(57)【要約】【課題】本発明は、直接駆動型のＬＥＤ照明回路及びそれに用いるモノリシック集積回路を開示する。【解決手段】直接駆動型のＬＥＤ照明回路は、電源スイッチユニットを有するＬＥＤ電流制御回路と、電流センサーユニットと、誤差増幅器と、を含む。直列接続される複数のＬＥＤランプがキャパシタに並列接続されて形成されたＬＥＤチェーン回路は、片側が正極端子とされ、電流流出側が負極端子とされる。ＬＥＤチェーン回路とＬＥＤ電流制御回路は、直列接続され、回路全体が交流整流電源の正極端子と負極端子の間に接続される。【選択図】図３
2017224586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源スイッチユニットを有するＬＥＤ電流制御回路と、
電流センサーユニットと、
平均回路と、
誤差増幅器と、を含み、
前記電源スイッチユニットは、スイッチングチャネルを流れる電流を制御するための制御端子と、それぞれ正極チャネル端子及び負極チャネル端子である電流流入端子及び電流流出端子と、を有し、
前記電流センサーユニットは、前記電源スイッチユニットを流れる電流を感知するものであり、前記電源スイッチユニットの負極チャネル端子と前記制御回路の最低電圧にある基準ノードとの間に接続され、出力端子が前記平均回路の入力端子に接続され、
前記平均回路は、入力端子が前記電流センサーユニットの出力端子に接続され、且つ出力端子が前記誤差増幅器の複数の入力端子のうちの１つに接続され、
前記誤差増幅器は、１つの入力端子が前記平均回路の出力端子に接続されると共に、もう一つの入力端子が平均ＬＥＤ電流設定用の基準電圧に接続され、出力端子が前記電源スイッチユニットの制御端子に接続され、
直列接続された複数のＬＥＤランプ装置を有したＬＥＤチェーン回路をさらに備え、このＬＥＤチェーン回路にはキャパシタが並列接続され、電流入力端子を正極端子とし、電流出力端子を負極端子とし、
前記ＬＥＤチェーン回路と前記ＬＥＤ電流制御回路とは、直列接続構造であり、前記直列接続構造の回路全体が交流整流電源の正極と負極との間に接続されている、
ことを特徴とする直接駆動型のＬＥＤ照明回路。
【請求項２】
逆電流防止用の直列接続のダイオードが、前記交流整流電源の正極端子又は負極端子に設置されるか、又は前記ＬＥＤチェーン回路と前記ＬＥＤ電流制御回路との間に設置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の直接駆動型のＬＥＤ照明回路。
【請求項３】
フィルタ回路が、前記誤差増幅器と前記電源スイッチユニットとの間に設置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の直接駆動型のＬＥＤ照明回路。
【請求項４】
前記電流センサーユニットは、抵抗又は電流から電圧への変換が可能なカレントミラーを用いて、前記電源スイッチユニットを流れる電流を表す電圧を発生する、
ことを特徴とする請求項１に記載の直接駆動型のＬＥＤ照明回路。
【請求項５】
前記平均回路は、パッシブローパスフィルタ、又はアクティブローパスフィルタ、又は、平均処理のためのサンプルアンドホールド制御を有するローパスフィルタを用いる、
ことを特徴とする請求項１に記載の直接駆動型のＬＥＤ照明回路。
【請求項６】
直接駆動型のＬＥＤランプ用途のモノリシック集積回路において、
スイッチングチャネル内の電流量を制御するための制御端子と、それぞれ正極チャネル端子及び負極チャネル端子である電流流入端子及び電流流出端子と、を有する電源スイッチユニットと、
前記電源スイッチユニットの制御端子に接続する出力端子と、前記電源スイッチユニットを流れる平均電流を設定するための基準電圧に接続する入力端子と、前記電源スイッチユニットを流れる平均電流のフィードバック情報を取得するためのもう一つの入力端子と、を有する誤差増幅器と、
を含む、
ことを特徴とする直接駆動型のＬＥＤランプ用途のモノリシック集積回路。
【請求項７】
前記フィルタ回路が、前記誤差増幅器と前記電源スイッチユニットとの間に設置される、
ことを特徴とする請求項６に記載のモノリシック集積回路。
【請求項８】
外部の電流センサーユニットと、平均回路と、ＬＥＤチェーン回路とが、互いに接続されて応用回路を形成している、
ことを特徴とする請求項６に記載のモノリシック集積回路。
【請求項９】
直接駆動型のＬＥＤ照明回路において、
電源スイッチユニットを有するＬＥＤ電流制御回路と、
電流センサーユニットと、
平均回路と、
３入力の誤差増幅器と、を含み、
前記電源スイッチユニットは、スイッチングチャネルを流れる電流を制御するための制御端子と、それぞれ正極チャネル端子及び負極チャネル端子である電流流入端子及び電流流出端子と、を有し、
前記電源スイッチユニットを流れる電流を感知するために、前記電流センサーユニットは、前記電源スイッチユニットの負極チャネル端子と前記制御回路の最低電圧にある基準ノードとの間に接続し、出力端子が前記平均回路の入力端子に接続し、
前記平均回路は、入力端子が前記電流センサーユニットの出力端子に接続し、出力端子が前記３入力の誤差増幅器の複数の入力端子のうち１つに接続し、
前記３入力の誤差増幅器は、１つの入力端子が前記平均回路の出力端子に接続し、もう一つの入力端子が平均ＬＥＤ電流設定用の基準電圧に接続し、第３入力端子が瞬時交流電流の波形整形のため交流整流の位相情報又は瞬時電圧情報に接続し、出力端子が前記電源スイッチユニットの制御端子に接続し、
直列接続された複数のＬＥＤランプ装置を有したＬＥＤチェーン回路をさらに備え、このＬＥＤチェーン回路にはキャパシタが並列接続され、電流入力端子を正極端子とし、電流出力端子を負極端子とし、
前記ＬＥＤチェーン回路と前記ＬＥＤ電流制御回路は、直列接続構造であり、前記直列接続構造の回路全体が交流整流電源の正極と負極との間に接続する、
ことを特徴とする直接駆動型のＬＥＤ照明回路。
【請求項１０】
逆電流防止用の直列接続ダイオードが、前記交流整流電源の正極端子又は負極端子に設置されるか、又は前記ＬＥＤチェーン回路と前記ＬＥＤ電流制御回路との間に設置される、
ことを特徴とする請求項９に記載の直接駆動型のＬＥＤ照明回路。
【請求項１１】
フィルタ回路が、前記３入力の誤差増幅器と前記電源スイッチユニットとの間に設置される、
ことを特徴とする請求項９に記載の直接駆動型のＬＥＤ照明回路。
【請求項１２】
前記電流センサーユニットは、抵抗又は電流から電圧への変換が可能なカレントミラーを用いて、前記電源スイッチユニットを流れる電流を表す電圧を発生する、
ことを特徴とする請求項９に記載の直接駆動型のＬＥＤ照明回路。
【請求項１３】
前記平均回路は、パッシブローパスフィルタ、又はアクティブローパスフィルタ、又は、平均処理のためのサンプルアンドホールド制御を有するローパスフィルタを用いる、
ことを特徴とする請求項９に記載の直接駆動型のＬＥＤ照明回路。
【請求項１４】
直接駆動型のＬＥＤランプ用途のモノリシック集積回路において、
スイッチングチャネル内の電流量を制御するための制御端子と、それぞれ正極チャネル端子及び負極チャネル端子である電流流入端子及び電流流出端子と、を有する電源スイッチユニットと、
前記電源スイッチユニットの制御端子に接続する出力端子と、前記電源スイッチユニットを流れる平均電流を設定するための基準電圧に接続する入力端子と、前記電源スイッチユニットを流れる平均電流のフィードバック情報を取得するための第２入力端子と、瞬時電流波形を整形するための第３入力端子と、を有する３入力の誤差増幅器と、を含む、
ことを特徴とする直接駆動型のＬＥＤランプ用途のモノリシック集積回路。
【請求項１５】
フィルタ回路が、前記誤差増幅器と前記電源スイッチユニットとの間に設置される、
ことを特徴とする請求項１４に記載のモノリシック集積回路。
【請求項１６】
外部の電流センサーユニットと、平均回路と、ＬＥＤチェーン回路とが、互いに接続されて応用回路を形成している、
ことを特徴とする請求項１４に記載のモノリシック集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤランプ装置の制御回路の改良に関し、特に、ＬＥＤランプ装置の製品の回路で直接駆動によるＬＥＤ駆動の技術改良に関するが、これに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の伝統的なＬＥＤランプ装置の直接駆動回路と、それに関連するＡＣ交流によるＬＥＤ電圧及び電流と、をそれぞれ図１、図２に示す。直接駆動型のＬＥＤ照明回路は、従来のスイッチモードのＬＥＤランプ装置の駆動回路に比較すると、磁気的部品を取り除くとの利点を有する一方、以下のような欠陥を有する。
（ａ）一部のＬＥＤ発光体は、ＡＣ交流の入力周期にわたり、周期全部に亘って電流を利用して発光することができないため、ＬＥＤの発光効率が非常に低い。ＬＥＤ発光体は、ＬＥＤランプ装置製品において主要コストを決めるため、製品のコストが向上する。
（ｂ）ＡＣ交流の電流周期の半周期毎に、間隙時間を有し、すべてのＬＥＤ発光体が消灯する。同時に、ＬＥＤ電流とＡＣ交流半周期毎により状態が異なるＬＥＤ数が変わる。従って、出力光の輝度が変化し、このような変化に伴い、フリッカ効果が高くなる。
（ｃ）ＡＣ交流の入力電圧の変化範囲を予測設計するため、ピーク値の交流電圧と最大ＬＥＤチェーン電圧の間の差は大きくなる。この特徴により、電源スイッチユニットに著しい熱損失が生じ、これによりＬＥＤ直接駆動回路の効率を低下させる。パッケージタイプを選択する同時に、このような熱損失に対処できることを考慮されなければならないため、パッケージコストが高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、上記課題のすべて又は一部を解消又は明らかに改善し、及び／又は、改良して更に適合する直接駆動型のＬＥＤ照明回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ここで、直接駆動型のＬＥＤ照明回路を含む回路が開示される。直接駆動型のＬＥＤ照明回路は、電源スイッチユニットと、電流センサーユニットと、平均回路と、誤差増幅器と、を有するＬＥＤ電流制御回路を含む。
前記電源スイッチユニットは、スイッチングチャネルを流れる電流を制御するための制御端子と、それぞれ正極チャネル端子及び負極チャネル端子である電流流入端子及び電流流出端子と、を有する。
前記電源スイッチユニットを流れる電流値を感知するための電流センサーユニットは、前記電源スイッチユニットの負極チャネル端子と制御回路の基準ノード（最低電圧）との間に接続され、出力端子（又は、特別な実施例の場合に、電源スイッチユニットの負極チャネル端子）が平均回路の入力端子に接続される。
前記平均回路は、入力端子が前記電流センサーユニットの出力端子に接続され、且つ出力端子が前記誤差増幅器の複数の入力端子のうちの１つに接続される。
前記誤差増幅器は、１つの入力端子が前記平均回路の出力端子に接続されると共に、もう一つの入力端子が平均ＬＥＤ電流設定用の基準電圧に接続され、出力端子が前記電源スイッチユニットの制御端子に接続される。
ＬＥＤチェーン回路は、直列接続された複数のＬＥＤランプ装置を有し、直列接続された複数のＬＥＤランプ装置にキャパシタが並列接続され、電流入力端子を正極端子とし、電流出力端子を負極端子とする。
前記ＬＥＤチェーン回路と前記ＬＥＤ電流制御回路とは、直列接続構造であり、前記直列接続構造の回路全体が交流整流電源の正極と負極との間に接続される。
【０００５】
本発明の１つの実施例において、逆電流防止用の直列接続ダイオードが、前記交流整流電源の正極端子又は負極端子に設置されるか、又はＬＥＤチェーン回路とＬＥＤ電流制御回路との間に設置される。
【０００６】
本発明の１つの実施例において、フィルタ回路が、誤差増幅器と電源スイッチユニットとの間に設置される。
【０００７】
本発明の１つの好適な実施例において、前記電流センサーユニットは、簡単な抵抗、又は、電流から電圧への変換が可能なカレントミラーを用いて、前記電源スイッチユニットを流れる電流を表す電圧を発生する。
【０００８】
本発明の１つの好適な実施例において、前記平均回路は、パッシブローパスフィルタ、又はアクティブローパスフィルタ、又は平均処理のためのサンプルアンドホールド制御を有するローパスフィルタを用いる。
【０００９】
更に、直接駆動型のＬＥＤランプ用途のモノリシック集積回路が開示される。当該モノリシック集積回路は、スイッチングチャネル内の電流を制御するための制御端子と、それぞれ正極チャネル端子及び負極チャネル端子である電流流入端子及び電流流出端子と、を有する電源スイッチユニットと、前記電源スイッチユニットの制御端子に接続される出力端子と、前記電源スイッチユニットを流れる平均電流を設定するための基準電圧に接続される入力端子と、前記電源スイッチユニットを流れる平均電流のフィードバック情報を取得するためのもう一つの入力端子とを有する誤差増幅器と、を含む。
【００１０】
本発明のモノリシック集積回路の１つの実施例において、フィルタ回路が、前記誤差増幅器と前記電源スイッチユニットとの間に設置される。
【００１１】
本発明のモノリシック集積回路の１つの実施例において、外部電流センサーユニットと、平均回路と、ＬＥＤチェーン回路とが、応用回路形成のために接続される。
【００１２】
更に、直接駆動型のＬＥＤ照明回路が開示される。当該直接駆動型のＬＥＤ照明回路は、電源スイッチユニットと、電流センサーユニットと、平均回路と、３入力の誤差増幅器と、を有するＬＥＤ電流制御回路を含む。
前記電源スイッチユニットは、スイッチングチャネルを流れる電流を制御するための制御端子と、それぞれ正極チャネル端子及び負極チャネル端子である電流流入端子及び電流流出端子とを有する。
前記電源スイッチユニットを流れる電流を感知するため、電流センサーユニットは、前記電源スイッチユニットの負極チャネル端子と制御回路の基準ノード（最低電圧）との間に接続され、出力端子（又は、特別な実施例の場合に、電源スイッチユニットの負極チャネル端子）が平均回路の入力端子に接続される。
前記平均回路は、入力端子が前記電流センサーユニットの出力端子に接続され、出力端子が前記３入力の誤差増幅器の複数の入力端子のうちの１つに接続される。
前記３入力の誤差増幅器は、１つの入力端子が前記平均回路の出力端子に接続され、もう一つの入力端子が平均ＬＥＤ電流設定用の基準電圧に接続され、その第３入力端子が交流整流の位相情報（又は瞬時電圧）に接続されて瞬時交流電流の波形を整形し、出力端子が前記電源スイッチユニットの制御端子に接続される。
ＬＥＤチェーン回路は、直列接続する複数のＬＥＤランプ装置を有し、前記直列接続されるＬＥＤランプ装置にキャパシタが並列接続され、電流入力端子を正極端子とし、電流出力端子を負極端子とする。
前記ＬＥＤチェーン回路と前記ＬＥＤ電流制御回路は、直列接続構造であり、前記直列接続構造の回路全体が交流整流電源の正極と負極との間に接続される。
【００１３】
本発明の１つの実施例において、逆電流防止用の直列接続のダイオードが、前記交流整流電源の正極端子又は負極端子に設置されるか、又はＬＥＤチェーン回路とＬＥＤ電流制御回路との間に設置される。
【００１４】
本発明の１つの実施例において、フィルタ回路が、前記３入力の誤差増幅器と電源スイッチユニットとの間に設置される。
【００１５】
本発明の１つの好適な実施例において、前記電流センサーユニットは、簡単な抵抗、又は、電流から電圧への変換が可能なカレントミラーを用いて、前記電源スイッチユニットを流れる電流を表す電圧を発生する。
【００１６】
本発明の１つの好適な実施例において、前記平均回路は、パッシブローパスフィルタ、又はアクティブローパスフィルタ、又は平均処理のためのサンプルアンドホールド制御を有するローパスフィルタを用いる。
【００１７】
更に、直接駆動型のＬＥＤランプ用途のモノリシック集積回路が開示される。当該モノリシック集積回路は、スイッチングチャネル内の電流を制御するための制御端子と、それぞれ正極チャネル端子及び負極チャネル端子である電流流入端子及び電流流出端子と、を有する電源スイッチユニットと、前記電源スイッチユニットの制御端子に接続される出力端子と、前記電源スイッチユニットを流れる平均電流を設定するための基準電圧に接続される入力端子と、前記電源スイッチユニットを流れる平均電流値のフィードバック情報を取得するための第２入力端子と、瞬時電流波形を整形するための第３入力端子とを有する３入力の誤差増幅器と、を含む。
【００１８】
本発明のモノリシック集積回路の１つの実施例において、フィルタ回路が、前記誤差増幅器と電源スイッチユニットとの間に設置される。
【００１９】
本発明のモノリシック集積回路の１つの実施例において、外部電流センサーユニットと、平均回路と、ＬＥＤチェーン回路とが、応用回路形成のために接続される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】伝統的な直接駆動型ＬＥＤランプ装置の回路図である。
【図２】図１に示す制御回路における交流半周期のＬＥＤ電圧と電流の波形図である。
【図３】本発明の実施例に係るＬＥＤ利用率の向上とフリッカ軽減が図られた直接駆動型ＬＥＤ照明回路図である。
【図４】図３に示す回路の交流の整流電圧と、交流ライン電流と、ＬＥＤ電流と、の波形のイメージ図である。
【図５】図３の回路と同じ機能を実現する代替の回路接続図である。
【図６】図３の回路と同じであり、ブロックに示す部分を超高圧ＢＣＤ工程によりモノリシック集積回路のブロックに形成することを説明する図である。
【図７】本発明の直接駆動型ＬＥＤ照明回路のもう一つの実施例の図であり、ＬＥＤ利用率の向上と、フリッカ低減と、エネルギー効率向上とが図れている。
【図８】（ａ）（ｂ）は、図７に示す３入力の誤差増幅器の２つの好適な実施例の図である。
【図９】図８から選定した誤差増幅器を使用した場合の図７に示す回路における交流整流電圧、交流ライン電流、及びＬＥＤ電流の波形図である。
【図１０】図７の回路と同じ機能を実現する代替の回路接続図である。
【図１１】図７の回路と同じであり、ブロックに示す部分を超高圧ＢＣＤ工程によりモノリシック集積回路のブロックに形成することを説明する図である。
【図１２】（ａ）（ｂ）は、図７に示す回路における３入力の誤差増幅器について効率を更に高める他２つの好適な実施例を示す図である。
【図１３】図７に示す回路において、図１２から選定した誤差増幅器を使用した場合の交流の整流電圧、交流ライン電流、及びＬＥＤ電流の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。前記実施例の例が図面に示されるが、同一または類似する符号は、常に、相同又は類似の部品、或いは、相同又は類似の機能を有する部品を表す。以下に、図面を参照しながら説明される実施例は例示的なものであり、本発明を解釈するためだけに用いられ、本発明を限定するものと理解されてはならない。
【００２２】
ＬＥＤの利用率向上と同時に、フリッカ軽減のために、直接駆動型のＬＥＤ照明回路を提供する。当該回路は、交流全部の半周期にわたってＬＥＤ電流を利用することができ、それと同時に、ＬＥＤ電流変化が低いという特徴を有し、フリッカが低い。
【００２３】
図３に示すように、ＬＥＤ３０３と、ＬＥＤ３０３の両端間に接続されるキャパシタ３０４とに流れる電流は、瞬時交流入力電圧が交流整流によるＬＥＤの最低駆動電圧より高くなると、ＬＥＤ３０３に流れる。瞬時交流入力電圧がＬＥＤ駆動電圧より低くなると、ＬＥＤ３０３への電流は、キャパシタ３０４に蓄積されているエネルギーから提供される。そのため、ＬＥＤチェーンにおける消灯期間がなくなる。半周期における各ＬＥＤ電流は、電流センサーユニット３０６（この実施例では、抵抗）を介して、電源スイッチユニット３０５（のスイッチングチャネル）に流れる電流を感知することにより制御される。電源スイッチユニット３０５はＬＥＤ電流制御回路の要素である。平均回路３０１は、フィードバック信号を発生して誤差増幅器３０２に送信し、フィードバック回路を形成する。ＬＥＤ電流設定を実現するためのもう一つの入力は、内部で発生する基準電圧Ｖｒｅｆであり、誤差増幅器３０２のもう一つの入力端子に接続される。誤差増幅器３０２の出力は、電源スイッチユニット３０５の制御入力端子に、直接に又は任意にフィルタを追加して接続することができる。当該フィードバック回路は、電源スイッチユニット３０５を流れる電流ブロファイルと、長期にわたるＬＥＤ平均電流とを決定する。好ましくは、直列接続するダイオードを設置して逆電流を防止してもよい。ダイオードは、交流整流電源の正極端子又は負極端子に設置するか、ＬＥＤ３０３とキャパシタ３０４からなる並列回路と電源スイッチユニットの間に設置される。
電流センサーユニット３０６は、抵抗又は電流から電圧への変換が可能なカレントミラーを用いて、電源スイッチユニット３０５を流れる電流を表す電圧を発生するものとしてもよい。平均回路３０１は、パッシブローパスフィルタ、又はアクティブローパスフィルタ、又は、平均処理のためのサンプルアンドホールド制御を有するローパスフィルタを用いてもよい。
【００２４】
図４は、交流電圧と電流の模式図であり、ＬＥＤ電流が示されている。図４から、ＬＥＤチェーンが各半周期のすべての時間にすべて点灯し、またこれに応じて電流変化の幅は小さいことが分かる。このように、図１の従来回路に比較して、フリッカが明らかに軽減される。また、ＬＥＤ利用率も実際に１００％に近い。力率性能は、従来技術（実際上１に近い）ほどではないが、満足はできる（ＬＥＤチェーンの電圧を適切に選択すると０．９近くに達する）。主な熱損失は、交流半周期のピーク値付近において、従来技術に大体相当する。
【００２５】
図３に示す交流整流の正極側と電源スイッチユニット３０５の間の並列回路、即ちＬＥＤ３０３とキャパシタ３０４の代わりとして、電流センサーユニットの負極側と交流整流電源の負極端子との間に、並列回路を接続し、電源スイッチユニット３０５の正極端子を交流整流電源の正極端子に接続してもよい。図５は、同じ機能を実現する代替接続回路を示す。
【００２６】
本発明のもう一つの好適な実施例において、誤差増幅器３０２と電源スイッチユニット３０５とを、近年利用可能になった超高圧（５００Ｖ〜７００Ｖ）・高圧ＢＣＤ工程により、図６に示すように、モノリシック集積回路６０７に形成してもよい。同様に、このようなモノリシック集積回路は、図５に示す素子５０２、５０５を代替することもできる。
【００２７】
本発明の更なる技術的な利点は、電源スイッチユニットの熱損失軽減である。これは、交流の瞬時電圧が所定値より高い期間において電源スイッチユニットを流れる電流を軽減することにより実現される。この期間のＬＥＤ電流は、交流の入力電流と、ＬＥＤチェーンに並列接続するキャパシタから提供される電流との和である。この期間中、瞬時ＬＥＤ電流が減少しても、長期的な平均ＬＥＤ電流は、基準電圧を目標とする設定と電流センサーユニットの感知とにより、安定に維持される。図７には、好適な設計が示されている。
【００２８】
図７は、図３に示す実施例の変形であり、２入力の誤差増幅器の代わりに、３入力の誤差増幅器を採用している。元の２つの入力に追加された第３入力は、交流ライン電圧の情報を有し、上述したように交流電流の波形に加算されるものである。交流の瞬時電圧が予め設定したレベル以上になると、交流の入力電流は、超過量に従って減らされる。このような追加した制御信号は、迅速に反応する特徴を有し、交流ライン電流を直ちに調整することができる。この誤差増幅器７０２の第３入力ピンの制御信号は、図７に示す電源スイッチユニットの正極チャネル端子から直接に取得しない場合、交流整流電源に設けた抵抗分圧器から取得してもよい。３入力の誤差増幅器７０２の好適な設計実施例が、図８に示されている。
【００２９】
図８（ａ）に示すように、抵抗８０４、８０５、８０６により、電源スイッチユニットの正極チャネル端子＋ｖｅからの信号が分圧される。コンパレータ８０３は、これらの分圧信号を基準電圧Ｖｒｅｆと比較して、マルチプレクサＭＵＸ８０２に対する制御信号を発生する。交流の瞬時電圧が所定値より高くなると、この制御信号は、「１」のロジック信号である。交流の瞬時電圧がこの所定値より低くなると、この制御信号は、「０」のロジック信号である。制御信号が「１」のロジック信号である場合、マルチプレクサＭＵＸ８０２は、電源スイッチユニットの正極チャネル端子の分圧信号を選択して出力端子から送信する。ここで、当該分圧信号は、瞬時交流整流電圧の情報を有する。マルチプレクサＭＵＸ８０２の出力に平均回路からの出力を加えて、誤差増幅器８０７に対する１つの入力信号が発生する。誤差増幅器８０７のもう一つの入力は、基準電圧Ｖｒｅｆである。誤差増幅器８０７の出力は、電源スイッチユニットの制御に用いられる。上述した回路によれば、電源スイッチユニットを流れる電流、従って交流ライン電流は、交流周期のピーク付近で減少される。
【００３０】
図８（ｂ）に示すように、抵抗８０９、８１０、８１１は、電源スイッチユニットの正極チャネル端子＋ｖｅからの信号を分圧する。コンパレータ８１２は、これらの分圧信号を基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、マルチプレクサＭＵＸ８１３に対する制御信号を発生する。交流の瞬時電圧が所定値より高くなると、この制御信号は、「１」のロジック信号である。交流の瞬時電圧がこの所定値より低くなると、この制御信号は、「０」のロジック信号である。制御信号が「１」のロジック信号である場合、マルチプレクサＭＵＸ８１３は、電源スイッチユニットの正極チャネル端子の分圧信号（当該分圧信号は、瞬時交流整流電圧の情報を有する）を選択して出力端子から送信する。制御信号が「０」のロジック信号である場合、マルチプレクサＭＵＸ８１３は、その出力信号として接地電圧を選択する。マルチプレクサＭＵＸ８１３の出力を、誤差増幅器８０８の出力から引き算して、電源スイッチユニットに対する１つの制御信号を発生する。誤差増幅器８０８は、平均回路からの出力と基準電圧Ｖｒｅｆとを、ＬＥＤ電流の長期平均電流を制御するための入力として取得する。上述した回路によれば、電源スイッチユニットを流れる電流、従って交流ライン電流は、交流周期のピーク付近で減少される。
【００３１】
図９は、図７に示す回路の重要な回路ノードにおける波形を示す。図８に示す誤差増幅器の一つを採用する回路によれば、力率は低下するが、電源スイッチにおける熱損失が交流周期のピーク電圧付近で軽減され、効率が改善される。
【００３２】
本発明の図７に示す交流整流の正極側と電源スイッチユニットの正極端子との間に、ＬＥＤチェーン７０３とキャパシタ７０４からなる並列回路を設置するほかに、代替案として、上記並列回路を電流センサーユニットの負極側と交流整流電源の負極端子との間に設置することができ、電源スイッチユニットの正極端子は交流整流電源の正極端子に接続される。図１０は、同じ機能を実現する当該代替接続回路を示す。
【００３３】
本発明のもう一つの好適な実施例において、近年利用可能になった超高圧（５００Ｖ〜７００Ｖ）ＢＣＤ工程により、素子７０２と７０５とを集積させて、図１１に示すようにモノリシック集積回路１１０７を形成することができる。同様なモノリシック集積回路は、図１０の回路に示す素子１００２、１００５を代替することができる。
【００３４】
前記各実現案の１つの極端的な実現形態として、交流瞬時電圧が予め設定したレベルを超えた場合に、交流ピーク付近で交流の入力電流を減少させる代わりに、交流電流をすべて取り除くことが考えられる。このような実現形態は、交流周期ピーク付近における熱損失を取り除くことができ、従って、本発明の原理に基づき、効率を最高状態まで向上させることができる。図１２は、この効果を実現するため、図７、図１０に示す３入力の誤差増幅器に対する２種類の好適な設計実施例を示す。
【００３５】
図１２（ａ）に示すように、抵抗１２０３、１２０４は、電源スイッチユニットの正極チャネル端子＋ｖｅからの信号を分圧する。コンパレータ１２０２は、これらの分圧信号を基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、マルチプレクサＭＵＸ１２０１に対する制御信号を発生する。交流の瞬時電圧が所定値より高くなると、この制御信号は、「１」のロジック信号である。交流の瞬時電圧がこの所定値より低くなると、この制御信号は、「０」のロジック信号である。制御信号が「１」のロジック信号である場合、マルチプレクサＭＵＸ１２０１は、「１」のロジック信号又は制御回路への給電電圧を選択して出力する。制御信号が「０」のロジック信号である場合、マルチプレクサＭＵＸ１２０１は、その出力に平均回路の出力を選択する。マルチプレクサＭＵＸ１２０１の出力と基準電圧Ｖｒｅｆとは、電源スイッチユニットに対する制御信号を発生するための、誤差増幅器１２０５への入力である。上述した回路によれば、交流の瞬時電圧が所定値より高くなると、電源スイッチユニットを流れる電流、従って交流ライン電流を完全に取り除くことができる。
【００３６】
図１２（ｂ）に示すように、抵抗１２０７、１２０８は、電源スイッチユニットの正極チャネル端子＋ｖｅからの信号を分圧する。コンパレータ１２０９は、これらの分圧信号を基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、マルチプレクサＭＵＸ１２１０に対する制御信号を発生する。交流の瞬時電圧が所定値より高くなると、この制御信号は、「１」のロジック信号である。交流の瞬時電圧がこの所定値より低くなると、この制御信号は、「０」のロジック信号である。制御信号が「１」のロジック信号である場合、マルチプレクサＭＵＸ１２１０は、「０」のロジック信号又は電流制御回路の零電位を選択して出力する。制御信号が「０」のロジック信号である場合、マルチプレクサＭＵＸ１２１０は、その出力に平均回路の出力を選択する。マルチプレクサＭＵＸ１２１０は、その出力が電源スイッチユニットの制御に用いられる。誤差増幅器１２０６は、その入力に基準電圧Ｖｒｅｆと平均回路の出力とを使用する。上述した回路によれば、交流の瞬時電圧が所定値より高くなると、電源スイッチユニットを流れる電流、従って交流ライン電流を完全に取り除くことができる。
【００３７】
図１３は、図７に示す回路の重要ノードにおける波形図である。図１２に示す３入力の誤差増幅器の一つを選定して採用する本実施例の回路によれば、力率は低下するが、電源切換の熱損失が軽減され、効率が改善される。
【００３８】
本発明の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚み」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「逆時計回り」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づき、本発明を便利にまたは簡単に説明するために使用されるものであり、指定された装置又は部品が特定の方位にあり、特定の方位において構造され操作されると指示又は暗示するものではないので、本発明に対する限定と理解してはいけない。
【００３９】
なお、「第１」、「第２」の用語は目的を説明するためだけに用いられるものであり、比較的な重要性を指示又は暗示するか、或いは示された技術的特徴の数を黙示的に指示すると理解してはいけない。そこで、「第１」、「第２」が限定されている特徴は一つ又はより多くの前記特徴を含むことを明示又は暗示するものである。本発明の説明において、明確且つ具体的な限定がない限り、「複数」とは、二つ又は二つ以上のことを意味する。
【００４０】
なお、本発明の説明において、明確な規定と限定がない限り、「取り付け」、「互いに接続」、「接続」の用語の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、あるいは一体的な接続でも可能である。机械的な接続や、電気的な接続や、あるいは互いに通信することも可能である。直接的に接続することや、中間媒体を介して間接的に接続することや、二つの部品の内部が連通することや、あるいは二つの部品の間に相互の作用関係があることも可能である。当業者にとって、具体的な場合によって上記用語の本発明においての具体的な意味を理解することができる。
【００４１】
本発明において、明確な規定と限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあることは、第１特徴と第２特徴とが直接的に接触することを含んでも良いし、第１特徴と第２特徴とが直接的に接触することではなくそれらの間の別の特徴を介して接触することを含んでもよい。また、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」又は「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、或いは、単に第１特徴の水平高さが第２特徴より高いことだけを表す。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」又は「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、或いは、単に第１特徴の水平高さが第２特徴より低いことだけを表す。
【００４２】
本発明の説明において、「一つの実施例」、「一部の実施例」、「例示的な実施例」、「示例」、「具体的な示例」、或いは「一部の示例」などの用語を参考した説明とは、該実施例或いは示例に結合して説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴が、本発明の少なくとも一つの実施例或いは示例に含まれることである。本明細書において、上記用語に対する例示的な描写は、必ずしも同じ実施例或いは示例を示すことではない。又、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴は、いずれか一つ或いは複数の実施例又は示例において適切に結合することができる。また、互いに矛盾しない限り、当業者は、本明細書に記載する異なる実施例又は示例、及び異なる実施例又は示例の特徴を組み合わせることができる。
【００４３】
以上、本発明の実施例を示して説明したが、上記の実施例は、例示であり、本発明に対する限定として理解されてはならない。当業者は、本発明の範囲内で、これらの実施例に対して変化、補正、切り替え及び変形を行うことができる。
【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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【図１２】
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【図１３】
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