(57)【要約】  直列接続される発光ダイオードランプ２を制御する装置１は、当該装置１の端子３、４に結合され、ランプオフ状態では、端子３、４間に高いインピーダンスを提供し、ランプオン状態では、当該ランプオン状態の継続時間の第１の部分の間は、端子３、４間に低いインピーダンスを提供する第１の回路１１と、第１の回路１１を制御する第２の回路１２と、第２の回路１２に給電するためのエネルギーを蓄積する第３の回路１３とを含む。装置１は、ランプ２のアドバンスト制御を可能にする。当該制御は、ランプオフ状態及びランプオン状態の制御と、第３の回路１３に蓄積されるエネルギーの量の制御とを含む。当該エネルギーの蓄積は、ランプオフ状態の継続時間の間の蓄積と、ランプオン状態の継続時間の第２の部分の間の蓄積とを含む。第２の部分は、第１の部分よりも少なくとも１０倍小さい。第２の回路１２は、ランプオフ状態及びランプオン状態の上記制御のためのプログラマブルマイクロコントローラ８１を含む。
2015537330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの発光ダイオードを含むランプを制御する装置であって、
前記装置と前記ランプとは、直列に接続可能であり、
前記装置は、
前記装置の端子に結合され、ランプオフ状態では、前記端子間に比較的高いインピーダンスを提供し、ランプオン状態では、前記ランプオン状態の継続時間の第１の部分の間は、前記端子間に比較的低いインピーダンスを提供する第１の回路と、
前記第１の回路を制御する第２の回路と、
前記第１の回路に結合され、前記第２の回路に給電するためのエネルギーを蓄積する第３の回路と、
を含み、
前記比較的高いインピーダンスの値は、前記比較的低いインピーダンスの値よりも少なくとも１０倍大きい、装置。
【請求項２】
前記第１の回路の前記制御は、前記ランプオフ状態及び前記ランプオン状態の制御と、前記第３の回路に蓄積される前記エネルギーの量の制御とを含み、前記エネルギーの前記蓄積は、前記ランプオフ状態の継続時間の間の蓄積と、前記ランプオン状態の前記継続時間の第２の部分の間の蓄積とを含み、前記第２の部分は、前記第１の部分よりも少なくとも１０倍小さい、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の回路は、前記ランプオフ状態及び前記ランプオン状態の前記制御のためのプログラマブルマイクロコントローラを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記プログラマブルマイクロコントローラは、前記第３の回路の両端間にある電圧信号を閾値と比較する比較機能を有し、前記エネルギーの前記量の前記制御は、前記プログラマブルマイクロコントローラからの比較結果に応答して行われる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の回路は更に、前記第３の回路の両端間にある電圧信号を閾値と比較する比較器回路を含み、前記エネルギーの前記量の前記制御は、前記比較器回路からの比較結果に応答して行われる、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記第３の回路の両端間にある電圧信号の値を増加させる第４の回路を更に含む、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記第３の回路の両端間にある電圧信号から、前記給電のための明確かつ安定した電圧信号を導出する第５の回路を更に含む、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記装置の前記端子は、前記第１の回路の第１の一次端子及び第２の一次端子に結合され、
前記第１の回路は、
第１の主電極が前記第１の回路の前記第１の一次端子に結合され、第２の主電極が第１の抵抗器の片側に結合される第１のトランジスタと、
第１の主電極が前記第１のトランジスタの制御電極に結合され、制御電極が前記第１の抵抗器の前記片側に結合され、第２の主電極が前記第１の抵抗器のもう片側と第１のダイオードの片側とに結合される第２のトランジスタと、
第１の主電極が前記第１の抵抗器の前記もう片側に結合され、第２の主電極が前記第１の抵抗器の前記片側と第２の抵抗器の片側とに結合され、制御電極が前記第２の抵抗器のもう片側に結合される第３のトランジスタと、
第１の主電極が前記第２の抵抗器の前記もう片側に結合され、第２の主電極が前記第１の回路の前記第２の一次端子に結合され、制御電極が前記第２の回路からの第１の制御信号を受信する第４のトランジスタと、
第１の主電極が前記第１の抵抗器の前記片側に結合され、第２の主電極が前記第１の回路の前記第２の一次端子に結合され、制御電極が前記第２の回路からの第２の制御信号を受信する第５のトランジスタと、
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第３の回路は、片側が前記第１のダイオードのもう片側に結合され、もう片側が前記第１の回路の前記第２の一次端子に結合される第１のコンデンサを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の回路は更に、
片側が前記第１の回路の前記第１の一次端子に結合される第３の抵抗器と、
片側が前記第３の抵抗器のもう片側に結合される第２のダイオードと、
片側が前記第２のダイオードのもう片側に結合され、もう片側が前記第１のトランジスタの前記制御電極に結合される第４の抵抗器と、
片側が前記第２のダイオードの前記もう片側に結合され、もう片側が前記第１の回路の前記第２の一次端子に結合される第３のダイオードと、
前記第３のダイオードと並列に結合される第２のコンデンサと、
片側が前記第３のダイオードの前記片側に結合される第５の抵抗器と、
片側が前記第５の抵抗器のもう片側に結合され、もう片側が前記第１の回路の前記第２の一次端子に結合される第３のコンデンサと、
を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２の回路は、
第１の入力部が前記第１の制御信号を受信し、出力部が前記第２の制御信号を提供するゲートと、
第１の主電極が前記ゲートの第２の入力部に結合され、第２の主電極が前記第１のコンデンサの前記片側に結合される第６のトランジスタと、
片側が前記第１のコンデンサの前記片側に結合され、もう片側が前記第６のトランジスタの制御電極に結合される第６の抵抗器と、
第１の主電極が前記第６のトランジスタの前記制御電極に結合され、第２の主電極が前記第１の回路の前記第２の一次端子に結合され、制御電極が前記第２の制御信号を受信するシャントレギュレータと、
を含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
第４の回路を更に含み、
前記第４の回路は、
第４のダイオード、第５のダイオード、第６のダイオード、及び、第７のダイオードからなる直列接続部と、
第１の出力部が、前記第５のダイオードと前記第６のダイオードとの間の相互接続部に第４のコンデンサを介して結合され、かつ、第７の抵抗器の片側に結合され、また、第２の出力部が、前記第４のダイオードと前記第５のダイオードとの間の相互接続部に第５のコンデンサを介して結合され、かつ、前記第６のダイオードと前記第７のダイオードとの間の相互接続部に第６のコンデンサを介して結合されるシュミットトリガと、
を含み、
前記直列接続部の片側は、前記第１のコンデンサの前記片側に結合され、前記直列接続部のもう片側は、前記第３のコンデンサの前記片側に結合され、
前記第７の抵抗器のもう片側は、前記シュミットトリガの第１の入力部と第７のコンデンサの片側とに結合され、前記第７のコンデンサのもう片側は、前記第１の回路の前記第２の一次端子に結合され、前記第１の出力部は更に、前記シュミットトリガの第２の入力部に結合される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
入力部が前記第１のコンデンサの前記片側に結合され、出力部が明確かつ安定した電圧信号を提供する電圧レギュレータを含む第５の回路を更に含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置の前記端子は、前記第１の回路の前記第１の一次端子及び前記第２の一次端子に整流器を介して結合され、前記整流器の入力部は、前記装置の前記端子に結合され、前記整流器の出力部は、前記第１の回路の前記第１の一次端子及び前記第２の一次端子に結合される、請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の装置を含み、ランプ、蛍光安定器、及び／又は、ドライバを更に含む、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの発光ダイオードを含むランプを制御する装置に関する。当該装置と当該ランプとは直列に接続可能である。本発明は更に、当該装置を含み、また、ランプ、蛍光安定器及び／又はドライバを更に含むデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記デバイスの例は、ランプ及びその一部、蛍光安定器及びその一部、並びに、ドライバ及びその一部である。
【０００３】
蛍光灯を、少なくとも１つの発光ダイオードを含むランプによって置き換える場合、蛍光灯及び発光ダイオードランプ内の配線が互いに異なることから、蛍光ランプと並列に接続されていたスタータが、発光ダイオードランプと直列に接続されることになる。蛍光灯に並列に接続されるスタータは、主電源がオンにされると、当該主電源から、蛍光灯と同じ電圧信号を受け取る。発光ダイオードランプと直列に接続されるスタータは、主電源がオンにされると、当該主電源から、発光ダイオードランプと同じ電流信号を受け取る。
【０００４】
上記スタータは、発光ダイオードランプに直列に接続されている場合、通常、単純接続であり、また、発光ダイオードランプは、スタータを必要としないことから、ダミースタータとも呼ばれる。この単純接続又はダミースタータが、発光ダイオードランプを制御する装置によって置き換えられることが有利である。或いは、当該装置が、発光ダイオードランプ、蛍光安定器又はドライバの一部を形成してもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、少なくとも１つの発光ダイオードを含むランプを制御する改良型装置を提供することを目的とする。当該装置と当該ランプとは直列に接続可能である。本発明は更に、改良型デバイス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】
第１の態様によれば、少なくとも１つの発光ダイオードを含むランプを制御する装置が提供される。当該装置と当該ランプとは、直列に接続可能である。当該装置は、
装置の端子に結合され、ランプオフ状態では、端子間に比較的高いインピーダンスを提供し、ランプオン状態では、ランプオン状態の継続時間の第１の部分の間は、端子間に比較的低いインピーダンスを提供する第１の回路と、
第１の回路を制御する第２の回路と、
第１の回路に結合され、第２の回路に給電するためのエネルギーを蓄積する第３の回路とを含み、比較的高いインピーダンスの値は、比較的低いインピーダンスの値よりも少なくとも１０倍大きい。
【０００７】
第１の回路は、ランプオフ状態では、上記装置の端子間に比較的高いインピーダンスを導入する。結果として、ランプオフ状態では、上記装置及び発光ダイオードランプに、比較的少量の電流が流れる。第１の回路は、ランプオン状態では、当該ランプオン状態の継続時間の第１の部分の間は、上記装置の端子間に比較的低いインピーダンスを導入する。比較的高いインピーダンスの値は、比較的低いインピーダンスの値よりも少なくとも１０倍大きい。結果として、ランプオン状態では、当該ランプオン状態の継続時間の第１の部分の間は、上記装置及び発光ダイオードランプに、比較的大量の電流が流れる。第２の回路は、第１の回路を制御する。したがって、ランプオフ状態及びランプオン状態を制御する。第３の回路は、第２の回路に給電するためのエネルギーを蓄積する。これにより、主電源がオンである限り、発光ダイオードランプのアドバンスト制御を可能にする装置が作成される。
【０００８】
このようなアドバンスト制御は、例えば、発光ダイオードランプを予めプログラムされたシーンに応じてオン又はオフにしたり、主電源がオフにされても日時を記録し続けたり、夏時間及び冬時間を調節したり、グリニッジ標準時を設定及び／又はプログラミングしたりすることを含み、これらは大きな利点である。
【０００９】
発光ダイオードランプは更に、例えば少なくとも１つの発光ダイオードを駆動するためのドライバを含む。或いは、ドライバは、発光ダイオードランプの外に配置されていてもよい。上記少なくとも１つの発光ダイオードは、あらゆる種類の、また、あらゆる組み合わせにある１つ以上の発光ダイオードを含む。
【００１０】
蛍光灯を発光ダイオードランプに置き換える場合、蛍光灯を駆動するために使用される電磁安定器とも呼ばれるパッシブ蛍光安定器をそのまま保持していても、取り除かれてもよい。上記装置は、パッシブ蛍光安定器が存在する場合、その存在及びその構造とは独立して機能する。
【００１１】
上記装置の一実施形態は、第１の回路の制御が、ランプオフ状態及びランプオン状態の制御と、第３の回路に蓄積されるエネルギーの量の制御とを含み、エネルギーの蓄積が、ランプオフ状態の継続時間の間の蓄積と、ランプオン状態の継続時間の第２の部分の間の蓄積とを含むことによって規定され、上記第２の部分は、第１の部分よりも少なくとも１０倍小さい。第２の回路は、ランプオフ状態及びランプオン状態と、第３の回路に蓄積されるエネルギーの量とを制御する。第３の回路は、ランプオフ状態の全継続時間の間と、ランプオン状態の継続時間の第２の部分の間とに、エネルギーを蓄積する。（エネルギーが蓄積される）第２の部分を、（装置の端子間に比較的低いインピーダンスが導入される）第１の部分よりも少なくとも１０倍小さくすることで、ランプオン状態の間のエネルギー蓄積は、ランプオン状態の間の発光ダイオードランプからの光出力の短い中断をもたらす。当該中断は、人間の目の見える中断よりも短いことが好適である。つまり、発光ダイオードランプがオンにされると、発光ダイオードランプと装置との直列接続に与えられる電圧信号の大部分が、発光ダイオードランプによって利用可能となり、当該電圧信号の最も小さい、場合によっては、不十分な部分が、装置によって利用可能となる。中断によって、この最も小さい部分が、短い継続時間の間に十分に増加される。更に、ドライバは、小さい電力低下を解消できるようにバッファを含んでもよい。当該バッファも、当該電力低下によりもたらされる光出力の短い中断が、人間の目に可視となることを防ぐ。
【００１２】
上記装置の一実施形態は、第２の回路が、ランプオフ状態及びランプオン状態の制御のためのプログラマブルマイクロコントローラを含むことによって規定される。プログラマブルマイクロコントローラは、発光ダイオードランプを予めプログラムされたシーンに応じてオン又はオフにしたり、主電源がオフにされても日時を記録し続けたり、夏時間及び冬時間を調節したり、グリニッジ標準時を設定及び／又はプログラミングしたりすること等によく適している。主電源がオフになった場合に、例えばリアルタイムクロックといったクロックを動かし続けるために、プログラマブルマイクロコントローラに結合された当該クロックにエネルギーを提供する電池が、上記装置の内部又は外部に利用可能であることが好適である。
【００１３】
上記装置の一実施形態は、プログラマブルマイクロコントローラが、第３の回路の両端間にある電圧信号を閾値と比較する比較機能を有し、エネルギーの量の制御が、プログラマブルマイクロコントローラからの比較結果に応答して行われることによって規定される。プログラマブルマイクロコントローラは、比較機能を実施するのによく適しており、ハードウェアを省くことができる。第３の回路の両端間にある電圧信号の比較的低い振幅値は、追加のエネルギーが必要であることを示す。第３の回路の両端間にある電圧信号の比較的高い振幅値は、十分なエネルギーが利用可能であることを示す。
【００１４】
上記装置の一実施形態は、第２の回路が更に、第３の回路の両端間にある電圧信号を閾値と比較する比較器回路を含み、エネルギーの量の制御が、比較器回路からの比較結果に応答して行われることによって規定される。この比較器回路は、プログラマブルマイクロコントローラ内の比較機能に対する代案であり、エネルギーの量が、プログラマブルマイクロコントローラとは独立して制御されることを可能にする。
【００１５】
上記装置の一実施形態は、第３の回路の両端間にある電圧信号の値を増加させる第４の回路を更に含むことによって規定される。第４の回路は、第３の回路の両端間にある電圧信号の値を増加させる。
【００１６】
上記装置の一実施形態は、第３の回路の両端間にある電圧信号から、上記給電のための明確かつ安定した電圧信号を導出する第５の回路を更に含むことによって規定される。第５の回路は、第３の回路の両端間にある電圧信号を安定させる。
【００１７】
上記装置の一実施形態は、上記装置の端子が、第１の回路の第１の一次端子及び第２の一次端子に結合され、当該第１の回路が、
第１の主電極が第１の回路の第１の一次端子に結合され、第２の主電極が第１の抵抗器の片側に結合される第１のトランジスタと、
第１の主電極が第１のトランジスタの制御電極に結合され、制御電極が第１の抵抗器の上記片側に結合され、第２の主電極が第１の抵抗器のもう片側と第１のダイオードの片側とに結合される第２のトランジスタと、
第１の主電極が第１の抵抗器の上記もう片側に結合され、第２の主電極が第１の抵抗器の上記片側と第２の抵抗器の片側とに結合され、制御電極が第２の抵抗器のもう片側に結合される第３のトランジスタと、
第１の主電極が第２の抵抗器の上記もう片側に結合され、第２の主電極が第１の回路の第２の一次端子に結合され、制御電極が第２の回路からの第１の制御信号を受信する第４のトランジスタと、
第１の主電極が第１の抵抗器の上記片側に結合され、第２の主電極が第１の回路の第２の一次端子に結合され、制御電極が第２の回路からの第２の制御信号を受信する第５のトランジスタとを含むことによって規定される。
【００１８】
上記装置の一実施形態は、片側が第１のダイオードのもう片側に結合され、もう片側が第１の回路の第２の一次端子に結合される第１のコンデンサを第３の回路が含むことによって規定される。
【００１９】
上記装置の一実施形態は、第１の回路が更に、
片側が第１の回路の第１の一次端子に結合される第３の抵抗器と、
片側が第３の抵抗器のもう片側に結合される第２のダイオードと、
片側が第２のダイオードのもう片側に結合され、もう片側が第１のトランジスタの制御電極に結合される第４の抵抗器と、
片側が第２のダイオードの上記もう片側に結合され、もう片側が第１の回路の第２の一次端子に結合される第３のダイオードと、
第３のダイオードと並列に結合される第２のコンデンサと、
片側が第３のダイオードの上記片側に結合される第５の抵抗器と、
片側が第５の抵抗器のもう片側に結合され、もう片側が第１の回路の第２の一次端子に結合される第３のコンデンサとを含むことによって規定される。
【００２０】
上記装置の一実施形態は、第２の回路が、
第１の入力部が第１の制御信号を受信し、出力部が第２の制御信号を提供するゲートと、
第１の主電極がゲートの第２の入力部に結合され、第２の主電極が第１のコンデンサの上記片側に結合される第６のトランジスタと、
片側が第１のコンデンサの上記片側に結合され、もう片側が第６のトランジスタの制御電極に結合される第６の抵抗器と、
第１の主電極が第６のトランジスタの制御電極に結合され、第２の主電極が第１の回路の第２の一次端子に結合され、制御電極が第２の制御信号を受信するシャントレギュレータとを含むことによって規定される。
【００２１】
上記装置の一実施形態は、第４の回路が、
第４のダイオード、第５のダイオード、第６のダイオード、及び、第７のダイオードからなる直列接続部と、
第１の出力部が、第５のダイオードと第６のダイオードとの間の相互接続部に第４のコンデンサを介して結合され、かつ、第７の抵抗器の片側に結合され、また、第２の出力部が、第４のダイオードと第５のダイオードとの間の相互接続部に第５のコンデンサを介して結合され、かつ、第６のダイオードと第７のダイオードとの間の相互接続部に第６のコンデンサを介して結合されるシュミットトリガとを含み、直列接続部の片側が、第１のコンデンサの上記片側に結合され、直列接続部のもう片側が、第３のコンデンサの上記片側に結合され、第７の抵抗器のもう片側が、シュミットトリガの第１の入力部と第７のコンデンサの片側とに結合され、第７のコンデンサのもう片側が、第１の回路の第２の一次端子に結合され、第１の出力部は更に、シュミットトリガの第２の入力部に結合されることによって規定される。
【００２２】
上記装置の一実施形態は、入力部が第１のコンデンサの上記片側に結合され、出力部が明確かつ安定した電圧信号を提供する電圧レギュレータを第５の回路が含むことによって規定される。
【００２３】
ランプオフ状態では、第３のトランジスタ及び第４のトランジスタは、導通せず（ローの第１の制御信号）、第５のトランジスタも導通しない（ローの第２の制御信号）。第１のトランジスタは、線形に動作し、第１の抵抗器及び第２のトランジスタは、電流リミッタとして動作し、比較的高いインピーダンスが、装置の端子間に存在し、第１のコンデンサは常に蓄電されている。ランプオン状態では、当該ランプオン状態の継続時間の第１の部分の間は、第１のトランジスタ、第３のトランジスタ及び第４のトランジスタは、導電性が高く（ハイの第１の制御信号）（結果として、第１の抵抗器及び第２のトランジスタの電流制限機能は、無効にされる）、第５のトランジスタも導電性が高く（ハイの第２の制御信号）、比較的低いインピーダンスが、装置の端子間に存在し、第１のコンデンサは放電される（de-charged）。第１のコンデンサの両端間の電圧信号の減少振幅が比較的低い値に到達するとすぐに、第５のトランジスタは、非導通となる（ローの第２の制御信号）。第１のコンデンサが、ランプオン状態の継続時間の第２の部分の間、第１のコンデンサの両端間の電圧信号の増加振幅が比較的高い値に到達するまで充電されることで、第５のトランジスタは、再び導電性が高くなり（ハイの第２の制御信号）、ランプオン状態の継続時間の次の第１の部分が開始される。通常は、ランプオン状態の継続時間の第１の部分及び第２の部分の組み合わせは、ランプオン状態の間に、比較的定期的に、何度も繰り返される。
【００２４】
第３の抵抗器及び第２のダイオードは、スタートアップ機能を提供する。第２のコンデンサ、第３のコンデンサ及び第５の抵抗器は、フィルタ機能を提供する。第４の回路は、時間依存性を有するフィードバックループを有するシュミットトリガを含む発振器に基づき、また、電圧を乗算するダイオード−コンデンサ回路に基づいている。この第４の回路は、チャージポンプとも呼ばれる。
【００２５】
上記装置の一実施形態は、上記装置の端子が、第１の回路の第１の一次端子及び第２の一次端子に整流器を介して結合され、当該整流器の入力部は、上記装置の端子に結合され、当該整流器の出力部は、第１の回路の第１の一次端子及び第２の一次端子に結合されることによって規定される。例えばダイオードブリッジである整流器は、上記装置の一部を形成してもしなくてもよい。
【００２６】
第２の態様によれば、上記装置を含み、ランプ、蛍光安定器、及び／又は、ドライバを更に含むデバイスが提供される。
【００２７】
発光ダイオードランプは、アドバンスト制御が必要であると理解されている。基本的な考えは、上記装置に、ランプ状態に依存するインピーダンスのための第１の回路と、第１の回路を制御する第２の回路と、第２の回路に給電するためのエネルギーを蓄積する第３の回路とが具備されるということである。
【００２８】
改良型装置を提供するという課題は達成される。更なる利点は、発光ダイオードランプのアドバンスト制御は、発光ダイオードランプの使い勝手の良さと環境適合性とを向上させ、また、エネルギーが保存される回収期間が短縮されるという点である。
【００２９】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施形態を参照することにより明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、装置の一実施形態を示す。
【図２】図２は、整流器の一実施形態を示す。
【図３】図３は、第１の回路の一実施形態を示す。
【図４】図４は、第３の回路の一実施形態を示す。
【図５】図５は、第２の回路の一実施形態を示す。
【図６】図６は、第５の回路の一実施形態を示す。
【図７】図７は、第４の回路の一実施形態を示す。
【図８】図８は、デバイスの第１の実施形態を示す。
【図９】図９は、デバイスの第２の実施形態を示す。
【図１０】図１０は、デバイスの第３の実施形態を示す。
【図１１】図１１は、デバイスの第４の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１に、装置１の一実施形態が示される。装置１は、１つ以上の発光ダイオードを含むランプ２を制御するようにデザインされている。装置１及びランプ２は、主電源がオンにされる場合に、当該主電源から同じ電流信号を受け取るように、直列に接続される。装置１は、装置１の端子３、４に結合されている第１の回路１１を含み、当該第１の回路１１は、ランプオフ状態では、端子３、４間に比較的高いインピーダンスを提供し、ランプオン状態では、当該ランプオン状態の継続時間の第１の部分の間は、端子３、４間に比較的低いインピーダンスを提供する。比較的高いインピーダンスの値は、比較的低いインピーダンスの値よりも少なくとも１０倍大きい。装置１は更に、第１の回路１１を制御する第２の回路１２と、第２の回路１２に供給するエネルギーを蓄積する第３の回路１３とを含む。
【００３２】
第１の回路１１の上記制御には、ランプオフ状態及びランプオン状態の制御と、第３の回路１３に蓄積されるエネルギーの量の制御とが含まれる。エネルギーの当該蓄積には、ランプオフ状態の継続時間の間のエネルギーの蓄積と、ランプオン状態の継続時間の第２の部分の間のエネルギーの蓄積とが含まれる。当該第２の部分は、第１の部分よりも少なくとも１０倍小さい。
【００３３】
第２の回路１２は、図５に示されるように、ランプオフ状態及びランプオン状態の上記制御のためのプログラマブルマイクロコントローラを含む。更に、プログラマブルマイクロコントローラは、第３の回路１３の両端間にある電圧信号を、閾値と比較する比較機能を有する。したがって、エネルギー量の上記制御は、プログラマブルマイクロコントローラからの比較結果に応答して行われる。比較機能の代わりに、第２の回路１２は更に、図５に示されるような、第３の回路１３の両端間にある電圧信号を、閾値と比較する比較器回路を含んでもよい。したがって、エネルギー量の上記制御は、比較器回路からの比較結果に応答して行われる。第３の回路１３は、例えば、エネルギーを蓄積する第１のコンデンサを含む。
【００３４】
装置１は、第３の回路１３の両端間にある電圧信号の値を増加させる第４の回路１４を更に含み、第３の回路１３の両端間にある電圧信号から、上記供給のための明確かつ安定した電圧信号を導出する第５の回路１５を更に含み、及び／又は、整流器１６を更に含む。しかし、これらの回路１４〜１６は、それぞれ、必要でなければ、省略されてもよい。また、これらの回路１４〜１６は、それぞれ、装置１の外に配置されてもよい。
【００３５】
第１の回路１１は、整流器１６がない場合は、端子３、４に結合される第１の一次端子２１及び第２の一次端子２２を有する。整流器１６がある場合は、第１の一次端子２１及び第２の一次端子２２は、整流器１６の出力部に結合され、整流器１６の入力部が、装置１の端子３、４に結合される。第１の回路１１は、第１の二次端子２３及び第２の二次端子２４を有する。第２の二次端子２４は、第２の回路１２（の端子）と、第３の回路１３（の端子）に結合される。第４の回路１４がある場合は、第１の二次端子２３及び第２の二次端子２４は、第４の回路１４（の端子）に結合される。第５の回路１５がある場合は、第２の二次端子２４が、第５の回路（の端子）に結合される。
【００３６】
図２に、整流器１６の一実施形態が示される。この整流器は、ダイオードブリッジ内に４つのダイオード３１〜３４を含む。整流器１６の第１の入力部は、ダイオード３１とダイオード３２との間の相互接続部であり、第２の入力部は、ダイオード３３とダイオード３４との間の相互接続部である。整流器１６の第１の出力部は、ダイオード３１とダイオード３３との間の相互接続部であり、整流器１６の第２の出力部は、ダイオード３２とダイオード３４との間の相互接続部である。整流器１６の第２の出力部は更に、グランドに結合される。
【００３７】
図３に、第１の回路１１の一実施形態が示される。第１の回路１１は、第１の主電極が第１の一次端子２１に結合され、第２の主電極が第１の抵抗器４２の片側に結合されている第１のトランジスタ４１を含む。第１の回路１１は、第１の主電極が第１のトランジスタ４１の制御電極に結合され、制御電極が第１の抵抗器４２の上記片側に結合され、第２の主電極が第１の抵抗器４２のもう片側に結合され、第１のダイオード４４（例えば通常のダイオードよりも高速で、順電圧降下がより小さく、かつ、より効率的であるショットキー（Schottky）ダイオード）の片側に結合される第２のトランジスタ４３を含む。第１のダイオード４４のもう片側は、第２の二次端子２４に結合される。第１の回路１１は、第１の主電極が第１の抵抗器４２の上記もう片側に結合され、第２の主電極が第１の抵抗器４２の上記片側と第２の抵抗器４６の片側とに結合され、制御電極が第２の抵抗器４６のもう片側に結合された第３のトランジスタ４５を含む。第１の回路１１は、第１の主電極が第２の抵抗器４６の上記もう片側に結合され、第２の主電極が、本実施形態では、グランドに結合されている第２の一次端子２２に結合され、制御電極が抵抗器４９を介して第２の一次端子２２に結合され、また、第２の回路１２からの第１の制御信号を受信する端子２５に結合されている第４のトランジスタ４７を含む。第１の回路１１は、第１の主電極が第１の抵抗器４２の上記片側に結合され、第２の主電極が第２の一次端子２２（グランド）に結合され、制御電極が抵抗器５０を介して第２の一次端子２２（グランド）に結合され、また、第２の回路１２からの第２の制御信号を受信する端子２６に結合されている第５のトランジスタ４８を含む。
【００３８】
第１の回路１１は更に、片側が第１の一次端子２１に結合されている第３の抵抗器５１を含む。第１の回路１１は更に、その片側が第３の抵抗器５１のもう片側に結合されている第２のダイオード５２を含む。第１の回路１１は更に、その片側が、第２のダイオード５２のもう片側に結合され、そのもう片側が、第１のトランジスタ４１の制御電極に結合されている第４の抵抗器５３を含む。第１の回路１１は更に、その片側が、第２のダイオード５２の上記もう片側に結合され、そのもう片側が、第２の一次端子２２（グランド）に結合されている第３の（ツェナー）ダイオード５４を含む。第１の回路１１は更に、第３のダイオード５４と並列に結合される第２のコンデンサ５５、その片側が第３のダイオード５４の上記片側に結合されている第５の抵抗器５６、及び、その片側が第５の抵抗器５６のもう片側と第１の二次端子２３とに結合され、そのもう片側が第２の一次端子２２（グランド）に結合されている第３のコンデンサ５７を含む。
【００３９】
図４に、第３の回路１３の一実施形態が示される。第３の回路１３は、その片側が、第２の二次端子２４（第１のダイオード４４の上記もう片側）に結合され、そのもう片側が、第２の一次端子２２（グランド）に結合されている第１のコンデンサ６１を含む。
【００４０】
図５に、第２の回路１２の一実施形態が示される。第２の回路１２は、第１の入力部が、プログラマブルマイクロコントローラ８１から第１の制御信号を受信するための端子２５に結合され、出力部が、抵抗器７９を介して、第２の制御信号を提供するための端子２６に結合されているＡＮＤポートといったゲート７１を含む。第２の回路１２は、第１の主電極がゲート７１の第２の入力部に、また、抵抗器７５を介して第２の一次端子２２（グランド）に結合され、第２の主電極が、第２の二次端子２４（第１のコンデンサ６１の上記片側）に結合されている第６のトランジスタ７５を有する比較回路７２〜７７を含む。比較回路７１〜７７は、その片側が第２の二次端子２４（第１のコンデンサ６１の上記片側）に結合され、そのもう片側が、第６のトランジスタ７２の制御電極に結合されている第６の抵抗器７３を含む。比較回路７２〜７７は、第１の主電極が第６のトランジスタ７２の制御電極に結合され、第２の主電極が第２の一次端子２２（グランド）に結合され、制御電極が第２の制御信号を受信するために、抵抗器７８を介してゲート７１の出力部に結合されているシャントレギュレータ７４を含む。シャントレギュレータ７４の制御電極は更に、抵抗器７６を介して第２の二次端子２４（第１のコンデンサ６１の上記片側）に、また、抵抗器７７を介して第２の一次端子２２（グランド）に結合されている。第２の回路１２は更に、ランプオフ状態及びランプオン状態の上記制御のためのプログラマブルマイクロコントローラ８１を含む。プログラマブルマイクロコントローラ８１の出力部は、第１の制御信号を提供するための端子２５に結合されている。ゲート７１及びプログラマブルマイクロコントローラ８１のグランド入力部は、第２の一次端子２２（グランド）に結合されている。ゲート７１及びプログラマブルマイクロコントローラ８１の供給入力部は、コンデンサ８３を介して第２の一次端子２２（グランド）に、また、インダクタ８２を介して第５の回路１５から明確かつ安定した電圧信号を受信するための端子２７に結合されている。
【００４１】
図６に、第５の回路１５の一実施形態が示される。第５の回路１５は、入力部が第２の二次端子２４（第１のコンデンサ６１の上記片側）に結合され、出力部が明確かつ安定した電圧信号を提供するための端子２７に結合されている電圧レギュレータ９１を含む。電圧レギュレータ９１のグランド入力部は、第２の一次端子２２（グランド）に結合されている。電圧レギュレータ９１の出力部及び入力部は、それぞれ、コンデンサ９２、９３を介して、第２の一次端子２２（グランド）に結合されている。
【００４２】
図７に、第４の回路１４の一実施形態が示される。第４の回路１４は、第４のダイオード１０２、第５のダイオード１０３、第６のダイオード１０４及び第７のダイオード１０５からなる直列接続部を含み、当該直列接続部の片側は、第２の二次端子２４（第１のコンデンサ６１の上記片側）に結合され、直列接続部のもう片側は、第１の二次端子２３（第３のコンデンサ５７の上記片側）に結合されている。第４の回路１４は、第１の出力部が、第５のダイオード１０３と第６のダイオード１０４との間の相互接続部に第４のコンデンサ１０６を介して結合され、かつ、第７の抵抗器１０７の片側に結合され、また、第２の出力部が、第４のダイオード１０２と第５のダイオード１０３との間の相互接続部に第５のコンデンサ１０８を介して結合され、かつ、第６のダイオード１０４と第７のダイオード１０５との間の相互接続部に第６のコンデンサ１０９を介して結合される逆シュミットトリガといったシュミットトリガ１０１を含む。第７の抵抗器１０７のもう片側は、シュミットトリガ１０１の第１の入力部と、第７のコンデンサ１１０の片側とに結合される。第７のコンデンサ１１０のもう片側は、第１の回路１１の第２の一次端子２２（グランド）に結合される。シュミットトリガ１０１の第１の出力部は更に、シュミットトリガ１０１の第２の入力部に結合されている。シュミットトリガ１０１のグランド入力部は、第１の回路１１の第２の一次端子２２（グランド）に結合され、シュミットトリガ１０１の供給入力部は、第２の二次端子２４（第１のコンデンサ６１の上記片側）に結合され、当該供給入力部は更に、（ツェナー）ダイオード１１２を介して第１の回路１１の第２の一次端子２２（グランド）と、コンデンサ１１１を介して第１の回路１１の第２の一次端子２２（グランド）とに結合されている。
【００４３】
図１乃至図７に示される装置１は、次の通りに機能する。ランプオフ状態では、第３のトランジスタ４５及び第４のトランジスタ４７は、導通せず（端子２５を介するローの第１の制御信号）、第５のトランジスタ４８も導通しない（端子２６を介するローの第２の制御信号）。第１のトランジスタ４１は、線形に動作し、第１の抵抗器４２及び第２のトランジスタ４３は、電流リミッタとして動作し、比較的高いインピーダンス（例えば、他の値を除外しないが、１０、５０又は１００キロオーム）が、装置１の端子３、４間に存在し、第１のコンデンサ６１は常に蓄電されている。ランプオン状態では、当該ランプオン状態の継続時間の第１の部分の間は、第１のトランジスタ４１、第３のトランジスタ４５及び第４のトランジスタ４７は、導電性が高く（端子２５を介するハイの第１の制御信号）（結果として、第１の抵抗器４２及び第２のトランジスタ４３の電流制限機能は、無効に（バイパス）される）、第５のトランジスタ４８も導電性が高く（端子２６を介するハイの第２の制御信号）、比較的低いインピーダンス（例えば、他の値を除外しないが、１、５又は１０オーム）が、装置１の端子３、４間に存在し、第１のコンデンサ６１は（第２の回路１２、第４の回路１４及び第５の回路１５によって）放電される（de-charged）。第１のコンデンサ６１の両端間の電圧信号の減少振幅が比較的低い値に到達するとすぐに、第５のトランジスタ４８は、非導通となる（端子２６を介するローの第２の制御信号）。第１のコンデンサ６１が、ランプオン状態の継続時間の第２の部分の間、第１のコンデンサ６１の両端間の電圧信号の増加振幅が比較的高い値に到達するまで充電されることで、第５のトランジスタは、再び導電性が高くなり（端子２６を介するハイの第２の制御信号）、ランプオン状態の継続時間の次の第１の部分が開始される。
【００４４】
第３の抵抗器５１及び第２のダイオード５２は、スタートアップ機能を提供する。第２のコンデンサ５５、第３のコンデンサ５７及び第５の抵抗器５６は、フィルタ及びバッファリング機能を提供する。第４の回路１４は、第７の抵抗器１０７及び第７のコンデンサ１１０を介する時間依存性を有するフィードバックループを有するシュミットトリガ１１０を含む発振器に基づき、また、電圧を乗算するダイオード−コンデンサ回路１０２〜１０５、１０６、１０８、１０９に基づいている。この第４の回路１４は、チャージポンプとも呼ばれ、第１のトランジスタ４１を良好な導通状態にすることが求められる。
【００４５】
装置１は、ランプオフ状態の全継続時間の間、ランプオン状態の継続時間の第１の部分の間、及び、ランプオン状態の継続時間の第２の部分の間、最小散逸を示す。
【００４６】
多くの代替案が、図３乃至図７に示される回路１１〜１５に対し可能である。図３では、例えば第１の抵抗器４２及び第２のトランジスタ４３が、別の電流リミッタに取って代わられてもよい。図４では、第１のコンデンサ６１が、充電可能な電池に取って代わられてもよく、また、より多くの構成要素があってもよい。図５では、比較器回路７２〜７７が、プログラマブルマイクロコントローラ８１に部分的に又は全体的に組み込まれても、他の構成要素に取って代わられてもよい。また、他のトランジスタ／シャントレギュレータの組み合わせも可能である（比較器回路は、その入力部において電圧入力信号を比較し、比較結果に反応して、その出力部において電圧出力信号を生成する）。プログラマブルマイクロコントローラ８１は、一実施形態に過ぎず、ワイヤレス信号を受信し、受信に反応して（第１の）制御信号を生成する受信器、オーディオを検出し、検出に反応して（第１の）制御信号を生成するオーディオ検出器、ビデオを検出し、検出に反応して（第１の）制御信号を生成するビデオ検出器等といった他の種類の制御部が提供されてもよい。図６では、電圧レギュレータ９１が、別個の構成要素に取って代わられてもよい（電圧レギュレータは、その入力部において電圧信号を安定化し、その出力部において明確かつ安定した電圧信号を生成する）。図７では、別のダイオード−コンデンサ回路が可能であり、シュミットトリガ１０１が、別個の構成要素に取って代わられてもよい（シュミットトリガは、その入力部における電圧信号を、その出力部における電圧出力信号に変換すると同時に、１つの入力／出力の組み合わせあたりに特定量のヒステリシスを導入する）。
【００４７】
図８に、デバイス１０の第１の実施形態が示される。デバイス１０は、端子３、４を有する装置１を含む。端子３は、例えば管状のランプ２の１つの端にあるヒューズ６を介して、例えば交流電流電圧を生成する主電源の片側に結合されている。端子４は、ドライバ／発光ダイオードの組み合わせ５を介して、例えば交流電流電圧を生成する主電源のもう片側に結合されている。或いは、ドライバは、ランプ２の外側に配置されていてもよい。
【００４８】
図９に、デバイス１０の第２の実施形態が示される。第２の実施形態は、ここでは、直列インダクタの形をとる蛍光安定器７があるという点においてのみ、図８に示される実施形態と異なる。
【００４９】
図１０に、デバイス１０の第３の実施形態が示される。第３の実施形態は、ここでは、インダクタとコンデンサとの直列組み合わせの形をとる蛍光安定器７、８があるという点においてのみ、図８に示される実施形態と異なる。
【００５０】
図１１に、デバイス１０の第４の実施形態が示される。第４の実施形態は、ここでは、主電源と並列に配置されているコンデンサを有する直列インダクタの形をとる蛍光安定器７、９があるという点においてのみ、図８に記載される実施形態と異なる。
【００５１】
人が主電源をオンにすると、プログラマブルマイクロコントローラ８１は、例えばランプ２がオンにされ、しばらくした後、プログラマブルマイクロコントローラ８１が特定の動作を開始するようにプログラムされる。人が主電源をオフにすると、電池がない場合、プログラマブルマイクロコントローラ８１は、第３の回路１３に十分なエネルギーがある限り、動作したままにされる。第３の回路１３にて利用可能なエネルギー量が不十分となるとすぐに、プログラマブルマイクロコントローラは動作を停止する。人が次に主電源をオンにすると、エネルギーが再び第３の回路に蓄積され、プログラマブルマイクロコントローラは再び動作を開始する。停止後のプログラマブルマイクロコントローラを、例えば日時に関して同期させる特定の同期機構が提供されてもよい。これに代えて又は加えて、例えばプログラマブルマイクロコントローラに結合されるリアルタイムクロックといったクロックがあってもよい。主電源がオフにされている間の時間をつなぐために、電池があることが好適である。このような電池は、主電源がオフにされても、何年にも亘ってリアルタイムクロックを動かし続けるために使用される。或いは、プログラマブルマイクロコントローラが（リアルタイム）クロック機構を含んでもよく、この場合、電池は、主電源がオフにされたときに、プログラマブルマイクロコントローラ（の一部）を動かし続けるように使用される。更に、電池と第１のコンデンサ６１とは、組み合わせで存在することが好適である。
【００５２】
要約するに、直列接続された発光ダイオードランプ２を制御する装置１は、装置１の端子３、４に結合され、ランプオフ状態では、端子３、４間に高いインピーダンスを提供し、ランプオン状態では、当該ランプオン状態の継続時間の第１の部分の間は、端子３、４間に低いインピーダンスを提供する第１の回路１１と、第１の回路１１を制御する第２の回路１２と、第２の回路１２に給電するためのエネルギーを蓄積する第３の回路１３とを含む。装置１は、ランプ２のアドバンスト制御を可能にする。当該制御には、ランプオフ状態及びランプオン状態の制御と、第３の回路１３に蓄積されるエネルギー量の制御とが含まれる。エネルギーの当該蓄積には、ランプオフ状態の継続時間の間の蓄積と、ランプオン状態の継続時間の第２の部分の間の蓄積とが含まれる。当該第２の部分は、第１の部分よりも少なくとも１０倍小さい。第２の回路１２は、上記ランプオフ状態及びランプオン状態の制御のためのプログラマブルマイクロコントローラ８１を含む。
【００５３】
本発明は、添付図面及び上記説明において詳細に例示かつ説明されたが、当該例示及び説明は、例示的であって限定的に解釈されるべきではない。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変形態様も、図面、開示内容及び添付の請求項を検討することにより、請求項に係る発明を実施する当業者には理解されかつ実施可能である。請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるからといって、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定しているものと解釈されるべきではない。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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2015537330.tif 000015