(57)【要約】  一次回路（１）は、二次回路（２）に給電し、制御回路（４０）により制御され一次回路（１）を第１又は第２のモードにするスイッチ（１１−１４）を備えたスイッチ回路（１０）を有し、第１のモードで同相の共振回路電圧と電流とを介して電源（４）から二次回路（２）へのエネルギー供給を増大させ、第２のモードで同相でない共振回路電圧と電流とを介して二次回路（２）へのエネルギー供給を増大する共振回路（２０）を有し、（基本的に）一次回路信号を制御回路（４０）への制御信号に変換するコンバーター回路（３０）を有する。制御回路（４０）は、損失及び電磁干渉を低減するゼロ電流切り替え方法に従い、制御信号に依存して一次回路１を第１のモード又は第２のモードにする。
2010506559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次回路であって、二次回路に給電し、
−前記一次回路を少なくとも第１又は第２のモードにする制御回路により制御されるスイッチを備えたスイッチ回路、
−前記第１のモードでは、互いに同相の共振回路にかかる第１の電圧と前記共振回路を通る第１の電流とを介して、電源から前記二次回路へのエネルギー供給を増大させ、及び前記第２のモードでは、互いに同相でない前記共振回路にかかる第２の電圧と前記共振回路を通る第２の電流とを介して、前記二次回路へのエネルギー供給を増大させない共振回路、及び
−一次回路信号を、制御信号に依存して前記一次回路を前記第１のモード又は前記第２のモードにする制御回路への前記制御信号に変換するコンバーター回路、を有する一次回路。
【請求項２】
前記共振回路は、前記第２のモードでは、互いに逆位相の前記共振回路にかかる第２の電圧と前記共振回路を通る第２の電流とを介して、前記電源へエネルギーを逆に供給し、及び／又は前記共振回路にかかる固定電圧を介してエネルギーの転送を遮断する、請求項１に記載の一次回路。
【請求項３】
前記スイッチ回路は、全ブリッジ・インバーターであり、前記第１のモードは、前記全ブリッジ・インバーターのエネルギー供給状態であり、及び前記第２のモードは、前記全ブリッジ・インバーターのアイドル状態又は前記全ブリッジ・インバーターのエネルギー回収状態である、請求項２に記載の一次回路。
【請求項４】
前記一次回路信号は、前記共振回路を通る電流であり、前記制御信号の値の第１のグループは、前記エネルギー供給状態を生じ、前記制御信号の値の第２のグループは、前記アイドル状態を生じ、及び前記制御信号の値の第３のグループは、前記エネルギー回収状態を生じる、請求項３に記載の一次回路。
【請求項５】
前記スイッチ回路は、半ブリッジ・インバーターであり、前記第１のモードは、前記半ブリッジ・インバーターのエネルギー供給状態であり、及び前記第２のモードは、前記半ブリッジ・インバーターのエネルギー回収状態である、請求項２に記載の一次回路。
【請求項６】
前記一次回路信号は、前記共振回路を通る電流であり、前記制御信号の値の第４のグループは、前記エネルギー供給状態を生じ、前記制御信号の値の第５のグループは、前記エネルギー回収状態を生じる、請求項５に記載の一次回路。
【請求項７】
前記制御信号は、前記共振回路を通る電流の、低域通過フィルターをかけられた絶対値、又は低域通過フィルターをかけられた重み付けされた絶対値である、請求項４又は６に記載の一次回路。
【請求項８】
電源回路であって、請求項１に記載の一次回路を有する電源回路。
【請求項９】
出力信号を負荷に供給する前記二次回路を更に有し、平均出力信号は第１の状態の数に対する第２の状態の数に依存する、請求項８に記載の電源回路。
【請求項１０】
装置であって、請求項８に記載の電源回路を有し、前記二次回路と結合された負荷を更に有する、装置。
【請求項１１】
方法であって、一次回路を介して二次回路に給電し、前記一次回路は、前記一次回路を少なくとも第１又は第２のモードにする制御回路により制御されるスイッチを備えたスイッチ回路、前記第１のモードでは、互いに同相の共振回路にかかる第１の電圧と前記共振回路を通る第１の電流とを介して、電源から前記二次回路へのエネルギー供給を増大させ、及び前記第２のモードでは、互いに同相でない前記共振回路にかかる第２の電圧と前記共振回路を通る第２の電流とを介して、前記二次回路へのエネルギー供給を増大させない共振回路、を有し、前記方法は、
−一次回路信号を、制御信号に依存して前記一次回路を前記第１のモード又は前記第２のモードにする制御回路への前記制御信号に変換する段階、を有する方法。
【請求項１２】
コンピューター・プログラムであって、請求項１１に記載の方法の段階を実行するコンピューター・プログラム。
【請求項１３】
媒体であって、請求項１２記載のコンピューター・プログラムを格納し有する媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次回路に供給するための一次回路、一次回路を有する電源回路、電源回路を有する装置、方法、コンピューター・プログラム、及び媒体に関する。当該一次回路の例は、共振回路と結合された半ブリッジ及び全ブリッジ・インバーターであるが、他の一次回路を除外するものではない。当該電源回路の例は、スイッチ・モード電源であるが、他の電源回路を除外するものではない。当該装置の例は、消費者製品及び非消費者製品であるが、他の製品を除外するものではない。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、等価な負荷をかけられたスイッチを備えたＤＣ／ＡＣコンバーターを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５７１９７５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、特に、二次回路に供給するための一次回路を提供することである。当該一次回路は、二次回路から一次回路への帰還ループを必要としない制御を有する。
【０００５】
本発明の更なる目的は、特に、二次回路から一次回路への帰還ループを必要としない制御を有する、一次回路を有する電源回路、電源回路を有する装置、方法、コンピューター・プログラム、及び媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一次回路であって、二次回路に給電し、
−制御回路により制御され前記一次回路を少なくとも第１又は第２のモードにするスイッチを備えたスイッチ回路、
−前記第１のモードでは、互いに同相の共振回路にかかる第１の電圧と前記共振回路を通る第１の電流とを介して、電源から前記二次回路へのエネルギー供給を増大させ、及び前記第２のモードでは、互いに同相でない前記共振回路にかかる第２の電圧と前記共振回路を通る第２の電流とを介して、前記二次回路へのエネルギー供給を増大させない共振回路、及び
−一次回路信号を、制御信号に依存して前記一次回路を前記第１のモード又は前記第２のモードにする制御回路への前記制御信号に変換するコンバーター回路、を有する一次回路。
【０００７】
スイッチ回路は、例えばインバーターを有する。共振回路は、例えばキャパシターとインダクターの直列回路を有する。このインダクターを介し、例えば変圧器の形式で、エネルギーが負荷へ供給される。制御回路は、スイッチ回路のスイッチを制御し、一次回路を第１又は第２のモードにする。
【０００８】
第１のモードでは、スイッチ回路は、共振回路にかかる第１の電圧と共振回路を流れる第１の電流が互いに同相となるように、共振回路を電源と結合する。結果として、電源から二次回路２へのスイッチ回路及び共振回路を介したエネルギー供給は、増大する。
【０００９】
第２のモードでは、スイッチ回路は、共振回路にかかる第２の電圧と共振回路を流れる第２の電流が互いに同相とならないように、共振回路を電源と結合する。結果として、電源から二次回路２へのスイッチ回路及び共振回路を介したエネルギー供給は、増大しない。コンバーター回路は、一次回路信号を、制御回路の（設定の）ための制御信号に変換する。
【００１０】
従って、一スイッチ回路内の信号又は共振回路内の信号のような、次回路の内部信号は、一次回路のモードを定めるために用いられる。また、一次回路のモードは、一次回路を流れるエネルギーの量を定める。結果として、負荷から一次回路への不利な帰還ループはもはや必要なく、回避される。
【００１１】
本発明の一次回路のある実施例は請求項２により定められる。第２のモードでは、第１の選択に従い、スイッチ回路は、共振回路にかかる第２の電圧と共振回路を流れる第２の電流が互いに逆位相となるように（同相でない特別な例）、共振回路を電源と結合する。結果として、エネルギーが共振回路から電源へ逆に供給される（電源から共振回路へのエネルギー供給が増大しない特別な場合）。第２のモードでは、第２の選択に従い、スイッチ回路は、共振回路にかかる電圧が固定、例えばゼロ電圧になるように（共振回路を流れる電流と同相になる特別な場合）、共振回路を電源と結合する。結果として、電源から二次回路へのエネルギー供給、及び／又は電源へのエネルギーの逆の供給が阻止される（電源から二次回路へのエネルギー供給が増大しない特別な場合）。
【００１２】
望ましくは、ゼロ電流切り替え方法を実現し、損失と電磁干渉を低減するために、スイッチ回路から共振回路へ流れる電流は、スイッチ回路のスイッチの切り替えの瞬間にゼロになる。従って、共振回路にかかる電圧と共振回路を流れる電流は、互いに同相か又は互いに逆位相であるか、或いは例えばこの電圧をゼロ値のように固定することにより如何なる位相関係も有さない。
【００１３】
本発明の一次回路のある実施例は請求項３により定められる。前記スイッチ回路は、全ブリッジ・インバーターであり、前記第１のモードは、前記全ブリッジ・インバーターのエネルギー供給状態であり、及び前記第２のモードは、前記全ブリッジ・インバーターのアイドル状態又は前記全ブリッジ・インバーターのエネルギー回収状態である。
【００１４】
本発明の一次回路のある実施例は請求項４により定められる。一次回路信号は共振回路を通る電流である。制御信号の例えば第１の閾より低い値の第１のグループは、エネルギー供給状態になる。制御信号の例えば第１の閾と第２の閾との間にある値の第２のグループは、アイドル状態になる。また、制御信号の例えば第２の閾より高い値の第３のグループは、エネルギー回収状態になる。例えば一次回路内／近傍の位置の電界及び／又は磁界のような他の一次回路信号も除外されない。
【００１５】
本発明の一次回路のある実施例は請求項５により定められる。前記スイッチ回路は、半ブリッジ・インバーターであり、前記第１のモードは、前記半ブリッジ・インバーターのエネルギー供給状態であり、及び前記第２のモードは、前記半ブリッジ・インバーターのエネルギー回収状態である。
【００１６】
本発明の一次回路のある実施例は請求項６により定められる。一次回路信号は共振回路を通る電流である。制御信号の例えば第３の閾より低い値の第４のグループは、エネルギー供給状態を生じる。また、制御信号の例えば第３の閾より高い値の第５のグループは、エネルギー回収状態を生じる。
【００１７】
本発明の一次回路のある実施例は請求項７により定められる。望ましくは、しかし排他的でなく、制御信号は、低域通過フィルターをかけられた（場合によっては重み付けされた）共振回路を通る電流の重み付けされた絶対値である。
【００１８】
電源回路は、請求項８に定められる。電源回路の実施例は、請求項９に定められる。二次回路は出力信号を負荷に供給する。平均出力信号は第１の状態の数に対する第２の状態の数に依存する。
【００１９】
装置は、請求項１０に定められる。例えば、負荷は１又は複数の発光ダイオード及び／又は１又は複数の発光ダイオード列を有する。
【００２０】
方法は、請求項１１に定められる。
【００２１】
コンピューター・プログラムは、請求項１２に定められる。
【００２２】
メモリー又はディスク又はスティックのような媒体は、請求項１２に定められる。
【００２３】
電源回路及び装置及び方法及びコンピューター・プログラム及び媒体の実施例は、一次回路の実施例と対応する。
【００２４】
基本的な考えは、特に、二次回路に給電する一次回路では、一次回路内部の信号が一次回路を制御するため、及び虹か色から一次回路への帰還ループを介し一次回路の制御を回避するために用いられることである。
【００２５】
基本的な考えは、特に、一次回路の異なるモードでは、異なる量のエネルギーが一次回路を通じて流れること、及び異なるモードが一次回路から入来する信号に応じて選択されることである。
【００２６】
特に、二次回路に供給するための一次回路を提供することである。当該一次回路は、二次回路から一次回路への帰還ループを必要としない制御を有するという課題が解決される。
【００２７】
本発明の上述の及び他の態様は、本願明細書に記載される実施例から、及びその説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一次回路と二次回路とを備えた本発明の電源回路を有する本発明の装置を図示する。
【図２】本発明の、スイッチ回路、共振回路、コンバーター回路、及び制御回路を備えた一次回路を詳細に示す。
【図３】スイッチ回路及び共振回路を詳細に示す。
【図４】共振回路の素子にかかる電圧、及び共振回路の素子を流れる電流を示す。
【図５】コンバーター回路を詳細に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明の装置５を示す。装置５は、例えばＤＣ電圧を供給するバッテリー、又はＡＣ電圧を整流したＡＣ電圧に整流する整流器のような電源４を有する。電源４の出力は、二次回路２に給電する一次回路１の入力と結合される。二次回路２の出力は、例えば１又は複数の発光ダイオード及び／又は１又は複数の発光ダイオードの列のような負荷３と結合される。エネルギーは、例えば、図１に部分的に示され及び図２に部分的に示される変圧器２３、２４を介して変換される。或いは、単一のインダクターが当該変換に用いられる。インダクター全体が、例えば、一次回路１の一部を形成する。当該インダクターの一部だけが、当該インダクターの片側と当該インダクターのタップとの間に位置し、二次回路２の一部を形成する。
【００３０】
負荷３は、変圧器２３、２４と直接に、又は１又は複数の整流ダイオードと介して間接的に、及び／又は１又は複数の抵抗器を介して間接的に結合され、異なる発光ダイオード（の列）を別個に制御することを可能にする。図２に詳細に示される一次回路１は、例えば半ブリッジ・インバーター又は図３に示される全ブリッジ・インバーターのようなスイッチ回路１０を有する。スイッチ回路１０の入力は、一次回路１の入力を形成する。また、スイッチ回路１０の出力は、共振回路２０の入力と結合される。共振回路２０は、例えばキャパシター２２とインダクター２１、２３の直列回路を有する。インダクター２１、２３は、例えば、変圧器２３、２４の浮遊インダクタンス及び任意のインダクター２１を有する。一次回路１は、コンバーター回路３０と制御回路４０を更に有する。
【００３１】
２つの接続５５、５６のうちの少なくとも１つを介し、或いは接続５７を介し、コンバーター回路３０は、一次回路信号を受信する。また、接続５８を介し、コンバーター回路３０は基準値を受信し、接続５９を介し、コンバーター回路３０は制御回路４０に制御信号を供給する。スイッチ回路１０が４つのスイッチを有する場合（全ブリッジ）、制御回路４０は、接続５１−５４を介して４つの切り替え信号をスイッチ回路１０に供給する。或いは、スイッチ回路１０が２つの切り替え信号を有する場合（半ブリッジ）、制御回路４０は、接続５１−５４を介して２つの切り替え信号をスイッチ回路１０に供給する。
【００３２】
図３に詳細に示されるスイッチ回路１０及び共振回路２０は、例えば電源４の正の出力と結合された正電圧レイルと、例えば電源４の負の出力と結合された負電圧レイルとを有する。正電圧レイルは、スイッチ１１、１３の第１の側、例えばトランジスターと、及びダイオード１５、１７の陰極と結合される。負電圧レイルは、従来技術では、スイッチ１２、１４の第２の側、例えばトランジスターと、及びダイオード１６、１８の陽極と結合される。スイッチ１１の第２の側は、スイッチ１２の第１の側と、及びダイオード１５の陽極と、及びダイオード１６の陰極と、及び直列回路２１―２３の第１の側と結合される。スイッチ１３の第２の側は、スイッチ１４の第１の側と、及びダイオード１７の陽極と、及びダイオード１８の陰極と、及び直列回路２１―２３の第２の側と結合される。
【００３３】
制御回路４０は、スイッチ回路１０のスイッチ１１−１４を制御し、一次回路を第１又は第２のモードにする。
【００３４】
第１のモード（全ブリッジ・インバーター又は半ブリッジ・インバーターのエネルギー供給状態）では、スイッチ回路１０は、共振回路２０にかかる第１の電圧と共振回路２０を流れる第１の電流が互いに同相となるように、共振回路２０を電源４と結合する。結果として、電源４から二次回路２へのスイッチ回路１０及び共振回路２０を介したエネルギー供給は、増大する。
【００３５】
第２のモード（全ブリッジ・インバーターのアイドル状態、又は全ブリッジ・インバーター若しくは半ブリッジ・インバーターのエネルギー受信状態）では、スイッチ回路１０は、共振回路２０にかかる第２の電圧と共振回路２０を流れる第２の電流が互いに同相とならないように、共振回路２０を電源４と結合する。結果として、電源４から二次回路２へのスイッチ回路１０及び共振回路２０を介したエネルギー供給は、増加しない。以下にこれを詳細に説明する。コンバーター回路３０は、一次回路信号を、制御回路４０の（設定の）ための制御信号に変換する。
【００３６】
従って、一スイッチ回路１０内の信号又は共振回路２０内の信号のような、次回路１の内部信号は、一次回路１のモードを定めるために用いられる。また、一次回路１のモードは、一次回路１を流れるエネルギーの量を定める。結果として、負荷３から一次回路１への不利な帰還ループはもはや必要なく、回避される。第２のモードでは、以下の選択肢が可能である。
【００３７】
第１の選択肢（全ブリッジ・インバーター又は半ブリッジ・インバーターのエネルギー回収状態）では、スイッチ回路１０は、共振回路２０にかかる第２の電圧と共振回路２０を流れる第２の電流が互いに逆位相となるように（同相の特別な場合）、共振回路２０を電源４と結合する。結果として、エネルギーが共振回路２０から電源４へ逆に供給される（電源４から共振回路２０へのエネルギー供給が増大しない特別な場合）。
【００３８】
第２の選択肢（全ブリッジ・インバーターのアイドル状態）では、スイッチ回路１０は、共振回路２０にかかる電圧が固定、例えばゼロ電圧になるように（共振回路２０を流れる電流と同相になる特別な場合）、共振回路２０を電源４と結合する。結果として、電源４から二次回路２へのエネルギー供給、及び／又は電源４へのエネルギーの逆の供給が阻止される（電源４から二次回路２へのエネルギー供給が増大しない特別な場合）。
【００３９】
望ましくは、ゼロ電流切り替え方法を実現し、損失と電磁干渉を低減するために、スイッチ回路１０から共振回路２０へ流れる電流は、スイッチ回路１０のスイッチ１１−１４−の切り替えの瞬間にゼロになる。従って、共振回路２０にかかる電圧と共振回路２０を流れる電流は、互いに同相か又は互いに逆位相であるか、或いは例えばこの電圧をゼロ値のように固定することにより如何なる位相関係も有さない。
【００４０】
一次回路信号は、例えば、共振回路２０を流れる電流である。制御信号は、例えば、当該電流に低域通過フィルターをかけられた絶対値か、又は低域通過フィルターをかけられた重み付けされた絶対値である。しかしながら、他の可能性が除外されるものではない。制御信号の値は、例えば１又は複数の閾値と比較される。
【００４１】
全ブリッジ・インバーターの場合には、制御信号の例えば第１の閾より低い値の第１のグループは、エネルギー供給状態を生じる。制御信号の例えば第１の閾と第２の閾との間にある値の第２のグループは、アイドル状態を生じる。また、制御信号の例えば第２の閾より高い値の第３のグループは、エネルギー回収状態を生じる。全ブリッジ・インバーターの場合には、制御信号の例えば第３の閾より低い値の第４のグループは、エネルギー供給状態を生じる。また、制御信号の例えば第３の閾より高い値の第５のグループは、エネルギー回収状態を生じる。
【００４２】
第１の可能性（全ブリッジ）では、上述のような電流をスイッチ回路１０から引き出すために、負電圧レイルはスイッチ１２と、及び第１の抵抗器２５を介してダイオード１６と結合され、スイッチ１４と、及び第２の抵抗器２６を介してダイオード１８と結合される。第１の抵抗器２５とスイッチ１２とダイオード１６との間の結合は、接続５５と結合される。また、第２の抵抗器２６とスイッチ１４とダイオード１８との間の結合は、接続５６と結合される。
【００４３】
第２の可能性（半ブリッジ）では、抵抗器２５、２６のうちの１つだけ、及び接続５５、５６のうちの１つだけが、用いられる。第３の選択肢では、スイッチ回路１０と共振回路２０との間を流れる電流は、接続５７と結合された測定ループ２７を介して測定される。更なる可能性も除外されない。
【００４４】
図４は、共振回路２０の素子２１−２３にかかる電圧、及び共振回路２０の素子２１−２３を流れる電流を示す。第１の状態（エネルギーは電源４から共振回路２０へ流れる）では、例えば正電圧パルス及び正電圧パルスと同相の正電流の後に、負電圧パルス及び負電圧パルスと同相の負電流が生じる。
【００４５】
次に、一次回路１は、素子２１―２３にかかる固定電圧、例えば電流が依然として流れるゼロ電圧により定められる第２の状態（全ブリッジ・インバーターにより実現されるアイドル状態）になる。
【００４６】
最後に、第３の状態（エネルギーは共振回路２０から電源４へ逆に流れる）では、正電圧パルス及び正電圧パルスと逆位相の負電流の後に、負電圧パルス及び負電圧パルスと逆位相の正電流が生じる。
【００４７】
第１の状態（エネルギーは電源４から共振回路２０へ流れる）では、正電圧パルスを実現するために、スイッチ１１及び１４は導通状態になり、スイッチ１２及び１３は非導通状態になる。
【００４８】
第１の状態では、負電圧パルスを実現するために、スイッチ１１及び１４は非導通状態になり、スイッチ１２及び１３は導通状態になる。この場合、エネルギーは電源４から一次回路１を介して二次回路２へ供給される。
【００４９】
第２の状態（アイドル状態）では、ゼロ電圧信号を実現するため、スイッチ１１は導通状態になり、他のスイッチは非導通状態になる。これにより、導通しているスイッチ１１、直列回路２１−２３及びダイオード１７を介してループが作られる。或いは、これは、スイッチ１２（１３、１４）及びダイオード１８（１５、１６）を介して行われてもよい。この場合、抵抗損失は緩衝に関与する。
【００５０】
第３の状態（エネルギーは共振回路２０から電源４へ逆に流れる）では、正電圧パルスを実現するために、電流は、ダイオード１５、電源４及びダイオード１８を介して流れる。また、負電圧パルスを実現するために、電流はダイオード１７、電源４及びダイオード１６を介して流れる。この場合、緩衝はエネルギーを引き出すことにより実現される。勿論、これを可能にするために、（共振）電圧パルスは電源４の電圧値より大きい必要がある。更に、導通しているダイオードと並列に結合されたスイッチは、導電状態になってもならなくてもよい。
【００５１】
電源回路１、２は、一次回路１、及び出力信号を負荷に供給する二次回路２を有する。平均出力信号は、第１の状態の数に対する第２の状態の数に依存する。これにより、各状態は、モード及び／又はインバーターの１又は複数の状態に対応する。
【００５２】
図５に詳細に示すコンバーター回路３０は、第１の処理ブロック３１、第２の処理ブロック３２、及び第３の処理ブロック３３を有する。接続５５−５７のうちの少なくとも１つを介して、コンバーター回路３０は一次回路信号を受信する。また、接続６０を介して、調整信号が第２の処理ブロック３２へ供給される。
【００５３】
第２の処理ブロック３２は、これらの信号を処理し、結果信号を第１の処理ブロック３１へ供給する。接続５８を介して、コンバーター回路３０は１又は複数の閾値を受信する。また、接続６１を介して、調整値が第３の処理ブロック３３へ供給される。
【００５４】
第３の処理ブロック３３は、これらの値を処理し、更なる結果信号を第１の処理ブロック３１へ供給する。
【００５５】
第１の処理ブロック３１は、結果信号を処理し、それに応じて接続５９を介して制御回路４０等へ供給されるべき制御信号を生成する。接続５９を介して供給された制御信号から、接続５１、５２、５３、及び５４を介して半ブリッジ又は全ブリッジのスイッチに供給されるべき信号が生成される。望ましくは、制御方式は、全てのスイッチに対し等しい平均電流負荷を保証し、全てのスイッチに対し同一の導電を提供する。
【００５６】
本願明細書は、新規な共振ドライバーのトポロジーを記載した。当該トポロジーは、例えばＬＥＤにガルバニック絶縁を提供し、適切な制御方式に基づく。変圧器は、ガルバニック絶縁に役立ち、電圧レベルを例えば３００Ｖから３０Ｖに調整する。共振トポロジーは、変圧器の浮遊インダクタンス、任意のインダクタンス、及び直列キャパシターにより形成される。
【００５７】
従って、変圧器の寄生漏れインダクタンスはドライバーの一部である。フォワード・トポロジー又はフライバック・トポロジーのようなパルス幅変調に基づくコンバーターと対照的に、漏れインダクタンスは最小化される必要がない。これは、絶縁及び巻線の設計では有利であり、従って価格を低く抑える。
【００５８】
交番する正及び負の電圧パルスが生成される。電圧の極性は、電流の極性と同じである。周波数は、共振素子の共振周波数に依存する。ＬＥＤの電流（及びＬＥＤの光出力によっても）は、損失及び電磁干渉を低減するために、ゼロ電流切り替え方式を用いて制御される。結果として、高周波数に基づき、エネルギーを一次側から二次側へ転送すること（オン状態）、又は転送しないこと（オフ状態）を決定してよい。ＬＥＤ列の各ＬＥＤの平均光出力は、オン状態の数に対するオフ状態の数に依存する。
【００５９】
これは、以下の利点を提供する。
−ドライバーの電流は、正弦波になり、切り替えの瞬間にゼロになる。これは、切り替え損失を回避し、電磁干渉を最小限に抑える。
−電流制御は、一次側で行われる。従って、如何なる追加の測定もガルバニック絶縁された二次側では行われない。
−公称出力電圧は、変圧器の巻線比により設定できる。
−照明システムは、主電源に非常に適する。
−ＬＥＤの明るさを調整する機能を簡単に導入できる。
【００６０】
これは、１つより多くのＬＥＤ色（列）を有するシステムの色制御を可能にする。記載されたシステムは、１又は複数の異なるＬＥＤ色を有するＬＥＤランプに電力を供給及び調整することを目的としている。共振電源は、出力端子で方形電圧波形を供給する高周波数ＡＣインバーターを有する。共振インバーターは、半ブリッジ又は全ブリッジ・インバーターを用いて実現される。方形出力電圧は、出力電流と同相か、ゼロか、又は出力電流と逆位相である。出力電圧を出力電流と同相に保つため、例えば、電流が測定され、電流のゼロ交差が検出される。
【００６１】
ある実施例では、被制御変数は、低域通過フィルターをかけられた共振電流の絶対値である。この変数が設定点より低い場合、共振電流と同相の出力電圧が印加され、エネルギーは共振回路へ供給される。被制御変数が設定点より高い場合、如何なるエネルギーも共振回路へ供給されない。これは、例えば、システムにゼロ電圧を印加することにより達成される。
【００６２】
別の実施例では、被制御変数は、低域通過フィルターをかけられた共振電流の重み付けされた絶対値である。有利なことに、重み付け関数は電流の光出力への従属関係である。この場合、被制御変数は、ほぼ実際の光出力である。
【００６３】
所望の光出力の基準値は、基準信号又はデジタル情報により設定される。共振インバーター内のスイッチを切り替えている間、スイッチがほぼゼロ電流で整流されているので、切り替え損失の低い動作が達成される。従って、共振周波数は非常に高くなる。
【００６４】
共振周波数は、共振キャパシター及び総共振インダクタンスにより決定される。共振回路の共振インピーダンスは、直列抵抗として動作し、変圧器の一次及び二次巻線電流を制限する。ある実施例では、整流回路は変圧器の二次側と接続される。整流された出力電圧は、１又は複数のＬＥＤアレイに電力を供給する。本発明の別の実施例では、ＬＥＤ自体が整流回路として動作する。
【００６５】
ＬＥＤアレイに異なる電流及び電圧が必要なので、各枝は追加の直列抵抗器を設けられる。各枝の光出力は、オン周期の数に対するオフ周期の数により決定される。全ての枝が制御されるので、ＬＥＤの明るさを広範に設定することができる。
【００６６】
図４は各枝の電流の例を示す。実際の電流が基準電流より小さい場合に、制御方法は、電流と同相のコンバーター電圧を印加する。実際の電流が基準値より高い場合、制御方法は、ゼロ（又は位相のずれたコンバーター電圧）を印加する。この方法は、切り替えの事象が、共振電流がほぼゼロである場合にのみ生じること、従って切り替え損失を最小限に抑えることを保証する。
【００６７】
共振インバーターは、ＤＣ電圧源から供給される。変圧器の巻線比は、ＤＣ入力電圧及び直列に接続されたＬＥＤの数に依存する。直列に接続されたＬＥＤの数が多いほど、順方向電圧の降下の合計は高くなり、異なる変圧器の巻線比が必要となる。幹線からの又は異なるＡＣ電圧から動作する場合、インバーターはブリッジ整流器によりＡＣ電圧端子と接続される。
【００６８】
任意的に、整流されたＡＣ電圧は、ＤＣ平滑キャパシターにより平滑化される。高い電力レベルでは、電源に電力を供給した幹線は、幹線の電流の調整を満たさなければならない。これらは、能動的な幹線のフィルタリングを用いて解決される。能動的な幹線のフィルターは、出力端子で一定のＤＣ電圧を提供する。更に、共振インバーターは、変圧器及び共振回路の残りの部分から機械的に分離される。これは、取り外し可能な幹線により電力を供給される照明製品に有用である。
【００６９】
纏めると、一次回路１は、二次回路２に給電し、一次回路１を第１又は第２のモードにする制御回路４０により制御されるスイッチ１１−１４を備えたスイッチ回路１０を有し、第１のモードで同相の共振回路電圧と電流とを介して電源４から二次回路２へのエネルギー供給を増大させ、第２のモードで同相でない共振回路電圧と電流とを介して二次回路２へのエネルギー供給を増大させない共振回路２０を有し、（基本的に）一次回路信号を制御回路４０への制御信号に変換するコンバーター回路３０を有する。制御回路４０は、損失及び電磁干渉を低減するゼロ電流切り替え方法に従い、制御信号に依存して一次回路１０を第１のモード又は第２のモードにする。
【００７０】
留意すべき点は、以上に説明された実施例は、本発明を制限するものではないことである。当業者は、請求の範囲から逸脱することなく、多くの代替の実施例を考案できるだろう。請求項では、括弧内の如何なる参照符号も、請求項を制限すると見なされるべきではない。「有する」の表現及びその活用の使用は、請求項に記載された以外の構成要素又は段階の存在を排除するものではない。要素に付される単数表記の語は、当該要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、複数の個別の要素を有するハードウェアにより、及び適切に設定されたコンピューターにより実施され得る。複数の手段を列挙した装置の請求項では、これら複数の手段は、１つ及び同一のハードウェア要素により実施され得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項で引用されることは、これら手段の組み合わせが効果的に利用できないことを示すものではない。
【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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【国際調査報告】
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