(57)【要約】【解決手段】本発明は、発光ダイオード(27)を有する全波整流回路(21)と、発光ダイオード(27)を流れる電流を制限する回路(30)とを備えた光電子回路(20)に関する。
2017507490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電子回路(20; 60; 70; 80)であって、
交流電圧(VIN) を受けるように構成された第１及び第２の入力端子(IN1 , IN2 )と、
第１、第２、第３及び第４の分岐(22, 23, 24, 25)を有する全波整流回路(21)と
を備えており、
前記第１及び第２の分岐(22, 23)は、前記第１の入力端子(IN1 )に接続された第１の共通のノード(F) を有しており、前記第３及び第４の分岐(24, 25)は、前記第２の入力端子(IN2 )に接続された第２の共通のノード(H) を有しており、前記第１及び第３の分岐(22, 24)は第３の共通のノード(E) を有しており、前記第２及び第４の分岐(23, 25)は第４の共通のノード(G) を有しており、
前記全波整流回路(21)は、前記第３のノード(E) から前記第１のノード(F) への順方向に前記第１の分岐(22)に設けられている発光ダイオード(27)の第１の組立体(D1)と、前記第１のノード(F) から前記第４のノード(G) への順方向に前記第２の分岐(23)に設けられているか、又は前記第３のノード(E) から前記第２のノード(H) への順方向に前記第３の分岐(24)に設けられている発光ダイオード(27)の第２の組立体(D2)とを有しており、
前記光電子回路は、前記発光ダイオードを流れる電流を制限するための電流制限回路(30)を更に備えており、
該電流制限回路は、前記第３のノード(E) と前記第４のノード(G) との間に設けられているインダクタンス素子(32)と、該インダクタンス素子を流れる電流のためのセンサ(34)と、前記第３のノード(E) と前記第４のノード(G) との間、前記第１の入力端子(IN1 )と前記第１のノード(F) との間、又は前記第２の入力端子(IN2 )と前記第２のノード(H) との間に前記第１又は第３の分岐(22, 23)に設けられた少なくとも１つの第１のスイッチ(38; 72; 82, 84)と、前記センサ(34)に接続されており、前記第１のスイッチのオン及びオフを制御する制御部(36)とを有していることを特徴とする光電子回路。
【請求項２】
前記全波整流回路(21)は、前記第３のノード(E) から前記第２のノード(H) への順方向に前記第３の分岐(24)に設けられている発光ダイオード(27)の第３の組立体(D3)を更に有していることを特徴とする請求項１に記載の光電子回路。
【請求項３】
前記発光ダイオード(27)の第２の組立体(D2)は前記第２の分岐(23)に設けられており、
前記全波整流回路(21)は、前記第２のノード(H) から前記第４のノード(G) への順方向に前記第４の分岐(25)に設けられている発光ダイオード(27)の第４の組立体(D4)を更に有していることを特徴とする請求項２に記載の光電子回路。
【請求項４】
前記電流制限回路(30)は、前記発光ダイオードの第１の組立体(D1)又は前記発光ダイオードの第２の組立体(D2)が導電性を有するとき、第１の閾値(IINF)と第２の閾値(ISUP)との間に電流を維持し得ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光電子回路。
【請求項５】
前記第１及び第２の閾値(IINF, ISUP)を変更するための手段を更に備えていることを特徴とする請求項４に記載の光電子回路。
【請求項６】
前記電流制限回路(30)は、前記発光ダイオードを流れる電流を電流設定値に調整するための回路の機能を果たすことを特徴とする請求項４に記載の光電子回路。
【請求項７】
前記第１の組立体(D1)又は前記第２の組立体(D2)の発光ダイオード(27)を流れる電流が前記第１の閾値より大きいとき、前記制御部(36)は前記第１のスイッチ(38; 72; 82, 84)のオフを制御し得ることを特徴とする請求項４又は５に記載の光電子回路。
【請求項８】
前記第１の組立体(D1)又は前記第２の組立体(D2)の発光ダイオード(27)を流れる電流が前記第２の閾値より小さいとき、前記制御部(36)は前記第１のスイッチ(38; 72; 82, 84)のオンを制御し得ることを特徴とする請求項４又は５に記載の光電子回路。
【請求項９】
前記第１のスイッチ(82)は前記第１の分岐(22)又は前記第４の分岐(25)に設けられており、前記電流制限回路(30)は、前記第２の分岐(25)又は前記第３の分岐(24)に設けられている第２のスイッチ(84)を有しており、
前記制御部(36)は、前記第１の組立体(D1)の発光ダイオード(27)を流れる電流が前記第１の閾値より大きく、交流電圧(VIN) が第１の符号であるときに前記第１のスイッチのオフを制御することができ、前記第２の組立体(D2)の発光ダイオード(27)を流れる電流が前記第１の閾値より大きく、交流電圧が前記第１の符号の反対の第２の符号であるときに前記第２のスイッチのオフを制御することができることを特徴とする請求項４又は５に記載の光電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、光電子回路、特に発光ダイオードを備えた光電子回路に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】米国特許出願公開第2010／308743号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発光ダイオードを備えた光電子回路に交流電圧、特に正弦波電圧、例えば電源電圧を供給し得ることが望ましい。
【０００４】
図１は、入力端子IN1 及び入力端子IN2 を備えた光電子回路10を示し、入力端子IN1 及び入力端子IN2 の間に交流電圧VIN が印加される。光電子回路10は、ダイオードブリッジ14を有する整流回路12を更に備えており、整流回路12は、電圧VIN を受けて整流電圧VALIMを供給し、例えば直列接続された発光ダイオード16に電力を供給する。発光ダイオード16を流れる電流をIALIM と称する。
【０００５】
図２は、交流電圧VIN が正弦波電圧に相当する例に関する電源電圧VALIM の変化曲線CVALIM及び電源電流IALIM の変化曲線CIALIMを経時的に示す。但し、電圧VIN は非正弦波であってもよい。例として、電圧VIN は調整回路によって、特にトライアックを用いて供給されてもよい。正弦波電圧が調整回路に供給される場合であっても、電圧VIN の形状は一般に正弦波ではない。電圧VALIM が発光ダイオード16の閾値電圧の合計より大きい場合、発光ダイオード16は導電性を有し、実質的に抵抗器として動作する。そのため、電源電流IALIM は電源電圧VALIM に従う。
【０００６】
電源電流IALIM が一定ではないということは不利である。このため、発光ダイオード16によって与えられる光の強度が変動し、このような変動が観察者によって感知される場合がある。
【０００７】
電源電流を実質的に一定のレベルに維持するために、電流制限回路が整流回路12と発光ダイオード16との間に設けられてもよい。そのため、光電子回路の構造は相対的に複雑になる可能性があり、光電子回路の体積がかなり大きくなる場合がある。更に、光電子回路の体積を更に減少させるために、整流回路及び電流制限回路を少なくとも部分的に発光ダイオードと一体化して形成することは困難な場合がある。
【０００８】
実施形態の目的は、既に述べた光電子回路の不利点の全て又は一部を克服することである。
【０００９】
実施形態の別の目的は、光電子回路の体積を減少させることである。
【００１０】
実施形態の別の目的は、光電子回路によって与えられる光の強度の変動を減少させることである。
【００１１】
実施形態の別の目的は、光電子回路のかなりの数の部品を一体化して形成し得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従って、実施形態は、
発光ダイオードを有する全波整流回路と、
前記発光ダイオードを流れる電流を制限するための電流制限回路と
を備えた光電子回路を提供する。
【００１３】
実施形態によれば、前記光電子回路は、交流電圧を受けるように構成された第１及び第２の入力端子を備えており、前記全波整流回路は、
第１、第２、第３及び第４の分岐を有しており、前記第１及び第２の分岐は前記第１の入力端子に接続された第１の共通のノードを有しており、前記第３及び第４の分岐は、前記第２の入力端子に接続された第２の共通のノードを有しており、前記第１及び第３の分岐は第３の共通のノードを有しており、前記第２及び第４の分岐は第４の共通のノードを有しており、前記全波整流回路は、
前記第３のノードから前記第１のノードへの順方向に前記第１の分岐に設けられている発光ダイオードの第１の組立体と、
前記第１のノードから前記第４のノードへの順方向に前記第２の分岐に設けられているか、又は前記第３のノードから前記第２のノードへの順方向に前記第３の分岐に設けられている第２の組立体と
を更に有しており、
前記発光ダイオードを流れる電流を制限するための電流制限回路は、前記第３のノードと前記第４のノードとの間に設けられている少なくとも１つの部品を有している。
【００１４】
実施形態によれば、前記全波整流回路は、前記第３のノードから前記第２のノードへの順方向に前記第３の分岐に設けられている発光ダイオードの第３の組立体を更に有している。
【００１５】
実施形態によれば、前記発光ダイオードの第２の組立体は前記第２の分岐に設けられており、前記全波整流回路は、前記第２のノードから前記第４のノードへの順方向に前記第４の分岐に設けられている発光ダイオードの第４の組立体を更に有している。
【００１６】
実施形態によれば、前記電流制限回路は、前記第３のノードと前記第４のノードとの間に設けられているインダクタンス素子を有している。
【００１７】
実施形態によれば、前記電流制限回路は、前記インダクタンス素子を流れる電流のためのセンサを更に有している。
【００１８】
実施形態によれば、前記電流制限回路は、前記第３のノードと前記第４のノードとの間、前記第１の入力端子と前記第１のノードとの間、又は前記第２の入力端子と前記第２のノードとの間に前記第１又は第３の分岐に設けられた少なくとも１つの第１のスイッチと、前記センサに接続されており、前記第１のスイッチのオン及びオフを制御する制御部とを更に有している。
【００１９】
実施形態によれば、前記電流制限回路は、前記発光ダイオードの第１の組立体又は前記発光ダイオードの第２の組立体が導電性を有するとき、第１の閾値と第２の閾値との間に電流を維持し得る。
【００２０】
実施形態によれば、前記光電子回路は、前記第１及び第２の閾値を変更するための手段を更に備えている。
【００２１】
実施形態によれば、前記第１の組立体又は前記第２の組立体の発光ダイオードを流れる電流が前記第１の閾値より大きいとき、前記制御部は前記第１のスイッチのオフを制御し得る。
【００２２】
実施形態によれば、前記第１の組立体又は前記第２の組立体の発光ダイオードを流れる電流が前記第２の閾値より小さいとき、前記制御部は前記第１のスイッチのオンを制御し得る。
【００２３】
実施形態によれば、前記第１のスイッチは前記第１の分岐又は前記第４の分岐に設けられており、前記電流制限回路は、前記第２の分岐又は前記第３の分岐に設けられている第２のスイッチを有しており、前記制御部は、前記第１の組立体の発光ダイオードを流れる電流が前記第１の閾値より大きく、交流電圧が第１の符号であるときに前記第１のスイッチのオフを制御することができ、前記第２の組立体の発光ダイオードを流れる電流が前記第１の閾値より大きく、交流電圧が前記第１の符号の反対の第２の符号であるときに前記第２のスイッチのオフを制御することができる。
【００２４】
前述及び他の特徴及び利点を、添付図面を参照して本発明を限定するものではない具体的な実施形態について以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】発光ダイオードを備えた光電子回路の例を示す電気回路図である。
【図２】図１の光電子回路の発光ダイオードに供給するための電圧及び電流のタイミング図である。
【図３】発光ダイオードを備えた光電子回路の実施形態を示す電気回路図である。
【図４】図３の光電子回路の発光ダイオードの配置図である。
【図５】図３の光電子回路の発光ダイオードの配置図である。
【図６】図３の光電子回路の一部を更に詳細に示す電気回路図である。
【図７】図３の光電子回路の入力電圧の変化曲線、及び図３の光電子回路のインダクタンス素子の電源電流の変化曲線を示す図である。
【図８】図７のインダクタンス素子の電源電流の変化曲線、及び図３の光電子回路の発光ダイオード体を流れる電流の変化曲線の詳細を示す図である。
【図９】図３の光電子回路の一部を更に詳細に示す電気回路図である。
【図１０】発光ダイオードを備えた光電子回路の他の実施形態を示す電気回路図である。
【図１１】発光ダイオードを備えた光電子回路の他の実施形態を示す電気回路図である。
【図１２】発光ダイオードを備えた光電子回路の他の実施形態を示す電気回路図である。
【図１３】図１２の光電子回路を用いて得られた図８と同様の図である。
【図１４】発光ダイオード体の実施形態を示す図である。
【図１５】一動作構成における図１４の発光ダイオード体の等価な電気回路図である。
【図１６】一動作構成における図１４の発光ダイオード体の等価な電気回路図である。
【図１７】一動作構成における図１４の発光ダイオード体の等価な電気回路図である。
【図１８】一動作構成における図１４の発光ダイオード体の等価な電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
明瞭化のために、同一の要素は様々な図面において同一の参照番号で示されており、更に様々な図面は正しい縮尺で示されていない。 以下の記載では、「実質的に」、「およそ」及び「程度」という用語は、特に示されていない場合、「10％の範囲内」を意味する。
【００２７】
実施形態によれば、光電子回路の発光ダイオードを用いて、整流回路のダイオードブリッジが形成されている。このため、光電子回路の体積全体を減少させることができる。更に、電流制限回路はダイオードブリッジに直接一体化されている。このため、光電子回路の体積全体を減少させながら、発光ダイオードの電源電流の変動を低下させることができる。
【００２８】
図３は、入力電圧VIN を受ける２つの入力端子IN1 及び入力端子IN2 を備えた光電子回路20の実施形態を示す。例として、入力電圧VINは、例えば10 MHz〜1MHzの範囲内の周波数を有する正弦波電圧であってもよい。入力電圧VIN は、例えば、場合によっては調整回路によって変更された電源電圧に相当する。例えば、電源電圧は調整回路によって低下又はチョップされてもよい。
【００２９】
光電子回路20は全波整流回路21を備えており、全波整流回路21は、以下の記載では発光ダイオード体と称される発光ダイオードの４つの組立体D1、D2、D3及びD4から構成されたダイオードブリッジを有する。発光ダイオード体は夫々、複数の基本発光ダイオードの直列及び／又は並列の組立体から形成されている。発光ダイオード体D1は、ノードＥとノードＦとの間にノードＥからノードＦへの順方向に第１の分岐22に設けられている。発光ダイオード体D2は、ノードＦとノードＧとの間にノードＦからノードＧへの順方向に第２の分岐23に設けられている。発光ダイオード体D3は、ノードＥとノードＨとの間にノードＥからノードＨへの順方向に第３の分岐24に設けられている。発光ダイオード体D4は、ノードＨとノードＧとの間にノードＨからノードＧへの順方向に第４の分岐25に設けられている。
【００３０】
光電子回路20の全ての発光ダイオードは、発光ダイオード体D1、D2、D3及びD4の内の１つに属していることが好ましい。発光ダイオード体D1、D2、D3及びD4は、同一の数の基本発光ダイオード又は異なる数の基本発光ダイオードを有してもよい。
【００３１】
図４は、発光ダイオード体D1の実施形態を示す。発光ダイオード体D1は、並列に配置されたＲ個の分岐26を有しており、各分岐26は、直列接続されたＳ個の基本発光ダイオード27を有しており、Ｒ及びＳは２以上の整数である。
【００３２】
図５は、発光ダイオード体D1の別の実施形態を示す。発光ダイオード体D1は、直列接続されたＰ個のブロック28を有しており、各ブロック28は、並列に配置されたＱ個の基本発光ダイオード27を有しており、Ｐ及びＱは２以上の整数であり、Ｑはブロックによって異なることが多い。
【００３３】
発光ダイオード体D2、D3及びD4は、図４又は５に示されている発光ダイオード体D1の構造と同様の構造を有してもよい。
【００３４】
図３に戻って、光電子回路20は、ノードＥとノードＧとの間に設けられたインダクタンス素子32を有する電流制限回路30を備えている。例として、インダクタンス素子32は0.1 μＨ〜10μＨの範囲内の値を有する。インダクタンス素子32を流れる電流、発光ダイオード体D1を流れる電流、発光ダイオード体D2を流れる電流、発光ダイオード体D3を流れる電流及び発光ダイオード体D4を流れる電流を夫々IL、ID1 、ID2 、ID3 及びID4 と称する。電流制限回路30は、電流ILを表す信号SIを制御部36に供給し得る電流センサ34を更に有している。電流制限回路30は、入力端子IN1 とノードＥとの間に設けられたスイッチ38を更に有しており、スイッチ38は、制御部36によって与えられる信号SCによって制御される。ノードＨは入力端子IN2 に接続されている。制御部36は専用の回路によって形成されてもよい。
【００３５】
実施形態によれば、電流ILが下側の閾値IINFと上側の閾値ISUPとの間にとどまるように、制御部36がスイッチ38のオン及びオフを命令することができる。上側の閾値ISUPは下側の閾値IINFより大きい。下側の閾値IINFは０Ａより大きい。例として、電流の閾値IINF及び閾値ISUPは、数ミリアンペアから数百ミリアンペアであってもよい。図６は、制御部36の実施形態を示す電気回路図である。制御部36は、電流ILを表す信号SIを受けて、２つの値OUT+及び値OUT-をとることができる信号OUT を与えるヒステリシスコンパレータ40を有してもよい。例として、信号SIが増加する場合、電流ILが閾値ISUPより小さいとき、信号OUT は値OUT-であり、電流ILが閾値ISUPより大きくなると値OUT+に切り替わる。電流ILが減少する場合、電流ILが閾値ISUPより大きいとき、信号OUT は値OUT+であり、電流ILが閾値ISUPより小さくなると値OUT-に切り替わる。制御部36は、信号OUT を受けて信号SCを与える整形部42を有している。
【００３６】
スイッチ38は、例えば、トランジスタ、特に金属酸化膜電界効果ゲートトランジスタ、又はエンハンスメント型（ノーマリーオン型）若しくはディプレッション型（ノーマリーオフ型）MOS トランジスタに基づく双方向スイッチである。
【００３７】
基本発光ダイオード27は、例えば、平面の発光ダイオード、又は三次元要素から形成された発光ダイオードであり、三次元要素は特に、以降III-V 族化合物と称されるIII 族元素及びV 族元素を主として含む化合物（例えば窒化ガリウムGaN ）、又は以降II-VI 族化合物と称される少なくとも１つのII族元素及び１つのVI族元素を主として含む化合物（例えば酸化亜鉛ZnO ）に基づく半導体材料を有する半導体のマイクロワイヤ又はナノワイヤである。
【００３８】
スイッチ38は、III-V 族化合物、例えば窒化ガリウムGaN に基づいて形成されてもよいことが有利である。この場合、スイッチ38は発光ダイオードと一体化して形成されてもよい。
【００３９】
図７は、入力電圧VIN 及び電流ILのタイミング図である。例として、入力電圧VIN は正弦波電圧である。図８は、図７の電流ILの変化曲線の詳細図であり、電流ID1 、電流ID2 、電流ID3 及び電流ID4 の変化曲線を更に示す。時点t0〜時点t13 は連続する時点である。
【００４０】
入力電圧VIN の正の半波及び負の半波中にスイッチ38を制御する方法の実施形態を説明する。
【００４１】
入力電圧VIN は時点t0のゼロから増加する。スイッチ38は最初にオンである。発光ダイオード体D2及びD3が順方向にバイアスされる一方、発光ダイオード体D1及びD4が逆方向にバイアスされる。入力電圧VIN が時点t1で十分に高い場合、電流は、入力端子IN1 と入力端子IN2 との間で流れ始めて、順次的に発光ダイオード体D2を通って、ノードＧからノードＥにインダクタンス素子32を通って、発光ダイオード体D3を通って流れる。
【００４２】
時点t2で、電流ILは閾値ISUPを超過する。その後、制御部36はスイッチ38のオフを命令して、インダクタンス素子32の放電を引き起こす。その後、電流ILは、減少しながらインダクタンス素子32を流れ続けて、発光ダイオード体D1及びD2を順次的に流れる第１の部分と、発光ダイオード体D3及びD4を順次的に流れる第２の部分とに分かれる。
【００４３】
時点t3で、電流ILは閾値IINF未満に減少する。その後、制御部36はスイッチ38のオンを命令する。電流ILは、入力端子IN1 と入力端子IN2 との間に増加しながら再度流れ始めて、順次的に発光ダイオード体D2を通って、ノードＧからノードＥにインダクタンス素子32を通って、発光ダイオード体D3を通って流れる。電流ILは、時点t4で閾値ISUPを超過するまで増加し続ける。その後、電流ILが時点t5で閾値IINF未満に減少するまで、スイッチ38はオフである。
【００４４】
入力電圧VIN が十分に高い間、時点t2と時点t4との間のサイクルが繰り返される。そのため、電流ID1 、電流ID2 、電流ID3 及び電流ID4 は閾値IINFと閾値ISUPとの間に依然としてある。
【００４５】
時点t6で、電流ILが閾値ISUP未満のままであるように、入力電圧VIN は減少する。そのため、スイッチ38はオン状態のままである。
【００４６】
時点t7で、電流が入力端子IN1 と入力端子IN2 との間に流れる程、入力電圧VIN は十分に高くはなくなる。
【００４７】
時点t8で、入力電圧VIN はゼロに戻って負の半波を開始する。スイッチ38はオンである。発光ダイオード体D1及びD4が順方向にバイアスされる一方、発光ダイオード体D2及びD3が逆方向にバイアスされる。入力電圧VINが時点t9で絶対値で十分に高い場合、電流は、入力端子IN1 と入力端子IN2 との間に流れ始めて、順次的に発光ダイオード体D4を通って、ノードＧからノードＥにインダクタンス素子32を通って、発光ダイオード体D1を通って流れる。
【００４８】
時点t10 で、電流ILは閾値ISUPを超過する。電流の閾値IINFと閾値ISUPとの間での調整が、時点t2と時点t6との間に関して上述したように行われる。
【００４９】
時点t11 で、電流ILが閾値ISUP未満のままであるように入力電圧VIN は減少して、スイッチ38はオン状態のままである。
【００５０】
時点t12 で、電流が入力端子IN1 と入力端子IN2 との間を流れる程、入力電圧VIN は絶対値で十分に高くはなくなる。
【００５１】
入力電圧VIN がゼロに達すると、半波が時点t13 で停止する。
【００５２】
発光ダイオード体D1又は発光ダイオード体D2が導電性を有する程、入力電圧VIN が十分に高いとき、電流制限回路30は、導電性を有する発光ダイオード体D1又は発光ダイオード体D2を流れる電流を閾値IINFと閾値ISUPとの間に維持することが可能である。光電子回路20は、閾値IINF及び閾値ISUPを変更するための変更手段を備えていることが有利である。そのため、電流制限回路30は、発光ダイオード体を流れる電流を制御して、ひいては光電子回路20によって放射される光の強度を制御することが可能である。
【００５３】
閾値IINFと閾値ISUPとの間隔が図８の場合のように小さいとき、電流制限回路30は、発光ダイオードを流れる電流を、電流設定値に実質的に等しく、例えば閾値IINF及び閾値ISUPの平均値に等しく維持することができる調整回路の機能を果たす。そのため、閾値IINFと閾値ISUPとの間隔は、電流設定値辺りの調整の精度を表す。例として、閾値IINFと閾値ISUPとの間隔は閾値IINFの10％より小さく、好ましくは５％より小さい。
【００５４】
制御部36は、発光ダイオード体D1〜発光ダイオード体D4又は組立体に存在するあらゆる他のダイオードの電圧から得られる電圧によって電力が供給されてもよいことが有利である。
【００５５】
図９は、光電子回路20の一部の実施形態を示す電気回路図である。発光ダイオード体D2は、直列接続された発光ダイオードの２つの組立体52及び組立体54の形態で示されている。コンデンサ50が発光ダイオードの組立体52と並列に配置されている。コンデンサ50の電圧VMを用いて制御部36に電力が供給される。発光ダイオード体D2が導電性を有する度に、コンデンサ50は充電される。コンデンサ50の電圧VMは実質的に一定であり、制御部に供給するための電圧として使用されてもよい。組立体52の基本発光ダイオードの数は所望の電圧VMに応じて選択されている。例として、電圧VMは数ボルトであってもよい。
【００５６】
上記の実施形態では、スイッチ38がオフであるとき、インダクタンス素子32を流れる電流ILは分岐22及び分岐24に分配される。しかしながら、スイッチ38がオフであるとき、電流が流れる分岐を選択することが望ましい場合がある。
【００５７】
図１０は、このような選択を可能にする光電子回路60の別の実施形態を示す。光電子回路60は、図３に示されている光電子回路20の要素を全て備えており、例えば発光ダイオード体D4とノードＧとの間の分岐25に設けられたスイッチ62を更に備えている。変形例として、スイッチ62は分岐24に設けられてもよい。スイッチ62は、制御部36によって与えられる信号SC' によって制御される。スイッチ62が一方向スイッチであり得るように、電流はノードＨとノードＧとの間で同じ方向に常に流れることが有利である。
【００５８】
スイッチ38は、光電子回路20に関して上述したように制御されてもよい。スイッチ38がオンであるとき、スイッチ62がオンであり、スイッチ38がオフであるとき、スイッチ62はオフであることが好ましい。変形例として、スイッチ62は、電圧VIN の正の半波に亘ってオフされ続けてもよく、電圧VINの負の半波に関して上記に示したように制御されてもよい。このため、有利には、回路の電力消費量が減少して、電圧VIN の正の半波中にスイッチ62を制御する必要がないことが可能になる。
【００５９】
スイッチ38及びスイッチ62がオフであるとき、インダクタンス素子32は放電して、電流は発光ダイオード体D1及び発光ダイオード体D2を流れる。変形例として、スイッチ38がオフであるときに電流が発光ダイオード体D3及び発光ダイオード体D4を流れることが望まれる場合、スイッチ62が分岐22又は分岐23に設けられてもよい。変形例として、スイッチ62に加えて、別のスイッチが分岐23又は分岐24に設けられてもよい。このため、スイッチ38がオフであるときに電流が流れる分岐を分岐22又は分岐24から選択することが可能になり、このような選択は経時的に変わることが多い。
【００６０】
図１１は光電子回路70の別の実施形態を示す。光電子回路70は、スイッチ38がノードＧとノードＫとの間に設けられたスイッチ72と置き換えられて、インダクタンス素子32及び電流センサ34がノードＥとノードＫとの間に直列接続されている点を除いて、図３に示されている光電子回路20の要素を全て備えている。スイッチ72は制御部36によって制御される。光電子回路70は、インダクタンス素子32と並列に配置されたダイオード74を更に備えている。例として、ダイオード74のアノードがノードＥに接続されており、ダイオード74のカソードがノードＫに接続されている。ダイオード74は光を放射してもよい。
【００６１】
スイッチ72が一方向スイッチであり得るように、電流はノードＧとノードＥとの間に同じ方向に常に流れることが有利である。
【００６２】
スイッチ72を制御する方法は、光電子回路20に関してスイッチ32について上述した方法と同一であってもよい。ダイオード74は、スイッチ72がオフであるときにインダクタンス素子32を流れる電流の停止を防ぐことが可能である。
【００６３】
図１２は、光電子回路80の別の実施形態を示す。光電子回路80は、スイッチ38が、例えばノードＥと発光ダイオード体D1との間の分岐22に設けられた第１のスイッチ82、及び例えばノードＥと発光ダイオード体D3との間の分岐24に設けられた第２のスイッチ84と置き換えられている点を除いて、図３に示されている光電子回路20の要素を全て備えている。変形例として、スイッチ82は分岐25に設けられてもよく、スイッチ84は分岐23に設けられてもよい。
【００６４】
スイッチ82及びスイッチ84は、制御部36によって制御される。スイッチ82及びスイッチ84が夫々一方向スイッチであってもよいように、電流はノードＥとノードＦとの間、及びノードＥとノードＨとの間に同じ方向に常に流れることが有利である。制御部36は、入力電圧VIN の符号を検出することが更に可能である。このような検出は、発光ダイオード体D1〜発光ダイオード体D4の内の１つにおける基本発光ダイオードの内の１つの電圧を測定することにより行われてもよい。
【００６５】
スイッチ82及びスイッチ84を制御する方法の実施形態を図７及び図１３に関連して説明する。
【００６６】
入力電圧VIN は時点t0のゼロの値から増加する。スイッチ82及びスイッチ84は最初にオンである。発光ダイオード体D2及びD3が順方向にバイアスされる一方、発光ダイオード体D1及びD4が逆方向にバイアスされる。入力電圧VINが時点t1で十分に高い場合、電流は、入力端子IN1 と入力端子IN2 との間で流れ始めて、順次的に発光ダイオード体D2を通って、ノードＧからノードＥにインダクタンス素子32を通って、発光ダイオード体D3を通って流れる。
【００６７】
時点t2で、電流ILは閾値ISUPを超過する。その後、制御部36はスイッチ84のオフを制御して、スイッチ82はオン状態のままである。その後、電流ILは、減少しながらインダクタンス素子32を流れ続けて、発光ダイオード体D1及び発光ダイオード体D2を順次的に流れる。
【００６８】
時点t3で、電流ILは閾値IINF未満に減少する。その後、制御部36はスイッチ84のオンを命令する。電流ILは、入力端子IN1 と入力端子IN2 との間で増加しながら再度流れ始めて、順次的に発光ダイオード体D2を通って、ノードＧからノードＥにインダクタンス素子32を通って、発光ダイオード体D3を通って流れる。電流ILは、時点t4で閾値ISUPを超過するまで増加し続ける。
【００６９】
入力電圧VIN が十分に高い間、時点t2と時点t4との間のサイクルが複数回繰り返される。そのため、電流ID1 、電流ID2 、電流ID3 及び電流ID4 は閾値IINFと閾値ISUPとの間に依然としてある。
【００７０】
時点t6で、電流ILが閾値ISUP未満のままであるように、入力電圧VIN は減少する。そのため、スイッチ84はオン状態のままである。
【００７１】
時点t7で、電流が入力端子IN1 と入力端子IN2 との間を流れる程、入力電圧VIN は十分に高くはなくなる。
【００７２】
時点t8で、入力電圧VIN はゼロに戻って負の半波を開始する。スイッチ82及びスイッチ84はオンである。発光ダイオード体D1及びD4が順方向にバイアスされる一方、発光ダイオード体D2及びD3が逆方向にバイアスされる。入力電圧VINが時点t9で絶対値で十分に高い場合、電流は、入力端子IN1 と入力端子IN2 との間で流れ始めて、順次的に発光ダイオード体D4を通って、ノードＧからノードＥにインダクタンス素子32を通って、発光ダイオード体D1を通って流れる。
【００７３】
時点t10 で、電流ILは閾値ISUPを超過する。閾値IINFと閾値ISUPとの間での電流の調整は、スイッチ84がオン状態のままであって、スイッチ82がオフである点を除いて、時点t2から上述したように行われる。
【００７４】
時点t11 で、電流ILが閾値ISUP未満のままであるように、入力電圧VIN は減少して、スイッチ84はオン状態のままである。
【００７５】
変形例として、電流センサ34は２つの電流センサと置き換えられてもよく、一方の電流センサは分岐22又は分岐25に配置され、他方の電流センサは分岐23又は分岐24に配置される。
【００７６】
図７では、時点t0と時点t1との間、時点t7と時点t9との間、及び時点t12 と時点t13 との間、発光ダイオード体D1及びD4、又は発光ダイオード体D2及びD3が導電性を有する程、入力電圧VIN は十分に高くはない。従って、光は放射されない。光が放射されないときの位相継続時間を減らすために、発光ダイオード体を夫々形成する基本発光ダイオードはスイッチネットワークによって互いに接続されてもよい。そのため、スイッチは、発光ダイオード体の閾値電圧を変更するように基本発光ダイオードの接続を変更すべく制御される。
【００７７】
図１４は、上述した発光ダイオード体D1、D2、D3及びD4の内の１つに相当してもよい、可変の閾値電圧を有する発光ダイオード体DGの実施形態を示す。発光ダイオード体DGは、例としてＮ個の基本発光ダイオードd1、d2、d3及びd4を有しており、Ｎは整数であり、好ましくは偶数であり、図１４では４である。発光ダイオード体DGはアノードAG及びカソードCGを有している。各基本発光ダイオードdi（ｉは１からＮの整数である）はアノードAi及びカソードCiを有している。ｉが１からＮ−１の場合、アノードAiはスイッチSW1iによってアノードAi+1に接続されている。ｉが１からＮ−１の場合、カソードCiはスイッチSW2iによってカソードCi+1に接続されている。ｉが１からＮ−１の場合、カソードCiはスイッチSW3iによってカソードAi+1に接続されている。
【００７８】
図１５〜１８は、スイッチSW1i、SW2i及びSW3i（ｉは１からＮ−１）の異なるオン及びオフの構成に関する図１４の発光ダイオード体DGの等価な電気回路図である。
【００７９】
図１５では、ｉが１からＮの場合、スイッチSW1i及びスイッチSW2iがオンであり、スイッチSW3iがオフである。そのため、Ｎ個の基本発光ダイオードdiは並列に配置されている。
【００８０】
図１６では、ｉが０からN/2 の場合、スイッチSW12i+1及びスイッチSW22i+1はオンであり、スイッチSW32i+1はオフであり、スイッチSW12i及びスイッチSW22iはオフであり、スイッチSW32iはオンである。基本発光ダイオードdiは対で並列に配置されており、対の基本発光ダイオードは直列接続されている。
【００８１】
図１７では、スイッチSW11及びスイッチSW21がオンであり、スイッチSW31はオフであり、ｉが２からＮの場合、スイッチSW1i及びスイッチSW2iがオフであり、スイッチSW3iはオンである。基本発光ダイオードd1及び基本発光ダイオードd2は並列に配置されており、この対は他の基本発光ダイオードに直列接続されている。
【００８２】
発光ダイオード体DGの閾値電圧は、図１５に示されている構成から図１８に示されている構成に増加する。そのため、スイッチSW1i、スイッチSW2i及びスイッチSW3iは、入力電圧VIN に応じて、又は入力端子IN1 と入力端子IN2 との間に流れる電流に応じて制御されて、入力電圧VIN が増加するときに図１５、１６、１７及び１８に示されている構成を順次的に移行してもよい。例として、入力電圧VIN が絶対値で閾値を超過する場合に、一構成から別の構成への移行が命令されてもよい。例として、入力端子IN1 と入力端子IN2 との間を流れる電流が閾値未満に減少する場合、一構成から別の構成への移行が命令されてもよい。
【００８３】
そのため、発光ダイオード体DGはより長い時間、導電性を有してもよく、光電子回路の光放射時間が延びてもよい。
【００８４】
具体的な実施形態が述べられている。様々な変更、調整及び改良が当業者に想起される。特に、上述した実施形態では、電流制限回路はノードＥとノードＧとの間に設けられたインダクタンス素子32を有している。しかしながら、電流制限回路は異なった構成で形成されてもよい。電流制限回路は、特に定電流ダイオード又は電流制限ダイオード(CLD) を有してもよい。更に、上述した実施形態では、発光ダイオード体D1、D2、D3及びD4は分岐22、23、24及び25に夫々設けられている。しかしながら、変形例として、発光ダイオード体D1及び発光ダイオード体D2のみが分岐22及び分岐23に設けられてもよく、発光ダイオード体D3及び発光ダイオード体D4は夫々、制御部36によって制御されるスイッチと置き換えられており、スイッチは、スイッチが取って代わる発光ダイオード体D3又は発光ダイオード体D4が順方向にバイアスされるときオフであり、スイッチが取って代わる発光ダイオード体D3又は発光ダイオード体D4が入力電圧VIN の変動中に逆方向にバイアスされるときオンである。
【００８５】
本特許出願は、参照によって本明細書に組み込まれる仏国特許出願第14／51230 号明細書の優先権を主張している。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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2017507490.tif 000022
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