(57)【要約】  本発明は、電源回路及び１つ以上のＬＥＤモジュールを含むＬＥＤ照明システムに関する。電源回路は、電力供給源への接続のための入力端子（Ｋ１、Ｋ２）、並びに第１及び第２の出力端子（Ｋ３、Ｋ４）と、入力端子と第１及び第２の出力端子との間に結合される、ＬＥＤ電流を生成するためのドライバ回路（Ｉ、ＩＩ）とを備える。ドライバ回路（Ｉ、ＩＩ）はドライバ制御回路（ＩＩ）を含み、ドライバ制御回路は入力端子（Ｋ７）を備え、ドライバ制御回路の入力端子に存在する信号に応じてＬＥＤ電流を増減させる。１つ以上のＬＥＤモジュールは、電源回路の第１及び第２の出力端子それぞれへの接続のための第１及び第２の入力端子（Ｋ５、Ｋ６）と、第１及び第２の入力端子間に結合されるＬＥＤ負荷（ＬＳ）及び電流センサ（Ｒ１）の直列構成と、電流センサ、及び、ＬＥＤ電流の目標値を表す基準信号を生成するための基準信号生成部（Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｚ１）に結合される、自身の出力端子において電流制御信号を生成するためのモジュール制御回路であって、電流制御信号は、ＬＥＤ電流の目標値がＬＥＤ電流の測定値より低い場合、第１の値を有し、ＬＥＤ電流の目標値がＬＥＤ電流の測定値より高い場合、第２の値を有する、モジュール制御回路と、動作中、モジュール制御回路の出力端子とドライバ制御回路の入力端子との間に結合される結合回路（Ｄ１；Ｓｇ、ＤＣ、Ｃ１、Ｃ２）であって、電流制御信号の第１の値をドライバ制御回路の入力端子に伝送し、第２の値をブロックする、結合回路とを含み、ドライバ制御回路の入力端子における信号は、電流制御信号が全て第２の値を有する場合、デフォルト値を有する。
2015518243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源回路及び１つ以上のＬＥＤモジュールを含むＬＥＤ照明システムであって、
前記電源回路は、
−電力供給源への接続のための入力端子、並びに第１及び第２の出力端子と、
−前記入力端子と前記第１及び第２の出力端子との間に結合される、ＬＥＤ電流を生成するためのドライバ回路であって、前記ドライバ回路はドライバ制御回路を含み、前記ドライバ制御回路は入力端子を備え、前記ドライバ制御回路の前記入力端子に存在する信号に応じて前記ＬＥＤ電流を増加又は減少させる、ドライバ回路と
を含み、
前記１つ以上のＬＥＤモジュールは、
−前記電源回路の前記第１及び第２の出力端子それぞれへの接続のための第１及び第２の入力端子と、
−前記第１及び第２の入力端子間に結合されるＬＥＤ負荷及び電流センサの直列構成と、
−前記電流センサ、及び、前記ＬＥＤ電流の目標値を表す基準信号を生成するための基準信号生成部に結合される、自身の出力端子において電流制御信号を生成するモジュール制御回路であって、前記電流制御信号は、前記ＬＥＤ電流の前記目標値が前記ＬＥＤ電流の測定値より低い場合、第１の値を有し、前記ＬＥＤ電流の前記目標値が前記ＬＥＤ電流の測定値より高い場合、第２の値を有する、モジュール制御回路と、
−動作中、前記モジュール制御回路の前記出力端子と前記ドライバ制御回路の前記入力端子との間に結合される結合回路であって、前記電流制御信号の前記第１の値を前記ドライバ制御回路の前記入力端子に伝送し、前記第２の値をブロックする、結合回路と
を含み、
前記ドライバ制御回路の前記入力端子における前記信号は、前記電流制御信号が全て自身の第２の値を有する場合、デフォルト値を有する、ＬＥＤ照明システム。
【請求項２】
前記結合回路は、前記電流制御信号の前記第２の値をブロックし、前記電流制御信号の前記第１の値を伝導するダイオード等の一方向要素を含む伝導ストリングを含む、請求項１に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項３】
前記デフォルト値は、前記ドライバ制御回路の前記入力において存在する前記信号が前記デフォルト値を有する場合、前記ＬＥＤ電流が増加するよう選択される、請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項４】
前記ＬＥＤモジュールは、前記モジュール制御回路の前記出力端子と前記ＬＥＤモジュールの前記第１の入力端子との間に結合される信号生成部であって、前記電流制御信号が自身の第１の値を有する場合、通信信号を生成し、当該通信信号を前記第１の入力端子に結合する、信号生成部を含み、前記電源回路は、前記ドライバ制御回路の前記入力端子と前記電源回路の前記第１の出力端子との間に結合される検出回路であって、前記通信信号が検出される場合、前記ＬＥＤ電流が減少され、前記検出回路が前記通信信号を検出しない場合、増加されるよう、前記通信信号を検出して前記ドライバ制御回路の前記入力端子における前記信号を制御する、検出回路を含み、前記結合回路は、前記信号生成部及び前記検出回路によって形成される、請求項１に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項５】
前記ＬＥＤ照明システムは、２つ以上のＬＥＤモジュールを含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項６】
前記ＬＥＤ照明システムは、パラメータを感知し、感知の結果に応じて、前記ＬＥＤモジュールの前記モジュール制御回路によって生成される前記電流制御信号の前記第１の値又は前記第２の値に等しい電流制御信号を前記パラメータセンサの出力端子において生成する、パラメータセンサを含み、前記パラメータセンサの前記出力端子は、結合回路を介して前記ドライバ制御回路の前記入力端子に結合され、前記結合回路は、前記センサ信号の前記第１の値を伝導し、前記第２の値をブロックし、前記パラメータは、周囲光と前記ＬＥＤ照明システムによって生成される光との合計強度、前記ＬＥＤ照明システム内の特定の箇所における温度、前記ＬＥＤ照明システムの近傍における人の存在、及びリモコンからの信号を含む群から選択される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項７】
前記パラメータセンサの前記結合回路は、一方向要素を含む、請求項６に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項８】
前記パラメータセンサの結合回路は、前記パラメータセンサの前記出力端子と前記電源回路の前記第１の出力端子との間に結合される信号生成部であって、通信信号を生成し、当該通信信号を前記電源回路の前記第１の出力端子に結合する、信号生成部を含む、請求項４及び６に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項９】
前記モジュール制御回路は、前記電流センサに結合される第１の入力端子、及び前記基準信号生成部に結合される第２の入力端子を有する比較器を含む、請求項１に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項１０】
前記比較器の前記入力端子のうちの１つは、温度依存電流を生成する電流源の出力端子に結合される、請求項９に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項１１】
前記基準信号生成部は、ツェナーダイオードを含む、請求項１又は９に記載のＬＥＤ照明システム。
【請求項１２】
電源回路内に含まれるドライバ回路によってＬＥＤ負荷を含む少なくとも１つのＬＥＤモジュールを動作させるための方法であって、
−ＬＥＤ電流の測定値及び前記ＬＥＤ電流の目標値に応じて電流制御信号を生成するためのモジュール制御回路を各ＬＥＤモジュール内に提供するステップであって、前記電流制御信号は、前記ＬＥＤ電流の前記目標値が前記ＬＥＤ電流の前記測定値より低い場合、第１の値を有し、前記ＬＥＤ電流の前記目標値が前記ＬＥＤ電流の前記測定値より高い場合、第２の値を有する、ステップと、
−前記電源回路内にドライバ制御回路を提供するステップであって、前記ドライバ制御回路は入力端子を備え、前記ドライバ制御回路の前記入力端子において存在する信号に応じて前記ＬＥＤ電流を増加又は減少させる、ステップと、
−前記電流制御信号に応じて、前記ドライバ制御回路の前記入力端子における前記信号を調整するステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路、及び１つ以上のＬＥＤモジュールを含むＬＥＤ照明システムに関する。より具体的には、本発明は、ＬＥＤモジュール内に含まれる回路構成によって生成される信号に応じて、電源回路がＬＥＤモジュール内のＬＥＤに供給する電力を調整し、上記信号は、ＬＥＤモジュール内に含まれるＬＥＤの公称電力、更に、好ましくはＬＥＤの温度に依存する、ＬＥＤ照明システムに関連する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤベースの照明システムの使用の規模は拡大している。ＬＥＤは、高い効率性及び長寿命を備える。また、多くの照明システムにおいて、ＬＥＤは他の光源より高い光学効率を提供する。結果として、ＬＥＤは、蛍光灯、ＨＩＤ（high intensity discharge）ランプ、又は白熱電球等の良く知られた光源に対して、興味深い代替案を提供する。
【０００３】
ＬＥＤベースの照明システムは、多くの場合、動作中に電源回路の出力端子に接続される１つ以上のＬＥＤモジュール内のＬＥＤに給電する電源回路を含む。典型的には、電源回路によって供給される全電流は、電源回路に接続されるＬＥＤモジュールの数に依存し、より具体的には、各ＬＥＤモジュールに適した公称電流、及びＬＥＤモジュールの温度に依存する。現在市販されており、図１に概略的に示されるＦｏｒｔｉｍｏと呼ばれるＰｈｉｌｉｐｓ社製のＬＥＤ照明システム内に含まれるＬＥＤモジュールＬＭは、ＬＥＤモジュールに含まれるＬＥＤに適した公称電流を表す抵抗値を有する第１の抵抗Ｒｓｅｔを含み、更に、温度依存抵抗を有する第２の抵抗ＮＴＣを含む。１つ以上のこれらのＬＥＤモジュールが電源回路ＰＳＣ、及び電源回路ＰＳＣ内に含まれる回路ＭＣに接続される場合、第１の抵抗Ｒｓｅｔを電流が流れ、第２の抵抗ＮＴＣを別の電流が流れる。各抵抗の両端の電圧が測定され、測定された各抵抗の両端の電圧から、各抵抗の抵抗値が回路ＭＣによって求められる。これらのデータから、回路部分ＭＣは、全ＬＥＤ電流の目標値（所望の値）を導出する。その後、電源回路ＰＳＣ内に含まれるドライバ回路ＤＣが、ＬＥＤモジュールに供給される電流を目標値に調整する。
【０００４】
この従来技術の重大な欠点は、ＬＥＤモジュール内の抵抗を電源回路内に含まれる回路構成に接続するために、３つの電線が必要なことである。これは、これらの既存のＬＥＤ照明システムを比較的複雑にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、より容易に製造され、より容易に取り付けられる、より単純なＬＥＤ照明システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によれば、電源回路及び１つ以上のＬＥＤモジュールを含むＬＥＤ照明システムが提供される。電源回路は、
−電力供給源への接続のための入力端子、並びに第１及び第２の出力端子と、
−入力端子と第１及び第２の出力端子との間に結合される、ＬＥＤ電流を生成するためのドライバ回路であって、ドライバ回路はドライバ制御回路を含み、ドライバ制御回路は入力端子を備え、ドライバ制御回路の入力端子に存在する信号に応じてＬＥＤ電流を増加又は減少させる、ドライバ回路と
を含む。
１つ以上のＬＥＤモジュールは、
−電源回路の第１及び第２の出力端子それぞれへの接続のための第１及び第２の入力端子と、
−第１及び第２の入力端子間に結合されるＬＥＤ負荷及び電流センサの直列構成と、
−電流センサ、及び、ＬＥＤ電流の目標値を表す基準信号を生成するための基準信号生成部に結合される、自身の出力端子において電流制御信号を生成するためのモジュール制御回路であって、電流制御信号は、ＬＥＤ電流の目標値がＬＥＤ電流の測定値より低い場合、第１の値を有し、ＬＥＤ電流の目標値がＬＥＤ電流の測定値より高い場合、第２の値を有する、モジュール制御回路と、
−動作中、モジュール制御回路の出力端子とドライバ制御回路の入力端子との間に結合される結合回路であって、電流制御信号の第１の値をドライバ制御回路の入力端子に伝送し、第２の値をブロックする、結合回路と
を含み、ドライバ制御回路の入力端子における信号は、電流制御信号が全て自身の第２の値を有する場合、デフォルト値を有する。
【０００７】
動作中、ドライバ制御回路は、自身の入力端子において存在する信号に応じてＬＥＤ電流を増減させることにより、電流を目標値制御する。一方、ドライバ制御回路の入力端子に存在する信号は、モジュール制御回路の出力端子において存在する電流制御信号に依存する。結果として、所望のＬＥＤ電流に関する情報がＬＥＤモジュールから電源回路に伝送されることを保証するために、たかだか１つの電線しか必要ない。 
【０００８】
本発明の第２の側面によれば、電源回路内に含まれるドライバ回路によってＬＥＤ負荷を含む少なくとも１つのＬＥＤモジュールを動作させるための方法であって、
−ＬＥＤ電流の測定値及びＬＥＤ電流の目標値に応じて電流制御信号を生成するためのモジュール制御回路を各ＬＥＤモジュール内に提供するステップであって、電流制御信号は、ＬＥＤ電流の目標値がＬＥＤ電流の測定値より低い場合、第１の値を有し、ＬＥＤ電流の目標値がＬＥＤ電流の測定値より高い場合、第２の値を有する、ステップと、
−電源回路内にドライバ制御回路を提供するステップであって、ドライバ制御回路は入力端子を備え、ドライバ制御回路の入力端子において存在する信号に応じてＬＥＤ電流を増加又は減少させる、ステップと、
−電流制御信号に応じて、ドライバ制御回路の入力端子における信号を調整するステップと
を含む、方法が提供される。
【０００９】
この方法は、本発明の第１の側面に係るＬＥＤ照明システムと同じ利点を提供する。
【００１０】
本発明に係るＬＥＤ照明システムの第１の好ましい実施形態では、結合回路は、電流制御信号の第２の値をブロックし、電流制御信号の第１の値を伝導するダイオード等の一方向要素を含む伝導ストリングを含む。
【００１１】
好ましくは、ドライバ制御回路の入力端子において存在する信号のデフォルト値は、ドライバ制御回路の入力において存在する信号がデフォルト値を有する場合、ＬＥＤ電流が増加するよう選択される。
【００１２】
ＬＥＤ照明システムが２つ以上のＬＥＤモジュールを含み、第１のＬＥＤモジュールが、他のＬＥＤモジュールより低いＬＥＤ電流を対象として設計される場合、ＬＥＤ照明システムのオン直後、全てのＬＥＤモジュールのいずれの電流制御信号も第２の値を有し、よって一方向要素によりブロックされる。しかし、ドライバ制御信号の入力端子における信号は、電源回路によって生成される電流、よって各ＬＥＤモジュールを流れる電流が増加するようなデフォルト値を有する。
【００１３】
この第１のモジュールの電流制御信号は、自身のＬＥＤ負荷を流れる電流が適切な値に達した後、その第１の値を有する。他のＬＥＤ内のＬＥＤ負荷はより高い電流を対象として設計されているので、他のＬＥＤモジュールによって生成される電流制御信号は依然として第２の値を有する。第２の値を有する電流制御信号はいずれも依然として結合回路内に含まれる一方向要素によってブロックされ、ドライバ制御回路の入力端子において存在する信号に影響しない。しかし、第１のＬＥＤモジュールの現在のモジュール制御回路の出力端子とドライバ制御回路の入力端子との間の結合回路内に存在する一方向要素は導電性（伝動性）であり、よって、電流の減少を要求する第１のＬＥＤモジュールの電流制御信号はドライバ制御回路の入力端子に伝導され、より高い電流を要求する全ての他のＬＥＤモジュールの電流制御信号に勝る。このようにすることで、ＬＥＤモジュール内に含まれる任意のＬＥＤ負荷を流れる電流が過度に高くなることが防止される。
【００１４】
他の好ましい実施形態では、ＬＥＤモジュールは、モジュール制御回路の出力とＬＥＤモジュールの第１の入力端子との間に結合される信号生成部であって、電流制御信号が第１の値を有する場合、通信信号を生成し、当該通信信号を第１の入力端子に結合する、信号生成部を含み、電源回路は、ドライバ制御回路の入力端子と電源回路の第１の出力端子との間に結合される検出回路であって、通信信号が検出される場合、ＬＥＤ電流が減少され、検出回路が通信信号を検出しない場合、増加されるよう、通信信号を検出してドライバ制御回路の入力端子における信号を制御する、検出回路を含み、結合回路は、信号生成部及び検出回路によって形成される。
【００１５】
通信信号は好ましくは高周波数信号であり、通信信号の周波数は、検出回路が通信信号と、ＬＥＤ電流内に含まれ得るスイッチング電源の動作周波数を有する信号とを容易に区別できるよう、ドライバ回路内に含まれるスイッチング電源の動作周波数から大きく異なるよう選択される。
【００１６】
動作中、電源回路の出力端子はＬＥＤモジュールの入力端子に接続され、（複数の）ＬＥＤモジュールは並列接続される。言い換えれば、全てのＬＥＤモジュールの第１の入力端子が、互いに、及び電源回路の第１の出力端子に接続される。同様に、全てのＬＥＤモジュールの第２の入力端子が、互いに、及び電源回路の第２の出力端子に接続される。ＬＥＤモジュールのうちの１つによって生成される電流制御信号が自身の第１の値を有する場合、ＬＥＤモジュールの第１の入力端子上に、ＬＥＤ電流に重畳して通信信号が存在し、よって、電源回路の第１の出力端子上にも存在する。この通信信号が検出回路によって検出される場合のみ、ＬＥＤ電流が減少される。通信信号が存在しない場合、ＬＥＤ電流が増加される。この第２の好ましい実施形態の重要な一利点は、ＬＥＤモジュールが要求するＬＥＤ電流値に関する情報を電源回路に通信するために、（追加の）電線が必要ないことである。また、この別の好ましい実施形態では、電源に２つ以上のＬＥＤモジュールが接続される場合、全ＬＥＤ電流は、第１の値を有する電流制御信号を生成する第１のＬＥＤモジュール、言い換えれば、ＬＥＤ電流の減少を要求する第１のＬＥＤモジュールによって決定されることに留意されたい。
【００１７】
本発明に係るＬＥＤ照明システムの他の好ましい一実施形態では、ＬＥＤ照明システムは、パラメータを感知し、感知の結果に応じて、ＬＥＤモジュールのモジュール制御回路によって生成される電流制御信号の第１の値及び第２の値に等しい電流制御信号をパラメータセンサの出力端子において生成する、パラメータセンサを含み、パラメータセンサの出力端子は、結合回路を介してドライバ制御回路の入力端子に結合され、結合回路は、センサ信号の第１の値を伝導し、第２の値をブロックし、パラメータは、周囲光及びＬＥＤ照明システムによって生成される光の合計強度、ＬＥＤ照明システム内の特定の箇所における温度、ＬＥＤ照明システムの近傍における人の存在、及びリモコンからの信号を含む群から選択される。
【００１８】
パラメータが光の全強度を表す場合、この強度がまずパラメータセンサによって測定され、目標光強度を表す所定の基準値と比較される。測定された強度が所定の基準値より高い場合、電流制御信号は第１の値に等しくされ、測定された強度が基準値より低い場合、第２の値に等しくされる。後者の場合、電流制御信号（センサ信号とも呼ばれる）は結合回路によってブロックされる。前者の場合、センサ信号は、測定される強度が所定の基準値に等しくなるレベルまで、ドライバ制御回路に全ＬＥＤ電流を減少させる。
【００１９】
パラメータがＬＥＤ照明システム内の特定の箇所における温度を表す場合、この温度がまず測定される。また、この場合、評価は、測定値を最大許容温度を表す所定の基準値と比較することと、測定値が基準値より高い場合、センサ信号を第１の値に等しくさせ、測定値が基準値より低い場合、第２の値に等しくさせることを伴う。後者の場合、センサ信号は結合回路によってブロックされる。前者の場合、センサ信号は、測定温度が所定の基準未満に下がるまで、ドライバ制御回路に全ＬＥＤ電流を減少させる。測定温度が所定の基準値より高いままの場合、全ＬＥＤ電流は更にゼロまで下げられ、ＬＥＤ照明ユニットはオフにされる。
【００２０】
パラメータがＬＥＤ照明システムの近傍における人の存在を表す場合、パラメータ評価は人の存在の検出である。存在が検出される場合、センサ信号は第２の値に等しくされ、存在が検出されない場合、センサ信号は第１の値に等しくされる。センサ信号が第２の値を有する場合、センサ信号はブロックされ、ＬＥＤ照明システムの動作に干渉しない。パラメータ評価信号が第１の値を有する場合、結合回路によってブロックされず、ドライバ制御回路にＬＥＤ電流をゼロまで下げさせ、存在が感知されるまでＬＥＤ照明構成をオフにする。あるいは、パラメータセンサは更に光センサを備えてもよく、存在が検出されない場合、光強度を減光レベルに制御してもよい。
【００２１】
パラメータがリモコンからの信号を表す場合、この信号は、例えば、センサ信号を第１の値に調整し、電源回路によって生成されるＬＥＤ電流をゼロに下げ、ＬＥＤ照明システムをオフにするために使用され得る。
【００２２】
光の強度、ＬＥＤ照明システム内の特定の箇所における温度、ＬＥＤシステムの近傍における人の存在、及びリモコンの信号は例示的パラメータであることに留意されたい。多数の他のパラメータがパラメータセンサによって感知され得り、ＬＥＤ照明構成を制御するために使用され得る。
【００２３】
パラメータセンサが第１の好ましい実施形態に係るＬＥＤ照明システムに含まれる場合、好ましくは、パラメータセンサの結合回路は一方向要素を含む。
【００２４】
パラメータセンサが他の好ましい実施形態に係るＬＥＤ照明システムに含まれる場合、好ましくは、パラメータセンサの結合回路は、パラメータセンサの出力端子と電源回路の第１の出力端子との間に結合される信号生成部であって、通信信号を生成し、当該通信信号を電源回路の第１の出力端子に結合する、信号生成部を含む。
【００２５】
本発明に係るＬＥＤ照明システムの他の好ましい実施形態では、モジュール制御回路は、電流センサに結合される第１の入力端子、及び基準信号生成部に結合される第２の入力端子を有する比較器を含む。この好ましい実施形態では、モジュール制御回路は単純且つ信頼できる態様で実装される。
【００２６】
好ましくは、比較器の入力端子のうちの１つは、温度依存電流を生成する電流源の出力端子に結合される。このようにすることで、ＬＥＤ電流の値は、基準信号だけでなく、更にＬＥＤモジュールの温度によって影響される。したがって、過度の高温によって引き起こされるＬＥＤの損傷を防ぐことができる。
【００２７】
好ましくは、基準信号生成部はツェナーダイオードを含む。このようにすることで、ＬＥＤモジュール内の他の電圧及び電流によってほとんど又はあまり影響されない正確な基準信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明の実施形態を、図面を用いて更に詳細に説明する。
【００２９】
【図１】図１は、従来技術のＬＥＤ照明システムの一実施形態を示す。
【図２】図２は、本発明に係るＬＥＤ照明システムの第１の実施形態の概略的な表現を示す。
【図３】図３は、本発明に係るＬＥＤ照明システムの第２の実施形態の概略的な表現を示す。
【図４】図４は、２つ以上のＬＥＤモジュール及びパラメータセンサを含む、図２に示されるような本発明に係るＬＥＤ照明システムの第１の実施形態の概略的な表現を示す。
【図５】図５は、２つ以上のＬＥＤモジュール及びパラメータセンサを含む、図３に示されるような本発明に係るＬＥＤ照明システムの第２の実施形態の概略的な表現を示す。
【図６】図６は、図２及び図３に示す実施形態に含まれるドライバ制御回路の一実施形態を示す。
【図７】図７は、図２及び図３に示す実施形態に含まれる電流源の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図２は、本発明に係るＬＥＤ照明システムの第１の実施形態の概略的な表現を示す。図２において、Ｋ１及びＫ２は、供給電圧源によって形成される電源への接続のための電源回路の入力端子である。入力端子Ｋ１及びＫ２は、回路部分Ｉの入力端子に接続される。回路部分Ｉの第１及び第２の出力端子は、電源回路の第１の出力端子Ｋ３及び第２の出力端子Ｋ４にそれぞれ接続される。回路部分ＩＩの出力端子Ｋ８は、回路部分Ｉの入力端子に結合される。回路部分Ｉ及び回路部分ＩＩは、合わせて、供給電圧源によって供給される供給電圧からＬＥＤ電流を生成するためのドライバ回路を形成し、回路部分ＩＩは、ドライバ制御回路である。回路部分ＩＩは入力端子Ｋ７を備え、回路部分ＩＩの入力端子Ｋ７に存在する信号に応じてＬＥＤ電流を増加及び減少させる。入力端子Ｋ１及びＫ２、出力端子Ｋ３及びＫ４、並びに回路部分Ｉ及びＩＩは、合わせて、電源回路を形成する。
【００３１】
端子Ｋ５及びＫ６は、電源回路の第１及び第２の出力端子Ｋ３、Ｋ４それぞれへの接続のための、ＬＥＤモジュールの第１及び第２の入力端子である。入力端子Ｋ５及びＫ６は、ＬＥＤ負荷ＬＳ及び電流センサＲ１の直列構成によって接続される。更に、入力端子Ｋ５及びＫ６は、電圧源回路Ｖｃｃ１の入力端子を介して相互接続される。ＬＥＤ負荷ＬＳ及び電流センサＲ１の共通端子が、抵抗Ｒ２を介して比較器ＣＯＭＰの第１の入力端子に接続される。電圧源回路Ｖｃｃ１の出力端子は、抵抗Ｒ３及びツェナーダイオードＺ１の直列構成により、入力端子Ｋ６に接続される。ツェナーダイオードＺ１は、抵抗Ｒ４及びＲ５の直列構成によってシャントされる。抵抗Ｒ４及びＲ５の共通端子が、比較器ＣＯＭＰの第２の入力端子に接続される。抵抗Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は、ツェナーダイオードＺ１とともに、ＬＥＤ電流の目標値を表す基準信号を生成するための基準信号生成部を形成する。比較器ＣＯＭＰの供給電圧入力端子は、電圧源回路Ｖｃｃ１の出力端子、及び入力端子Ｋ６にそれぞれ接続される。温度依存電流を供給するための電流源ＣＳが、電圧電源Ｖｃｃ１の出力端子と比較器ＣＯＭＰの第１の入力端子との間に、それぞれ端子Ｋ９及びＫ１０を介して結合される。比較器ＣＯＭＰの出力端子は、ダイオードＤ１のカソードに結合される。電源回路及びＬＥＤモジュールによって形成されるＬＥＤ照明システムの動作中、ダイオードＤ１のアノードは、回路部分Ｉの入力端子に接続される。電流源ＣＳ、抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５並びにツェナーダイオードＺ１、並びに比較器ＣＯＭＰは、モジュール制御回路を形成し、比較器ＣＯＭＰの出力端子によって形成されるモジュール制御回路の出力端子において、電流制御信号を生成する。電流制御信号は、ＬＥＤ電流の目標値がＬＥＤ電流の測定値より低い場合、第１の値を有し、ＬＥＤ電流の目標値がＬＥＤ電流の測定値より高い場合、第２の値を有する。ダイオードＤ１は、動作中、モジュール制御回路の出力端子とドライバ制御回路の入力端子との間で接続される結合回路を形成する伝導（導電）ストリング内に含まれる一方向要素であり、電流制御信号に応じて、ドライバ制御回路の入力端子における信号に影響を与える。
【００３２】
図２に示されるＬＥＤ照明システムの動作は以下の通りである。ＬＥＤ照明システムの動作中、ＬＥＤモジュールの入力端子Ｋ５及びＫ６は、電源回路の第１及び第２の出力端子Ｋ３及びＫ４に結合される。また、比較器ＣＯＭＰの出力端子が、ダイオードＤ１を介してドライバ制御回路の入力端子Ｋ７に接続され、電源回路の入力端子Ｋ１及びＫ２は供給電圧源に接続される。ＬＥＤ照明システムが２つ以上のＬＥＤモジュールを含む場合、ＬＥＤモジュールは並列に動作される。言い換えれば、ＬＥＤモジュールの第１の入力端子Ｋ５は、互いに、及び電源回路の第１の出力端子Ｋ３に接続され、第２の入力端子Ｋ６は、互いに、及び電源回路の第２の出力端子Ｋ４に接続される。ドライバ回路は、供給電圧から全ＬＥＤ電流を生成する。電流センサＲ１の両端の電圧は、各ＬＥＤモジュール内の実際のＬＥＤ電流を表し、抵抗Ｒ５の両端の電圧は、ＬＥＤ電流の目標値を表す。起動直後、ＬＥＤ電流の量は目標値より低いので、比較器ＣＯＭＰの出力端子における電圧はハイである。ダイオードＤ１はこのハイ信号をブロックするが、ドライバ制御回路の入力端子Ｋ７における信号のデフォルト値もハイなので、入力端子Ｋ７における信号はハイである。ドライバ制御回路の入力端子におけるこのハイ信号電圧は、ドライバにＬＥＤ電流を増加させる。よって、ＬＥＤモジュールのうちの１つのＬＥＤ負荷を流れるＬＥＤ電流の実際の量が、ＬＥＤ電流の目標値より高くなり、比較器ＣＯＭＰの出力端子における信号がローになるまで、全ＬＥＤ電流が増加する。信号がローになると、ダイオードＤ１が電気を通し始め、ドライバ制御回路の入力端子における信号もローになる。これは、ドライバ回路に全ＬＥＤ電流を減少させる。電源回路に１つのＬＥＤモジュールしか接続されていない場合、ＬＥＤ電流はこのようにして、そのＬＥＤモジュールの目標値にほぼ等しい値に制御される。ＬＥＤストリングＬＳ内に含まれるＬＥＤの温度が上昇する場合、比較器ＣＯＭＰの第１の入力端子に供給される電流も同様に増加し、よって比較器ＣＯＭＰの第１の入力端子における電圧も上がる。これは、比較器ＣＯＭＰの出力端子における信号を、より低い実際のＬＥＤ電流の値に対してローにさせ、よってＬＥＤ電流がより低い値において制御される。このようにすることで、ＬＥＤの過熱及び損傷が防止される。
【００３３】
電源回路に２つ以上のＬＥＤモジュールが接続される場合、他の全てのＬＥＤモジュールが自身の電流が増加することを望む一方で、最小の電流を要求するＬＥＤモジュールが、電流の減少が必要であることをドライバ制御回路に知らせることは、重要な事項である。したがって、最小の電流を要求するＬＥＤモジュールが、他の全てのＬＥＤモジュールを支配する。より具体的には、１つだけのＬＥＤモジュールが過度に高い温度を有し、他のモジュールが有さない場合、その特定のＬＥＤモジュールの電流制御信号が減少が必要であることを示す限り、他のＬＥＤモジュールによって生成される電流制御信号とは無関係に、全ＬＥＤ電流は減少される。これは、各ＬＥＤモジュールが自身が望む電流を表す信号を生成し、それらの信号全ての和に応じて全ＬＥＤ電流が生成される従来技術の実施形態で可能であった範囲より、はるかに広い範囲で全ＬＥＤ電流を制御することを可能にする。したがって、様々なＬＥＤ電流を対象として設計されたＬＥＤモジュールが電源回路に接続される場合、又はＬＥＤモジュールのうちの１つが過熱する場合、従来技術の実施形態より優れた損傷に対する保護が実現される。
【００３４】
図４は、電源回路ＰＳＣ、２つのＬＥＤモジュールＬＭ１及びＬＭ２、並びにパラメータセンサＰＳを含む、図２に示されるような本発明に係るＬＥＤ照明システムの一実施形態を表す。ＬＥＤモジュールＬＭ１及びＬＭ２、並びにパラメータセンサＰＳは、対応するダイオードＤ１、Ｄ２、及びＤ３を含む結合回路によって、全て電源回路に結合される。ＬＥＤモジュールＬＭ１及びＬＭ２の入力端子は、電源回路ＰＳＣの出力端子に結合される。これらの後者の接続は、図４に示されていない。パラメータセンサＰＳは、図４には示されていない電源回路の出力端子に接続され得る。また、パラメータセンサは、例えば、パラメータセンサ内に含まれるバッテリーによって給電されてもよい。
【００３５】
パラメータセンサによって感知されるパラメータは、例えば、ＬＥＤ照明システムによって生成される光、及び周囲光の合計強度を表し得る。また、ＬＥＤ照明システム内の特定の箇所における温度、ＬＥＤ照明システムの近傍における人の存在、及び／又はリモコンからの信号でもよい。
【００３６】
パラメータセンサの出力において存在する電流制御信号（センサ信号とも呼ばれる）は、ＬＥＤモジュールのモジュール制御回路によって生成される電流制御信号の第１及び第２の値と同様な、第１又は第２の値を有し得る。
【００３７】
パラメータが光の全強度を表し、この強度が目標光レベルを表す所定の基準値より低い場合、パラメータセンサの出力端子における信号は第２の値を有し、ダイオードＤ３は第２の信号をブロックするため、ＬＥＤ電流は上記したようにＬＥＤモジュールに供給され、パラメータセンサによって影響されない。しかし、光の全強度が所定の基準値より高い場合、パラメータセンサの出力端子における信号は第１の値を取り、この第１の値が電源回路ＰＳＣ内に含まれるドライバ制御回路の入力端子に伝達され、全光強度が目標光レベルに等しくなるまで、ドライバ回路が全ＬＥＤ電流を減少させる。
【００３８】
同様に、パラメータがＬＥＤ照明システム内の特定の箇所における温度を表す場合、温度が所定の基準値より高いとき、ＬＥＤ電流がパラメータセンサによって低減され得る。また、この場合において、温度が所定の基準値より低いとき、パラメータセンサはＬＥＤ照明システムの動作に干渉しない。
【００３９】
パラメータがＬＥＤ照明システム近傍における人の存在を表す場合、存在が検出されないとき、ＬＥＤ照明システムがパラメータセンサによってオフに又は減光され得る。存在が検出される場合、ＬＥＤ照明システムの動作はパラメータセンサによって影響されない。
【００４０】
パラメータがリモコンからの信号を表す場合、この信号は、例えば、センサ信号を第１の値に調整し、電源回路によって生成されるＬＥＤ電流をゼロに下げ、ＬＥＤ照明システムをオフにするために使用され得る。
【００４１】
当然ながら、パラメータが示す要望に従ってＬＥＤ照明構成をオフにする又は減光するために、パラメータセンサにおいて、上記で例示されたものとは異なる多数の他のパラメータ、又はパラメータの組み合わせが選択可能であることは、当業者にとって明らかであろう。
【００４２】
図３において、本発明に係るＬＥＤ照明システムの他の実施形態が示されている。図２に示される第１の実施形態と同様の構成要素及び回路部分には、同じ参照符号が付されている。図３に示すＬＥＤモジュールでは、図２の実施形態のダイオードＤ１が存在せず、比較器ＣＯＭＰの出力端子が、通信信号を生成するための信号生成部Ｓｇの入力端子に接続される。ＬＥＤモジュールの第１の入力端子Ｋ５及び信号生成部ＳｇにコンデンサＣ１が結合される。回路部分ＤＣの入力端子は、コンデンサＣ２を介して、電源回路の第１の出力端子Ｋ３に結合される。回路部分ＤＣの出力端子は、ドライバ制御回路である回路部分ＩＩの入力端子Ｋ７に接続される。残りの部分については、ＬＥＤモジュールは図２に示される実施形態と同様である。コンデンサＣ２及び回路部分ＤＣは、合わせて検出回路を形成し、通信信号が検出される場合はＬＥＤ電流が減少し、検出回路が通信信号を検出しない場合は増加するよう、通信信号を検出して、ドライバ制御回路ＩＩの入力端子Ｋ７における信号を制御する。検出回路は、例えば、ロックインアンプ又は高感度のトーン検出器を含み得る。
【００４３】
図３に示す実施形態の動作は以下の通りである。ドライバ回路が、供給電圧からＬＥＤ電流を生成する。電流センサＲ１の両端の電圧は、実際のＬＥＤ電流を表し、抵抗Ｒ５の両端の電圧は、ＬＥＤ電流の目標値を表す。起動直後、接続されたＬＥＤモジュールの全てにおいて、ＬＥＤ電流の量が目標値より低いので、比較器ＣＯＭＰの出力端子における信号電圧は第２の値、すなわちハイである。このハイ値は、回路部分Ｓｇの入力端子において存在する。このハイ値は信号生成部Ｓｇを起動しないので、信号生成部Ｓｇによって通信信号は生成されず、よって回路部分ＤＣにより検出されず、ドライバ制御回路の入力端子における信号はデフォルト値（ハイ）を取り、ドライバは全生成ＬＥＤ電流を増加させる。したがって、ＬＥＤ電流の実際の量が、接続されたＬＥＤモジュールのうちの１つのＬＥＤ電流の目標値より高くなり、比較器ＣＯＭＰの出力端子における信号が第１の値、すなわちローを取るまで、全ての接続されたモジュールへの全ＬＥＤ電流が増加される。信号がローになると、信号生成部Ｓｇが起動され、コンデンサＣ１を介してＬＥＤモジュールの第１の入力端子Ｋ５に結合される通信信号を生成する。
【００４４】
動作中、ＬＥＤモジュールの入力端子Ｋ５は電源回路の第１の出力端子Ｋ３に接続されるので、通信信号は第１の出力端子Ｋ３にも存在し、よって、コンデンサＣ２及び回路部分ＤＣによって形成される検出回路により検出される。回路部分ＤＣの出力端子における信号がローになるので、ドライバ制御回路の入力端子に存在する信号がローになり、ドライバ回路は全ＬＥＤ電流を減少させる。このようにして、ＬＥＤ電流は目標値にほぼ等しい値に制御される。
【００４５】
ＬＥＤストリングＬＳ内のＬＥＤの温度の影響は、図２に示す実施形態と同じ方法で実現される。
【００４６】
図３に示す実施形態は、電源回路に電流制御信号を伝送するために追加の電線が使用されないという重要な利点を提供する。ＬＥＤ照明システムが２つ以上のＬＥＤモジュールを含む場合、ＬＥＤモジュールは並列に動作される。言い換えれば、ＬＥＤモジュールの第１の入力端子Ｋ５は、互いに、及び電源回路の第１の出力端子Ｋ３に接続され、第２の入力端子Ｋ６は、互いに、及び電源回路の第２の出力端子Ｋ４に接続される。
【００４７】
また、図３に示す実施形態は、図２に示す実施形態の利点も提供する。２つ以上のＬＥＤモジュールの場合、最も低いＬＥＤ電流を対象として設計されたＬＥＤモジュールの電流制御信号が他のＬＥＤモジュールの電流制御信号を支配し、ＬＥＤモジュールのうちの１つにおいて過熱が発生する場合、全ＬＥＤ電流、よって過熱モジュールを流れるＬＥＤ電流が広範囲に渡って調整され得る。
【００４８】
図５は、電源回路ＰＳＣ、２つのＬＥＤモジュールＬＭ１及びＬＭ２、並びにパラメータセンサＰＳを含む、図３に示すような本発明に係るＬＥＤ照明システムの一実施形態を表す。ＬＥＤモジュールＬＭ１及びＬＭ２、並びにパラメータセンサＰＳは、それぞれ第１の信号生成部Ｓｇ１及びコンデンサＣ１、第２の信号生成部Ｓｇ２及びコンデンサＣ２、並びに第３の信号生成部Ｓｇ及びコンデンサＣ３を含む結合回路によって、全て電源回路ＰＳＣに結合される。ＬＥＤモジュールＬＭ１及びＬＭ２の入力端子は、電源回路ＰＳＣの出力端子に結合される。これらの後者の接続は図５に示されていない。パラメータＰＳは、図５に示されていない電源回路の出力端子に接続され得る。また、パラメータセンサは、例えば、パラメータセンサ内に含まれるバッテリーによって給電され得る。
【００４９】
図５に示す実施形態の動作は、図４の実施形態の動作と非常に良く似ている。パラメータセンサＰＳの出力端子は、第３の信号生成部Ｓｇ３及びコンデンサＣ３を介して、電源回路ＰＳＣの第１の出力端子に結合される。図３に示すように、電源回路は、第１の出力端子とドライバ制御回路の入力端子との間に結合される検出回路を含む。したがって、パラメータセンサの出力端子における信号がローの場合、第３の信号生成部Ｓｇ３及び電源回路ＰＳＣ内に含まれる検出回路を介して、ドライバ制御回路の入力端子における信号も同様にローになり、よって、電流は減光レベル又はゼロに下げられる。パラメータセンサＰＳの出力端子における信号がハイの場合、信号生成部Ｓｇ３が起動されないので、ＬＥＤ照明システムはパラメータセンサによって影響されることなく動作する。パラメータは図４の例示的実施形態において例示したものでもよいし、他のパラメータでもよい。
【００５０】
図６は、回路部分ＩＩ、すなわち、図２及び図３に示すＬＥＤ照明システムの実施形態に含まれるドライバ制御回路の一実施形態を示す。抵抗Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３、コンデンサＣ４及びＣ５、オペアンプＯＡ、並びに基準電圧源ＲＶＳは、合わせて積分回路を形成する。供給電圧源Ｖｃｃ、抵抗Ｒ１３、Ｒ１４、及びＲ１５、コンデンサＣ６、トランジスタＴ２、並びに積分回路は、合わせて、入力端子Ｋ７における電圧がハイの場合、出力端子Ｋ８における電圧が継続的に上がり、入力端子Ｋ７における電圧がローの場合は継続的に下がることを保証する回路部分を形成する。ドライバ制御回路が図６に示されるように実装される場合、ドライバ回路、すなわち回路部分Ｉは、自身の入力端子において存在する電圧に比例したＤＣ電流を生成する回路部分として実装され得る。
【００５１】
図７は、図２及び図３に示すＬＥＤ照明システムの実施形態に含まれる電流源ＣＳの一実施形態を示す。電流源は、抵抗Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、及びＲ９、トランジスタＴ３、並びにツェナーダイオードＺ２を含む。電流源によって供給される電流は、トランジスタＴ３のベースにおける電圧によって制御される。抵抗Ｒ９は、ＮＴＣ型の温度依存抵抗である。温度が上昇する場合、抵抗Ｒ９の抵抗値が下がり、トランジスタＴ２のベースにおける電圧が下がるので、電流源ＣＳによって生成される電流は増加する。
【００５２】
図面及び上記において本発明を詳細に図解及び記述してきたが、かかる図解及び記述は、制限的ではなく説明的又は例示的であると考えられるべきであり、本発明は開示される実施形態に限定されない。
【００５３】
図面、開示、及び添付の特許請求の範囲を分析することにより、当業者は開示される実施形態の変形例を理解及び実施できる。請求項において、用語「含む（又は備える若しくは有する）」は他の要素又はステップを除外せず、要素は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが特許請求の範囲内に列挙される複数のアイテムの機能を果たしてもよい。単にいくつかの手段が互いに異なる従属請求項内に記載されているからと言って、これらの手段の組み合わせを好適に使用することができないとは限らない。
【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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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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