(57)【要約】  ＬＥＤドライバは、誘導素子１６、２２、ＬＥＤ負荷のためのＬＥＤ出力部３０、及び前記誘導素子を流れる電流を制御するためのメインコンバータスイッチ１８を持つ誘導スイッチモードコンバータと、前記ＬＥＤ出力部に供給される出力電流又は電圧を示すセンサ信号を生成するためのセンサ３２と、前記メインコンバータスイッチ１８の制御のために前記センサ信号をフィードバックするためのフィードバック経路を供給するフィードバック素子３４と、フィードバックされた前記センサ信号を処理するための処理回路５０とを有し、前記処理回路は、センサ信号がないときに前記メインコンバータスイッチを流れる電流を制限するために、センサ信号がないときに出力を生成するよう適応される。
2018516042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導素子、ＬＥＤ負荷のためのＬＥＤ出力部、及び前記誘導素子を流れる電流を制御するためのメインコンバータスイッチを持つ誘導スイッチモードコンバータと、
前記ＬＥＤ出力部に供給される出力電流又は電圧を示すセンサ信号を生成するためのセンサと、
前記メインコンバータスイッチの制御のために前記センサ信号をフィードバックするためのフィードバック経路を供給するフィードバック素子と、
フィードバックされた前記センサ信号を処理するための処理回路とを有するＬＥＤドライバであって、前記処理回路が、センサ信号がないときに前記メインコンバータスイッチを流れる電流を制限するために、センサ信号がないときに出力を生成するよう適応されるＬＥＤドライバ。
【請求項２】
前記スイッチモードコンバータが、フライバックコンバータを有する請求項１に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項３】
前記スイッチモードコンバータが、一次側及び二次側を備え、前記二次側に前記ＬＥＤ出力部を備える変圧器を有し、
前記メインコンバータスイッチが、前記変圧器の前記一次側を流れる電流を制御するために前記一次側にあり、
前記センサが、前記二次側にあり、
前記フィードバック素子が、前記メインコンバータスイッチの制御のために前記センサ信号をフィードバックするために前記二次側から前記一次側へのフィードバック経路を供給する請求項２に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項４】
前記センサが、前記変圧器の前記二次側からの出力電圧と基準電圧を比較し、前記フィードバック経路に信号を供給するための比較器を有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項５】
前記フィードバック素子が、光カプラを有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項６】
前記コンバータが、
前記メインコンバータスイッチの制御端子を充電して、前記メインコンバータスイッチをオンにするために用いられる第１変圧器巻線と、
シャント抵抗器であって、前記シャント抵抗器を通る電流が前記メインコンバータスイッチによって駆動されるシャント抵抗器と、
前記電流が十分なレベルに達したときに前記シャント抵抗器の両端の電圧によってオンにされる制御トランジスタとを有し、前記メインコンバータスイッチが、第２変圧器巻線に結合され、前記制御トランジスタが、前記メインコンバータスイッチの前記制御端子に結合され、前記制御トランジスタがオンにされるときに前記メインコンバータスイッチをオフにするよう適応される請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項７】
前記処理回路の出力部が、前記制御トランジスタの制御端子に電流を注入するよう、前記制御トランジスタの前記制御端子に結合される請求項６に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項８】
前記処理回路が、パストランジスタであって、前記パストランジスタがオンにされるときに前記第１変圧器巻線から前記処理回路の出力部へ電流を流すためのパストランジスタと、前記パストランジスタを制御するための制御トランジスタとを有し、前記制御トランジスタが、フィードバック信号の存在に応じて前記パストランジスタをオフにするよう適応され、前記パストランジスタが、前記制御トランジスタによる切り替えがない場合には、デフォルトでオンにされるよう適応される請求項７に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項９】
前記制御トランジスタが、前記第１変圧器巻線に結合されるエミッタと、前記フィードバック素子に結合されるベースと、抵抗器を介して接地されるコレクタとを備えるｐｎｐバイポーラトランジスタを有し、前記パストランジスタが、前記第１変圧器巻線に結合されるエミッタと、前記制御トランジスタのコレクタに結合されるベースと、抵抗器を介して前記処理回路の出力部に結合されるコレクタとを備えるｐｎｐバイポーラトランジスタを有する請求項８に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項１０】
前記コンバータが、リンギングチョークコンバータを有し、前記第１変圧器巻線が、変圧器一次側補助巻線を有し、前記第２変圧器巻線が、変圧器一次側主巻線を有する、又は前記第１変圧器巻線が、変圧器二次側巻線を有し、前記第２変圧器巻線が、変圧器一次側巻線を有する請求項６乃至９のいずれか一項に記載のＬＥＤドライバ。
【請求項１１】
誘導素子、及び前記誘導素子を流れる電流を制御するためのメインコンバータスイッチを有する誘導スイッチモードコンバータを用いて入力電力供給を変換するステップと、
ＬＥＤ装置に電流を供給するステップと、
前記ＬＥＤ装置に供給される出力電流又は電圧を示すセンサ信号を生成するステップと、
前記メインコンバータスイッチの制御のために前記センサ信号をフィードバックするステップとを有するＬＥＤ駆動方法であって、
前記ＬＥＤ駆動方法が、処理されたフィードバック信号を作成するために、フィードバックされた前記センサ信号を処理するステップを有し、センサ信号がないときに、前記メインコンバータスイッチを流れる電流を制限するために、センサ信号がないときに、処理されたフィードバック信号が生成されるＬＥＤ駆動方法。
【請求項１２】
前記スイッチモードコンバータが、一次側及び二次側を備える変圧器を有し、前記メインコンバータスイッチが、前記変圧器の前記一次側を流れる電流を制御するためのものであり、センサ信号を生成するステップが、前記変圧器の前記二次側からの出力電圧と基準電圧を比較するステップを有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記変換するステップが、
第１変圧器巻線を用いて、前記メインコンバータスイッチの制御端子を充電して、前記メインコンバータスイッチをオンにするステップと、
シャント抵抗器を通る電流を、前記メインコンバータスイッチによって駆動するステップと、
前記電流が十分なレベルに達したときに前記シャント抵抗器の両端の電圧によって制御トランジスタをオンにするステップとを有し、
前記メインコンバータスイッチが、第２変圧器巻線に結合され、前記制御トランジスタが、前記メインコンバータスイッチの制御端子に結合され、前記制御トランジスタがオンにされるときに前記メインコンバータスイッチをオフにする請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記処理回路の出力部を、前記制御トランジスタの制御端子に結合して、前記制御トランジスタの制御端子に電流を注入するステップを有する請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
パストランジスタがオンにされるとき、前記パストランジスタを用いて前記第１変圧器巻線から前記処理回路の出力部へ電流を流すステップと、フィードバック信号の存在に応じて前記パストランジスタをオフにするよう制御するステップと、フィードバック信号の存在に応じた前記制御がない場合には、デフォルトで前記パストランジスタをオンにするステップとを有する請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤドライバ及びＬＥＤ駆動方法に関する。本発明は、とりわけ、ＬＥＤ装置を駆動するパワーコンバータがフィードバック信号を用いて制御される駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィードバックを用いるＬＥＤドライバにおいては、パワーコンバータの制御を可能にするよう、出力部における電圧又は出力部へと流れる電流を表わす信号がフィードバックされる。
【０００３】
パワーコンバータは、一般的には、誘導スイッチング電源を有する。誘導素子を流れる電流が、メインコンバータスイッチによって制御され、スイッチが制御されるデューティサイクルが、電力変換比率を決定する。
【０００４】
誘導素子が飽和状態に達することを防止することが必要とされる。なぜなら、その場合、電流が暴走し得るからである。通常の動作においては、フィードバックメカニズムがこの飽和を防止する。しかしながら、フィードバックメカニズムが有効になる前に遅延がある場合があり、故に、パワーコンバータの始動時には、流れる電流が制御できない場合がある。例えば、パワーコンバータが最初にオンにされるときに出力部において短絡状態がある場合には、フィードバックメカニズムがシステムを調整することが可能になる前に、過剰な電流が流れ得る。
【０００５】
この問題に対処するため、一般的に、誘導素子は、誘導素子が飽和状態になることを防止するよう拡大される。
【０００６】
変形例は、誘導素子を流れる初期電流を制限するようソフトスタート回路を実装するものである。しかしながら、これは、一般に、かなりの付加的な制御回路を必要とし、それ故、実施コストが高い。
【０００７】
US 7 333 353は、ソフトスタート機能を備える自励発振フライバックコンバータを開示している。ソフトスタート機能は、メインコンバータスイッチを流れる電流の最初の増加に影響を及ぼす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それ故、構成要素が少なく、それ故、低コストであるが、性能及び信頼性が高いソフトスタート回路のニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このニーズにより良く対処するため、本発明が、請求項によって規定されている。
【００１０】
本発明の或る態様による例によれば、
誘導素子、ＬＥＤ負荷のためのＬＥＤ出力部、及び前記誘導素子を流れる電流を制御するためのメインコンバータスイッチを持つ誘導スイッチモードコンバータと、
前記ＬＥＤ出力部に供給される出力電流又は電圧を示すセンサ信号を生成するためのセンサと、
前記メインコンバータスイッチの制御のために前記センサ信号をフィードバックするためのフィードバック経路を供給するフィードバック素子と、
フィードバックされた前記センサ信号を処理するための処理回路とを有するＬＥＤドライバであって、前記処理回路が、センサ信号がないときに前記メインコンバータスイッチを流れる電流を制限するために、センサ信号がないときに出力を生成するよう適応されるＬＥＤドライバが提供される。
【００１１】
ドライバの始動後のセンサ信号の生成における遅延は、その期間中、フィードバック経路を非アクティブにさせ得る。アクティブであるフィードバック制御なしでは、コンバータ誘導素子は、飽和状態に達するかもしれず、これは、場合によっては、メインコンバータスイッチの故障をもたらし得る。この問題を解決するため、前記処理回路が、センサ信号がないときに出力を生成するという点で、前記処理回路が、ソフトスタート回路として機能する。前記処理回路の前記出力は、前記センサが如何なる信号もフィードバックしていないときでも、流れる電流を制限することによって、飽和させられることから前記インダクタを保護すると共に、前記メインコンバータスイッチを保護する役割を果たす。上で規定されている「出力」は、前記処理回路によって供給される指標をカバーすることを意味し、前記指標は、様々な方法で実施され得ることに注意されたい。例えば、電圧又は電流などのハイレベル信号が、前記電流を制限するための前記出力としての役割を果たしてもよく、他の例においては、電圧又は電流がないことが、前記電流を制限するための前記出力としての役割を果たしてもよい。
【００１２】
他の実施例は、前記センサがアクティブになると、前記処理回路が、もはや、前記出力を生成せず、従って、前記電流が前記処理回路によって制限されないというものである。この場合には、前記フィードバック素子が、前記メインコンバータスイッチの制御を完全に引き継ぐ。
【００１３】
前記スイッチモードコンバータは、一次側及び二次側を備え、前記二次側に前記ＬＥＤ出力部を備える変圧器を有してもよく、ここで、
前記メインコンバータスイッチは、前記変圧器の前記一次側を流れる電流を制御するために前記一次側にあり、
前記センサは、前記二次側にあり、
前記フィードバック素子は、前記メインコンバータスイッチの制御のために前記センサ信号をフィードバックするために前記二次側から前記一次側へのフィードバック経路を供給する。
【００１４】
これは、変圧器をベースにした誘導素子を規定する。この例においては、前記変圧器の前記二次側が、絶縁されたスイッチモードコンバータを形成し得る。前記コンバータは、例えば、絶縁されたフライバックコンバータを有する。
【００１５】
前記センサは、例えば、前記変圧器の前記二次側からの出力電圧と基準電圧を比較し、前記フィードバック経路にフィードバック信号を供給するための比較器を有する。その場合、このフィードバック信号が、前記出力部の電流又は電圧の調整を供給するために前記スイッチモードコンバータの切り替えを制御するために用いられる。前記フィードバック素子は、光カプラを含み得る。これは、前記一次側と前記二次側との間のインターフェースが、前記変圧器及び前記光カプラによって規定されている状態で、前記一次側と前記二次側との間の完全な電気的絶縁があることを意味する。
【００１６】
前記コンバータは、
前記メインコンバータスイッチの制御端子を充電して、前記メインコンバータスイッチをオンにするために用いられる第１変圧器巻線と、
シャント抵抗器であって、前記シャント抵抗器を通る電流が前記メインコンバータスイッチによって駆動されるシャント抵抗器と、
前記電流が十分なレベルに達したときに前記シャント抵抗器の両端の電圧によってオンにされる制御トランジスタとを有してもよく、ここで、前記メインコンバータスイッチは、第２変圧器巻線に結合され、前記制御トランジスタは、前記メインコンバータスイッチの前記制御端子に結合され、前記制御トランジスタがオンにされるときに前記メインコンバータスイッチをオフにするよう適応される。
【００１７】
この回路は周期的な動作を持つ。前記メインコンバータスイッチがオンにされるとき、電流が前記メインスイッチを通して駆動され、これが増加するにつれて、前記シャント抵抗器の電圧が増加する。最終的に、前記シャント抵抗器の電圧が、前記制御トランジスタに（例えば、接地に対して前記制御端子を放電させることによって）前記メインコンバータスイッチをオフにさせるのに十分な電圧になり、故に、前記コンバータの周期のアクティブな部分を終わらせる。前記制御端子は、次いで、前記メインコンバータスイッチがもう一度オンにされるまで再び前記第１巻線から充電し始める。
【００１８】
前記処理回路の出力部は、前記制御トランジスタの制御端子に電流を注入するよう、前記制御トランジスタの前記制御端子に結合される。
【００１９】
この方法においては、前記フィードバック経路は、前記制御トランジスタの制御端子に電流を注入することによって前記制御トランジスタにバイアスをかけるために用いられる。これは、次いで、前記制御トランジスタを、より早くオンにさせ、前記メインコンバータスイッチを、より早くオフにさせ、それによって、前記誘導素子を通る電流を制限し、前記メインコンバータスイッチの切り替えのデューティサイクルに影響を及ぼし、斯くして、前記スイッチモードコンバータの変換比率を変える。
【００２０】
前記処理回路は、パストランジスタであって、前記パストランジスタがオンにされるときに前記第１巻線から前記処理回路の出力部へ電流を流すためのパストランジスタと、前記パストランジスタを制御するための制御トランジスタとを有してもよく、前記制御トランジスタは、フィードバック信号の存在に応じて前記パストランジスタをオフにするよう適応され、前記パストランジスタは、前記制御トランジスタによる切り替えがない場合には、デフォルトでオンにされるよう適応される。
【００２１】
従って、実際のフィードバック信号がないときに前記フィードバック経路に電流を送り込むパス機能がある。従って、前記パストランジスタは、始動フェーズ中、実際のフィードバック経路がアクティブになる前に、偽のフィードバック信号を注入するとみなされ得る。
【００２２】
前記制御トランジスタは、前記第１巻線に結合されるエミッタと、前記フィードバック素子に結合されるベースと、抵抗器を介して接地されるコレクタとを備えるｐｎｐバイポーラトランジスタを有してもよく、前記パストランジスタは、前記第１巻線に結合されるエミッタと、前記制御トランジスタのコレクタに結合されるベースと、抵抗器を介して前記処理回路の出力部に結合されるコレクタとを備えるｐｎｐバイポーラトランジスタを有してもよい。
【００２３】
これは、前記処理回路の単純な２つのトランジスタでの実施を供給する。
【００２４】
例の或るセットにおいては、前記コンバータは、リンギングチョークコンバータ(ringing choke converter)を有し、前記第１巻線は、変圧器一次側補助巻線を有し、前記第２巻線は、変圧器一次側主巻線を有する。
【００２５】
例の別のセットにおいては、前記第１巻線は、変圧器二次側巻線を有し、前記第２巻線は、変圧器一次側巻線を有する。これは、変圧器を用いるが、リンギングチョーク補助巻線のないバックブーストコンバータの別の設計である。
【００２６】
本発明の別の態様による例は、
誘導素子、及び前記誘導素子を流れる電流を制御するためのメインコンバータスイッチを有する誘導スイッチモードコンバータを用いて入力電力供給を変換するステップと、
ＬＥＤ装置に電流を供給するステップと、
前記ＬＥＤ装置に供給される出力電流又は電圧を示すセンサ信号を生成するステップと、
前記メインコンバータスイッチの制御のために前記センサ信号をフィードバックするステップとを有するＬＥＤ駆動方法であって、
前記ＬＥＤ駆動方法が、処理されたフィードバック信号を作成するために、フィードバックされた前記センサ信号を処理するステップを有し、センサ信号がないときに、前記メインコンバータスイッチを流れる電流を制限するために、センサ信号がないときに、処理されたフィードバック信号が生成されるＬＥＤ駆動方法を提供する。
【００２７】
この方法は、センサ信号がないときにフィードバック信号を生成するという点で、ソフトスタート機能を供給する。前記センサ信号の処理は、前記センサが如何なる信号もフィードバックしていないときでも、流れる電流を制限することによって、前記メインコンバータスイッチを保護する役割を果たす。前記センサがアクティブになると、前記センサが、前記メインコンバータスイッチの制御を引き継ぐ。
【００２８】
前記スイッチモードコンバータは、一次側及び二次側を備える変圧器を有してもよく、ここで、前記メインコンバータスイッチは、前記変圧器の前記一次側を流れる電流を制御するためのものであり、センサ信号を生成するステップは、前記変圧器の前記二次側からの出力電圧と基準電圧を比較するステップを有する。
【００２９】
前記変換するステップは、
第１補助巻線を用いて、前記メインコンバータスイッチの制御端子を充電して、前記メインコンバータスイッチをオンにするステップと、
シャント抵抗器を通る電流を、前記メインコンバータスイッチによって駆動するステップと、
前記電流が十分なレベルに達したときに前記シャント抵抗器の両端の電圧によって制御トランジスタをオンにするステップとを有してもよく、
ここで、前記メインコンバータスイッチは、第２巻線に結合され、前記制御トランジスタは、前記メインコンバータスイッチの制御端子に結合され、前記制御トランジスタがオンにされるときに前記メインコンバータスイッチをオフにする。
【００３０】
前記処理回路の出力部は、好ましくは、前記制御トランジスタの制御端子に電流を注入するよう、前記制御トランジスタの前記制御端子に結合される。この電流注入は、前記制御トランジスタのバイアスを変え、それによって、前記メインコンバータスイッチのスイッチングサイクルを変える。
【００３１】
パストランジスタがオンにされるとき、前記パストランジスタを用いて（リンギングチョークコンバータの一次側補助巻線であり得る）前記第１巻線から前記処理回路の出力部へ電流が流されることができ、前記パストランジスタは、フィードバック信号の存在に応じてオフにするよう制御され得る。前記パストランジスタは、好ましくは、フィードバック信号の存在に応じた前記制御がない場合には、デフォルトでオンにされる。
【００３２】
「本発明のこれら及び他の態様を、下記の実施例に関して説明し、明らかにする。」
【図面の簡単な説明】
【００３３】
ここで、添付図面を参照して、本発明の例を詳細に説明する。
【図１】第１の既知のフライバックＬＥＤドライバを示す。
【図２】図１の回路をベースにした本発明によるフライバックＬＥＤドライバの第１例を示す。
【図３】第２の既知のフライバックＬＥＤドライバを示す。
【図４】図３の回路をベースにした本発明によるフライバックＬＥＤドライバの第２例を示す。
【図５】ＬＥＤ駆動方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明は、メインコンバータスイッチを制御するためにフィードバック装置を用いる誘導スイッチモードコンバータを有するＬＥＤドライバを供給する。フィードバックセンサ信号がないときでも出力が生成されるようにフィードバックセンサ信号を処理するために処理回路が用いられる。この出力が、センサ信号がないときにメインコンバータスイッチを流れる電流を制限するために用いられ、それは、ソフトスタート機能を供給する。
【００３５】
本発明の実施例は、出力を調整するためにフィードバック信号が用いられる誘導スイッチモードコンバータに広く適用できる保護メカニズムを供給する。
【００３６】
ほんの一例として、本発明を、リンギングチョーク絶縁コンバータアーキテクチャに適用されるように説明する。リンギングチョーク回路は、（例えば、パルス幅変調回路を用いる代わりに）スイッチモードコンバータのメインコンバータスイッチの周期的な制御を供給し、絶縁は、変圧器によって供給される。絶縁は、駆動される負荷を、パワーコンバータに対する交流電源入力から切り離すために望ましい。コンバータのメインスイッチは、変圧器の一次側を流れる電流を制御するために用いられ、変圧器の二次側は、スイッチモードコンバータ回路のインダクタを規定する。メインコンバータスイッチを周期的に制御するために専用ＩＣを用いるなどの周期的な制御の他のソリューションも適用可能であることは理解されるだろう。メインコンバータスイッチの制御のためにフィードバック素子が用いられている限り、通常の、バック、ブースト又はバックブーストタイプなどの非絶縁アーキテクチャも適用可能であることも理解されるだろう。
【００３７】
このタイプの既知のアーキテクチャの例が、図１に示されている。
【００３８】
回路は、ダイオードブリッジ整流器１２によって整流される電源入力１０を有する。整流された出力は、コンデンサ１４の両端に供給され、力率補正のために用いられるインダクタ１６に供給され、フィルタをかけられた直流出力１７を形成するようダイオードに供給される。
【００３９】
出力１７は、メインコンバータスイッチ１８及びシャント抵抗器１９を介して接地されると共に、更に、変圧器２２の一次側主巻線２０を介して、コンデンサ２１を介して接地される。
【００４０】
変圧器２２は、絶縁素子として機能する共に、スイッチモードコンバータの誘導素子としても機能する。詳細には、二次巻線２４は、コンデンサ２６及びダイオード２８と共にスイッチモードコンバータ回路を形成する。回路は、ＬＥＤ負荷のためのＬＥＤ出力部３０を持つ。
【００４１】
回路の電源オン時には、メインコンバータスイッチ１８が最初にオンにされる前に、例えば大きな電解コンデンサであるコンデンサ２１が、一次側巻線２０を流れる電流によって、ピーク電源電圧より大きい電圧まで（即ち、２３０Ｖの二乗平均平方根(rms)電源電圧の場合は少なくとも３２５Ｖまで）充電される。
【００４２】
メインコンバータスイッチ１８がオンにされるとき、電流が、スイッチ１８及び抵抗器１９を介して接地するようインダクタ１６通って駆動されるので、インダクタ１６が通電される。コンデンサ２１は、フライバック変圧器２２を励磁し、コンデンサ２１は、前記変圧器に放電する。動作中、コンデンサ２１の両端の電圧が実質的に変わらないように、コンデンサ２１は十分に大きい（且つ動作周波数は十分に高い）。この期間中、二次巻線は電流を伝導しない。なぜなら、ダイオード２８によって電流の流れが妨げられるからである。負荷にはコンデンサ２６によって電流が供給される。
【００４３】
メインコンバータスイッチ１８がオフにされるとき、インダクタ１６は消磁される。電流が、コンデンサ２１を再充電するよう一次側巻線２０を流れる。一次側巻線２０を通って駆動される電流の減少も、二次側巻線２４にエネルギを移し、これは、コンデンサ２６を再充電する（ダイオード２８の順方向の）電流の流れを生成する。従って、コンデンサ２６は、インダクタ１６及び一次側巻線２０の両方を流れる電流に基づいて充電される。その時、変圧器２２は、コンデンサ２６の充電に関して順方向モードで動作している。従って、変圧器２２は、このアーキテクチャにおいては、順方向モードで動作すると共に、同時に、フライバックモードで動作するとみなされ得る。
【００４４】
検出抵抗器２９はＬＥＤ負荷と直列に接続され、故に、ＬＥＤ電流は検出抵抗器を通過する。従って、検出抵抗器の両端の電圧は、出力電流を表わす。検出抵抗器２９の一方の側における出力電圧が、比較器３２に供給され、比較器３２は、前記電圧と基準電圧Vrefを比較し、（必要に応じて増幅され得る）出力を生成する。これは、フィードバック素子として機能するオプトカプラ３４を介して駆動される電流を制御するために用いられる。オプトカプラは、一次側と二次側との間の電気的絶縁を供給する。
【００４５】
比較器３２及びオプトカプラ３４は、一緒に、ＬＥＤ出力に供給される出力電流を示すセンサ信号を生成するためのセンサを規定する。これは、出力の電流調整のために用いられる。その代わりに、電圧調整が供給されてもよい。
【００４６】
オプトカプラ３４から出力される電流は、ノード３６に供給され、従って、制御トランジスタ３８のベースに電流を注入する。
【００４７】
補助巻線４０とメインコンバータスイッチ１８との間のこの接続が、リンギングチョークコンバータアーキテクチャの一部を形成する。メインコンバータスイッチ１８は、一次巻線に結合される補助巻線によって駆動される。以下でリンギングチョークコンバータの原理を説明する。
【００４８】
一次側補助巻線４０は、メインコンバータスイッチ１８の制御端子を充電してメインコンバータスイッチ１８をオンにするために用いられる。オンにされるときには、メインコンバータスイッチは、上で説明したように一次側主巻線２０に結合される。
【００４９】
電流が十分なレベルに到達したとき、シャント抵抗器１９の両端の電圧によって、制御トランジスタ３８がオンにされる。従って、フィードバック経路からの電流注入がなくても、回路の周期的な動作が存在する。制御トランジスタ３８がオンにされるとき、それは、メインコンバータスイッチ１８の制御端子（ベース）を引き下げ、それによって、メインコンバータスイッチをオフにする。
【００５０】
これは、コンバータの周期のアクティブな部分を終わらせる。次いで、メインコンバータスイッチ１８の制御端子は、補助巻線４０の自己共振による一次側補助巻線４０からの電流路によって、メインコンバータスイッチ１８がもう一度オンにされるまで再び充電し始める。
【００５１】
回路の動作のデューティサイクルは、ノード３６への電流の注入によって影響を及ぼされる。
【００５２】
この回路に関する問題は、フィードバック回路が安定していないことから前記ノードに注入されるフィードバック信号がなく、出力部において短絡がある場合には、インダクタ１６及び変圧器２２のインダクタを流れる電流が、急速に増大し、インダクタを飽和状態に達させるだろうということである。従って、電流は暴走し得る。
【００５３】
本発明は、図２に示されているような単純なソフトスタート回路を供給する。
【００５４】
図２は図１の回路をベースにしており、同じ参照符号が用いられている。繰り返されている回路素子の説明は、繰り返さない。
【００５５】
図２は、フィードバック信号を処理する処理回路５０を示している。処理回路５０は、制御トランジスタ３８の制御端子３６に結合され、それによって、図１の回路の場合と同じようにして制御端子に電流を注入する出力部を持つ。
【００５６】
処理回路５０は、センサ信号がないときでも出力を生成するよう構成される。この方法においては、センサ信号がないときには、処理回路５０の出力が、メインコンバータスイッチ１８を流れる電流を制限するだろう。これは、一般的には、ＬＥＤドライバの始動時の、回路素子が安定させられる前である。これは、例えば出力部における短絡の結果として、高い電流の流れがあることから、フィードバック信号が生成される場合に、とりわけ重要である。
【００５７】
その場合、ドライバの始動後のセンサ信号の生成における遅延は、その期間中、フィードバック経路を非アクティブにさせるだろう。アクティブであるフィードバック制御なしでは、コンバータ誘導素子は、飽和状態に達するかもしれず、これは、場合によっては、メインコンバータスイッチの故障をもたらし得る。
【００５８】
処理回路５０は、パストランジスタ５２がオンにされるときに一次側補助巻線４０から処理回路出力部へ（即ち、ノード３６へ）電流を流すためのパストランジスタ５２を有する。制御トランジスタ５４は、パストランジスタ５２を制御するために用いられる。制御トランジスタ５４が、フィードバック信号の存在に応じてパストランジスタ５２をオフにするが、パストランジスタは、制御トランジスタ５２によって能動的にオフに切り替えられていない場合には、通常、オンにされる（即ち、デフォルトでオンにされる）。
【００５９】
このパス機能が、実際のフィードバック信号がないときにノード３６に電流を送り込む。従って、処理回路は、あたかも大きな出力電流があるかのように偽の最初のフィードバック信号を生成する。
【００６０】
図２に示されている例においては、制御トランジスタ５４は、一次側補助巻線４０に結合されるエミッタと、オプトカプラ３４に結合されるベースと、パストランジスタ５２の制御入力部に結合されると共に、抵抗器５５を介して接地するコレクタとを備えるｐｎｐバイポーラトランジスタを有する。
【００６１】
電流が制御トランジスタ５４を流れるとき、それは、前記コレクタを引き上げ、これは、次いで、パストランジスタ５２をオフにする。
【００６２】
パストランジスタ５２は、一次側補助巻線４０に結合されるエミッタと、制御トランジスタ５４のコレクタに結合されるベースと、抵抗器５６を介して処理回路出力部に結合されるコレクタとを備えるｐｎｐバイポーラトランジスタを有する。
【００６３】
これは、処理回路の単純な２つのトランジスタでの実施を供給する。一方のトランジスタは、他方のトランジスタがオフにされるときに、オンにされ、故に、回路は、（パストランジスタがオフであり、制御トランジスタがオンである状態で）図１の回路と同じように機能するか、（オプトカプラによって不十分な電流しか届けられないことから、パストランジスタがオンであり、制御トランジスタがオフである状態で）ソフトスタートモードで機能する。
【００６４】
リンギングチョークコンバータが、低コストソリューションにとって関心のあるドライバアーキテクチャであるであるので、本発明は、リンギングチョークコンバータに適用されるように説明されている。しかしながら、本発明は、例えば、メインコンバータスイッチを駆動するのにパルス幅変調を利用する、又は補助コイルを利用しない他のスイッチモードコンバータにも適用され得る。
【００６５】
図３は、既知のバックブーストコンバータの別の例を示している。同じ構成要素に対しては図１及び２と同じ参照符号が用いられている。この設計は、完全に絶縁された出力部は持たないが、フローティング出力部(floating output)を持つ。
【００６６】
この場合もまた、コンバータは、変圧器２２を利用し、変圧器２２の右側にフライバック電力段を備える。この例においては、充電フェーズにおいて、整流された入力１７が、変圧器２２の右側に供給され、メインコンバータスイッチ１８にフィードバックされ、放電フェーズにおいて、メインコンバータスイッチ１８が、オフにされ、変圧器２２の右側が、出力部３０を介して負荷へエネルギを放出する。変圧器２２の左側は、周期的な動作を自励発振のように制御するためにメインコンバータスイッチ１８のベースへの電流の注入を供給する。
【００６７】
回路は、制御トランジスタ３８の制御端子３６に電流を注入するために図１と本質的に同じフィードバックメカニズムを持つ。
【００６８】
図４は、図３の回路が、ソフトスタート機能を供給するために図２の回路と同じように修正され得ることを示している。パストランジスタ５２がオンにされるときに左側巻線から処理回路出力部へ（即ち、ノード３６へ）電流を流すためのパストランジスタ５２を備える同じ処理回路５０が付加される。制御トランジスタ５４は、この場合もまた、パストランジスタ５２を制御するために用いられる。制御トランジスタ５４が、フィードバック信号の存在に応じてパストランジスタ５２をオフにするが、パストランジスタは、制御トランジスタ５２によって能動的にオフに切り替えられていない場合には、通常、オンにされる（即ち、デフォルトでオンにされる）。
【００６９】
処理回路５０は、上で説明したのと同じように機能する。
【００７０】
ソフトスタート回路が、リンギングチョークフライバックコンバータアーキテクチャ（例えば、図１）だけでなく、他のフライバックアーキテクチャ（例えば、図３）及びＰＷＭ制御される設計も含む様々なスイッチモードパワーコンバータに適用され得るころは分かるだろう。
【００７１】
本発明は、図５に示されているようなＬＥＤ駆動方法も供給する。前記方法は、
ステップ６０において、誘導素子と、前記誘導素子を流れる電流を制御するためのメインコンバータスイッチとを有する誘導スイッチコンバータを用いて入力電力供給を変換すること、
ステップ６２において、ＬＥＤ装置に電流を供給すること、
ステップ６４において、前記ＬＥＤ装置に供給される出力電流又は電圧を示すセンサ信号を生成すること、
ステップ６６において、前記メインコンバータスイッチを流れる電流を制御するための処理されたフィードバック信号を作成するために、フィードバックされた前記センサ信号を処理すること、及び
ステップ６８において、前記メインコンバータスイッチの制御のために、処理された前記センサ信号をフィードバックすることを有し、処理されたフィードバック信号は、センサ信号がないときでも生成される。
【００７２】
前記処理は、ソフトスタートモードが完了したときに、適応なしで、単に、フィードバック信号を流す。
【００７３】
請求項に記載の発明を実施する当業者は、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【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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【国際調査報告】
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