタを得る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
好ましい実施形態では、前記スイッチは、過電流保護のために、好ましくはリニア領域において駆動されるトランジスタスイッチ（例えば、バイポーラトラジスタまたはＭＯＳＦＥＴ）である。より好ましくは、前記トランジスタスイッチは、異なる分岐路の同期作動するＬＥＤの間で電流をバランスさせるようにリニア領域で駆動される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
これら手段は、実際に有利であることが分かっている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
更に別の好ましい実施形態では、前記第１回路は、前記電流を検出しこの検出された電流の信号を前記インバータに送るための電流検出要素を備える。より好ましくは、前記インバータは、同じ極性符号を有する前記ＡＣ電圧および電流を発生する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2010503225.tif 000007
2010503225.tif 000008
2010503225.tif 000009