JP6695874B2

JP6695874B2 - 発光回路のセグメント駆動

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Description

本発明は、発光回路を駆動するためのドライバに関する。本発明は更にドライバを備えたデバイス及び方法に関する。

斯かる発光回路の例は発光ダイオード回路である。斯かるデバイスの例はランプである。

ＵＳ２０１２／０２６２０７５Ａ１は、低いライン電流高調波を提供する多段シーケンシャル電流調整器を開示する。斯かる低いライン電流高調波によって比較的小さい全高調波ひずみがもたらされるが、これを更に減らす必要がある。

ＵＳ２０１２／０１７６８２６Ａ１は、入力ＡＣ電圧に基づいてスイッチＳ１〜ＳＭがオフにされるタップリニアドライバを開示する。負荷群ＬＧ１は何れのスイッチによっても制御されない。スイッチＳ１はオフにされる第１のスイッチであり、電流が負荷群ＬＧ１及びＬＧ２を流れることを可能にする。

従来技術では、入力電圧が発光回路をオンにする最低電圧未満である場合は電流が流れない。斯かるゼロ電流は主電源の非ゼロ電圧とマッチせず、その結果、高調波ひずみが生じる。

本発明の目的は改良されたドライバを提供することである。本発明の更なる目的はデバイス及び改善された方法を提供することである。

第１の態様によれば、発光回路を駆動するためのドライバが提供され、ドライバは、
− 初期時間間隔の間に全ての発光回路を迂回するバイパス電流信号を導くためのバイパススイッチング回路であって、初期時間間隔の間はドライバに供給するための主電源信号の振幅が初期範囲にあり、かつ発光を開始する第１の発光回路（９１）の最小電圧振幅よりも小さいバイパススイッチング回路と、
− 第１の時間間隔の間に第１の発光回路を通じて第１の電流信号を導くための第１のスイッチング回路であって、主電源信号の振幅は第１の時間間隔の間は第１の範囲にあり、主電源信号の第１の範囲の振幅は主電源信号の初期範囲の振幅よりも大きい第１のスイッチング回路と、
− 第２の時間間隔の間に第１の発光回路及び第２の発光回路の直列接続を通じて第２の電流信号を導くための第２のスイッチング回路であって、主電源信号の振幅は第２の時間間隔の間は第２の範囲にあり、主電源信号の第２の範囲の振幅は主電源信号の第１の範囲の振幅よりも大きい第２のスイッチング回路と、
− バイパス電流、第１の電流及び第２の電流のうちの少なくとも１つが少なくとも形状において主電源信号にほぼ追従するように、初期時間間隔の間にバイパス電流信号の振幅を適応させ、第１の時間間隔の間に第１の電流信号の振幅を適応させ、第２の時間間隔の間に第２の電流信号の振幅を適応させるための適応回路と、を含む。

ドライバは、第１の時間間隔の間に第１の発光回路を通じて第１の電流信号を導く第１のスイッチング回路を含む。この第１の時間間隔は、ドライバに供給するための主電源信号の振幅が第１の範囲にある時間間隔である。第１のスイッチング回路は、ＵＳ２０１２／０２６２０７５Ａ１に見られるような切替可能な電流源を含む、又は第１の電流信号を個別の電流源（スイッチング回路ごとの１つの個別の電流源）又は汎用電流源（２つ以上のスイッチング回路のための１つの汎用電流源）に導く。主電源信号は、例えば５０Ｈｚ正弦波電圧信号又は６０Ｈｚ正弦波電圧信号の整流バージョンである。

ドライバは、第２の時間間隔の間に第１の発光回路及び第２の発光回路の組み合わせを通じて第２の電流信号を導く第２のスイッチング回路を含む。この第２の時間間隔は、主電源信号の振幅が第１の範囲とは異なる第２の範囲にある時間間隔である。第２のスイッチング回路は、ＵＳ２０１２／０２６２０７５Ａ１に見られるような切替可能な電流源を含む、又は第２の電流信号を個別の電流源（スイッチング回路ごとの１つの個別の電流源）若しくは汎用電流源（２つ以上のスイッチング回路のための１つの汎用電流源）に導く。主電源信号の第２の範囲の振幅は主電源信号の第１の範囲の振幅よりも大きい。第１の発光回路及び第２の発光回路の組み合わせは、例えば直列組み合わせである。

ドライバの全高調波ひずみを減らすために、ドライバはバイパススイッチング回路及び適応回路を備える。バイパススイッチング回路は初期時間間隔の間にバイパス電流信号を導く。この初期時間間隔は主電源信号の振幅が初期範囲にある時間間隔である。バイパススイッチング回路は、切替可能な電流源を含む、又はバイパス電流信号を個別の電流源（スイッチング回路ごとの１つの個別の電流源）又は汎用電流源（２つ以上のスイッチング回路のための１つの汎用電流源）に導く。主電源信号の初期範囲の振幅は主電源信号の第１の範囲の振幅よりも小さい。適応回路は、初期時間間隔の間にバイパス電流信号の振幅を適応させ、第１の時間間隔の間に第１の電流信号の振幅を適応させ、第２の時間間隔の間に第２の電流信号の振幅を適応させる。

そのため、ＵＳ２０１２／０２６２０７５Ａ１と比較して、主電源信号の周期の大部分において電流信号が取り出され、この電流信号は時間間隔ごとに一定ではないが、この時間間隔の間に適応される。結果として、ドライバの全高調波ひずみを更に減らすことができる。これは大きな改善である。

ドライバの一実施形態は、バイパス電流信号が第１の発光回路を通過せず、かつ第２の発光回路を通過しないことにより規定される。初期時間間隔の間、発光回路は光を発しておらず、バイパス電流信号が取り出されて、例えば全高調波ひずみが減る。第１の時間間隔の間、第１の発光回路は光を発しており、第２の発光回路は光を発していない。第２の時間間隔の間、第１及び第２の発光回路の両方が光を発している。第３の発光回路等及び第３の時間間隔等が排除されるべきではない。

ドライバの一実施形態は、前記適応が主電源信号の振幅から導かれた情報に応じた適応を含むことにより規定される。好ましくは、初期時間間隔の間のバイパス電流信号の振幅、第１の時間間隔の間の第１の電流信号の振幅及び第２の時間間隔の間の第２の電流信号の振幅は、主電源信号の（瞬時の）振幅から導かれた情報に応じて適応される。例えば、主電源信号の振幅が比較的小幅（大幅）に変化している場合は、対応する電流信号の振幅は比較的小幅（大幅）に適応される。

ドライバの一実施形態は、前記適応が、主電源信号の各範囲の振幅が増加している場合は各電流信号の振幅の増加を含み、主電源信号の各範囲の振幅が減少している場合は各電流信号の振幅の減少を含む適応を含むことにより規定される。好ましくは、主電源信号の各範囲の振幅が増加している（減少している）場合は、各電流信号の振幅も増加（減少）される。

ドライバの一実施形態は、前記適応が主電源信号の振幅から導かれた情報に応じて電流信号の振幅を整形することを含むことにより規定される。好ましくは、初期時間間隔の間のバイパス電流信号の振幅、第１の時間間隔の間の第１の電流信号の振幅及び第２の時間間隔の間の第２の電流信号の振幅は、主電源信号の（瞬時の）振幅から導かれた情報に応じて整形される。例えば、主電源信号の振幅が第１（第２）の形状を有する場合は、対応する電流信号の振幅にも第１（第２）の形状が与えられる。

ドライバの一実施形態は、前記適応が各電流信号の振幅を整形することを含み、各電流信号の整形された振幅が主電源信号の各範囲の振幅の形状とほぼ同一であることにより規定される。好ましくは、最小の全高調波ひずみを得るために、各電流信号の振幅の形状は主電源信号の各範囲の振幅の形状とほぼ同一である。ここでほぼ同一とは、形状の両始点又は両終点が一致するように始点及び終点を拡大縮小した後、形状より下の面が２０％未満、好ましくは１０％未満、最も好ましくは５％未満異なるべきであることを意味する。

ドライバの一実施形態は、バイパススイッチング回路がバイパス電流スイッチを含み、かつバイパス電流スイッチを制御するためのボーダー制御回路を含み、第１のスイッチング回路が第１の電流スイッチを含み、かつ第１の電流スイッチを制御するための第１の制御回路を含み、第２のスイッチング回路が第２の電流スイッチを含み、かつ第２の電流スイッチを制御するための第２の制御回路を含むことにより規定される。バイパス電流スイッチはバイパス電流信号を導く。第１の電流スイッチは第１の電流信号を導く。第２の電流スイッチは第２の電流信号を導く。ボーダー制御回路は初期範囲を規定する。第１の制御回路は第１の範囲を規定する。第２の制御回路は第２の範囲を規定する。ボーダーという言葉は、発光回路が光を発する時間の間の相互接続期間を表すことを意図する。

ドライバの一実施形態は、ボーダー制御回路がボーダー制御スイッチと、３つの抵抗器及び第１及び第２の中間接点を含むボーダー電圧分割器とからなり、バイパス電流スイッチの制御電極が第１の中間接点に結合され、ボーダー制御スイッチの制御電極が第２の中間接点に結合され、第１の制御回路が、第１の制御スイッチと、３つの抵抗器及び第１及び第２の中間接点を含む第１の電圧分割器とからなり、第１の電流スイッチの制御電極が第１の中間接点に結合され、第１の制御スイッチの制御電極が第２の中間接点に結合され、第２の制御回路が、第２の制御スイッチと、３つの抵抗器及び第１及び第２の中間接点を含む第２の電圧分割器とからなり、第２の電流スイッチの制御電極が第１の中間接点に結合され、第２の制御スイッチの制御電極が第２の中間接点に結合されることにより規定される。これは、各スイッチング回路が、例えばトランジスタ等の２つのスイッチと、１つの３つの抵抗器からなる電圧分割器とから構成されるという事実により、単純で、低費用かつロバストな実施形態である。

ドライバの一実施形態は、初期範囲を規定するボーダー電圧分割器の３つの抵抗器のうちの１つ以上の値、第１の範囲を規定する第１の電圧分割器の３つの抵抗器のうちの１つ以上の値、及び第２の範囲を規定する第２の電圧分割器の３つの抵抗器のうちの１つ以上の値により規定される。これは、各スイッチング回路において、３つの抵抗器からなる電圧分割器が範囲を規定するという事実により、単純で、低費用かつロバストな実施形態である。

ドライバの一実施形態は、適応回路が、規定信号に応じて、バイパス電流信号、第１の電流信号及び第２の電流信号の振幅を規定する電流源を備え、適応回路が更に、主電源信号の振幅の検出に応じて規定信号を電流源に供給する規定回路を備えることにより規定される。これは、各電流信号の振幅を規定するために１つの汎用電流源が全てのスイッチング回路のために使用されるという事実により、単純で、低費用かつロバストな実施形態である。

ドライバの一実施形態は、電流源が抵抗器を含み、規定信号が電圧信号を含むことにより規定される。これは、抵抗器が単純で、低費用かつロバストであるという事実により、単純で、低費用かつロバストな実施形態である。

ドライバの一実施形態は、電流源が更に抵抗器に直列結合された１つ以上の電圧規定コンポーネントを含むことにより規定される。これは、ダイオード又はツェナーダイオード等の電圧規定コンポーネントが単純で、低費用かつロバストであるという事実により、単純で、低費用かつロバストな実施形態である。

電流源のより複雑な実施形態が排除されるべきではない。従って、電流源の多くの他の実施形態も考えられる。

ドライバの一実施形態は、規定回路が、２つの抵抗器及び１つの中間接点を含む入力電圧分割器と、反転トランジスタと、３つの抵抗器並びに第１及び第２の中間接点を含むインターフェース電圧分割器と、負の伝達を有するプログラマブルレギュレータと、２つの抵抗器を含む出力抵抗回路網と、出力トランジスタとを含み、反転トランジスタの制御電極が前記検出のために入力電圧分割器の中間接点に結合され、反転トランジスタの主電極がインターフェース電圧分割器の第１の中間接点に結合され、プログラマブルレギュレータの制御入力がインターフェース電圧分割器の第２の中間接点に結合され、プログラマブルレギュレータの出力が出力トランジスタの主電極に結合され、プログラマブルレギュレータの制御入力及び出力が出力抵抗回路網の２つの抵抗器のうちの１つに結合され、出力トランジスタの制御電極が電流源に結合されることにより規定される。当然のことながら、反転トランジスタ及び負の伝達を有するプログラマブルレギュレータの組み合わせは正の伝達を有する。従って、例えば非反転トランジスタ及び正の伝達を有するプログラマブルレギュレータの組み合わせ等の規定回路の多くの他の実施形態も考えられる。

第２の態様によれば、上で規定されたドライバを含み、更に発光回路を含むデバイスが提供される。発光回路は、例えばあらゆる種類及び組み合わせの１つ以上の発光ダイオードを含む発光ダイオード回路を含む。

第３の態様によれば、発光回路を駆動するドライバを制御するための方法が提供され、ドライバは、
− 初期時間間隔の間にバイパス電流信号を導くためのバイパススイッチング回路であって、初期時間間隔の間はドライバに供給するための主電源信号の振幅が初期範囲にあるバイパススイッチング回路と、
− 第１の時間間隔の間に第１の発光回路を通じて第１の電流信号を導くための第１のスイッチング回路であって、主電源信号の振幅は第１の時間間隔の間は第１の範囲にあり、主電源信号の第１の範囲の振幅は主電源信号の初期範囲の振幅よりも大きい第１のスイッチング回路と、
− 第２の時間間隔の間に第１の発光回路及び第２の発光回路の直列接続を通じて第２の電流信号を導くための第２のスイッチング回路であって、主電源信号の振幅は第２の時間間隔の間は第２の範囲にあり、主電源信号の第２の範囲の振幅は主電源信号の第１の範囲の振幅よりも大きい第２のスイッチング回路と、を含み、
方法は、初期時間間隔の間にバイパス電流信号の振幅を適応させ、第１の時間間隔の間に第１の電流信号の振幅を適応させ、第２の時間間隔の間に第２の電流信号の振幅を適応させるステップを含む。

洞察は、発光回路のセグメント駆動は全高調波ひずみに関与するというものである。基本的な思想は、第１の発光回路を流れる第１の電流信号と第１及び第２の発光回路の組み合わせを流れる第２の電流信号とに加えて、バイパス電流が導入されるべきであること、及び前記電流の各１つを流れている間に適応させ、全高調波ひずみを減らすことができるということである。

改良されたドライバを提供する課題は解決されている。更なる利点は政府規制がより容易に満たされ得ることである。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかとなり、以下に説明される実施形態を参照して理解されるであろう。

図１は、ドライバの一実施形態を示す。図２は、第１のスイッチング回路の一実施形態を示す。図３は、第２のスイッチング回路の一実施形態を示す。図４は、バイパススイッチング回路の一実施形態を示す。図５は、電流源の一実施形態を示す。図６は、規定回路の一実施形態を示す。図７は、電流信号の振幅を示す。図８は、電流及び電圧信号の振幅を示す。

図１には、ドライバ１〜７の一実施形態が示されている。このドライバ１〜７は、例えば４つの発光ダイオード回路等の４つの発光回路９１〜９４を駆動することができる。これらの４つの発光回路９１〜９４は互いに直列に結合される。発光回路９１は更に、例えば整流された５０Ｈｚ正弦波電圧信号又は整流された６０Ｈｚ正弦波電圧信号等の主電源信号を受信する主電源端子９０に結合される。主電源端子９０は更に、適応回路６、７の第１の端子と、適応回路６、７の第２及び第３の端子に更に結合されたバイパススイッチング回路５とに結合される。第１及び第２の発光回路９１、９２間の相互接続部は更に、適応回路６、７の第２及び第３の端子に更に結合された第１のスイッチング回路１に結合される。第２及び第３の発光回路９２、９３間の相互接続部は更に、適応回路６、７の第２及び第３の端子に更に結合された第２のスイッチング回路２に結合される。第３及び第４の発光回路９３、９４間の相互接続部は更に、適応回路６、７の第２及び第３の端子に更に結合された第３のスイッチング回路３に結合される。第４の発光回路９４は更に、適応回路６、７の第２及び第３の端子に更に結合された第４のスイッチング回路４に結合される。

図２には、第１のスイッチング回路１の一実施形態が示されている。第１のスイッチング回路１は、例えばＭＯＳＦＥＴ等の第１のスイッチングトランジスタ等の例えば第１の電流スイッチ１１と、例えば第１の電流スイッチ１１を制御するための第１の制御回路１２〜１５とからなる。第１の制御回路１２〜１５は、例えばバイポーラトランジスタ等の第１の制御トランジスタ等の第１の制御スイッチ１２と、例えば３つの抵抗器及び第１及び第２の中間接点を含む第１の電圧分割器１３〜１５とからなる。第１の電流スイッチ１１の制御電極は抵抗器１３及び１４間の第１の中間接点に結合され、第１の制御スイッチ１２の制御電極は抵抗器１４及び１５間の第２の中間接点に結合される。抵抗器１３は更に電圧源に結合され、抵抗器１５は更に第１の制御スイッチ１２の第１の主電極に結合される。第１の制御スイッチ１２の第２の主電極は第１の中間接点に結合される。

図３には、第２のスイッチング回路２の一実施形態が示されている。第２のスイッチング回路２は、例えばＭＯＳＦＥＴ等の第２のスイッチングトランジスタ等の例えば第２の電流スイッチ２１と、例えば第２の電流スイッチ２１を制御するための第２の制御回路２２〜２５とからなる。第２の制御回路２２〜２５は、例えばバイポーラトランジスタ等の第２の制御トランジスタ等の第２の制御スイッチ２２と、例えば３つの抵抗器及び第１及び第２の中間接点を含む第２の電圧分割器２３〜２５とからなる。第２の電流スイッチ２１の制御電極は抵抗器２３及び２４間の第１の中間接点に結合され、第２の制御スイッチ２２の制御電極は抵抗器２４及び２５間の第２の中間接点に結合される。抵抗器２３は更に電圧源に結合され、抵抗器２５は更に第２の制御スイッチ２２の第１の主電極に結合される。第２の制御スイッチ２２の第２の主電極は第１の中間接点に結合される。

図４には、バイパススイッチング回路５の一実施形態が示されている。バイパススイッチング回路５は、例えばＭＯＳＦＥＴ等のボーダースイッチングトランジスタ等の例えばバイパス電流スイッチ５１と、例えばバイパス電流スイッチ５１を制御するためのボーダー制御回路５２〜５５とからなる。ボーダー制御回路５２〜５５は、例えばバイポーラトランジスタ等のボーダー制御トランジスタ等のボーダー制御スイッチ５２と、例えば３つの抵抗器及び第１及び第２の中間接点を含むボーダー電圧分割器５３〜５５とからなる。バイパス電流スイッチ５１の制御電極は抵抗器５３及び５４間の第１の中間接点に結合され、ボーダー制御スイッチ５２の制御電極は抵抗器５４及び５５間の第２の中間接点に結合される。抵抗器５３は更に電圧源に結合され、抵抗器５５は更にボーダー制御スイッチ５２の第１の主電極に結合される。ボーダー制御スイッチ５２の第２の主電極は第１の中間接点に結合される。

第３及び第４のスイッチング回路３及び４は、電圧分割器の１つ以上の値を別にすれば、図２〜４に示されたスイッチング回路１、２及び５と同様に実現される。

適応回路６、７は、例えば、規定信号に応じて、バイパススイッチング回路５を流れるバイパス電流信号の（瞬時の）振幅、第１のスイッチング回路１を流れる第１の電流信号の（瞬時の）振幅、第２のスイッチング回路２を流れる第２の電流信号の（瞬時の）振幅、第３のスイッチング回路３を流れる第３の電流信号の（瞬時の）振幅、及び第４のスイッチング回路４を流れる第４の電流信号の（瞬時の）振幅を規定する電流源６を備える。適応回路６、７は更に、主電源信号の（瞬時の）振幅の検出に応答して規定信号を電流源６に供給するための規定回路７を備える。

図５には、電流源６の一実施形態が示されている。電流源６は、抵抗器６１と、例えばダイオード又はツェナーダイオード等の２つの電圧規定コンポーネント６２、６３との直列結合を含む。規定信号はこの場合電圧信号を含む。電流源６はバイパス電流スイッチ５１の第１の主電極に結合され、バイパス電流スイッチ５１の第２の主電極は主電源端子９０に結合される。電流源６は第１の電流スイッチ１１の第１の主電極に結合され、第１の電流スイッチ１１の第２の主電極は第１及び第２の発光回路９１、９２間の相互接続部に結合される。電流源６は第２の電流スイッチ２１の第１の主電極に結合され、第２の電流スイッチ２１の第２の主電極は第２及び第３の発光回路９２、９３間の相互接続部に結合される。同様に、電流源６は図面等に示されていない第３及び第４の電流スイッチの第１の主電極に結合される。電流源６は更に接地に結合される。

図６には、規定回路７の一実施形態が示されている。規定回路７は、例えば２つの抵抗器と、適応回路６、７の第１の端子を構成する中間接点とからなる入力電圧分割器７１、７２を備え、第１の端子は主電源端子９０に結合される。規定回路７は更に、例えば反転トランジスタ７３を備える。反転トランジスタ７３の制御電極は入力電圧分割器７１、７２の中間接点に結合され、主電源信号の（瞬時の）振幅が検出される。抵抗器７１は更に電圧源に結合され、抵抗器７２は更に接地に結合される。反転トランジスタ７３の第１の主電極は抵抗器７４を介して接地に結合される。反転トランジスタ７３の第２の主電極は、３つの抵抗器と、第１及び第２の中間接点とからなるインターフェース電圧分割器７５〜７７の第１の中間接点に結合される。抵抗器７５は更に電圧源に結合され、抵抗器７７は更に接地に結合される。抵抗器７５及び７６の間には、主電源周波数用の短絡回路と考えられるコンデンサ７８がある。第１の中間接点は、このコンデンサ７８と抵抗器７５の間にあり、抵抗器７６及び７７間の第２の中間接点は負の伝達を有するプログラマブルレギュレータ８０の制御入力に結合される。プログラマブルレギュレータ８０の出力は出力トランジスタ８３の第１の主電極に結合される。プログラマブルレギュレータ８０の制御入力及び出力は、出力抵抗回路網８１、８２の抵抗器８２の異なる側に結合される。プログラマブルレギュレータ８０は更に接地に結合される。抵抗器８１は更に電圧源に結合される。出力トランジスタ８３の制御電極は抵抗器８４を介して電流源６に結合される。出力トランジスタ８３の第２の主電極は、第１、第２及びボーダー制御スイッチ１２、２２及び５２の第１の主電極（並びに図面には示されていない第３及び第４の制御スイッチの第１の主電極）に結合される。プログラマブルレギュレータ８０と並列に、フィルタリングのためのコンデンサ８５がある。出力トランジスタ８３の第２の主電極は適応回路６、７の第２の端子を構成する。抵抗器８４の一方の側は出力トランジスタ８３の制御電極に結合され、他方の側は適応回路６、７の第３の端子を構成する。

図７には、電流信号、例えば初期時間間隔Ｅの間にバイパススイッチング回路５を流れるバイパス電流信号、第１の時間間隔Ａの間に第１のスイッチング回路１を流れる第１の電流信号、第２の時間間隔Ｂの間に第２のスイッチング回路２を流れる第２の電流信号、第３の時間間隔Ｃの間に第３のスイッチング回路３を流れる第３の電流信号、及び第４の時間間隔Ｄの間に第４のスイッチング回路４を流れる第４の電流信号の振幅が示されている。

図８には、電流及び電圧信号、例えば整流器回路の入力における入力電圧信号（滑らかな線で表された電圧信号）及び整流器回路の入力を流れる入力電流信号（小さな凸凹のある線で表された電流信号）の振幅が示されている。整流器回路の出力は主電源端子９０に結合され、例えば整流された５０Ｈｚ正弦波電圧信号又は整流された６０Ｈｚ正弦波電圧信号等の主電源信号を供給し、初期時間間隔Ｅの間にバイパス電流信号を供給し、次に第１の時間間隔Ａの間に第１の電流信号を供給し、次に第２の時間間隔Ｂの間に第２の電流信号を供給し、次に第３の時間間隔Ｃの間に第３の電流信号を供給し、次に第４の時間間隔Ｄの間に第４の電流信号を供給する。

ドライバ１〜７は次のように機能する。各発光回路９１〜９４は、発光を開始するのにその接点間に例えば６０ボルトの最小電圧振幅を必要とする。主電源信号が６０ボルト未満の電圧振幅（初期時間間隔Ｅの間の初期範囲）を有する限りは、ボーダー制御回路５２〜５５はバイパス電流スイッチ５１を導電状態にし、バイパス電流信号が主電源端子９０、バイパス電流スイッチ５１及び電流源６を通って接地に流れる。このバイパス電流信号の振幅は以下で更に考察されるように電流源６により規定される。光は発されない。

主電源信号が６０ボルト〜１２０ボルトの電圧振幅（第１の時間間隔Ａの間の第１の範囲）を有すると、ボーダー制御回路５２〜５５はバイパス電流スイッチ５１を非導電状態にし、第１の制御回路１２〜１５は第１の電流スイッチ１１を導電状態にし、第１の電流信号が主電源端子９０、第１の発光回路９１、第１の電流スイッチ１１及び電流源６を通って接地に流れる。この第１の電流信号の振幅は以下で更に考察されるように電流源６により規定される。第１の発光回路９１は光を発している。

主電源信号が１２０ボルト〜１８０ボルトの電圧振幅（第２の時間間隔Ｂの間の第２の範囲）を有すると、第１の制御回路１２〜１５は第１の電流スイッチ１１を非導電状態にし、第２の制御回路２２〜２５は第２の電流スイッチ２１を導電状態にし、第２の電流信号が主電源端子９０、第１及び第２の発光回路９１、９２、第２の電流スイッチ２１及び電流源６を通って接地に流れる。この第２の電流信号の振幅は以下で更に考察されるように電流源６により規定される。第１及び第２の発光回路９１、９２は光を発している。

主電源信号が１８０ボルト〜２４０ボルトの電圧振幅（第３の時間間隔Ｃの間の第３の範囲）を有すると、第２のスイッチング回路２は非活性化され、第３のスイッチング回路３は活性化され（ボーダー、第１及び第２のスイッチング回路５、１及び２については上述されている）、第３の電流信号が主電源端子９０、第１、第２及び第３の発光回路９１〜９３、第３のスイッチング回路３及び電流源６を通って接地に流れる。この第３の電流信号の振幅は以下で更に考察されるように電流源６により規定される。第１、第２及び第３の発光回路９１〜９３は光を発している。

主電源信号が２４０ボルト〜３００ボルト及び３００ボルト〜２４０ボルトの電圧振幅（第４の時間間隔Ｄの間の第４の範囲）を有する限りは、第３のスイッチング回路３は非活性化され、第４のスイッチング回路４は活性化され（上述されている）、第４の電流信号が主電源端子９０、第１、第２、第３及び第４の発光回路９１〜９４、第４のスイッチング回路４及び電流源６を通って接地に流れる。この第４の電流信号の振幅は以下で更に考察されるように電流源６により規定される。第１、第２、第３及び第４の発光回路９１〜９４は光を発している。

主電源信号が２４０ボルト〜１８０ボルトの電圧振幅（第３の時間間隔Ｃの間の第３の範囲）を有すると、第４のスイッチング回路４は非活性化され、第３のスイッチング回路３は活性化され、第３の電流信号が主電源端子９０、第１、第２及び第３の発光回路９１〜９３、第３のスイッチング回路３並びに電流源６を通って接地に流れる。この第３の電流信号の振幅は以下で更に考察されるように電流源６により規定される。第１、第２及び第３の発光回路９１〜９３は光を発している。

主電源信号が１８０ボルト〜１２０ボルトの電圧振幅（第２の時間間隔Ｂの間の第２の範囲）を有すると、第３のスイッチング回路３は非活性化され、第２のスイッチング回路２は活性化され、第２の電流信号が主電源端子９０、第１及び第２の発光回路９１、９２、第２のスイッチング回路２並びに電流源６を通って接地に流れる。この第２の電流信号の振幅は以下で更に考察されるように電流源６により規定される。第１及び第２の発光回路９１、９２は光を発している。

主電源信号が１２０ボルト〜６０ボルトの電圧振幅（第１の時間間隔Ａの間の第１の範囲）を有すると、第２のスイッチング回路２は非活性化され、第１のスイッチング回路１は活性化され、第１の電流信号が主電源端子９０、第１の発光回路９１、第１のスイッチング回路１及び電流源６を通って接地に流れる。この第１の電流信号の振幅は以下で更に考察されるように電流源６により規定される。第１の発光回路９１は光を発している。

主電源信号が６０ボルト未満の電圧振幅（初期時間間隔Ｅの間の初期範囲）を有する限りは、第１のスイッチング回路１は非活性化され、バイパススイッチング回路５は活性化され、バイパス電流信号が主電源端子９０、バイパススイッチング回路５及び電流源６を通って接地に流れる。このバイパス電流信号の振幅は以下で更に考察されるように電流源６により規定される。光は発されない。

これらの範囲を実現するために、各スイッチング回路の各上部抵抗器は２２０ｋΩに等しい値を有し、各下部抵抗器は６８ｋΩに等しい値を有し、各スイッチング回路５、１、２、３、４の各中央の抵抗器は特にこの順序で１０ｋΩ、１００ｋΩ、１８０ｋΩ、２７０ｋΩ及び３９０ｋΩに等しい値を有する。これらの範囲を実現する他の値及び他のやり方が排除されるべきではない。同様に、例示的な６０ボルト以外の電圧値及び他の段階値が排除されるべきではない。

そのため、バイパススイッチング回路５は初期時間間隔Ｅの間にバイパス電流信号を導く。主電源信号の振幅は初期時間間隔Ｅの間は初期範囲にある。第１のスイッチング回路１は、第１の時間間隔Ａの間に第１の発光回路９１を通じて第１の電流信号を導く。主電源信号の振幅は第１の時間間隔Ａの間は第１の範囲にある。主電源信号の第１の範囲の振幅は主電源信号の初期範囲の振幅よりも大きい。第２のスイッチング回路２は、第２の時間間隔Ｂの間に第１の発光回路９１及び第２の発光回路９２の組み合わせを通じて第２の電流信号を導く。主電源信号の振幅は第２の時間間隔Ｂの間は第２の範囲にある。主電源信号の第２の範囲の振幅は主電源信号の第１の範囲の振幅よりも大きい。

従来技術の状況では、電流信号の振幅は固定された一定の値を有していた。本発明によれば、ドライバ１〜７は初期時間間隔Ｅの間にバイパス電流信号の振幅を適応させ、第１の時間間隔Ａの間に第１の電流信号の振幅を適応させ、第２の時間間隔Ｂの間に第２の電流信号の振幅を適応させる等の適応回路６、７を備える。結果として、ドライバ１〜７の全高調波ひずみを更に減らすことができる。

好ましくは、例えば前記適応は、主電源信号の（瞬時の）振幅から導かれた情報に応じた適応を含む。及び／又は、前記適応は、主電源信号の各範囲の振幅が増加している場合は各電流信号の振幅の増加を含み、主電源信号の各範囲の振幅が減少している場合は各電流信号の振幅の減少を含む適応を含む。

好ましくは、例えば前記適応は、主電源信号の（瞬時の）振幅から導かれた情報に応じて電流信号の振幅を整形することを含む。及び／又は、前記適応は、各電流信号の振幅を整形することを含み、各電流信号の整形された振幅は主電源信号の各範囲の振幅の形状とほぼ同一である。これによって全高調波ひずみが最小になり、例えば図５及び図６に示された適応回路６、７の実施形態によってこれは実現される。

適応回路６、７は、規定信号に応答して電流信号の振幅を規定する電流源６と、主電源信号の（瞬時の）振幅の検出に応答して規定信号を電流源６に供給する規定回路７とからなる。この検出は入力電圧分割器７１、７２を介して行われる。反転トランジスタ７２は（抵抗器７４〜７７との併用により）この検出を反転させる。反転された検出はプログラマブルレギュレータ８０の制御入力に（抵抗器７５〜７７を介して）供給される。このプログラマブルレギュレータ８０は負の伝達を有するという事実により、このプログラマブルレギュレータ８０の出力における出力電圧は主電源信号の振幅に追従する。プログラマブルレギュレータ８０の出力は出力トランジスタ８３の第１の主電極（エミッタ）に結合されるという事実、及び出力トランジスタ８３の制御電極（ベース）から第１の主電極（エミッタ）まで一定電圧が存在するという事実により、出力トランジスタ８３の制御電極（ベース）における電圧は主電源信号の振幅に追従する。電流源６は抵抗器６１を含むという事実により、電流源６により規定される電流信号の振幅は主電源信号の振幅に追従する。結果として、図８に示されるように、滑らかな線で表された入力電圧信号の振幅及び小さな凸凹のある線で表された入力電流信号の振幅は形状が相対的に同一になり、最小の全高調波ひずみが実現される。

ドライバは電磁干渉フィルターの調整及びチューニングを必要としない。ドライバは０．９９超の高力率を有し、磁気コンポーネントを必要としない。ドライバはフィードフォワード回路として動作し、遅延及び不安定性を示すフィードバック回路としては動作しない。ドライバはほぼ純粋な負荷抵抗を呈し、位相シフトは導入されない。

最小限の状況では、２つの発光回路、１つのバイパススイッチング回路、第１及び第２のスイッチング回路並びに適応回路がある。より拡張された状況では、より多くの発光回路及びより多くのスイッチング回路が存在する。

電流源、規定回路、及びスイッチング回路は例示的に示されており、多くの他の実施形態が考えられ、排除されるべきではない。電流源は、例えばデジタル制御された電流源であり、規定回路は、規定信号がデジタル信号等のプロセッサである。

第１及び第２の要素は、第３の要素を介して間接的に結合することができ、第３の要素を介在させずに直接結合することもできる。

要約すると、ドライバ１〜７は、発光回路９１〜９４を順次駆動するために各時間間隔の間に各電流信号を導くための各スイッチング回路１、２を含む。各時間間隔は、主電源信号の振幅は各時間間隔の間は各範囲にあるという事実により規定される。適応回路６、７は、各時間間隔の間に各電流信号の振幅を適応させ、全高調波ひずみを減らす。前記適応は、主電源信号の振幅から導かれた情報に応じた適応を含み、また、主電源信号の振幅から導かれた情報に応じて電流信号の振幅を整形することを含む。好ましくは、各電流信号の整形された振幅は主電源信号の各範囲の振幅の形状とほぼ同一である。適応回路６、７は、電流源６及び規定回路７からなる。

本発明が添付図面及び上記の説明の中で詳細に例示され説明されてきたが、斯かる例示及び説明は制限的ではなく説明的又は例示的と見なされるべきであり、本発明は開示された実施形態に限定されない。特許請求の範囲に記載の本発明を実施する際、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲を検討することにより、開示された実施形態に対する他の改変形態が当業者によって理解され、もたらされ得る。特許請求の範囲では、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」という語は他の要素又はステップを排除せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数形を排除しない。或る手段が互いに異なる従属請求項の中で列挙されているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。特許請求の範囲の中の如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈すべきではない。

Claims

発光回路に接続するように適応された、前記発光回路を駆動するためのドライバであって、前記ドライバは、
初期時間間隔の間に全ての発光回路を迂回するバイパス電流信号を導くためのバイパススイッチング回路であり、前記初期時間間隔の間は前記ドライバに供給するための主電源信号の振幅は初期範囲にあり、前記主電源信号の前記初期範囲の振幅は、発光を開始する第１の発光回路の最小電圧振幅よりも小さい前記バイパススイッチング回路であり、バイパス電流スイッチを含み、且つ前記バイパス電流スイッチを制御するためのバイパス制御回路を含む前記バイパススイッチング回路であって、前記バイパス制御回路が、バイパス制御スイッチと、３つの抵抗器並びに第１及び第２の中間接点を含むバイパス電圧分割器とを含み、前記バイパス電流スイッチの制御電極が前記バイパス電圧分割器の前記第１の中間接点に結合され、前記バイパス制御スイッチの制御電極が前記バイパス電圧分割器の前記第２の中間接点に結合される前記バイパススイッチング回路と、
第１の時間間隔の間に前記第１の発光回路を通じて第１の電流信号を導くための第１のスイッチング回路であり、前記主電源信号の振幅は前記第１の時間間隔の間は第１の範囲にあり、前記主電源信号の前記第１の範囲の振幅は前記主電源信号の前記初期範囲の振幅よりも大きい前記第１のスイッチング回路であり、第１の電流スイッチを含み、且つ前記第１の電流スイッチを制御するための第１の制御回路を含む前記第１のスイッチング回路であって、前記第１の制御回路が、第１の制御スイッチと、３つの抵抗器並びに第１及び第２の中間接点を含む第１の電圧分割器とを含み、前記第１の電流スイッチの制御電極が前記第１の電圧分割器の前記第１の中間接点に結合され、前記第１の制御スイッチの制御電極が前記第１の電圧分割器の前記第２の中間接点に結合される前記第１のスイッチング回路と、
第２の時間間隔の間に前記第１の発光回路及び第２の発光回路の直列接続を通じて第２の電流信号を導くための第２のスイッチング回路であり、前記主電源信号の振幅は前記第２の時間間隔の間は第２の範囲にあり、前記主電源信号の前記第２の範囲の振幅は前記主電源信号の前記第１の範囲の振幅よりも大きい前記第２のスイッチング回路であり、第２の電流スイッチを含み、且つ前記第２の電流スイッチを制御するための第２の制御回路を含む前記第２のスイッチング回路であって、前記第２の制御回路が、第２の制御スイッチと、３つの抵抗器並びに第１及び第２の中間接点を含む第２の電圧分割器とを含み、第２の電流スイッチの制御電極が前記第２の電圧分割器の前記第１の中間接点に結合され、第２の制御スイッチの制御電極が前記第２の電圧分割器の前記第２の中間接点に結合される前記第２のスイッチング回路と、
前記バイパス電流信号が少なくとも形状において前記主電源信号にほぼ追従するように、前記初期時間間隔の間に前記バイパス電流信号の振幅を適応させるための適応回路とを含む、ドライバ。
前記適応回路は、前記第１の電流信号が少なくとも形状において前記主電源信号にほぼ追従するように、前記第１の時間間隔の間に前記第１の電流信号の振幅を適応させ、且つ／又は前記第２の電流信号が少なくとも形状において前記主電源信号にほぼ追従するように、前記第２の時間間隔の間に前記第２の電流信号の振幅を適応させ、
前記主電源信号は主電源電圧である、請求項１に記載のドライバ。
入力電力を受信する入力部を更に有し、
前記バイパススイッチング回路は、前記入力部間に接続され、前記適応回路との直列接続を介して、前記入力部を短絡するように適応され、第１発光回路又は第２発光回路を流れることなく、前記バイパス電流を直接前記入力部間へガイドするように適応された、
請求項１に記載のドライバ。
前記適応回路は、前記主電源信号の振幅から導かれた情報に応じて振幅を適応させ、
前記主電源信号の振幅が相対的に小幅に変化している場合は、対応する電流信号の振幅は相対的に小幅に適応され、
前記主電源信号の振幅が相対的に大幅に変化している場合は、対応する電流信号の振幅は相対的に大幅に適応される、請求項１又は２に記載のドライバ。
前記適応回路は、前記主電源信号の各範囲の振幅が増加している場合は各電流信号の振幅を増加させ、前記主電源信号の各範囲の振幅が減少している場合は各電流信号の振幅を減少させる、請求項１又は２に記載のドライバ。
前記適応回路は前記主電源信号の振幅から導かれた情報に応じて前記電流信号の振幅を整形し、
前記主電源信号の振幅が相対的に小幅に変化している場合は、前記適応回路は対応する電流信号の振幅を相対的に小幅に整形し、
前記主電源信号の振幅が相対的に大幅に変化している場合は、対応する電流信号の振幅を相対的に大幅に整形する、請求項１又は２に記載のドライバ。
前記適応回路は各電流信号の振幅を整形し、各電流信号の整形された振幅が各範囲の前記主電源信号の振幅の形状と実質的に同一である、請求項１又は２に記載のドライバ。
前記バイパス電圧分割器の３つの抵抗器のうちの１つ以上の値が前記初期範囲を規定し、前記第１の電圧分割器の３つの抵抗器のうちの１つ以上の値が前記第１の範囲を規定し、前記第２の電圧分割器の３つの抵抗器のうちの１つ以上の値が第２の範囲を規定する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のドライバ。
前記適応回路が、規定信号に応じて、前記バイパス電流信号、前記第１の電流信号及び前記第２の電流信号の振幅を規定する電流源を備え、前記適応回路が更に、前記主電源信号の振幅の検出に応じて前記規定信号を前記電流源に供給する規定回路を備える、請求項１に記載のドライバ。
前記電流源が抵抗器を含み、前記規定信号が電圧信号を含む、請求項９に記載のドライバ。
前記電流源が更に前記抵抗器に直列結合された１つ以上の電圧規定コンポーネントを含む、請求項１０に記載のドライバ。
前記規定回路が、２つの抵抗器及び１つの中間接点を含む入力電圧分割器と、反転トランジスタと、３つの抵抗器並びに第１及び第２の中間接点を含むインターフェース電圧分割器と、負の伝達を有するプログラマブルレギュレータと、２つの抵抗器を含む出力抵抗回路網と、出力トランジスタとを含み、前記反転トランジスタの制御電極が前記主電源入力電圧の瞬時の振幅の前記検出のために前記入力電圧分割器の前記中間接点に結合され、前記反転トランジスタの主電極が前記インターフェース電圧分割器の前記第１の中間接点に結合され、前記プログラマブルレギュレータの制御入力が前記インターフェース電圧分割器の前記第２の中間接点に結合され、前記プログラマブルレギュレータの出力が前記出力トランジスタの主電極に結合され、前記プログラマブルレギュレータの制御入力及び出力が前記出力抵抗回路網の２つの抵抗器のうちの１つに結合され、前記出力トランジスタの制御電極が前記電流源に結合される、請求項９に記載のドライバ。
請求項１に記載のドライバと、第１及び第２の発光回路とを含む、デバイス。
発光回路を駆動するためのドライバを制御するための方法であって、前記ドライバは、
初期時間間隔の間に全ての発光回路を迂回するバイパス電流信号を導くためのバイパススイッチング回路であり、前記初期時間間隔の間は前記ドライバに供給するための主電源信号の振幅は初期範囲にあり、前記主電源信号の前記初期範囲の振幅は、発光を開始する第１の発光回路の最小電圧振幅よりも小さい前記バイパススイッチング回路であり、バイパス電流スイッチを含み、且つ前記バイパス電流スイッチを制御するためのバイパス制御回路を含む前記バイパススイッチング回路であって、前記バイパス制御回路が、バイパス制御スイッチと、３つの抵抗器並びに第１及び第２の中間接点を含むバイパス電圧分割器とを含み、前記バイパス電流スイッチの制御電極が前記バイパス電圧分割器の前記第１の中間接点に結合され、前記バイパス制御スイッチの制御電極が前記バイパス電圧分割器の前記第２の中間接点に結合される前記バイパススイッチング回路と、
第１の時間間隔の間に前記第１の発光回路を通じて第１の電流信号を導くための第１のスイッチング回路であり、前記主電源信号の振幅は前記第１の時間間隔の間は第１の範囲にあり、前記主電源信号の前記第１の範囲の振幅は前記主電源信号の前記初期範囲の振幅よりも大きい前記第１のスイッチング回路であり、第１の電流スイッチを含み、且つ前記第１の電流スイッチを制御するための第１の制御回路を含む前記第１のスイッチング回路であって、前記第１の制御回路が、第１の制御スイッチと、３つの抵抗器並びに第１及び第２の中間接点を含む第１の電圧分割器とを含み、前記第１の電流スイッチの制御電極が前記第１の電圧分割器の前記第１の中間接点に結合され、前記第１の制御スイッチの制御電極が前記第１の電圧分割器の前記第２の中間接点に結合される前記第１のスイッチング回路と、
第２の時間間隔の間に前記第１の発光回路及び第２の発光回路の直列接続を通じて第２の電流信号を導くための第２のスイッチング回路であり、前記主電源信号の振幅は前記第２の時間間隔の間は第２の範囲にあり、前記主電源信号の前記第２の範囲の振幅は前記主電源信号の前記第１の範囲の振幅よりも大きい前記第２のスイッチング回路であり、第２の電流スイッチを含み、且つ前記第２の電流スイッチを制御するための第２の制御回路を含む前記第２のスイッチング回路であって、前記第２の制御回路が、第２の制御スイッチと、３つの抵抗器並びに第１及び第２の中間接点を含む第２の電圧分割器とを含み、第２の電流スイッチの制御電極が前記第２の電圧分割器の前記第１の中間接点に結合され、第２の制御スイッチの制御電極が前記第２の電圧分割器の前記第２の中間接点に結合される前記第２のスイッチング回路と、
を含み、前記方法は、
前記バイパス電流信号が少なくとも形状において前記主電源信号に追従するように、前記初期時間間隔の間に前記バイパス電流信号の振幅を適応させるステップを有する、方法。
前記方法は、
前記第１の電流信号が少なくとも形状において前記主電源信号にほぼ追従するように、前記第１の時間間隔の間に前記第１の電流信号の振幅を適応させるステップ、及び／又は
前記第２の電流信号が少なくとも形状において前記主電源信号にほぼ追従するように、前記第２の時間間隔の間に前記第２の電流信号の振幅を適応させるステップを更に有し、
前記主電源信号は主電源電圧である、請求項１４に記載の方法。