(57)【要約】  蓄積装置に蓄積されるエネルギー量を制御するための機器は、制御ユニットを含み、この制御ユニットは、蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量に基づいて、機器の入力部を介して受信される電力を調整するように適合され、且つ調整された電力を機器の出力部を介して蓄積装置に出力するように更に適合される。
2015506072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄積装置に蓄積されるエネルギー量を制御するための制御装置であって、
−  前記蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量を示す電圧信号を受信し、
−  前記蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量に基づいて、前記制御装置の入力部を介して受信される電力を調整し、
−  前記調整された電力を前記制御装置の出力部を介して前記蓄積装置に出力する制御ユニットを含む制御装置。
【請求項２】
前記制御ユニットが、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）及び／又は前記受信電力を調整するコンバータ回路を含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記コンバータ回路が、前記ＭＣＵから受信された制御信号に基づいて、前記受信電力を調整する、請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記ＭＣＵからの前記制御信号が、前記コンバータ回路に含まれるスイッチング装置の負荷サイクルを制御するための第１の制御信号を含む、請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記ＭＣＵからの前記制御信号が、前記コンバータ回路の最大電流を制御するための第２の制御信号を含む、請求項３又は４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記ＭＣＵが、前記蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量を示す前記制御信号の少なくとも１つを、前記受信電圧信号に基づいて生成する、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記コンバータ回路がブーストコンバータである、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記第１及び／又は第２の制御信号が、パルス幅変調（ＰＭＷ）信号である、請求項３乃至７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項９】
電力が、
−  受信遠隔制御信号と、
−  外部及び／又は内部温度センサによって検出された温度値と、
の少なくとも１つに基づいて更に調整される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記ＭＣＵがＰＩＤ制御を適用する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の制御装置を含む、光源を駆動するためのドライバ回路。
【請求項１２】
光源と、前記光源を駆動するための請求項１１に記載のドライバ回路とを含む照明装置。
【請求項１３】
前記光源が、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）又はＬＥＤストリングを含む、請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１４】
蓄積装置に蓄積されるエネルギー量を制御するためのシステムであって、
−  請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の制御装置であって、電源に接続された制御装置と、
−  蓄積装置と、
−  少なくとも前記蓄積装置に接続された負荷と、
を含み、
−  前記電源が、電子変圧器及び／又は整流器を含むことと、
−  前記蓄積装置が、少なくとも１つのコンデンサを含むことと、
−  前記蓄積装置が、中間電解コンデンサを含むことと、
−  前記負荷が、少なくとも１つのバックコンバータ及び／又は少なくとも１つの光源を含むことと、
−  前記負荷が、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）又はＬＥＤストリングを含む少なくとも１つの光源を含むことと、
の少なくとも１つが当てはまるシステム。
【請求項１５】
蓄積装置に蓄積されるエネルギー量を制御するための方法であって、
−  前記蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量を検出するステップと、
−  前記検出されたエネルギー量に基づいて、前記蓄積装置に供給される電力を調整するステップであって、電力を調整する前記ステップが、
−  コンバータ回路のスイッチング装置における負荷サイクルを調整することと、
−  前記コンバータ回路の最大電流値を調整することと、
−  前記検出されたエネルギー量が所定の範囲内にない場合に、電力の調整を停止し、且つ／又は調整された電力の出力を停止することと、の少なくとも１つを含むステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄積装置を制御するための機器、方法、及びシステムに関し、特に蓄積装置に蓄積されるエネルギー量を制御するための機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、より小さく、より優れたビーム制御を提供し、且つ通常の白熱電球と比較されるとエネルギー消費の低下を示すランプの需要が増加している。エネルギーを節約するランプの需要は、エネルギー消費の低下が動作コストを低減するので、経済的理由に基づいている。
【０００３】
多面反射鏡（ＭＲ）ランプは、現在、照明用途において普通に使用されている。ＭＲランプ及び特にＭＲ１６ランプは、例えば、埋め込み式天井灯、卓上灯、景観照明など、指向性照明を必要とする用途用に、標準的な白熱電球の代わりに通常使用される。ＭＲ１６ランプは、一般にハロゲン光源を使用し、一般に低電圧で動作し、従って１２０又は２３０Ｖの幹線電圧をランプの低動作電圧に変換する電子変圧器を必要とする。
【０００４】
ＭＲ１６ハロゲンランプは、著しい熱を生成し、そのランプがオンか又は近時にオンだった場合に、皮膚又は可燃性材料との直接接触を回避するために注意しなければならない。この理由で、ＭＲ１６互換性ＬＥＤランプが、最近広く使用されるようになった。それらは、ＭＲ１６ハロゲンランプに形状が類似しており、ＭＲ１６ランプ用に設計されたほとんどの器具において使用され得る。それらは、低い熱発生及び低電力消耗故に、プラスチックから製造され、それによって製造コストを低減することができる。
【０００５】
しかしながら、電子変圧器を用いる、ＭＲ１６ハロゲンランプ用に設計された器具は、ＬＥＤ適合変圧器を後付けされる必要がある。その１つの理由は、標準的な電子変圧器が最低限の動作電力を必要とする一方で、ＬＥＤランプが、より低い動作電力で動作できるということである。
【０００６】
更に、たとえ最低限の電力要件が満たされても、フリッカが発生し得る。これは、従来の電子変圧器が、電解コンデンサを備えた単純なバック回路を用い、その結果として、ＬＥＤを貫流する電流が遮断され、それによって、人の目により観察され得るフリッカを引き起こすという事実に起因する。
【０００７】
従って、上記で説明された適合性問題を解決するために、異なる電子変圧器と同様に、異なる電子変圧器出力に動的に適合する能力を有するランプドライバの必要性が存在する。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態が、照明用途に関連して説明されるが、本発明は、それらに限定されず、電源と蓄積装置及び／又は蓄積装置に関連付けられる負荷との間の適合性問題が生じる様々な異なる用途において使用され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
先行技術に関連付けられる、上記で言及された欠点及び問題を考慮して、本発明の目的は、先行技術に関連付けられる適合性問題が解決され得る手段となる、蓄積装置を制御するための機器、システム、及び方法を提供することである。本発明の別の目的は、照明用途において発生するストロボ効果又はフリッカを回避することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目的は、独立請求項の特徴によって達成される。
【００１１】
本発明は、蓄積装置が空にならず、且つ／又は蓄積装置におけるエネルギーレベルが所定レベルに維持されるように、蓄積装置に既に蓄積されているエネルギー量に基づいて、蓄積装置へのエネルギー供給を調整する概念に基づいている。
【００１２】
用語「電力の調整」は、電流及び／又は電圧の調整を指すのが好ましい。
【００１３】
目的は、蓄積装置に蓄積されるエネルギー量を制御するための機器によって達成される。機器は、蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量に基づいて、機器の入力部を介して受信される電力を調整するように適合された、且つ調整された電力を機器の出力部を介して蓄積装置に出力するように更に適合された制御ユニットを含むのが好ましい。
【００１４】
蓄積装置へのエネルギー供給を調整することによって、制御ユニットは、蓄積装置が空になるのを防ぐ。好ましくは、制御ユニットは、所定の範囲内で又は最低レベルを超えてエネルギーレベルを一定に維持し、その結果、例えば蓄積装置がＬＥＤランプ用の電源として機能する場合に、目につくフリッカは発生しない。従って、機器は、電源と蓄積装置との間のインターフェースとして機能し、それによって、前記電源と前記蓄積装置（及び蓄積装置に接続された負荷）との間の適合性を確立し得る。これは、所与の種類の蓄積装置（例えばランプドライバに含まれる）及び／又は負荷（例えばＬＥＤ）が、異なる電源（例えば電子変圧器）と組み合わせて動作されなければならない場合に特に有利である。
【００１５】
好ましくは、制御ユニットは、電圧信号（Ｖｉｎ）を受信するように適合され、電圧信号（Ｖｉｎ）は、蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量を示す。制御ユニットは、前記電圧信号を永続的、周期的、又は不定期に直接検出／測定しても良い。代替として、制御ユニットは、蓄積装置、又は蓄積装置の監視ユニットなどの蓄積装置に関連付けられた機器から、電圧信号を周期的又は不定期に自動的に受信しても良い。更なる選択肢として、制御ユニットは、蓄積装置又は監視ユニットに電圧信号を積極的に要求しても良い。電圧信号は、蓄積装置に印加される電圧であっても良い。例えば、蓄積装置がコンデンサである場合に、電圧信号は、コンデンサの電圧であっても良い。従って、制御ユニットは、蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量を電圧信号から容易に導き出すことができる。電圧信号が監視ユニットから受信される場合に、それは、高及び低論理電圧レベルのデジタル信号であっても良い。
【００１６】
好ましくは、制御ユニットは、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）及び受信電力を調整するように適合されたコンバータ回路を含む。ＭＣＵは、プロセッサコア及びメモリ、並びにアナログ／デジタルコンバータ、コンパレータ、タイマ／カウンタ手段、及びプログラム可能な入力／出力手段の少なくとも１つを含む単一の集積回路であっても良い。ＭＣＵは、機器の動作を制御及び監視するように適合されても良い。好ましくは、ＭＣＵは、蓄積装置及び／又は電源を制御及び／又は監視するように更に適合される。アナログ／デジタルコンバータは、更なる処理の前に、エネルギー量を示す受信アナログ電圧信号をデジタル信号に変換するように適合されても良い。
【００１７】
コンバータ回路は、増幅回路であっても良い。特に、コンバータ回路は、スイッチング装置、例えばＭＯＳＦＥＴを有するブーストコンバータを含んでも良い。
【００１８】
好ましくは、コンバータ回路は、ＭＣＵから受信される制御信号に基づいて、受信電力を調整するように適合される。ＭＣＵは、制御信号をコンバータ回路に周期的又は不定期に供給しても良く、その結果、十分なエネルギーが蓄積装置へと引き出される。制御信号は、蓄積装置に蓄積されている測定／決定されたエネルギー量に基づいて生成されても良いが、しかしまた外部遠隔制御信号の受信、利用可能な電力、蓄積装置の特徴（例えば最大蓄積容量等）、蓄積装置に接続された負荷の種類などの少なくとも１つの更なる条件に基づいても良い。好ましくは、制御信号は、受信電圧信号（Ｖｉｎ）に基づいて生成される。
【００１９】
好ましくは、ＭＣＵからの制御信号は、コンバータ回路に含まれるスイッチング装置の負荷サイクルを制御するための第１の制御信号を含む。スイッチング装置は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、又はバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）を含んでも良い。
【００２０】
好ましくは、ＭＣＵからの制御信号は、コンバータ回路の最大（又はピーク）電流を制御するための第２の制御信号を含む。ＭＣＵは、受信電力を調整するために、第１及び第２の制御信号の１つ又は両方の制御信号を用いても良い。両方の制御信号の利用は、調整精度の向上に関して利点を有する。
【００２１】
好ましくは、第１及び／又は第２の制御信号は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号である。ＰＷＭ信号は、高周波ＰＷＭ信号であっても良い。
【００２２】
従って、好ましい実施形態において、スイッチング装置（例えばＭＯＳＦＥＴ）を通過する電流は、２つの点、即ちスイッチング装置のターンオン時間及びスイッチング装置のターンオン時間内におけるコンバータ回路のピーク電流において制御され得る。ターンオン時間は、第１の制御（ＰＷＭ）信号によって制御されても良く、ピーク電流は、第２の制御（ＰＷＭ）信号によって制御されても良い。スイッチング装置を貫流する電流を検出するために、電流検出回路がスイッチング装置に接続されても良い。ピーク電流が設定値に達した場合に、たとえ第１のＰＷＭ負荷サイクルがまだターンオン時間内であっても、スイッチング装置はオフにされる。これは、次の利点を有する。電源（例えば電子変圧器）からの出力電圧は、（例えば、電子変圧器のＡＣ入力電圧に依存して）変化する可能性があり、従って、異なる電子変圧器は、異なる出力電圧を有する。従って、スイッチング装置を通過する電流もまた変化する。従って、本発明によれば、機器は、好ましくは適合性を達成するために、スイッチング装置の負荷サイクル、及びピーク電流を調整するのが好ましい。
【００２３】
好ましくは、電力は、受信遠隔制御信号及び温度値の少なくとも１つに基づいて更に調整される。温度値は、外部及び／又は内部温度センサによって検出されても良い。従って、例えば或る限界を超える温度が検出された場合に、制御ユニットは、機器及び／又は蓄積装置、及び／又はそれらに関連付けられた更なる装置への損傷を防ぐために、電力の調整を停止し、且つ／又は蓄積装置への電力の出力を停止しても良い。
【００２４】
蓄積装置に蓄積されるエネルギー量を制御するために、特にコンバータ回路及び／又はコンバータ回路の出力を制御するために、制御ユニットは、Ｐ、ＰＩ、又はＰＩＤ制御（調整）を用いても良い。好ましくは、ＰＩＤ（比例積分微分）制御が適用される。Ｐ、ＰＩ、又はＰＩＤ制御に関連付けられる誤差は、（電圧信号から導き出された）蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量と所定値との間の差として定義されても良い。制御ユニットは、温度、適用される蓄積装置の種類、蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量、電源の種類などの或る条件に依存して、Ｐ、Ｉ、及びＤパラメータを選択しても良い。しかしながら、制御ユニットはまた、所定のＰＩＤパラメータの固定セットを適用しても良い。制御ユニットは、コンバータ回路が電源に最初に接続される場合に、ＰＩＤパラメータの適切なセットを決定するためにルーチンを更に実行しても良い。これは、様々な異なる電源に適合する機器の能力を更に向上させる。
【００２５】
好ましくは、機器は、光源のドライバ回路に含まれるか、又は光源のドライバ回路に動作可能に結合される。後者の場合に、機器は、独立型の機器であっても良い。機器を照明用途に適用することによって、異なる光源が、例えば器具に含まれる異なる電子変圧器と組み合わせて使用され得る。従って、例えば、従来のハロゲンランプが、ハロゲンランプ用に設計された器具に含まれる電子変圧器もまた取り替える必要なしに、省エネルギーＬＥＤランプによって取り替えられ得る。従って、機器を適用することによって、光源のドライバ回路は、複数の異なる電子変圧器と協同することができる。換言すれば、光源及び光源を駆動するための上記で言及されたようなドライバを含む照明装置が提供される。好ましくは、照明装置の光源は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）又はＬＥＤストリングを含む。
【００２６】
本発明の別の態様において、蓄積装置に蓄積されるエネルギー量を制御するためのシステムが提供される。システムは、電源に接続される上記で説明されたような機器、蓄積装置、及び少なくとも蓄積装置に接続される少なくとも１つの負荷を含むのが好ましい。
【００２７】
好ましくは、電源は、電子変圧器及び／又は整流器を含む。
【００２８】
好ましくは、蓄積装置は、少なくとも１つのコンデンサを含む。特に、蓄積装置は、中間電解コンデンサを含んでも良い。
【００２９】
好ましくは、少なくとも１つの負荷は、少なくとも１つのバックコンバータ及び／又は少なくとも１つの光源を含む。負荷は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）、複数のＬＥＤ、及び／又はＬＥＤストリングを含む光源を含んでも良い。バックコンバータは、少なくとも１つのＬＥＤの要件に従って設計されても良く、特に２つのスイッチ（例えばトランジスタ及びダイオード）、インダクタンス、並びにコンデンサを含んでも良い。
【００３０】
本発明の別の態様において、蓄積装置に蓄積されるエネルギー量を制御する方法が提供される。方法は、蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量を検出するステップと、検出されたエネルギー量に基づいて、蓄積装置に供給される電力を調整するステップと、を含むのが好ましい。方法は、上記で説明されたような機器を用いても良く、且つまた上記で説明されたシステムに更に適用されても良い。
【００３１】
好ましくは、電力を調整するステップは、コンバータ回路のスイッチング装置における負荷サイクルを調整することと、コンバータ回路の最大又はピーク電流値を調整することと、検出されたエネルギー量が所定の範囲内にない場合に、電力の調整を停止し、且つ／又は調整された電力の出力を停止することと、の少なくとも１つを含む。後者に関して、蓄積装置への調整された電力の出力を停止することによって、蓄積装置への損傷が防止され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態による機器を示す。
【図２】図１の機器を含むシステムを示す。
【図３】本発明の第１の実施形態による方法の流れ図を示す。
【図４】本発明の第２の実施形態による方法の流れ図を示す。
【図５】本発明の機器を用いる応用例を示す。
【図６】本発明による機器のコンバータ回路におけるブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の好ましい実施形態が、照明用途に関連して説明されるが、本発明は、それらに限定されず、電源と蓄積装置及び／又は負荷との間の適合性問題が生じる様々な異なる用途において使用され得る。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態による機器１０を示す。機器１０は、制御ユニット１１０を含み、入力部を介して電源から電力Ｐｉｎを受信するように、且つ出力部を介して電力Ｐｏｕｔを出力するように適合される。入力部及び出力部は、それぞれ、プラグ、ソケット、圧着部、及び／又はそれらの組み合わせを含んでも良い。
【００３５】
制御ユニット１１０は、コンバータ回路１１１及びＭＣＵ１１２を含む。入力部を介して受信された電力Ｐｉｎは、コンバータ回路１１１に供給される。コンバータ回路１１１は、ＭＣＵ１１２からの制御信号ＣＳ１、ＣＳ２に基づいて、受信電力Ｐｉｎを調整する。好ましくは、コンバータ回路１１１は、増幅器回路、特にブーストコンバータである。ブーストコンバータは、インダクタンス、ダイオード、及びスイッチング装置を含んでも良く、スイッチング装置は、ＭＯＳＦＥＴであるのが好ましく、ダイオードは、ショットキーダイオードであるのが好ましい。
【００３６】
ＭＣＵ１１２は、外部信号Ｖｉｎ、ＣＳＴ、及びＣＳＲを受信する。電圧信号Ｖｉｎは、機器１０の出力部に接続されるか又は動作可能に結合される蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量を示す。ＣＳＴは、外部及び／又は内部温度センサから受信された、且つそれらのセンサによって測定された温度値を示しても良い。ＣＳＲは、遠隔制御部から受信された、且つ／又はユーザによって入力された制御信号であっても良い。照明用途の場合に、ＣＳＲは、ユーザによって要求される調光レベルを示しても良い。ＭＣＵ１１２は、電圧信号Ｖｉｎに基づいて、制御信号ＣＳ１及び／又はＣＳ２の少なくとも１つを発生する。制御信号ＣＳ１及びＣＳ２は、更に、受信信号ＣＳＴ及びＣＳＲの少なくとも１つに、且つ電源の種類、蓄積装置の種類、蓄積装置の容量などの更なる条件に、基づいても良い。
【００３７】
制御信号ＣＳ１及びＣＳ２は、コンバータ回路１１１の動作条件を調整するために使用され得る。例えば、ＣＳ１は、コンバータ回路に含まれるスイッチング装置における負荷サイクルの変動に帰着し得る。好ましくは、制御信号ＣＳ１は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号である。更に、ＣＳ２は、コンバータ回路１１１の最大又はピーク電流を変更するために使用され得る。好ましくは、ＣＳ２もまたＰＷＭ信号である。
【００３８】
従って、スイッチング装置（例えばＭＯＳＦＥＴ）を通過する電流は、２つの点、即ちスイッチング装置のターンオン時間及びスイッチング装置のターンオン時間内におけるコンバータ回路１１１のピーク電流において制御され得る。スイッチング装置のターンオン時間は、第１の制御（ＰＷＭ）信号ＣＳ１によって制御され得、コンバータ回路１１１のピーク電流は、第２の制御（ＰＷＭ）信号ＣＳ２によって制御され得る。更に、スイッチング装置に接続される、且つスイッチング装置を貫流する電流を検出する電流検出回路が設けられても良い。ピーク電流が設定値に達すると、スイッチング装置は、たとえ第１のＰＷＭ負荷サイクルがまだターンオン時間内であっても、オフにされても良い。従って、両方の制御信号ＣＳ１、ＣＳ２は、スイッチング装置のオン／オフ状態を制御する。
【００３９】
好ましくは、制御ユニット１１０は、蓄積装置３０における所定のエネルギーレベルが維持されるように、受信電力を調整する。所定のエネルギーレベルは、ＭＣＵ１１２においてプリセットされても良く、又は機器１０が電源及び／又は蓄積装置に最初に接続される場合に、ＭＣＵ１１２によって自動的に決定されても良い。所定のエネルギーレベルは、或るレベル、即ちそれより上のレベルでは蓄積装置に接続された負荷、例えばＬＥＤの正常動作が保証されるレベルであるのが好ましい。追加又は代替として、ＭＣＵ１１２は、所定のエネルギーレベルを周期的又は不定期に決定及び／又は設定しても良い。従って、機器は、蓄積装置に接続された負荷の変化に動的に適合することができる。これは、（例えば光源の場合に）負荷が、例えば負荷の熱故に動作中に変化する場合に有利である。
【００４０】
受信電力Ｐｉｎを調整するために、ＭＣＵ１１２は、ＰＩＤ制御を用いるのが好ましい。これは、蓄積装置のエネルギーレベルが（ほぼ）一定に保持されなければならない場合に、特に有利である。ＰＩＤ制御用に用いられる誤差は、蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量（電圧信号Ｖｉｎから導き出される）と所定値との間の差として定義されても良い。ＭＣＵ１１２は、温度（例えば、上記で説明されたＣＳＴを介して検出される）、蓄積装置の種類、蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量、電源の種類などの或る条件に依存して、Ｐ、Ｉ、及びＤパラメータを選択しても良い。好ましくは、ＭＣＵ１１２は、ＭＣＵ１１２の内部メモリに記憶された（所定の）ＰＩＤパラメータの固定セットを用いる。ＭＣＵ１１２は、機器１０が電源に最初に接続される場合に、ＰＩＤパラメータの適切なセットを決定するためのルーチンを更に実行しても良い。これは、様々な異なる電源に適応する機器１０の能力を更に向上させる。
【００４１】
図２は、上記で説明されたような機器１０を含むシステムを示す。機器１０は、電源２０及び蓄積装置３０に接続される。蓄積装置３０は、負荷４０に接続される。照明用途の場合に、負荷４０は、少なくとも１つのバックコンバータ及び少なくとも１つの光源を含んでも良い。機器１０は、蓄積装置３０に現在蓄積されているエネルギー量を示す電圧信号Ｖｉｎを蓄積装置３０から受信する。負荷４０は、蓄積装置３０から電力を受信する。即ち、負荷４０を動作させるための電力は、蓄積装置３０によって供給される。例えば、負荷４０がＬＥＤを含む場合に、蓄積装置３０は、ＬＥＤに定電流を供給する。
【００４２】
図３は、本発明の第１の実施形態による方法の流れ図を示す。ステップＳ１０において、機器１０は、蓄積装置３０に蓄積されているエネルギー量を決定又は検出する。機器１０は、電圧信号Ｖｉｎを検出し、前記電圧信号Ｖｉｎの大きさからエネルギー量を導き出しても良い。前記量を導き出すために、機器１０は、蓄積装置３０の種類又は蓄積装置３０に関連付けられたパラメータなどのパラメータを更に利用しても良い。例えば、蓄積装置３０がコンデンサである場合に、機器１０は、蓄積されているエネルギーの量を導き出すために、コンデンサの容量値及び電圧信号Ｖｉｎを用いても良い。
【００４３】
ステップＳ２０において、機器１０は、決定されたエネルギー量に基づき、機器１０の入力部を介して電源２０から受信される電力Ｐｉｎを調整する。加えて、調整は、検出／受信された温度値ＣＳＴ及び／又はユーザからの遠隔制御ＣＳＲ信号に更に基づいても良い。機器１０は、所定のエネルギーレベルが蓄積装置３０において維持されるように、受信電力Ｐｉｎを調整しても良い。この態様において、機器１０は、上記で説明されたようなＰＩＤ制御を用いても良い。代替として、機器１０は、蓄積されるエネルギー量の下限閾値に基づいて、受信電力Ｐｉｎを調整しても良い。例えば、蓄積されているエネルギー量が、下限閾値未満であると決定された場合に、機器１０は、より多くのエネルギーが蓄積装置３０に供給されるように、受信電力Ｐｉｎを調整しても良い。
【００４４】
蓄積装置３０がコンデンサである場合に、機器１０は、コンデンサがより速く充電されるような方法で、コンバータ回路１１１に含まれるスイッチング装置１１３の負荷サイクルを調整しても良い。従って、負荷がＬＥＤである場合に、コンデンサが空になることによるフリッカが、効果的に防止され得る。追加又は代替として、機器１０は、コンバータ回路１１１のピーク電流を調整しても良い。
【００４５】
ステップＳ３０において、機器１０は、調整された電力を蓄積装置３０に出力する。
【００４６】
図４は、本発明の第２の実施形態による方法の流れ図を示す。方法は、図２に示されているシステムを用いる。
【００４７】
ステップ１００において、システムは、初期化される。ステップ２００において、ウォッチドッグタイマがイネーブルされる。ウォッチドッグは、ＭＣＵ１１２に統合される、且つ独立して機能する機構である。ＭＣＵ１１２を作動するプログラム（例えば、受信電力を調整するためのプログラム）は、プリセットされた時間間隔内にウォッチドッグタイマをリセットしなければならない。ウォッチドッグタイマが、プリセットされた時間間隔内にリセットされない場合に、ウォッチドッグは、ステップＳ３５０において、ＭＣＵ１１２を少なくとも部分的にリセットする。即ち、ウォッチドッグは、ウォッチドッグタイマをリセットしなかった作動プログラムを停止し再起動するのが好ましい。これは、プログラムが正常に動作しない場合、例えば停止した場合に発生し得る。プログラムが異常に動作する場合に、ウォッチドッグは、適時にリセットされ得ず、プログラムを再起動するように作動される。これは、「浮遊する」又は「もたつく」プログラムの問題を解決する防止方法である。
【００４８】
ウォッチドッグタイマが適時にリセットされた場合に（ステップ３００）、方法は、ステップＳ４００に進む。ステップ４００において、ＭＣＵ１１２は、蓄積装置に現在蓄積されているエネルギー量を示す電圧信号Ｖｉｎを処理する。ＭＣＵ１１２は、更なる処理のために前記電圧信号Ｖｉｎをアナログ／デジタル変換しても良い。更なる処理は、蓄積装置に蓄積されているエネルギー量を導き出すことを含み、且つ導き出された量を所定値と比較しても良い。しかしながら、ＭＣＵ１１２はまた、導き出すステップなしに、デジタル化された電圧信号を所定値と比較しても良い。電圧信号／量が、所定の範囲内にない場合、即ち下限閾値未満（ステップ５００）又は上限閾値超（ステップ６００）の場合に、ステップ５５０において、機器１０は、蓄積装置３０及び／又は蓄積装置３０に接続された負荷４０への損傷を防ぐために、制御信号ＣＳ１、ＣＳ２の出力を停止するか且つ／又はコンバータ回路１１１を停止する。
【００４９】
ステップＳ７００において、電圧信号／量が、所定の範囲内にあり、更に目標値と等しいか又はほぼ等しい場合に、機器１０は、受信電力Ｐｉｎの調整を実行せず、方法は、ステップＳ３００から再始動する。そうではなく、電圧信号／量が、所定の範囲内であるが、それでも目標値から外れている場合に、機器１０は、ステップＳ８００において、電圧信号／量に基づいてＰＩＤ計算を実行する。最後に、ステップＳ９００において、機器１０は、ＰＩＤ計算を用いて受信電力Ｐｉｎを調整し、方法は、Ｓ３００に進む。
【００５０】
図５は、本発明の機器１０を用いる詳細なシステム、例えば照明システムを示す。
【００５１】
電源２１０からのＡＣ電力は、整流器２２０によって整流され、次に、機器１０のコンバータ回路１１１に供給される。電源２１０及び整流器２２０は、図２の電源２０として見なされても良い。コンバータ回路１１１及びＭＣＵ１１２を含む機器１０は、上記で説明された機能を実行しても良い。ＭＣＵ１１２は、負荷４０又はその要素（例えば負荷４０に含まれるバックコンバータ）を制御及び／又は監視するように更に適合されても良い。コンバータ回路１１１は、例えばコンデンサである蓄積装置３０に接続される。この例において、第１の（正の）コンデンサ電極は、コンバータ回路１１１及び負荷４０にそれぞれ接続される。第２のコンデンサ電極は、グランドに接続される。コンデンサ３０は、コンバータ回路１１１から電力、即ち電流を受信し、前記電力を蓄積する。この実施形態において、コンデンサ３０は、負荷４０に定電流を供給する。負荷４０は、少なくとも１つのバック回路及び少なくとも１つのＬＥＤを含んでも良い。バック回路は、コンバータ回路１１１によって供給された第１の電圧を、少なくとも１つのＬＥＤに適している第２の電圧に変換しても良い。更に、調整器が設けられても良い。調整器は、当該技術分野において周知のＶＣＣ調整器であっても良く、負荷４０からの信号、及び電圧信号Ｖｉｎを受信するように適合されても良い。更に、調整器は、ＭＣＵ１１２のＶＣＣ入力部及びコンバータ回路１１１に信号を出力するように適合されても良い。
【００５２】
ＭＣＵ１１２は、蓄積装置３０に現在蓄積されているエネルギー量を示す電圧信号Ｖｉｎを受信する。ＭＣＵ１１２は、内部及び／又は外部温度センサから信号ＣＳＴを、且つ遠隔制御部から信号ＣＳＲを更に受信しても良い。ＭＣＵ１１２は、少なくともＶｉｎに基づいて、制御信号ＣＳ１及びＣＳ２をコンバータ回路１１１に出力する。例えば、コンバータ回路１１１がブーストコンバータである場合に、ＭＣＵ１１２は、コンバータ回路１１１のスイッチング装置における負荷サイクルの変動を引き起こす第１の制御信号ＣＳ１を出力しても良く、そのスイッチング装置は、ＭＯＳＦＥＴであるのが好ましい。第１の制御信号ＣＳ１は、蓄積装置３０に蓄積されているエネルギー量に依存し、且つ／又は負荷４０の要件に従って、スイッチング装置の負荷サイクルを最適化するために用いられても良い。第１の制御信号ＣＳ１は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号であっても良い。
【００５３】
代替又は追加として、ＭＣＵ１１２は、コンバータ回路１１１の最大電流の変化を引き起こす第２の制御信号ＣＳ２を出力しても良い。例えば、第２の制御信号ＣＳ２は、スイッチング装置の転流期間を変えるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号であっても良い。
【００５４】
従って、スイッチング装置を通過する電流は、スイッチング装置のターンオン時間、及びスイッチング装置のターンオン時間内におけるコンバータ回路１１１のピーク電流を調整することによって制御されても良い。ターンオン時間は、第１の制御信号によって制御され、ピーク電流は、第２の制御信号によって制御される。スイッチング装置を貫流する電流を検出するためにスイッチング装置に接続される電流検出回路が、機器１０に含まれても良い。ピーク電流が設定値に達した場合に、たとえ第１のＰＷＭ負荷サイクルがまだターンオン時間内であっても、スイッチング装置は、オフにされても良い。
【００５５】
ＭＣＵ１１２は、例えば検出された電圧信号Ｖｉｎが所定の範囲内にない場合に、シャットダウンコマンドを負荷４０に出力するように適合されても良い。従って、負荷４０への損傷は、防止され得る。
【００５６】
この実施形態によれば、コンバータ回路（例えばブーストコンバータ）は、異なる電子変圧器に適合し、且つ負荷４０に含まれるバックコンバータ用にコンデンサ３０へと十分なエネルギーを引き出すことができる。コンデンサ３０上の電圧リップルが制限されれば、バックコンバータは、非常に小さなリップルで定電流をＬＥＤ又はＬＥＤストリングに送り、それによって、フリッカ及びストロボ効果を除去することが可能である。ＭＣＵ１１２は、異なる周囲温度又は遠隔制御信号入力における異なる光出力、熱保護用のＬＥＤ輝度調整などの異なる要件の場合に、バックコンバータを更に制御することができる。引き出される電流が最適レベルに調整されるので、高効率及び高力率が達成され得る。
【００５７】
図６は、本発明の好ましい実施形態による機器１０のコンバータ回路１１１のブロック図である。コンバータ回路１１１は、インダクタンス１１３、ダイオード１１４、及びスイッチング装置１１５を有するブーストコンバータを含み、スイッチング装置１１５は、ＭＯＳＦＥＴであるのが好ましい。コンバータ回路１１１は、スイッチング装置１１５を貫流する電流を検出するための電流検出回路１１６を更に含む。スイッチング装置１１５は、ショットキーダイオードであっても良く、それは、高スイッチング速度を提供する。
【００５８】
本発明によれば、蓄積装置へのエネルギー供給は、蓄積装置に既に蓄積されているエネルギー量に基づいて調整され、その結果、蓄積装置は空にならず、且つ／又は蓄積装置におけるエネルギーレベルは、所定レベルで維持される。従って、本発明は、電源と電源に接続される負荷との間の適合性問題を解決する。
【図１】
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【図２】
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【図６】
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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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