出力保護機能付きの光源用多チャンネル型電源
【課題】 従来装置の問題を解決し得る出力保護機能付きの光源用多チャンネル型電源を提供することである。
【解決手段】 電流検出回路１１６から所定閾値を超える電流検出出力が提供されると、制御回路１１４が、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregが複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎに連結される状態（即ち導電性状態）から、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregが複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．１０６−Ｎから切断される状態（即ち非導電性状態）に保護スイッチ１１２を変化させる出力を当該保護スイッチ１１２に提供する。
【解決手段】 電流検出回路１１６から所定閾値を超える電流検出出力が提供されると、制御回路１１４が、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregが複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎに連結される状態（即ち導電性状態）から、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregが複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．１０６−Ｎから切断される状態（即ち非導電性状態）に保護スイッチ１１２を変化させる出力を当該保護スイッチ１１２に提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件出願は、ここでの参照によりその全てを本明細書の一部とするところの、２０１１年６月９日付けで提出された“ＯＵＴＰＵＴ ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＣＨＡＮＮＥＬ ＨＩＧＨ ＷＡＴＴＡＧＥ ＰＯＷＥＲ ＳＵＰＰＬＹ”と題する米国仮特許出願第６１／４９５，２９１号の優先権を主張する、２０１２年２月２４日付けで提出された米国特許出願番号１３／４０４，４１５号及び２０１１年９月２１日付けで提出された“ＭＵＬＴＩ−ＣＨＡＮＮＥＬ ＰＯＷＥＲ ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ ＭＯＳＦＥＴ ＳＷＩＴＣＨ”と題する米国仮特許出願第６１／５３７，５６２号の部分継続出願である。
本発明は照明に関し、詳しくは照明用電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国内で使用されるある種の電源はアメリカ保険業者安全試験所の定める安全基準、特にＵＬ１３１０、Ｃｌａｓｓ２に定める基準により規制される。ＵＬ１３１０基準により、Ｃｌａｓｓ２電源に分類される電源の各出力の電圧、電流及び電力が制限される。この制限は単一部品故障状況下においてさえ満たされる必要がある。例えば、ＵＬ１３１０、Ｃｌａｓｓ２基準の電源における電力は現在は出力チャンネル当たり１００ワットに制限される。電源の各チャンネル／出力は別個の光源、中でも、例えば、固体光源（即ち、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＥＬＤ）等）、ガス放電ランプ、または白熱灯等を駆動する構成を有し得る。
それら電源では２つの電圧変換ステージ、即ち、フロントエンドステージ及び出力ステージが利用される場合がある。フロントエンドステージは入力電圧、例えば、１２０ＶのＡＣ電圧を受け、当該入力電圧を、安定化ＤＣ出力電圧に変換し得る。出力ステージはフロントエンドステージからこのＤＣ出力を受け、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて電源の各チャンネル用の安定化ＤＣ出力を提供し得る。かくして各ステージは、出力電圧、電流、電力を制限できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国仮特許出願第６１／４９５，２９１号
【特許文献２】米国特許出願番号１３／４０４，４１５号
【特許文献３】米国仮特許出願第６１／５３７，５６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
単一チャンネル型電源ではフロントエンドステージ及び出力ステージは、各ステージが相互のバックアップとなるよう、その限界出力が何れも１００ワット未満に設定され得る。多チャンネル／出力型電源では、各出力チャンネルの合計で１００ワット以上の電力が給電され得る。従って、多チャンネル型電源ではフロントエンドステージの限界出力を１００ワット以上に設定する必要が生じ得るため、出力ステージの単一チャンネルにおける単一部品故障の恐れに対するバックアップとはなり得ない。
【０００５】
多チャンネル／出力型電源で発生し得る最も影響の大きい障害は、出力の１つ以上を調整する際の短絡（例えば、出力バックレギュレータのＭＯＳＦＥＴまたはインダクタのショート）であり、当該障害は、故障した単一チャンネルに最大フロントエンド電力が送達される不良出力を生じさせ得る。ＵＬ１３１０に関するフロントエンドの最大限界出力が１００ワット未満であればこの障害は単一チャンネル／出力型電源では恐らく問題とはならないが、故障チャンネルが多チャンネル／出力型電源におけるものである場合は、フロントエンドステージの限界出力はおそらく１００ワット以上であることから重大となり得る。
【０００６】
既知のある構成では、故障した単一の出力チャンネルから１００ワット以上の電力が送達され得る問題は各出力チャンネルに保護回路を追加することで解決される。この保護回路は各出力チャンネルの電圧及び電流を監視し得、また、電圧、電流、あるいは電力の何れかの値が高過ぎる場合はチャンネル及びまたは全電源を停止させ得る。しかしながら保護回路の追加はより多くの部品及び空間を要するため、貨幣原価及び効率費用の何れについても追加となる。あるいは単に、電源の全チャンネルを横断しての合計発生電力を１００ワット以下とさせ得ることは言うまでもない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１様相によれば、フロントエンドステージと出力ステージとの間に保護回路を設け、出力ステージが複数の電圧変換回路を含む電源が提供される。各電圧変換回路が、電源の各出力チャンネルに別個の関連する出力を提供する。電圧変換回路には電流検出回路が連結され、制御回路に電流検出出力を提供する。電圧変換回路の１つ以上における通過電流が電流検出出力により表される所定値を超えると、制御回路が、フロントエンドステージの出力を電圧変換回路から切断させる出力を保護スイッチに提供する。従って、出力ステージの電圧変換回路の何れかに短絡あるいはその他不具合が生じると出力ステージの全電圧変換回路が有効に“オフ”とされ、かくして出力電源チャンネルへの過剰給電（例えば、１００ワット以上の）が回避される。
【０００８】
ある様相では、電流検出回路に関わる抵抗損失に起因する効率低下の低減又は排除が所望され得る。それらの様相では電流検出回路が、電流検出出力を提供する電流センサと、当該電流センサに平行接続したバイパススイッチとを含み得る。バイパススイッチは、電圧変換回路の１つ以上における短絡を判定するべく非導電状態に配置され得、これにより、電圧変換回路の通過電流を表す電流が電流センサを通過して流れ、かくして電流検出出力を確立する。電流検出出力が所定閾値を上回ると制御回路が、フロントエンドステージを電圧変換回路から切断させる出力を保護スイッチに提供する。電流検出出力が前記所定閾値を超えない場合、制御回路は、フロントエンドステージの出力を電圧変換回路に接続させ、またバイパススイッチを導電状態に配置させて電流センサ周囲の電流を分路させる出力を保護スイッチに提供する。電源回路の通常機能による電圧変換回路給電時の電流センサ周囲への分路電流が、電流センサに関わる抵抗損失に起因する効率低下を低減又は排除する。
【０００９】
かくして、前記電源回路実施例によれば電源の各チャンネルに追加の回路を設ける必要無く、多チャンネル／出力型電源を保護する出力が提供される。これによりサイズ、コスト、信頼性、効率に関わる利益が提供される。加えて、前記実施例には、電圧出力であるところの電流検出出力を提供する電流検出回路が含まれ得、かくして追加的なエネルギー損失量が当該電流検出回路により極少化される。また、電圧変換回路を保護スイッチによりフロントエンドステージから切断する際にフロントエンドステージがスタンバイモードに入るため、電源の消費電力量が低く維持され得る。
【００１０】
ある様相によれば、多数の出力チャンネルを有する、光源電源回路が提供される。光源電源回路は、入力電圧を受け、安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を提供する構成を有するフロントエンド回路、複数の電圧変換回路にして、各電圧変換回路が前記安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を受け且つ多数の出力チャンネルの関連する１つに別個の関連するＤＣ出力を提供する構成を有する複数の電圧変換回路、当該複数の電圧変換回路とフロントエンド回路との間に連結した保護スイッチにして、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路に繋ぐ導電性状態と、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路から切断する非導電性状態とを有する保護スイッチ、前記複数の電圧変換回路に接続した電流検出回路にして、電流センサと、該電流センサに平行接続したバイパススイッチとを含み、該バイパススイッチが、電流を電流センサ周囲に分路させる導電性状態と、電流センサに電流を通過させる非導電性状態とを有し、かくして、前記バイパススイッチが非導電性状態の場合は、電流センサを横断する電圧が、前記複数の電圧変換回路の少なくとも１つの電圧変換回路の通過電流を表す電流検出出力を確立する電流検出回路、前記保護スイッチを前記電流検出出力に応じて非導電性状態に配置する構成を有する制御回路、を含む。
【００１１】
関連様相によれば、複数の電圧変換回路が複数のスイッチを含み得、制御回路が、複数の前記スイッチにおける１スイッチを非導電性状態に配置させ、かくして前記複数のスイッチにおける当該１スイッチにに関連する光源電源回路の出力チャンネルに接続した光源には電力が送達されないように構成され得る。
【００１２】
他の関連様相では、保護スイッチがフロントエンド回路のローサイド出力と複数の電圧変換回路との間に連結され得る。更に他の関連様相では複数の電圧変換回路が複数のスイッチング電源回路（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、電流センサが少なくとも１つの抵抗を含み得、当該少なくとも１つの抵抗が前記複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路に連結されて当該複数のスイッチング電源回路の通過電流を検出し、電流検出出力が、前記少なくとも１つの抵抗を横断する電圧を含み得る。更に他の関連様相では保護スイッチが、コントローラに接続したゲートトランジスタ、前記少なくとも１つの抵抗に接続した電源、前記複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路に接続したドレイン、を含み得る。また別の関連様相では、前記ドレインが前記複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路のスイッチ部分に抵抗を介して連結され得る。
【００１３】
更に他の関連様相において、保護スイッチが、フロントエンド回路のハイサイド出力と複数の電圧変換回路との間に連結され得る。更に他の関連様相では電流センサが、フロントエンド回路のローサイド出力と接地との間に連結した少なくとも１つの抵抗を含み得、電流検出出力が、当該少なくとも１つの抵抗を横断する電圧を含み得る。
【００１４】
また別の関連様相では複数の電圧変換回路の各電圧変換回路がバック（ｂｕｃｋ）コンバータとして構成され得る。更に他の関連様相ではバイパススイッチがトランジスタを含み得る。
【００１５】
他の関連様相によれば、多チャンネル／出力型の光源電源回路が提供される。当該多チャンネル／出力型の光源電源回路は、入力電圧を受け、安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を提供する構成を有するフロントエンド回路、複数の電圧変換回路にして、各電圧変換回路がバックコンバータとして構成され且つ前記安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を受け且つ多数の出力チャンネルの関連する１つに別個の関連するＤＣ出力を提供する構成を有する複数の電圧変換回路、前記複数の電圧変換回路とフロントエンド回路のローサイド出力との間に連結した保護スイッチにして、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路に連結する導電性状態と、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路から切断する非導電性状態とを有する保護スイッチ、前記複数の電圧変換回路に接続した電流検出回路にして、電流センサと、該電流センサに平行接続したバイパススイッチとを含み、該バイパススイッチが、電流を電流センサ周囲に分路させる導電性状態と、電流センサに電流を通過させる非導電性状態とを有し、かくして、前記バイパススイッチが非導電性状態の場合は、電流センサを横断する電圧が、前記複数の電圧変換回路の少なくとも１つの電圧変換回路の通過電流を表す電流検出出力を確立する電流検出回路、多数の出力チャンネルに接続した光源に電力が送達されないよう前記保護スイッチを非導電性状態に配置させる出力を提供する構成を有する制御回路にして、当該出力を前記電流検出出力に応じて提供する制御回路、を含む。
【００１６】
関連様相によれば、保護スイッチは、コントローラに接続したゲートを有するトランジスタ、少なくとも１つの抵抗に接続した電源、複数の電圧変換回路の各電圧変換回路に接続したドレイン、を含み得る。更に他の関連様相では前記ドレインは前記複数の電圧変換回路の各電圧変換回路に抵抗を介して接続され得る。
【００１７】
また別の関連様相において、前記複数の電圧変換回路は複数のスイッチング電源回路であり、電流センサが、当該複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路に接続した少なくとも１つの抵抗を含む。他の関連様相ではバイパススイッチがトランジスタを含む。
【００１８】
他の様相によれば、多数の出力チャンネル型の電源の１つ以上の出力チャンネルを過大給電から保護する方法が提供される。本方法には、電流センサに平行接続したバイパススイッチを非導電性状態に配置すること、複数の電圧変換回路の各電圧変換回路を無効化し、前記複数の電圧変換回路が、前記１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源に給電しないようにすること、電流センサを介して電流を検出し、前記電圧変換回路の無効化後における前記複数の電圧変換回路の通過電流を表す電流検出出力を確立すること、該電流検出出力が所定レベル以上であるか否かを検出し、所定レベル以上であれば前記複数の電圧変換回路からフロントエンド回路を切断し、所定レベル以上でなければバイパススイッチを導電性状態に配置して電流センサ周囲に電流を分路させ、かくして複数の電圧変換回路の各電圧変換回路を有効化させて１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源に給電させること、が含まれる。
【００１９】
関連様相において、前記複数の電圧変換回路の各電圧変換回路の無効化が、前記複数の電圧変換回路の各電圧変換回路のスイッチ部分を非導電性状態に配置することを含み得る。他の関連実施例において、前記複数の電圧変換回路からのフロントエンド回路の切断が、フロントエンド回路と複数の電圧変換回路との間に連結した保護スイッチ状態を変化させることを含み得る。
【発明の効果】
【００２０】
「発明が解決しようとする課題」に記載した如き従来装置の問題を解決し得る出力保護機能付きの光源用多チャンネル型電源が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例に従う電源のブロックダイヤグラム図である。
【図２】本発明の実施例に従う電源の回路ダイヤグラム図である。
【図３】本発明の実施例に従う電源の他の回路ブロックダイヤグラム図である。
【図４】本発明の実施例に従う方法のブロック流れダイヤグラム図である。
【図５】本発明の実施例に従う方法の電流検出回路のブロックダイヤグラム図である。
【図６】本発明の実施例に従う電源の回路ダイヤグラム図である。
【図７】本発明の実施例に従う方法のブロック流れダイヤグラム図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１には電源回路１００のブロックダイヤグラム略図が示される。電源回路１００は既知のフロントエンド回路１０２と出力ステージ１０４とを含む。出力ステージ１０４は、関連する個別の光源１０８−１、１０８−２、．．．１０８−Ｎを駆動する複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎと、保護回路１１０とを含む。保護回路１１０は保護スイッチ１１２、制御回路１１４、電流検出回路１１６を含む。フロントエンド回路１０２は、入力電圧Ｖinを直接又は既知の減光回路（図示せず）を介して受け、安定化ＤＣ出力ＤＣregを保護回路１１０を介して複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎに提供する。例えばある実施例では、入力電圧Ｖinは１２０ＶＡＣ／６０Ｈｚ電源電圧から直接提供される交流電流（ＡＣ）入力であり得る。しかしながら、本明細書に記載する各実施例に従うシステムは、これに限定しないが、ＤＣ電源あるいはその他の、５０−６０Ｈｚにおいて２２０−２４０ＶＡＣを提供するＡＣ電源等により動作され得る。
【００２３】
例えば、フロントエンド回路１０２には入力電圧Ｖinを受ける既知の整流器回路、既知のスイッチング電源回路、当該スイッチング電源回路内のスイッチを制御するコントローラ、を組み込み得る。整流器回路として種々の形態が斯界において既知である。例えばある実施例では整流器回路には、既知のダイオードブリッジ整流器またはＨブリッジ整流器が含まれ得る。スイッチング電源回路は整流器から整流ＡＣ出力を受け、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎに、保護回路１１０を介して安定化したＤＣ出力ＤＣregを提供する。例えばバックコンバータ、ブーストコンバータ、バックブーストコンバータ等を含む種々のスイッチング電源構成が斯界において既知である。これらの装置は一般に、選択的に動作して、例えばインダクタ等のエネルギー保存装置にエネルギーを保存させ、次いで当該エネルギーを１つ以上のフィルタキャパシタを用いて光源等の負荷に移送させ得るトランジスタ等のスイッチを含む。その他の既知形式のスイッチング電源には、“フライバック”電源等の既知のトランスフォーマベースのスイッチング電源が含まれる。トランスフォーマベースのスイッチング電源では、トランスフォーマの一次側が整流器の整流済みＡＣ出力に連結され得る。安定化ＤＣ出力電圧はトランスフォーマの、前記一次側から電気的に絶縁された二次側に提供される。
【００２４】
スイッチング電源のスイッチを制御するコントローラは種々のものが知られている。スイッチング電源形態が例えばバックコンバータであれば、コントローラは米国テキサス州ダラスのテキサスインスツルメンツ社から現在入手可能なモデル番号ＴＰＳ４００５０のコントローラであり得る。スイッチング電源回路は既知の力率補正(ＰＦＣ）回路をも含み得る。
【００２５】
複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎの各々は既知のスイッチング電源回路（従って、複数のスイッチング電源回路）を含み得る。複数のスイッチング電源回路の各々は上述した如くスイッチ（従って、複数のスイッチ）を含み得る。複数のスイッチング電源回路は、複数のスイッチを制御する既知のコントローラを含み得る。複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎは、各々フロントエンド回路１０２の安定化ＤＣ出力ＤＣregを受け、関連するＤＣ出力ＤＣout1、ＤＣout2、．．．ＤＣoutNを、関連する光源１０８−１、１０８−２、．．．１０８−Ｎの１つに提供する。複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎにおけるある電圧変換回路の関連する各ＤＣ出力ＤＣout1、ＤＣout2、．．．ＤＣoutNはここでは電源回路１００の“チャンネル”または“出力”と参照される。関連する光源１０８−１、１０８−２、．．．１０８−Ｎは、これに限定しないが、白熱灯、ガス放電ランプ、又は固体光源等の任意形式の既知の光源の任意組み合わせを含み得る。関連する光源１０８−１、１０８−２、．．．１０８−Ｎのある光源が固体光源であれば、当該光源は直列及びまたは並列構成下に相互連結した固体光源群（例えば複数のＬＥＤ）を含み得る。
【００２６】
複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎの各電圧変換回路の通過電流は、制御回路１１４に電流検出出力を提供し得る電流検出回路１１６にフィードバックされ得る。ある実施例において、電流検出回路１１６は１つ以上の抵抗（図２及び３に示す）として構成され得、電流検出出力は、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎの１つ以上の電圧変換回路の通過電流を表すところの、単数あるいは複数の抵抗を横断する電圧であり得る。電流検出回路１１６から、所定閾値を上回る電流検出出力が提供されると、制御回路１１４は保護スイッチ１１２を、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregが複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎに連結される状態（即ち導電性状態）から、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregが複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎから切断される状態（即ち非導電性状態）に変化させる出力を当該保護スイッチ１１２に提供する。
【００２７】
保護スイッチ１１２は、導電性又は“クローズド”状態及び非導電性または“オープン”状態を有する任意の部品又は部品群であり得る。ある実施例では、保護スイッチ１１２はトランジスタを含む。保護スイッチ１１２が導電性又は“クローズド”状態である場合、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregは複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎに接続され、非導電性または“オープン”状態であれば複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎから切断される。制御回路１１４は、電流検出回路１１６の電流検出出力に応じて保護スイッチ１１２の状態を変化させる出力を提供する任意形式の回路構成を有し得る。例えば、制御回路１１４は、電流検出出力が所定閾値を超えたときに保護スイッチ１１２の導電性状態を変化させる構成を有するマイクロコントローラであり得る。
【００２８】
複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎが、複数のスイッチを含む複数のスイッチング電源回路として構成される実施例では制御回路１１４は、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎの各電圧変換回路に対し、当該複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎ内の複数のスイッチを非導電性又は“オープン”状態に配置させ、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎに不具合がないと仮定して、これら複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎの出力下において関連する光源１０８−１、１０８−２、．．．１０８−Ｎには電力が提供されないようにする出力を提供する構成を有する。制御回路１１４は例えば、複数のスイッチング電源回路内の１スイッチング電源におけるトランジスタスイッチを駆動するゲートを無効化し、かくして当該スイッチング電源をオフとし、関連する光源に前記トランジスタスイッチにより電力が供給されないようにする構成を有し得る。
【００２９】
当該構成において、制御回路１１４が複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎを“オフ”（即ち非導電性／“オープン”状態）とすると、複数のスイッチング電源回路における複数のスイッチの通過電流は僅か又はゼロとなり、電流検出回路１１６の電流検出出力が所定閾値以下となるため、保護スイッチ１１２の導電性状態が変化する。しかしながら、例えば、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎにおける１スイッチにおいて短絡、例えばそのトランジスタスイッチを横断する短絡が生じると、電流検出回路１１６が制御回路１１４に所定閾値を上回る電流検出出力を提供する。これに応じ、制御回路１１４は保護スイッチ１１２の導電性状態を変化させ、フロントエンド回路１０２の安定化ＤＣ出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎから切断する。
【００３０】
従って、電源回路１００において保護回路１１０は、１つ以上の関連する光源１０８−１、１０８−２、．．．１０８−Ｎに過剰電力が供給される恐れのある、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎでの故障に対する保護作用を持つ。例えばある実施例では、電流検出回路１１６の成分値（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｖａｌｕｅｓ）及び制御回路１１４内に設定する所定閾値は、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎ内の１つが故障して関連する電源回路１００のチャンネルに１００Ｗを超える電力が提供される以前に、当該複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎからフロントエンド回路１０２を切断し、かくしてＵＬ１３１０ Ｃｌａｓｓ２基準に準拠させるべく確立される。
【００３１】
実施例に従う電源（明細書を通し“電源回路”とも称する）は様々な構成を有し得る。図２には電源回路１００ａが例示され、フロントエンド回路１０２、保護回路１１０ａ、各々が関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎを駆動する関連する出力／チャンネルを提供する構成を有するところの複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎを含む出力ステージ、を含んでいる。図２では関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎは直列接続した複数の発光ダイオード２０２として構成される。しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく任意形式の光源及びまたは各チャンネル毎に異なる形式の光源を駆動する別個の出力／チャンネルを使用できる。関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎに固体光源を含む場合、各固体光源は、直列、並列、直列の平行組み合わせ状態に連結した任意数の固体光源又は単一固体光源を含み得る。本明細書に記載する各実施例に従う電源回路の出力／チャンネルの１つに接続した固体光源の動作特性及び数は、出力／チャンネルの他の１つに接続した固体光源の動作特性及び数とは相違し得る。
【００３２】
図２では複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎは既知のバックコンバータ構成において提供される。例えば電圧変換回路１０６ａ−１は、スイッチとして作用する酸化金属半導体電界効果トランジスター（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ２、スイッチコントローラ２０４−１、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１、インダクタＬ１、を含む。ＭＯＳＦＥＴＱ２の電源はフロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのローサイド出力に抵抗Ｒ１及び保護回路１１０ａを介して連結され、ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインは、フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのハイサイド出力にインダクタＬ１及び関連する光源１０８ａ−１を介して連結される。ダイオードＤ１は、ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインから、フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのハイサイド出力に連結されると共に、当該フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのハイサイド出力に対して逆バイアスされる。スイッチコントローラ２０４−１は、ＭＯＳＦＥＴＱ２を既知様式下に開閉するゲート駆動信号のパルス幅変調（ＰＷＭ）を提供するために当該ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートに連結される。例えばある実施例では、スイッチコントローラ２０４−１は米国テキサス州ダラスのテキサスインスツルメンツ社から現在入手可能なモデル番号ＴＰＳ４００５０のコントローラであり得る。
【００３３】
図２に示す複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎにおける各電圧変換回路は同一のバックコンバータ構成を有し得る。例えば電圧変換回路１０６ａ−Ｎは、スイッチとして作用する酸化金属半導体電界効果トランジスター（ＭＯＳＦＥＴ）ＱＮ、スイッチコントローラ２０４−Ｎ、抵抗ＲＮ、ダイオードＤＮ、インダクタＬＮ、を含む。ＭＯＳＦＥＴＱＮの電源は、フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのローサイド出力に抵抗ＲＮ及び保護回路１１０ａを介して連結され、ＭＯＳＦＥＴＱＮのドレインは、フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのハイサイド出力にインダクタＬＮ及び関連する光源１０８ａ−Ｎを介して連結される。ダイオードＤＮは、ＭＯＳＦＥＴＱＮのドレインから、フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのハイサイド出力に連結され、また、当該フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのハイサイド出力に対して逆バイアスされる。スイッチコントローラ２０４−Ｎは、ＭＯＳＦＥＴＱＮを既知の様式下に開閉するＰＷＭゲート駆動信号を提供するためにＭＯＳＦＥＴＱＮのゲートに連結される。
【００３４】
保護回路１１０ａは保護スイッチ１１２ａ、電流検出回路１１６ａ、制御回路１１４ａ、を含む。図２では保護スイッチ１１２ａはＭＯＳＦＥＴＱ１として構成され、当該ＭＯＳＦＥＴＱ１の電源は、抵抗Ｒsenseとして構成した電流検出回路１１６ａを介し、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのローサイド出力に連結される。ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレインは、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎにおける複数のスイッチＱ２．．．ＱＮの各スイッチの電源に、抵抗Ｒ１．．．ＲＮを介し連結される。当該構成において、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎ、特には複数のスイッチＱ１．．．ＱＮは、保護スイッチ１１２ａ及び電流検出回路１１６ａを介してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのローサイド出力に連結される。かくして、保護スイッチ１１２ａが導電性又は“クローズド”（即ち、“オン”）状態にあるとフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのローサイド出力は複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎに連結されるが、保護スイッチ１１２ａが非導電性又は“オープン”（即ち、“オフ”）状態にある場合は複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎから切断され、かくして電源回路１００ａの出力／チャンネルへの給電が停止される。
【００３５】
ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートは、制御回路１１４ａに接続され、抵抗Ｒsenseを横断する電圧Ｖsenseが制御回路１１４ａへの入力として提供される。制御回路１１４ａに入力として提供される当該抵抗Ｒsenseの通過電流、従って電圧Ｖsenseが所定レベルを上回ると、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの１つ以上が短絡又は故障し得る。例えば、スイッチＱ２又はスイッチＱＮを横断する短絡が生じると電源回路１００ａの関連する出力／チャンネル位置に過剰の電力が送達される恐れがある。従って、電圧Ｖsenseが所定レベルを超えるのに対応するべく、制御回路１１４ａはＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに、当該ＭＯＳＦＥＴＱ１を非導電性状態または“オープン”状態に配置させる出力を提供し、かくしてフロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎから切断させ、電源回路１００ａの全出力／チャンネルへの給電を停止させる構成を有する。
【００３６】
図２では制御回路１１４ａは、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮへのスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−ＮのＰＷＭゲート駆動出力提供を有効化又は無効化するための出力を複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの各スイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに提供する構成を有する。制御回路１１４ａからの出力によりスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎが有効化されると、スイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−ＮのＰＷＭゲート駆動出力が複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを導電性（“クローズド”）状態及び非導電性（“オープン”）状態に交互に配置し、かくして当該複数のスイッチＱ２．．．ＱＮに連結した関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎへの給電が実施される。制御回路１１４ａからの出力によりスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎが無効化されると、これらスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−ＮはスイッチＱ２．．．ＱＮを非導電性又は“オープン”（即ち、“オフ”）状態に配置し、かくして、各スイッチが正常機能する際の、関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎへの給電が停止される。
【００３７】
電源回路１００ａの出力／チャンネルへの過剰給電の原因となり得る、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎにおける故障又は短絡は、制御回路１１４ａからスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを非導電性（“オープン”）状態に配置して光源への給電を停止させる出力が提供されることで検出され得る。複数のスイッチＱ２．．．ＱＮが非導電性状態に配置され、Ｑ１が導電性又は“クローズド”状態に配置されると、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮに故障が無ければ抵抗Ｒsenseの通過電流は極めて僅かとなるはずである。当該状況では電圧Ｖsenseは制御回路１１４ａにおいて設定した所定値を超えることはなく、制御回路１１４ａはＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに対し、当該ＭＯＳＦＥＴＱ１を導電性又は“クローズド”状態に維持してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎに連結させる出力を提供し続ける。次いで制御回路１１４ａは、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮへのゲート駆動出力を有効化させて、関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎを通常動作させ且つ給電再開させる出力をスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに提供し得る。
【００３８】
しかしながら、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮの１つ以上を横断する短絡の如く、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの１つ以上が故障すると、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮが非導電性状態（“オープン”）状態に配置されると電流はＭＯＳＦＥＴＱ１及び抵抗Ｒsenseを介して当該短絡部を通過し得る。これは、制御回路１１４ａ内に設定した所定値を上回る電圧Ｖsenseを生じさせる原因となり得る。これに対し制御回路１１４ａは、当該ＭＯＳＦＥＴＱ１を非導電性状態に配置してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎから切断し、かくして出力チャンネルへの給電を停止させる出力をＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに提供し得る。
【００３９】
図３には他の構成を有する電源回路１００ｂが例示される。電源回路１００ｂは、フロントエンド回路１０２、保護回路１１０ｂ、出力ステージを含み、当該出力ステージは、関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎを駆動する関連する出力／チャンネルを提供する構成を各々有する複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎを含む。図３に示すフロントエンド回路１０２、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎ、関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎは、図２に電源回路１００ａに関連して図示及び説明したそれと同一である。簡略化上、図３の電源回路１００ｂに関するフロントエンド回路１０２、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎ、関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎの説明は反復されない。
【００４０】
図３では保護回路１１０ｂは保護スイッチ１１２ｂ、電流検出回路１１６ｂ、制御回路１１４ｂ、を含む。電流検出回路１１６ｂは、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのローサイド出力をそれを介して接地に連結するところの抵抗Ｒsenseとして構成される。複数のスイッチＱ２．．．ＱＮの電源は抵抗Ｒ１．．．ＲＮを介して各々接地連結される。
【００４１】
保護スイッチ１１２ｂはＭＯＳＦＥＴＱ１として構成され、当該ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレインは抵抗Ｒａを介しフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのハイサイド出力に接続される。ＭＯＳＦＥＴＱ１の電源は、関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎ及びインダクタＬ１を介して、及び逆バイアスされたダイオードＤ１．．．ＤＮをも介して、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの複数のスイッチＱ２．．．ＱＮにおける各スイッチのドレインに夫々連結される。当該構成では複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎ、特には複数のスイッチＱ２．．．ＱＮは、保護スイッチ１１２ｂ及び抵抗Ｒａを介してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのハイサイド出力に連結される。かくして、保護スイッチ１１２ｂが導電性又は“クローズド”状態にあると、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのハイサイド出力は複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎに連結されるが、保護スイッチ１１２ｂが非導電性又は“オープン”状態にあると、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのハイサイド出力は複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎから切断され、かくして電源回路１００ｂの出力／チャンネルへの給電が停止される。
【００４２】
ＭＯＳＦＥＴＱ１の電源は、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）３０２のコレクターに連結され、また、抵抗Ｒｂを介してＭＯＳＦＥＴＱ１のドレインにも連結される。ＢＪＴ３０２のエミッタは接地連結される。ＢＪＴ３０２のベースは抵抗Ｒｃ及びＲｄを介して制御回路１１４ｂの出力に接続され、抵抗ＲｃとＲｄとの間の接合部はフィルタキャパシタＣ１を介して接地連結される。制御回路１１４ｂの入力に提供される抵抗Ｒsense（即ち、電流検出回路１１６ｂ）の通過電流、従って電圧Ｖsenseが所定レベルを上回ると、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの１つ以上が短絡又は故障し得る。従って制御回路１１４ｂは、電圧Ｖsenseが所定レベルを上回るのに応じて、抵抗Ｒｄ及びＲｃを介して、ＢＪＴ３０２を導電性状態に配置させる出力を当該ＢＪＴ３０２のゲートに提供する構成を有する。ＢＪＴ３０２が導電性状態にあるとＭＯＳＦＥＴＱ１は非導電性状態または“オープン”状態に配置され、従って、フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎから切断し、電源回路１００ｂの出力／チャンネルへの給電を停止させる。
【００４３】
制御回路１１４ｂは、スイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎから複数のスイッチＱ２．．．ＱＮへのＰＷＭゲート駆動出力提供を有効又は無効化するための出力を各スイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに提供する構成を有する。制御回路１１４ｂの出力によりスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎが有効化されると、当該スイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−ＮのＰＷＭゲート駆動出力が複数のスイッチＱ２．．．ＱＮのゲートを駆動して当該複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを交互に導電性状態（“クローズド”）及び非導電性状態（“オープン”）下に配置させ、当該スイッチに連結した関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎに電力を送達させる。制御回路１１４ｂの出力によりスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎが無効化されると、当該スイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−ＮのＰＷＭゲート駆動出力が複数のスイッチＱ２．．．ＱＮのゲートを駆動して当該複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを交互に非導電性状態（“オープン”）及び導電性状態（“クローズド”）下に配置し、各スイッチが正常機能する際に当該スイッチに連結した関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎに送達される電力を停止させる。
【００４４】
電源回路１００ｂの出力／チャンネルへの過剰給電の原因となり得る、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎにおける故障又は短絡は、制御回路１１４ａからスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを非導電性状態（“オープン”）状態に配置して光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎへの給電を停止させる出力が提供されることで検出され得る。複数のスイッチＱ２．．．ＱＮが非導電性状態に配置され、ＭＯＳＦＴＥＴＱ１が導電性（“クローズド”）状態に配置される場合は抵抗Ｒsenseの通過電流は極めて僅かとなるはずである。当該状況では電圧Ｖsenseは制御回路１１４ｂにおいて設定した所定値を超えることはなく、制御回路１１４ｂはＢＪＴ３０２に対し、ＭＯＳＦＥＴＱ１を導電性状態に維持してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎに連結させる出力を提供し続ける。次いで制御回路１１４ｂは、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮのゲート駆動出力を有効化させて関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎの通常動作及びこれら光源への給電を再開させる出力をスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに提供し得る。
【００４５】
しかしながら、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮが非導電性状態に配置される場合、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの１つ以上が故障すると抵抗Ｒsenseの通過電流は故障のない場合と比較して増大され得る。これにより、電圧Ｖsenseが制御回路１１４ｂにおける所定設定値を上回る恐れがある。制御回路１１４ｂはこれに応じて、ＭＯＳＦＥＴＱ１を非導電性状態に配置してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎから切断させる信号をＢＪＴ３２０に提供し、かくして出力チャンネルへの給電を停止させ得る。
【００４６】
図４には、多出力チャンネル型電源、例えば図１、２、３に示す、本明細書で説明する各実施例に示す電源回路１００、１００ａ、１００ｂ等の電源における１つ以上の出力チャンネルを過剰給電から保護する方法４００及び６００のブロック流れダイヤグラム図が示される。例示したブロック流れダイヤグラム図は特定のステップシーケンスを含むものとして図示及び説明され得る。しかしながら、当該ステップシーケンスはここで説明する一般的機能の開始方法例を提供するに過ぎないものである。各ステップは特に断りのない限り、記載通り実行する必要はない。
【００４７】
方法４００では、ステップ４０１において、複数の電圧変換回路が電源の１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源への給電用に機能しないよう、複数の電圧変換回路における各電圧変換回路を無効化する。ステップ４０２では、無効化した複数の電圧変換回路を介し、電流検出出力を確立するための電流を検出する。ステップ４０３では、電流検出出力が所定レベルを超えるか否かを決定し、所定レベル以上であれば、ステップ４０４でフロントエンド回路を複数の電圧変換回路から切断する。ある実施例では電圧変換回路の無効化には、ステップ４０５で複数の電圧変換回路における各電圧変換回路のスイッチ部分を非導電性状態に配置することを含む。ある実施例では複数の電圧変換回路からのフロントエンド回路の切断には、ステップ４０６での、フロントエンド回路と複数の電圧変換回路との間に連結した保護スイッチの状態を変化させることを含む。
【００４８】
図１を参照するに、電流検出回路１１６が１つ以上の抵抗、例えば図２及び３に示すＲsenseを含む各実施例において、電流検出回路１１６は電源回路１００における動作上関連する抵抗損失を有する。当該抵抗損失に関わる能率低下はある実施例及びまたは用途では許容し得ないものとなり得る。当該能率低下を低減又は回避するため、光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎへの給電の間、電流検出回路１１６を介して短絡回路を有効確立するバイパススイッチを電流検出回路１１６に設け得る。
【００４９】
例えば図５には、電流検出回路１１６ｃが例示され、バイパススイッチ５０２と電流センサ５０４とを含んでいる。電流センサ５０４は１つ以上の抵抗（例えば図２、３、６に示すＲsense）として構成され得、フロントエンド回路１０２のローサイド出力と複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２．．．１０６−Ｎとの間に、図３に示す如く直接、あるいは図２に示す如く保護スイッチ１１２ａを介して連結される。先に記載した如く、電流センサ５０４を横断する電圧Ｖsenseは制御回路１１４への入力として提供され得る。電圧Ｖsenseが所定値を超えると複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの１つ以上に短絡または故障が生じ得る。電圧Ｖsenseが所定値を超えるのに対応するべく、制御回路１１４は保護スイッチ１１２を、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎから切断する状態に配置して電源回路１００の全出力／チャンネルへの給電を停止させる信号を提供するよう構成される。
【００５０】
バイパススイッチ５０２は、電流センサ５０４に平行接続され、制御回路１１４からのバイパス制御信号を受ける構成を有する。バイパススイッチ５０２は、制御回路１１４からのバイパス制御信号により制御されるところの導電性または“クローズド”状態及び非導電性または“オープン”状態を有する任意部品または部品群であり得る。例えばある実施例では、バイパススイッチ５０２はトランジスタを含み得る。バイパススイッチ５０２は、非導電性または“オープン”状態である場合（例えば開放回路）は抵抗が非常に大きいため、電流Ｉsenseは電流センサ５０４を通過するが当該バイパススイッチ５０２は通過しない。しかしながら、バイパススイッチ５０２は導電性または“クローズド”状態である場合（例えば短絡回路）は抵抗が非常に小さいので、電流Ｉsenseは電流センサ５０４の周囲に分路され且つ当該バイパススイッチ５０２を通過する。
【００５１】
図１を図５と共に再度参照するに、一般に、図５に示す如き電流検出回路１１６ｃを含む電源回路１００の電力増大時（あるいは動作中に１回以上）、制御回路１１４は複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎのスイッチコントローラに光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎへの給電を停止させる出力を提供し得、また、バイパススイッチを非導電性（または“オープン”）状態に配置するバイパススイッチ５０２へバイパス制御信号を提供し得る。給電が停止され且つバイパススイッチ５０２がオープン状態である状況下では電流Ｉsenseは電流センサ５０４を通過して流れるため、制御回路１１４は電流センサ５０４を横断する電圧Ｖsenseを検出し、当該電圧Ｖsenseが所定閾値以上であるかを判定し得る。電圧Ｖsenseが所定閾値以上であると制御回路１１４は光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎへの給電を停止させる出力を提供し続け、また、フロントエンド回路１０２を複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎから切断させるための出力をも保護スイッチ１１２に提供し、かくして電源回路１００の全出力／チャンネルへの給電を停止させ得る。
【００５２】
しかしながら、電圧Ｖsenseが所定閾値を超えない場合は制御回路１１４は光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎに電力を送達させるための信号を電圧変換回路１０６ａ．．．１０６ａ−Ｎのスイッチコントローラに提供し得、また、バイパススイッチ５０２を導電性（または“クローズド”）状態に配置させるバイパス制御信号をもバイパススイッチ５０２に提供し得る。当該構成において、電流Ｉsenseはバイパススイッチ５０２を介して電流センサ５０４周囲に分路される。かくして、電流検出回路１１６ｃに関わる抵抗損失が低減または排除されるため、効率がバイパススイッチ５０２を含まない構成と比較して改善される。
【００５３】
バイパススイッチ５０２を含む電流検出回路１１６ｃはやはり、本発明に従う任意実施例において提供され得る。例えば図６には、例示目的のみにおいて示す保護回路１１０ｃを含む電源回路１００ｃの１実施例が示される。保護回路１１０ｃは、電流検出回路１１６ｃ、制御回路１１４ａ、保護スイッチ１１２ａ、を含む。電流検出回路１１６ｃは、電流センサ５０４ａ及びバイパススイッチ５０２ａを含む。電流センサ５０４ａは抵抗Ｒsenseとして構成され、バイパススイッチ５０２ａは当該抵抗Ｒsenseに平行接続したＭＯＳＦＥＴＱｂとして構成され、即ち、抵抗ＲsenseはＭＯＳＦＥＴＱｂの電源とドレインとの間に連結される。ＭＯＳＦＥＴＱｂのゲートは制御回路１１４ａに接続される。制御回路１１４ａはＭＯＳＦＥＴＱｂの導電性状態を変化させるためのバイパス制御信号をＭＯＳＦＥＴＱｂのゲートに提供する構成を有する。
【００５４】
電源回路１００ｃは、フロントエンド回路１０２と、関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎを駆動するための関連する出力／チャンネルをその各々が提供する構成を有するところの複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎとを更に含む。一般に、フロントエンド回路１０２、保護スイッチ回路１１０ｃ、複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎ、関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎは、電流検出回路１１６ｃのバイパススイッチＱｂが、光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎに電流を送達する間、電流センサＲsenseの周囲に電流Ｉsenseを分路させる点を除き、図２に関連して先に説明したと同一様式下に機能する。
【００５５】
特に図６に示す実施例において、電源回路１００ｃの出力／チャンネルへの過剰給電を生じさせ得るところの複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎにおける故障または短絡は、制御回路１１４ａからスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを非導電性（または“オープン”）状態に配置して光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎへの給電を停止させる信号を提供させることにより検出され得る。制御回路１１４ａは、バイパススイッチを非導電性（または“オープン”）状態に配置するためのバイパス制御信号をもバイパススイッチＱｂに提供する。制御回路１１４ａからのこれら出力は、電源回路１００ｃの電力増大時のみにおいて、例えば、フロントエンド回路１０２にＶｉｎを印加した直後の時間、または、電源回路１００ｃの動作中に１回以上、例えば定期間隔において提供され得る。バイパススイッチＱｂ及び複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを非導電性状態に配置し、Ｑ１が導電性（“クローズド”）状態であると、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮに故障がなければ抵抗Ｒsenseの通過電流はきわめて僅かとなるはずである。
【００５６】
当該状況において、電圧Ｖsenseは制御回路１１４ａにおける前設定値を超えず、制御回路１１４ａはＭＯＳＦＥＴＱ１をしてフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎに連結する導電性（“クローズド”）状態に保持する出力を当該ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに提供し続ける。制御回路１１４ａは、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮへのゲート駆動出力を有効化して関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎの通常動作及び給電を可能とする出力をもスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに提供する。加えて制御回路１１４ａは、ＭＯＳＦＥＴＱｂを導電性状態に配置して電流Ｉsenseを抵抗Ｒsenseの周囲に且つＭＯＳＦＥＴＱｂを通過して分路させることで、抵抗Ｒsenseに関わる抵抗損失に基づく効率低下を減少あるいは回避させるバイパス制御信号をＭＯＳＦＥＴＱｂのゲートに提供する。
【００５７】
しかしながら、例えば、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮの１つ以上を横断する短絡の如く、複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎの１つ以上を横断する短絡が生じた際、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮの１つ以上が非導電性（“オープン”）状態に配置されていると、電流Ｉsenseは短絡部、ＭＯＳＦＥＴＱ１、そして抵抗Ｒsenseを通過し得、ＭＯＳＦＥＴＱｂは制御回路１１４ａからのバイパス制御信号により開放状態に保持される。この状況では電圧Ｖsenseは制御回路１１４ａにおける所定設定電圧を上回る恐れがある。これに対し制御回路１１４ａは、ＭＯＳＦＥＴＱ１を非導電性状態に配置してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎから切断し、かくして出力チャンネルへの給電を停止させる信号をＭＯＳＦＥＴＱ１に提供し得る。
【００５８】
図７には、多出力チャンネル型電源、例えば図１、２、３、６に示す、本明細書で説明する各実施例に示す電源回路１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ等の電源における１つ以上の多出力チャンネル電源の出力チャンネルを過剰給電から保護する方法７００のブロック流れダイヤグラム図が示される。例示したブロック流れダイヤグラム図は特定のステップシーケンスを含むものとして図示及び説明され得る。しかしながら、当該ステップシーケンスはここで説明する一般的機能の開始方法例を提供するに過ぎないものである。各ステップは特に断りのない限り、記載通りに実行される必要はない。
【００５９】
方法７００ではステップ７０１で、電流センサに平行接続したバイパススイッチを非導電性状態に配置する。ステップ７０２で複数の電圧変換回路の各電圧変換回路を無効化し、かくしてこれら複数の電圧変換回路は、１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源に給電するようには機能しない。ある実施例では電圧変換回路を無効化するため、ステップ７０７で複数の電圧変換回路の各電圧変換回路のスイッチ部分を非導電性状態に配置する。ステップ７０３で電流センサの通過電流を検出し、無効化した複数の電圧変換回路の通過電流を表わす電流検出出力を確立する。ステップ７０４で、電流検出出力が所定レベル以上であるか否かを判定する。電流検出出力が所定レベル以上であればステップ７０５で、フロントエンド回路を複数の電圧変換回路から切断する。ある実施例では、ステップ７０８で、フロントエンド回路と複数の電圧変換回路との間に連結した保護スイッチの状態を変化させる。電流検出出力が所定レベルを超えない場合はステップ７０６で、バイパススイッチを導電性状態に配置して電流を電流センサの周囲に分路させ、複数の電圧変換回路における各電圧変換回路を有効化し、当該複数の電圧変換回路をして、１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源への給電するべく機能せしめる。
【００６０】
ここで説明する方法及びシステムは特定ハードウェアまたはソフトウェアに限定されるものではなく、多くのコンピューティングまたはプロセシング環境に適用させ得るものとする。当該方法及びシステムはハードウェアまたはソフトウェアにおいて、またはその組み合わせにおいて開始され得る。当該方法及びシステムは、１つ以上のコンピュータプログラムにおいて開始され得、コンピュータプログラムは１つ以上のプロセッサ実行可能指令を含むものと理解され得るものとする。単数または複数のコンピュータプログラムは１つ以上のプログラム可能なプロセッサ上で実行され得、それらプロセッサで読み出し可能な１つ以上の保護媒体（揮発性及び不揮発性メモリ及びまたはストレージ要素を含む）、１つ以上の入力デバイス及びまたは１つ以上の出力デバイスに保存され得るものとする。かくして、プロセッサは１つ以上の入力デバイスにアクセスして入力データを入手し、また１つ以上の出力デバイスにアクセスして出力データと通信し得る。入力及びまたは出力装置は以下、即ち、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、 Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙ ｏｆ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｄｉｓｋｓ（ＲＡＩＤ）、フロッピー（登録商標）ドライブ、ＣＤ、ＤＶＤ、磁気ディスク、内蔵ハードドライブ、外付けハードドライブ、メモリースティック、あるいはその他の、ここで提供されるプロセッサによりアクセス可能なストレージデバイスの１つ以上を含み得、上述した各実施例は包括的なものではなく、且つ例示用のものであってこれに限定されるものではない。
【００６１】
単数または複数のコンピュータプログラムは、コンピュータシステムと通信するための１つ以上のハイレベルな手続き型またはオブジェクト指向のプログラム言語を用いて開始され得るが、所望であればそれらプログラムをアセンブリーまたはコンピュータ言語において開始し得る。ランゲージはコンパイラあるいはインタプリタされ得る。
【００６２】
かくして、本発明では単数または複数のプロセッサをネットワーク環境内で個別にまたは相互に動作し得る１つ以上のデバイスにエンベッドし得、当該ネットワークは、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含み得、及びまたはイントラネット及びまたはインターネット及びまたはその他ネットワークを含み得る。単数または複数のネットワークは有線または無線、あるいはその組み合わせであり得、また、１つ以上の通信プロトコルを用いて異なるプロセッサ間の通信を容易化し得る。各プロセッサは、分散処理用の構成を有し得、ある実施例では必要に応じたクライアントサーバーモデルであり得る。従って、本発明の方法及びシステムでは、多数のプロセッサ及びまたはプロセッサデバイスを使用し得、プロセッサからの指令がそれらの単一または多数のプロセッサ及びデバイスの中で分割され得る。
【００６３】
単数または複数のプロセッサに一体化する単数または複数のデバイスまたはコンピュータシステムには、例えば、単数または複数の、パーソナルコンピュータ、ワークステーション（例えば、Ｓｕｎ、ＨＰ社の）、パーソナルデジタルアシスタンス（単数または複数のＰＤＡ）、携帯電話あるいはスマートフォン、ラップトップ、手持ち型デバイス、手持ち型コンピュータ、あるいは、本明細書に記載する単数または複数のプロセッサと一体化し得るその他の単数または複数のデバイス、が含まれ得る。従って、本明細書に記載する各デバイスは包括的ではなく例示目的上のものであり、これに限定しようとするものではない。
【００６４】
“あるマイクロプロセッサ”及び“プロセッサ”、または“当該マイクロプロセッサ”及び“当該プロセッサ”とは、スタンドアロン及びまたは単数または複数の分散環境において通信可能であり、かくして、他のプロセッサと有線あるいは無線通信を介して通信する構成を有し得、それら１つ以上のプロセッサは類似のあるいは相違する各デバイスであり得る１つ以上のプロセッサ被制御デバイス上で動作する構成を有し得る。かくして、“マイクロプロセッサ”及び“プロセッサ”なる用語は、その例示的且つ非限定的な例を示すところの中央処理ユニット、演算論理装置、特定用途向け集積回路（ＩＣ）及びまたはタスクエンジンの使用を含むものとする。
【００６５】
また、メモリとは、特に断わりのない限り、プロセッサによる読み取り及びアクセス可能な１つ以上のメモリ素子及びまたはプロセッサ制御デバイスの内外のコンポーネントを含み得、及びまたは種々の通信プロトコルを用いて有線または無線ネットワークを介してアクセス可能であり、また、特に断わりのない限り、外部及び内蔵の各メモリデバイスの組み合わせを含む構成を有し得、用途に基づき連続的及びまたは分割的なものであり得る。従って、データベースへの参照には市販入手可能なデータベースプロダクツ（例えばＳＱＬ、Ｉｎｆｏｒｍｉｘ、Ｏｒａｃｌｅ）及びプロプリエタリデータベースをも含み得、また、関連するメモリ用のその他の、その例示的且つ非限定的な例を示すところのストラクチャ、例えば、リンク、キュー、グラフ、ツリー、をも含み得る。
【００６６】
ネットワークとは、特に断わりの無い限り、１つ以上のイントラネット及びまたはインターネットを含み得る。本明細書中で使用した、マイクロプロセッサの指令あるいはマイクロプロセッサの実行可能な指令とは、プログラム可能なハードウェアを含むものとする。
【００６７】
“実質的に”とは、特に断わりのない限り、明確な関係、状態、構成、方向及びまたはその他特性と、当業者の理解するものとしての、ここに開示する方法及びシステムに実質上影響しないその偏差を含むものとする。
【符号の説明】
【００６８】
１０６−１．．．１０６−Ｎ 電圧変換回路
１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎ 電圧変換回路
２０４−１．．．２０４−Ｎ スイッチコントローラ
１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎ 光源
１００ 電源回路
１００ａ 電源回路
１００ｂ 電源回路
１００ｃ 電源回路
１０２ フロントエンド回路
１０４ 出力ステージ
１１０ 保護回路
１１０ａ 保護回路
１１０ｂ 保護回路
１１０ｃ 保護回路
１１２ 保護スイッチ
１１２ａ 保護スイッチ
１１２ｂ 保護スイッチ
１１４ 制御回路
１１４ａ 制御回路
１１４ｂ 制御回路
１１６ 電流検出回路
１１６ａ 電流検出回路
１１６ｃ 電流検出回路
１１６ｂ 電流検出回路
２０２ 発光ダイオード
５０２ バイパススイッチ
５０２ａ バイパススイッチ
５０４ 電流センサ
５０４ａ 電流センサ
【技術分野】
【０００１】
本件出願は、ここでの参照によりその全てを本明細書の一部とするところの、２０１１年６月９日付けで提出された“ＯＵＴＰＵＴ ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＣＨＡＮＮＥＬ ＨＩＧＨ ＷＡＴＴＡＧＥ ＰＯＷＥＲ ＳＵＰＰＬＹ”と題する米国仮特許出願第６１／４９５，２９１号の優先権を主張する、２０１２年２月２４日付けで提出された米国特許出願番号１３／４０４，４１５号及び２０１１年９月２１日付けで提出された“ＭＵＬＴＩ−ＣＨＡＮＮＥＬ ＰＯＷＥＲ ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ ＭＯＳＦＥＴ ＳＷＩＴＣＨ”と題する米国仮特許出願第６１／５３７，５６２号の部分継続出願である。
本発明は照明に関し、詳しくは照明用電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国内で使用されるある種の電源はアメリカ保険業者安全試験所の定める安全基準、特にＵＬ１３１０、Ｃｌａｓｓ２に定める基準により規制される。ＵＬ１３１０基準により、Ｃｌａｓｓ２電源に分類される電源の各出力の電圧、電流及び電力が制限される。この制限は単一部品故障状況下においてさえ満たされる必要がある。例えば、ＵＬ１３１０、Ｃｌａｓｓ２基準の電源における電力は現在は出力チャンネル当たり１００ワットに制限される。電源の各チャンネル／出力は別個の光源、中でも、例えば、固体光源（即ち、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＥＬＤ）等）、ガス放電ランプ、または白熱灯等を駆動する構成を有し得る。
それら電源では２つの電圧変換ステージ、即ち、フロントエンドステージ及び出力ステージが利用される場合がある。フロントエンドステージは入力電圧、例えば、１２０ＶのＡＣ電圧を受け、当該入力電圧を、安定化ＤＣ出力電圧に変換し得る。出力ステージはフロントエンドステージからこのＤＣ出力を受け、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて電源の各チャンネル用の安定化ＤＣ出力を提供し得る。かくして各ステージは、出力電圧、電流、電力を制限できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国仮特許出願第６１／４９５，２９１号
【特許文献２】米国特許出願番号１３／４０４，４１５号
【特許文献３】米国仮特許出願第６１／５３７，５６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
単一チャンネル型電源ではフロントエンドステージ及び出力ステージは、各ステージが相互のバックアップとなるよう、その限界出力が何れも１００ワット未満に設定され得る。多チャンネル／出力型電源では、各出力チャンネルの合計で１００ワット以上の電力が給電され得る。従って、多チャンネル型電源ではフロントエンドステージの限界出力を１００ワット以上に設定する必要が生じ得るため、出力ステージの単一チャンネルにおける単一部品故障の恐れに対するバックアップとはなり得ない。
【０００５】
多チャンネル／出力型電源で発生し得る最も影響の大きい障害は、出力の１つ以上を調整する際の短絡（例えば、出力バックレギュレータのＭＯＳＦＥＴまたはインダクタのショート）であり、当該障害は、故障した単一チャンネルに最大フロントエンド電力が送達される不良出力を生じさせ得る。ＵＬ１３１０に関するフロントエンドの最大限界出力が１００ワット未満であればこの障害は単一チャンネル／出力型電源では恐らく問題とはならないが、故障チャンネルが多チャンネル／出力型電源におけるものである場合は、フロントエンドステージの限界出力はおそらく１００ワット以上であることから重大となり得る。
【０００６】
既知のある構成では、故障した単一の出力チャンネルから１００ワット以上の電力が送達され得る問題は各出力チャンネルに保護回路を追加することで解決される。この保護回路は各出力チャンネルの電圧及び電流を監視し得、また、電圧、電流、あるいは電力の何れかの値が高過ぎる場合はチャンネル及びまたは全電源を停止させ得る。しかしながら保護回路の追加はより多くの部品及び空間を要するため、貨幣原価及び効率費用の何れについても追加となる。あるいは単に、電源の全チャンネルを横断しての合計発生電力を１００ワット以下とさせ得ることは言うまでもない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１様相によれば、フロントエンドステージと出力ステージとの間に保護回路を設け、出力ステージが複数の電圧変換回路を含む電源が提供される。各電圧変換回路が、電源の各出力チャンネルに別個の関連する出力を提供する。電圧変換回路には電流検出回路が連結され、制御回路に電流検出出力を提供する。電圧変換回路の１つ以上における通過電流が電流検出出力により表される所定値を超えると、制御回路が、フロントエンドステージの出力を電圧変換回路から切断させる出力を保護スイッチに提供する。従って、出力ステージの電圧変換回路の何れかに短絡あるいはその他不具合が生じると出力ステージの全電圧変換回路が有効に“オフ”とされ、かくして出力電源チャンネルへの過剰給電（例えば、１００ワット以上の）が回避される。
【０００８】
ある様相では、電流検出回路に関わる抵抗損失に起因する効率低下の低減又は排除が所望され得る。それらの様相では電流検出回路が、電流検出出力を提供する電流センサと、当該電流センサに平行接続したバイパススイッチとを含み得る。バイパススイッチは、電圧変換回路の１つ以上における短絡を判定するべく非導電状態に配置され得、これにより、電圧変換回路の通過電流を表す電流が電流センサを通過して流れ、かくして電流検出出力を確立する。電流検出出力が所定閾値を上回ると制御回路が、フロントエンドステージを電圧変換回路から切断させる出力を保護スイッチに提供する。電流検出出力が前記所定閾値を超えない場合、制御回路は、フロントエンドステージの出力を電圧変換回路に接続させ、またバイパススイッチを導電状態に配置させて電流センサ周囲の電流を分路させる出力を保護スイッチに提供する。電源回路の通常機能による電圧変換回路給電時の電流センサ周囲への分路電流が、電流センサに関わる抵抗損失に起因する効率低下を低減又は排除する。
【０００９】
かくして、前記電源回路実施例によれば電源の各チャンネルに追加の回路を設ける必要無く、多チャンネル／出力型電源を保護する出力が提供される。これによりサイズ、コスト、信頼性、効率に関わる利益が提供される。加えて、前記実施例には、電圧出力であるところの電流検出出力を提供する電流検出回路が含まれ得、かくして追加的なエネルギー損失量が当該電流検出回路により極少化される。また、電圧変換回路を保護スイッチによりフロントエンドステージから切断する際にフロントエンドステージがスタンバイモードに入るため、電源の消費電力量が低く維持され得る。
【００１０】
ある様相によれば、多数の出力チャンネルを有する、光源電源回路が提供される。光源電源回路は、入力電圧を受け、安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を提供する構成を有するフロントエンド回路、複数の電圧変換回路にして、各電圧変換回路が前記安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を受け且つ多数の出力チャンネルの関連する１つに別個の関連するＤＣ出力を提供する構成を有する複数の電圧変換回路、当該複数の電圧変換回路とフロントエンド回路との間に連結した保護スイッチにして、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路に繋ぐ導電性状態と、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路から切断する非導電性状態とを有する保護スイッチ、前記複数の電圧変換回路に接続した電流検出回路にして、電流センサと、該電流センサに平行接続したバイパススイッチとを含み、該バイパススイッチが、電流を電流センサ周囲に分路させる導電性状態と、電流センサに電流を通過させる非導電性状態とを有し、かくして、前記バイパススイッチが非導電性状態の場合は、電流センサを横断する電圧が、前記複数の電圧変換回路の少なくとも１つの電圧変換回路の通過電流を表す電流検出出力を確立する電流検出回路、前記保護スイッチを前記電流検出出力に応じて非導電性状態に配置する構成を有する制御回路、を含む。
【００１１】
関連様相によれば、複数の電圧変換回路が複数のスイッチを含み得、制御回路が、複数の前記スイッチにおける１スイッチを非導電性状態に配置させ、かくして前記複数のスイッチにおける当該１スイッチにに関連する光源電源回路の出力チャンネルに接続した光源には電力が送達されないように構成され得る。
【００１２】
他の関連様相では、保護スイッチがフロントエンド回路のローサイド出力と複数の電圧変換回路との間に連結され得る。更に他の関連様相では複数の電圧変換回路が複数のスイッチング電源回路（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、電流センサが少なくとも１つの抵抗を含み得、当該少なくとも１つの抵抗が前記複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路に連結されて当該複数のスイッチング電源回路の通過電流を検出し、電流検出出力が、前記少なくとも１つの抵抗を横断する電圧を含み得る。更に他の関連様相では保護スイッチが、コントローラに接続したゲートトランジスタ、前記少なくとも１つの抵抗に接続した電源、前記複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路に接続したドレイン、を含み得る。また別の関連様相では、前記ドレインが前記複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路のスイッチ部分に抵抗を介して連結され得る。
【００１３】
更に他の関連様相において、保護スイッチが、フロントエンド回路のハイサイド出力と複数の電圧変換回路との間に連結され得る。更に他の関連様相では電流センサが、フロントエンド回路のローサイド出力と接地との間に連結した少なくとも１つの抵抗を含み得、電流検出出力が、当該少なくとも１つの抵抗を横断する電圧を含み得る。
【００１４】
また別の関連様相では複数の電圧変換回路の各電圧変換回路がバック（ｂｕｃｋ）コンバータとして構成され得る。更に他の関連様相ではバイパススイッチがトランジスタを含み得る。
【００１５】
他の関連様相によれば、多チャンネル／出力型の光源電源回路が提供される。当該多チャンネル／出力型の光源電源回路は、入力電圧を受け、安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を提供する構成を有するフロントエンド回路、複数の電圧変換回路にして、各電圧変換回路がバックコンバータとして構成され且つ前記安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を受け且つ多数の出力チャンネルの関連する１つに別個の関連するＤＣ出力を提供する構成を有する複数の電圧変換回路、前記複数の電圧変換回路とフロントエンド回路のローサイド出力との間に連結した保護スイッチにして、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路に連結する導電性状態と、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路から切断する非導電性状態とを有する保護スイッチ、前記複数の電圧変換回路に接続した電流検出回路にして、電流センサと、該電流センサに平行接続したバイパススイッチとを含み、該バイパススイッチが、電流を電流センサ周囲に分路させる導電性状態と、電流センサに電流を通過させる非導電性状態とを有し、かくして、前記バイパススイッチが非導電性状態の場合は、電流センサを横断する電圧が、前記複数の電圧変換回路の少なくとも１つの電圧変換回路の通過電流を表す電流検出出力を確立する電流検出回路、多数の出力チャンネルに接続した光源に電力が送達されないよう前記保護スイッチを非導電性状態に配置させる出力を提供する構成を有する制御回路にして、当該出力を前記電流検出出力に応じて提供する制御回路、を含む。
【００１６】
関連様相によれば、保護スイッチは、コントローラに接続したゲートを有するトランジスタ、少なくとも１つの抵抗に接続した電源、複数の電圧変換回路の各電圧変換回路に接続したドレイン、を含み得る。更に他の関連様相では前記ドレインは前記複数の電圧変換回路の各電圧変換回路に抵抗を介して接続され得る。
【００１７】
また別の関連様相において、前記複数の電圧変換回路は複数のスイッチング電源回路であり、電流センサが、当該複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路に接続した少なくとも１つの抵抗を含む。他の関連様相ではバイパススイッチがトランジスタを含む。
【００１８】
他の様相によれば、多数の出力チャンネル型の電源の１つ以上の出力チャンネルを過大給電から保護する方法が提供される。本方法には、電流センサに平行接続したバイパススイッチを非導電性状態に配置すること、複数の電圧変換回路の各電圧変換回路を無効化し、前記複数の電圧変換回路が、前記１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源に給電しないようにすること、電流センサを介して電流を検出し、前記電圧変換回路の無効化後における前記複数の電圧変換回路の通過電流を表す電流検出出力を確立すること、該電流検出出力が所定レベル以上であるか否かを検出し、所定レベル以上であれば前記複数の電圧変換回路からフロントエンド回路を切断し、所定レベル以上でなければバイパススイッチを導電性状態に配置して電流センサ周囲に電流を分路させ、かくして複数の電圧変換回路の各電圧変換回路を有効化させて１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源に給電させること、が含まれる。
【００１９】
関連様相において、前記複数の電圧変換回路の各電圧変換回路の無効化が、前記複数の電圧変換回路の各電圧変換回路のスイッチ部分を非導電性状態に配置することを含み得る。他の関連実施例において、前記複数の電圧変換回路からのフロントエンド回路の切断が、フロントエンド回路と複数の電圧変換回路との間に連結した保護スイッチ状態を変化させることを含み得る。
【発明の効果】
【００２０】
「発明が解決しようとする課題」に記載した如き従来装置の問題を解決し得る出力保護機能付きの光源用多チャンネル型電源が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例に従う電源のブロックダイヤグラム図である。
【図２】本発明の実施例に従う電源の回路ダイヤグラム図である。
【図３】本発明の実施例に従う電源の他の回路ブロックダイヤグラム図である。
【図４】本発明の実施例に従う方法のブロック流れダイヤグラム図である。
【図５】本発明の実施例に従う方法の電流検出回路のブロックダイヤグラム図である。
【図６】本発明の実施例に従う電源の回路ダイヤグラム図である。
【図７】本発明の実施例に従う方法のブロック流れダイヤグラム図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１には電源回路１００のブロックダイヤグラム略図が示される。電源回路１００は既知のフロントエンド回路１０２と出力ステージ１０４とを含む。出力ステージ１０４は、関連する個別の光源１０８−１、１０８−２、．．．１０８−Ｎを駆動する複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎと、保護回路１１０とを含む。保護回路１１０は保護スイッチ１１２、制御回路１１４、電流検出回路１１６を含む。フロントエンド回路１０２は、入力電圧Ｖinを直接又は既知の減光回路（図示せず）を介して受け、安定化ＤＣ出力ＤＣregを保護回路１１０を介して複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎに提供する。例えばある実施例では、入力電圧Ｖinは１２０ＶＡＣ／６０Ｈｚ電源電圧から直接提供される交流電流（ＡＣ）入力であり得る。しかしながら、本明細書に記載する各実施例に従うシステムは、これに限定しないが、ＤＣ電源あるいはその他の、５０−６０Ｈｚにおいて２２０−２４０ＶＡＣを提供するＡＣ電源等により動作され得る。
【００２３】
例えば、フロントエンド回路１０２には入力電圧Ｖinを受ける既知の整流器回路、既知のスイッチング電源回路、当該スイッチング電源回路内のスイッチを制御するコントローラ、を組み込み得る。整流器回路として種々の形態が斯界において既知である。例えばある実施例では整流器回路には、既知のダイオードブリッジ整流器またはＨブリッジ整流器が含まれ得る。スイッチング電源回路は整流器から整流ＡＣ出力を受け、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎに、保護回路１１０を介して安定化したＤＣ出力ＤＣregを提供する。例えばバックコンバータ、ブーストコンバータ、バックブーストコンバータ等を含む種々のスイッチング電源構成が斯界において既知である。これらの装置は一般に、選択的に動作して、例えばインダクタ等のエネルギー保存装置にエネルギーを保存させ、次いで当該エネルギーを１つ以上のフィルタキャパシタを用いて光源等の負荷に移送させ得るトランジスタ等のスイッチを含む。その他の既知形式のスイッチング電源には、“フライバック”電源等の既知のトランスフォーマベースのスイッチング電源が含まれる。トランスフォーマベースのスイッチング電源では、トランスフォーマの一次側が整流器の整流済みＡＣ出力に連結され得る。安定化ＤＣ出力電圧はトランスフォーマの、前記一次側から電気的に絶縁された二次側に提供される。
【００２４】
スイッチング電源のスイッチを制御するコントローラは種々のものが知られている。スイッチング電源形態が例えばバックコンバータであれば、コントローラは米国テキサス州ダラスのテキサスインスツルメンツ社から現在入手可能なモデル番号ＴＰＳ４００５０のコントローラであり得る。スイッチング電源回路は既知の力率補正(ＰＦＣ）回路をも含み得る。
【００２５】
複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎの各々は既知のスイッチング電源回路（従って、複数のスイッチング電源回路）を含み得る。複数のスイッチング電源回路の各々は上述した如くスイッチ（従って、複数のスイッチ）を含み得る。複数のスイッチング電源回路は、複数のスイッチを制御する既知のコントローラを含み得る。複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎは、各々フロントエンド回路１０２の安定化ＤＣ出力ＤＣregを受け、関連するＤＣ出力ＤＣout1、ＤＣout2、．．．ＤＣoutNを、関連する光源１０８−１、１０８−２、．．．１０８−Ｎの１つに提供する。複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎにおけるある電圧変換回路の関連する各ＤＣ出力ＤＣout1、ＤＣout2、．．．ＤＣoutNはここでは電源回路１００の“チャンネル”または“出力”と参照される。関連する光源１０８−１、１０８−２、．．．１０８−Ｎは、これに限定しないが、白熱灯、ガス放電ランプ、又は固体光源等の任意形式の既知の光源の任意組み合わせを含み得る。関連する光源１０８−１、１０８−２、．．．１０８−Ｎのある光源が固体光源であれば、当該光源は直列及びまたは並列構成下に相互連結した固体光源群（例えば複数のＬＥＤ）を含み得る。
【００２６】
複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎの各電圧変換回路の通過電流は、制御回路１１４に電流検出出力を提供し得る電流検出回路１１６にフィードバックされ得る。ある実施例において、電流検出回路１１６は１つ以上の抵抗（図２及び３に示す）として構成され得、電流検出出力は、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎの１つ以上の電圧変換回路の通過電流を表すところの、単数あるいは複数の抵抗を横断する電圧であり得る。電流検出回路１１６から、所定閾値を上回る電流検出出力が提供されると、制御回路１１４は保護スイッチ１１２を、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregが複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎに連結される状態（即ち導電性状態）から、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregが複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎから切断される状態（即ち非導電性状態）に変化させる出力を当該保護スイッチ１１２に提供する。
【００２７】
保護スイッチ１１２は、導電性又は“クローズド”状態及び非導電性または“オープン”状態を有する任意の部品又は部品群であり得る。ある実施例では、保護スイッチ１１２はトランジスタを含む。保護スイッチ１１２が導電性又は“クローズド”状態である場合、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregは複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎに接続され、非導電性または“オープン”状態であれば複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎから切断される。制御回路１１４は、電流検出回路１１６の電流検出出力に応じて保護スイッチ１１２の状態を変化させる出力を提供する任意形式の回路構成を有し得る。例えば、制御回路１１４は、電流検出出力が所定閾値を超えたときに保護スイッチ１１２の導電性状態を変化させる構成を有するマイクロコントローラであり得る。
【００２８】
複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎが、複数のスイッチを含む複数のスイッチング電源回路として構成される実施例では制御回路１１４は、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎの各電圧変換回路に対し、当該複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎ内の複数のスイッチを非導電性又は“オープン”状態に配置させ、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎに不具合がないと仮定して、これら複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎの出力下において関連する光源１０８−１、１０８−２、．．．１０８−Ｎには電力が提供されないようにする出力を提供する構成を有する。制御回路１１４は例えば、複数のスイッチング電源回路内の１スイッチング電源におけるトランジスタスイッチを駆動するゲートを無効化し、かくして当該スイッチング電源をオフとし、関連する光源に前記トランジスタスイッチにより電力が供給されないようにする構成を有し得る。
【００２９】
当該構成において、制御回路１１４が複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎを“オフ”（即ち非導電性／“オープン”状態）とすると、複数のスイッチング電源回路における複数のスイッチの通過電流は僅か又はゼロとなり、電流検出回路１１６の電流検出出力が所定閾値以下となるため、保護スイッチ１１２の導電性状態が変化する。しかしながら、例えば、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎにおける１スイッチにおいて短絡、例えばそのトランジスタスイッチを横断する短絡が生じると、電流検出回路１１６が制御回路１１４に所定閾値を上回る電流検出出力を提供する。これに応じ、制御回路１１４は保護スイッチ１１２の導電性状態を変化させ、フロントエンド回路１０２の安定化ＤＣ出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎから切断する。
【００３０】
従って、電源回路１００において保護回路１１０は、１つ以上の関連する光源１０８−１、１０８−２、．．．１０８−Ｎに過剰電力が供給される恐れのある、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎでの故障に対する保護作用を持つ。例えばある実施例では、電流検出回路１１６の成分値（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｖａｌｕｅｓ）及び制御回路１１４内に設定する所定閾値は、複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎ内の１つが故障して関連する電源回路１００のチャンネルに１００Ｗを超える電力が提供される以前に、当該複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｎからフロントエンド回路１０２を切断し、かくしてＵＬ１３１０ Ｃｌａｓｓ２基準に準拠させるべく確立される。
【００３１】
実施例に従う電源（明細書を通し“電源回路”とも称する）は様々な構成を有し得る。図２には電源回路１００ａが例示され、フロントエンド回路１０２、保護回路１１０ａ、各々が関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎを駆動する関連する出力／チャンネルを提供する構成を有するところの複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎを含む出力ステージ、を含んでいる。図２では関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎは直列接続した複数の発光ダイオード２０２として構成される。しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく任意形式の光源及びまたは各チャンネル毎に異なる形式の光源を駆動する別個の出力／チャンネルを使用できる。関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎに固体光源を含む場合、各固体光源は、直列、並列、直列の平行組み合わせ状態に連結した任意数の固体光源又は単一固体光源を含み得る。本明細書に記載する各実施例に従う電源回路の出力／チャンネルの１つに接続した固体光源の動作特性及び数は、出力／チャンネルの他の１つに接続した固体光源の動作特性及び数とは相違し得る。
【００３２】
図２では複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎは既知のバックコンバータ構成において提供される。例えば電圧変換回路１０６ａ−１は、スイッチとして作用する酸化金属半導体電界効果トランジスター（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ２、スイッチコントローラ２０４−１、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１、インダクタＬ１、を含む。ＭＯＳＦＥＴＱ２の電源はフロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのローサイド出力に抵抗Ｒ１及び保護回路１１０ａを介して連結され、ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインは、フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのハイサイド出力にインダクタＬ１及び関連する光源１０８ａ−１を介して連結される。ダイオードＤ１は、ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインから、フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのハイサイド出力に連結されると共に、当該フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのハイサイド出力に対して逆バイアスされる。スイッチコントローラ２０４−１は、ＭＯＳＦＥＴＱ２を既知様式下に開閉するゲート駆動信号のパルス幅変調（ＰＷＭ）を提供するために当該ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートに連結される。例えばある実施例では、スイッチコントローラ２０４−１は米国テキサス州ダラスのテキサスインスツルメンツ社から現在入手可能なモデル番号ＴＰＳ４００５０のコントローラであり得る。
【００３３】
図２に示す複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎにおける各電圧変換回路は同一のバックコンバータ構成を有し得る。例えば電圧変換回路１０６ａ−Ｎは、スイッチとして作用する酸化金属半導体電界効果トランジスター（ＭＯＳＦＥＴ）ＱＮ、スイッチコントローラ２０４−Ｎ、抵抗ＲＮ、ダイオードＤＮ、インダクタＬＮ、を含む。ＭＯＳＦＥＴＱＮの電源は、フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのローサイド出力に抵抗ＲＮ及び保護回路１１０ａを介して連結され、ＭＯＳＦＥＴＱＮのドレインは、フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのハイサイド出力にインダクタＬＮ及び関連する光源１０８ａ−Ｎを介して連結される。ダイオードＤＮは、ＭＯＳＦＥＴＱＮのドレインから、フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのハイサイド出力に連結され、また、当該フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregのハイサイド出力に対して逆バイアスされる。スイッチコントローラ２０４−Ｎは、ＭＯＳＦＥＴＱＮを既知の様式下に開閉するＰＷＭゲート駆動信号を提供するためにＭＯＳＦＥＴＱＮのゲートに連結される。
【００３４】
保護回路１１０ａは保護スイッチ１１２ａ、電流検出回路１１６ａ、制御回路１１４ａ、を含む。図２では保護スイッチ１１２ａはＭＯＳＦＥＴＱ１として構成され、当該ＭＯＳＦＥＴＱ１の電源は、抵抗Ｒsenseとして構成した電流検出回路１１６ａを介し、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのローサイド出力に連結される。ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレインは、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎにおける複数のスイッチＱ２．．．ＱＮの各スイッチの電源に、抵抗Ｒ１．．．ＲＮを介し連結される。当該構成において、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎ、特には複数のスイッチＱ１．．．ＱＮは、保護スイッチ１１２ａ及び電流検出回路１１６ａを介してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのローサイド出力に連結される。かくして、保護スイッチ１１２ａが導電性又は“クローズド”（即ち、“オン”）状態にあるとフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのローサイド出力は複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎに連結されるが、保護スイッチ１１２ａが非導電性又は“オープン”（即ち、“オフ”）状態にある場合は複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎから切断され、かくして電源回路１００ａの出力／チャンネルへの給電が停止される。
【００３５】
ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートは、制御回路１１４ａに接続され、抵抗Ｒsenseを横断する電圧Ｖsenseが制御回路１１４ａへの入力として提供される。制御回路１１４ａに入力として提供される当該抵抗Ｒsenseの通過電流、従って電圧Ｖsenseが所定レベルを上回ると、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの１つ以上が短絡又は故障し得る。例えば、スイッチＱ２又はスイッチＱＮを横断する短絡が生じると電源回路１００ａの関連する出力／チャンネル位置に過剰の電力が送達される恐れがある。従って、電圧Ｖsenseが所定レベルを超えるのに対応するべく、制御回路１１４ａはＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに、当該ＭＯＳＦＥＴＱ１を非導電性状態または“オープン”状態に配置させる出力を提供し、かくしてフロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎから切断させ、電源回路１００ａの全出力／チャンネルへの給電を停止させる構成を有する。
【００３６】
図２では制御回路１１４ａは、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮへのスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−ＮのＰＷＭゲート駆動出力提供を有効化又は無効化するための出力を複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの各スイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに提供する構成を有する。制御回路１１４ａからの出力によりスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎが有効化されると、スイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−ＮのＰＷＭゲート駆動出力が複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを導電性（“クローズド”）状態及び非導電性（“オープン”）状態に交互に配置し、かくして当該複数のスイッチＱ２．．．ＱＮに連結した関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎへの給電が実施される。制御回路１１４ａからの出力によりスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎが無効化されると、これらスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−ＮはスイッチＱ２．．．ＱＮを非導電性又は“オープン”（即ち、“オフ”）状態に配置し、かくして、各スイッチが正常機能する際の、関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎへの給電が停止される。
【００３７】
電源回路１００ａの出力／チャンネルへの過剰給電の原因となり得る、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎにおける故障又は短絡は、制御回路１１４ａからスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを非導電性（“オープン”）状態に配置して光源への給電を停止させる出力が提供されることで検出され得る。複数のスイッチＱ２．．．ＱＮが非導電性状態に配置され、Ｑ１が導電性又は“クローズド”状態に配置されると、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮに故障が無ければ抵抗Ｒsenseの通過電流は極めて僅かとなるはずである。当該状況では電圧Ｖsenseは制御回路１１４ａにおいて設定した所定値を超えることはなく、制御回路１１４ａはＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに対し、当該ＭＯＳＦＥＴＱ１を導電性又は“クローズド”状態に維持してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎに連結させる出力を提供し続ける。次いで制御回路１１４ａは、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮへのゲート駆動出力を有効化させて、関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎを通常動作させ且つ給電再開させる出力をスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに提供し得る。
【００３８】
しかしながら、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮの１つ以上を横断する短絡の如く、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの１つ以上が故障すると、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮが非導電性状態（“オープン”）状態に配置されると電流はＭＯＳＦＥＴＱ１及び抵抗Ｒsenseを介して当該短絡部を通過し得る。これは、制御回路１１４ａ内に設定した所定値を上回る電圧Ｖsenseを生じさせる原因となり得る。これに対し制御回路１１４ａは、当該ＭＯＳＦＥＴＱ１を非導電性状態に配置してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎから切断し、かくして出力チャンネルへの給電を停止させる出力をＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに提供し得る。
【００３９】
図３には他の構成を有する電源回路１００ｂが例示される。電源回路１００ｂは、フロントエンド回路１０２、保護回路１１０ｂ、出力ステージを含み、当該出力ステージは、関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎを駆動する関連する出力／チャンネルを提供する構成を各々有する複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎを含む。図３に示すフロントエンド回路１０２、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎ、関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎは、図２に電源回路１００ａに関連して図示及び説明したそれと同一である。簡略化上、図３の電源回路１００ｂに関するフロントエンド回路１０２、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎ、関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎの説明は反復されない。
【００４０】
図３では保護回路１１０ｂは保護スイッチ１１２ｂ、電流検出回路１１６ｂ、制御回路１１４ｂ、を含む。電流検出回路１１６ｂは、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのローサイド出力をそれを介して接地に連結するところの抵抗Ｒsenseとして構成される。複数のスイッチＱ２．．．ＱＮの電源は抵抗Ｒ１．．．ＲＮを介して各々接地連結される。
【００４１】
保護スイッチ１１２ｂはＭＯＳＦＥＴＱ１として構成され、当該ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレインは抵抗Ｒａを介しフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのハイサイド出力に接続される。ＭＯＳＦＥＴＱ１の電源は、関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎ及びインダクタＬ１を介して、及び逆バイアスされたダイオードＤ１．．．ＤＮをも介して、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの複数のスイッチＱ２．．．ＱＮにおける各スイッチのドレインに夫々連結される。当該構成では複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎ、特には複数のスイッチＱ２．．．ＱＮは、保護スイッチ１１２ｂ及び抵抗Ｒａを介してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのハイサイド出力に連結される。かくして、保護スイッチ１１２ｂが導電性又は“クローズド”状態にあると、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのハイサイド出力は複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎに連結されるが、保護スイッチ１１２ｂが非導電性又は“オープン”状態にあると、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregのハイサイド出力は複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎから切断され、かくして電源回路１００ｂの出力／チャンネルへの給電が停止される。
【００４２】
ＭＯＳＦＥＴＱ１の電源は、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）３０２のコレクターに連結され、また、抵抗Ｒｂを介してＭＯＳＦＥＴＱ１のドレインにも連結される。ＢＪＴ３０２のエミッタは接地連結される。ＢＪＴ３０２のベースは抵抗Ｒｃ及びＲｄを介して制御回路１１４ｂの出力に接続され、抵抗ＲｃとＲｄとの間の接合部はフィルタキャパシタＣ１を介して接地連結される。制御回路１１４ｂの入力に提供される抵抗Ｒsense（即ち、電流検出回路１１６ｂ）の通過電流、従って電圧Ｖsenseが所定レベルを上回ると、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの１つ以上が短絡又は故障し得る。従って制御回路１１４ｂは、電圧Ｖsenseが所定レベルを上回るのに応じて、抵抗Ｒｄ及びＲｃを介して、ＢＪＴ３０２を導電性状態に配置させる出力を当該ＢＪＴ３０２のゲートに提供する構成を有する。ＢＪＴ３０２が導電性状態にあるとＭＯＳＦＥＴＱ１は非導電性状態または“オープン”状態に配置され、従って、フロントエンド回路１０２からの出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎから切断し、電源回路１００ｂの出力／チャンネルへの給電を停止させる。
【００４３】
制御回路１１４ｂは、スイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎから複数のスイッチＱ２．．．ＱＮへのＰＷＭゲート駆動出力提供を有効又は無効化するための出力を各スイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに提供する構成を有する。制御回路１１４ｂの出力によりスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎが有効化されると、当該スイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−ＮのＰＷＭゲート駆動出力が複数のスイッチＱ２．．．ＱＮのゲートを駆動して当該複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを交互に導電性状態（“クローズド”）及び非導電性状態（“オープン”）下に配置させ、当該スイッチに連結した関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎに電力を送達させる。制御回路１１４ｂの出力によりスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎが無効化されると、当該スイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−ＮのＰＷＭゲート駆動出力が複数のスイッチＱ２．．．ＱＮのゲートを駆動して当該複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを交互に非導電性状態（“オープン”）及び導電性状態（“クローズド”）下に配置し、各スイッチが正常機能する際に当該スイッチに連結した関連する光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎに送達される電力を停止させる。
【００４４】
電源回路１００ｂの出力／チャンネルへの過剰給電の原因となり得る、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎにおける故障又は短絡は、制御回路１１４ａからスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを非導電性状態（“オープン”）状態に配置して光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎへの給電を停止させる出力が提供されることで検出され得る。複数のスイッチＱ２．．．ＱＮが非導電性状態に配置され、ＭＯＳＦＴＥＴＱ１が導電性（“クローズド”）状態に配置される場合は抵抗Ｒsenseの通過電流は極めて僅かとなるはずである。当該状況では電圧Ｖsenseは制御回路１１４ｂにおいて設定した所定値を超えることはなく、制御回路１１４ｂはＢＪＴ３０２に対し、ＭＯＳＦＥＴＱ１を導電性状態に維持してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎに連結させる出力を提供し続ける。次いで制御回路１１４ｂは、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮのゲート駆動出力を有効化させて関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎの通常動作及びこれら光源への給電を再開させる出力をスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに提供し得る。
【００４５】
しかしながら、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮが非導電性状態に配置される場合、複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの１つ以上が故障すると抵抗Ｒsenseの通過電流は故障のない場合と比較して増大され得る。これにより、電圧Ｖsenseが制御回路１１４ｂにおける所定設定値を上回る恐れがある。制御回路１１４ｂはこれに応じて、ＭＯＳＦＥＴＱ１を非導電性状態に配置してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎから切断させる信号をＢＪＴ３２０に提供し、かくして出力チャンネルへの給電を停止させ得る。
【００４６】
図４には、多出力チャンネル型電源、例えば図１、２、３に示す、本明細書で説明する各実施例に示す電源回路１００、１００ａ、１００ｂ等の電源における１つ以上の出力チャンネルを過剰給電から保護する方法４００及び６００のブロック流れダイヤグラム図が示される。例示したブロック流れダイヤグラム図は特定のステップシーケンスを含むものとして図示及び説明され得る。しかしながら、当該ステップシーケンスはここで説明する一般的機能の開始方法例を提供するに過ぎないものである。各ステップは特に断りのない限り、記載通り実行する必要はない。
【００４７】
方法４００では、ステップ４０１において、複数の電圧変換回路が電源の１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源への給電用に機能しないよう、複数の電圧変換回路における各電圧変換回路を無効化する。ステップ４０２では、無効化した複数の電圧変換回路を介し、電流検出出力を確立するための電流を検出する。ステップ４０３では、電流検出出力が所定レベルを超えるか否かを決定し、所定レベル以上であれば、ステップ４０４でフロントエンド回路を複数の電圧変換回路から切断する。ある実施例では電圧変換回路の無効化には、ステップ４０５で複数の電圧変換回路における各電圧変換回路のスイッチ部分を非導電性状態に配置することを含む。ある実施例では複数の電圧変換回路からのフロントエンド回路の切断には、ステップ４０６での、フロントエンド回路と複数の電圧変換回路との間に連結した保護スイッチの状態を変化させることを含む。
【００４８】
図１を参照するに、電流検出回路１１６が１つ以上の抵抗、例えば図２及び３に示すＲsenseを含む各実施例において、電流検出回路１１６は電源回路１００における動作上関連する抵抗損失を有する。当該抵抗損失に関わる能率低下はある実施例及びまたは用途では許容し得ないものとなり得る。当該能率低下を低減又は回避するため、光源１０８ａ−１、．．．１０８ａ−Ｎへの給電の間、電流検出回路１１６を介して短絡回路を有効確立するバイパススイッチを電流検出回路１１６に設け得る。
【００４９】
例えば図５には、電流検出回路１１６ｃが例示され、バイパススイッチ５０２と電流センサ５０４とを含んでいる。電流センサ５０４は１つ以上の抵抗（例えば図２、３、６に示すＲsense）として構成され得、フロントエンド回路１０２のローサイド出力と複数の電圧変換回路１０６−１、１０６−２．．．１０６−Ｎとの間に、図３に示す如く直接、あるいは図２に示す如く保護スイッチ１１２ａを介して連結される。先に記載した如く、電流センサ５０４を横断する電圧Ｖsenseは制御回路１１４への入力として提供され得る。電圧Ｖsenseが所定値を超えると複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎの１つ以上に短絡または故障が生じ得る。電圧Ｖsenseが所定値を超えるのに対応するべく、制御回路１１４は保護スイッチ１１２を、フロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１、．．．１０６ａ−Ｎから切断する状態に配置して電源回路１００の全出力／チャンネルへの給電を停止させる信号を提供するよう構成される。
【００５０】
バイパススイッチ５０２は、電流センサ５０４に平行接続され、制御回路１１４からのバイパス制御信号を受ける構成を有する。バイパススイッチ５０２は、制御回路１１４からのバイパス制御信号により制御されるところの導電性または“クローズド”状態及び非導電性または“オープン”状態を有する任意部品または部品群であり得る。例えばある実施例では、バイパススイッチ５０２はトランジスタを含み得る。バイパススイッチ５０２は、非導電性または“オープン”状態である場合（例えば開放回路）は抵抗が非常に大きいため、電流Ｉsenseは電流センサ５０４を通過するが当該バイパススイッチ５０２は通過しない。しかしながら、バイパススイッチ５０２は導電性または“クローズド”状態である場合（例えば短絡回路）は抵抗が非常に小さいので、電流Ｉsenseは電流センサ５０４の周囲に分路され且つ当該バイパススイッチ５０２を通過する。
【００５１】
図１を図５と共に再度参照するに、一般に、図５に示す如き電流検出回路１１６ｃを含む電源回路１００の電力増大時（あるいは動作中に１回以上）、制御回路１１４は複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎのスイッチコントローラに光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎへの給電を停止させる出力を提供し得、また、バイパススイッチを非導電性（または“オープン”）状態に配置するバイパススイッチ５０２へバイパス制御信号を提供し得る。給電が停止され且つバイパススイッチ５０２がオープン状態である状況下では電流Ｉsenseは電流センサ５０４を通過して流れるため、制御回路１１４は電流センサ５０４を横断する電圧Ｖsenseを検出し、当該電圧Ｖsenseが所定閾値以上であるかを判定し得る。電圧Ｖsenseが所定閾値以上であると制御回路１１４は光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎへの給電を停止させる出力を提供し続け、また、フロントエンド回路１０２を複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎから切断させるための出力をも保護スイッチ１１２に提供し、かくして電源回路１００の全出力／チャンネルへの給電を停止させ得る。
【００５２】
しかしながら、電圧Ｖsenseが所定閾値を超えない場合は制御回路１１４は光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎに電力を送達させるための信号を電圧変換回路１０６ａ．．．１０６ａ−Ｎのスイッチコントローラに提供し得、また、バイパススイッチ５０２を導電性（または“クローズド”）状態に配置させるバイパス制御信号をもバイパススイッチ５０２に提供し得る。当該構成において、電流Ｉsenseはバイパススイッチ５０２を介して電流センサ５０４周囲に分路される。かくして、電流検出回路１１６ｃに関わる抵抗損失が低減または排除されるため、効率がバイパススイッチ５０２を含まない構成と比較して改善される。
【００５３】
バイパススイッチ５０２を含む電流検出回路１１６ｃはやはり、本発明に従う任意実施例において提供され得る。例えば図６には、例示目的のみにおいて示す保護回路１１０ｃを含む電源回路１００ｃの１実施例が示される。保護回路１１０ｃは、電流検出回路１１６ｃ、制御回路１１４ａ、保護スイッチ１１２ａ、を含む。電流検出回路１１６ｃは、電流センサ５０４ａ及びバイパススイッチ５０２ａを含む。電流センサ５０４ａは抵抗Ｒsenseとして構成され、バイパススイッチ５０２ａは当該抵抗Ｒsenseに平行接続したＭＯＳＦＥＴＱｂとして構成され、即ち、抵抗ＲsenseはＭＯＳＦＥＴＱｂの電源とドレインとの間に連結される。ＭＯＳＦＥＴＱｂのゲートは制御回路１１４ａに接続される。制御回路１１４ａはＭＯＳＦＥＴＱｂの導電性状態を変化させるためのバイパス制御信号をＭＯＳＦＥＴＱｂのゲートに提供する構成を有する。
【００５４】
電源回路１００ｃは、フロントエンド回路１０２と、関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎを駆動するための関連する出力／チャンネルをその各々が提供する構成を有するところの複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎとを更に含む。一般に、フロントエンド回路１０２、保護スイッチ回路１１０ｃ、複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎ、関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎは、電流検出回路１１６ｃのバイパススイッチＱｂが、光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎに電流を送達する間、電流センサＲsenseの周囲に電流Ｉsenseを分路させる点を除き、図２に関連して先に説明したと同一様式下に機能する。
【００５５】
特に図６に示す実施例において、電源回路１００ｃの出力／チャンネルへの過剰給電を生じさせ得るところの複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎにおける故障または短絡は、制御回路１１４ａからスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを非導電性（または“オープン”）状態に配置して光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎへの給電を停止させる信号を提供させることにより検出され得る。制御回路１１４ａは、バイパススイッチを非導電性（または“オープン”）状態に配置するためのバイパス制御信号をもバイパススイッチＱｂに提供する。制御回路１１４ａからのこれら出力は、電源回路１００ｃの電力増大時のみにおいて、例えば、フロントエンド回路１０２にＶｉｎを印加した直後の時間、または、電源回路１００ｃの動作中に１回以上、例えば定期間隔において提供され得る。バイパススイッチＱｂ及び複数のスイッチＱ２．．．ＱＮを非導電性状態に配置し、Ｑ１が導電性（“クローズド”）状態であると、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮに故障がなければ抵抗Ｒsenseの通過電流はきわめて僅かとなるはずである。
【００５６】
当該状況において、電圧Ｖsenseは制御回路１１４ａにおける前設定値を超えず、制御回路１１４ａはＭＯＳＦＥＴＱ１をしてフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎに連結する導電性（“クローズド”）状態に保持する出力を当該ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに提供し続ける。制御回路１１４ａは、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮへのゲート駆動出力を有効化して関連する光源１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎの通常動作及び給電を可能とする出力をもスイッチコントローラ２０４−１．．．２０４−Ｎに提供する。加えて制御回路１１４ａは、ＭＯＳＦＥＴＱｂを導電性状態に配置して電流Ｉsenseを抵抗Ｒsenseの周囲に且つＭＯＳＦＥＴＱｂを通過して分路させることで、抵抗Ｒsenseに関わる抵抗損失に基づく効率低下を減少あるいは回避させるバイパス制御信号をＭＯＳＦＥＴＱｂのゲートに提供する。
【００５７】
しかしながら、例えば、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮの１つ以上を横断する短絡の如く、複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎの１つ以上を横断する短絡が生じた際、複数のスイッチＱ２．．．ＱＮの１つ以上が非導電性（“オープン”）状態に配置されていると、電流Ｉsenseは短絡部、ＭＯＳＦＥＴＱ１、そして抵抗Ｒsenseを通過し得、ＭＯＳＦＥＴＱｂは制御回路１１４ａからのバイパス制御信号により開放状態に保持される。この状況では電圧Ｖsenseは制御回路１１４ａにおける所定設定電圧を上回る恐れがある。これに対し制御回路１１４ａは、ＭＯＳＦＥＴＱ１を非導電性状態に配置してフロントエンド回路１０２の出力ＤＣregを複数の電圧変換回路１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎから切断し、かくして出力チャンネルへの給電を停止させる信号をＭＯＳＦＥＴＱ１に提供し得る。
【００５８】
図７には、多出力チャンネル型電源、例えば図１、２、３、６に示す、本明細書で説明する各実施例に示す電源回路１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ等の電源における１つ以上の多出力チャンネル電源の出力チャンネルを過剰給電から保護する方法７００のブロック流れダイヤグラム図が示される。例示したブロック流れダイヤグラム図は特定のステップシーケンスを含むものとして図示及び説明され得る。しかしながら、当該ステップシーケンスはここで説明する一般的機能の開始方法例を提供するに過ぎないものである。各ステップは特に断りのない限り、記載通りに実行される必要はない。
【００５９】
方法７００ではステップ７０１で、電流センサに平行接続したバイパススイッチを非導電性状態に配置する。ステップ７０２で複数の電圧変換回路の各電圧変換回路を無効化し、かくしてこれら複数の電圧変換回路は、１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源に給電するようには機能しない。ある実施例では電圧変換回路を無効化するため、ステップ７０７で複数の電圧変換回路の各電圧変換回路のスイッチ部分を非導電性状態に配置する。ステップ７０３で電流センサの通過電流を検出し、無効化した複数の電圧変換回路の通過電流を表わす電流検出出力を確立する。ステップ７０４で、電流検出出力が所定レベル以上であるか否かを判定する。電流検出出力が所定レベル以上であればステップ７０５で、フロントエンド回路を複数の電圧変換回路から切断する。ある実施例では、ステップ７０８で、フロントエンド回路と複数の電圧変換回路との間に連結した保護スイッチの状態を変化させる。電流検出出力が所定レベルを超えない場合はステップ７０６で、バイパススイッチを導電性状態に配置して電流を電流センサの周囲に分路させ、複数の電圧変換回路における各電圧変換回路を有効化し、当該複数の電圧変換回路をして、１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源への給電するべく機能せしめる。
【００６０】
ここで説明する方法及びシステムは特定ハードウェアまたはソフトウェアに限定されるものではなく、多くのコンピューティングまたはプロセシング環境に適用させ得るものとする。当該方法及びシステムはハードウェアまたはソフトウェアにおいて、またはその組み合わせにおいて開始され得る。当該方法及びシステムは、１つ以上のコンピュータプログラムにおいて開始され得、コンピュータプログラムは１つ以上のプロセッサ実行可能指令を含むものと理解され得るものとする。単数または複数のコンピュータプログラムは１つ以上のプログラム可能なプロセッサ上で実行され得、それらプロセッサで読み出し可能な１つ以上の保護媒体（揮発性及び不揮発性メモリ及びまたはストレージ要素を含む）、１つ以上の入力デバイス及びまたは１つ以上の出力デバイスに保存され得るものとする。かくして、プロセッサは１つ以上の入力デバイスにアクセスして入力データを入手し、また１つ以上の出力デバイスにアクセスして出力データと通信し得る。入力及びまたは出力装置は以下、即ち、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、 Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙ ｏｆ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｄｉｓｋｓ（ＲＡＩＤ）、フロッピー（登録商標）ドライブ、ＣＤ、ＤＶＤ、磁気ディスク、内蔵ハードドライブ、外付けハードドライブ、メモリースティック、あるいはその他の、ここで提供されるプロセッサによりアクセス可能なストレージデバイスの１つ以上を含み得、上述した各実施例は包括的なものではなく、且つ例示用のものであってこれに限定されるものではない。
【００６１】
単数または複数のコンピュータプログラムは、コンピュータシステムと通信するための１つ以上のハイレベルな手続き型またはオブジェクト指向のプログラム言語を用いて開始され得るが、所望であればそれらプログラムをアセンブリーまたはコンピュータ言語において開始し得る。ランゲージはコンパイラあるいはインタプリタされ得る。
【００６２】
かくして、本発明では単数または複数のプロセッサをネットワーク環境内で個別にまたは相互に動作し得る１つ以上のデバイスにエンベッドし得、当該ネットワークは、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含み得、及びまたはイントラネット及びまたはインターネット及びまたはその他ネットワークを含み得る。単数または複数のネットワークは有線または無線、あるいはその組み合わせであり得、また、１つ以上の通信プロトコルを用いて異なるプロセッサ間の通信を容易化し得る。各プロセッサは、分散処理用の構成を有し得、ある実施例では必要に応じたクライアントサーバーモデルであり得る。従って、本発明の方法及びシステムでは、多数のプロセッサ及びまたはプロセッサデバイスを使用し得、プロセッサからの指令がそれらの単一または多数のプロセッサ及びデバイスの中で分割され得る。
【００６３】
単数または複数のプロセッサに一体化する単数または複数のデバイスまたはコンピュータシステムには、例えば、単数または複数の、パーソナルコンピュータ、ワークステーション（例えば、Ｓｕｎ、ＨＰ社の）、パーソナルデジタルアシスタンス（単数または複数のＰＤＡ）、携帯電話あるいはスマートフォン、ラップトップ、手持ち型デバイス、手持ち型コンピュータ、あるいは、本明細書に記載する単数または複数のプロセッサと一体化し得るその他の単数または複数のデバイス、が含まれ得る。従って、本明細書に記載する各デバイスは包括的ではなく例示目的上のものであり、これに限定しようとするものではない。
【００６４】
“あるマイクロプロセッサ”及び“プロセッサ”、または“当該マイクロプロセッサ”及び“当該プロセッサ”とは、スタンドアロン及びまたは単数または複数の分散環境において通信可能であり、かくして、他のプロセッサと有線あるいは無線通信を介して通信する構成を有し得、それら１つ以上のプロセッサは類似のあるいは相違する各デバイスであり得る１つ以上のプロセッサ被制御デバイス上で動作する構成を有し得る。かくして、“マイクロプロセッサ”及び“プロセッサ”なる用語は、その例示的且つ非限定的な例を示すところの中央処理ユニット、演算論理装置、特定用途向け集積回路（ＩＣ）及びまたはタスクエンジンの使用を含むものとする。
【００６５】
また、メモリとは、特に断わりのない限り、プロセッサによる読み取り及びアクセス可能な１つ以上のメモリ素子及びまたはプロセッサ制御デバイスの内外のコンポーネントを含み得、及びまたは種々の通信プロトコルを用いて有線または無線ネットワークを介してアクセス可能であり、また、特に断わりのない限り、外部及び内蔵の各メモリデバイスの組み合わせを含む構成を有し得、用途に基づき連続的及びまたは分割的なものであり得る。従って、データベースへの参照には市販入手可能なデータベースプロダクツ（例えばＳＱＬ、Ｉｎｆｏｒｍｉｘ、Ｏｒａｃｌｅ）及びプロプリエタリデータベースをも含み得、また、関連するメモリ用のその他の、その例示的且つ非限定的な例を示すところのストラクチャ、例えば、リンク、キュー、グラフ、ツリー、をも含み得る。
【００６６】
ネットワークとは、特に断わりの無い限り、１つ以上のイントラネット及びまたはインターネットを含み得る。本明細書中で使用した、マイクロプロセッサの指令あるいはマイクロプロセッサの実行可能な指令とは、プログラム可能なハードウェアを含むものとする。
【００６７】
“実質的に”とは、特に断わりのない限り、明確な関係、状態、構成、方向及びまたはその他特性と、当業者の理解するものとしての、ここに開示する方法及びシステムに実質上影響しないその偏差を含むものとする。
【符号の説明】
【００６８】
１０６−１．．．１０６−Ｎ 電圧変換回路
１０６ａ−１．．．１０６ａ−Ｎ 電圧変換回路
２０４−１．．．２０４−Ｎ スイッチコントローラ
１０８ａ−１．．．１０８ａ−Ｎ 光源
１００ 電源回路
１００ａ 電源回路
１００ｂ 電源回路
１００ｃ 電源回路
１０２ フロントエンド回路
１０４ 出力ステージ
１１０ 保護回路
１１０ａ 保護回路
１１０ｂ 保護回路
１１０ｃ 保護回路
１１２ 保護スイッチ
１１２ａ 保護スイッチ
１１２ｂ 保護スイッチ
１１４ 制御回路
１１４ａ 制御回路
１１４ｂ 制御回路
１１６ 電流検出回路
１１６ａ 電流検出回路
１１６ｃ 電流検出回路
１１６ｂ 電流検出回路
２０２ 発光ダイオード
５０２ バイパススイッチ
５０２ａ バイパススイッチ
５０４ 電流センサ
５０４ａ 電流センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の出力チャンネルを有する光源用電源回路であって、
入力電圧を受け、安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を提供する構成を有するフロントエンド回路、
複数の電圧変換回路にして、各電圧変換回路が前記安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を受け且つ多数の出力チャンネルの関連する１つに別個の関連するＤＣ出力を提供する構成を有する複数の電圧変換回路、
前記複数の電圧変換回路とフロントエンド回路との間に連結した保護スイッチにして、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路に接続する導電性状態と、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路から切断する非導電性状態とを有する保護スイッチ、
前記複数の電圧変換回路に接続した電流検出回路にして、電流センサと、該電流センサに平行接続したバイパススイッチとを含み、該バイパススイッチが、電流を電流センサの周囲に分路させる導電性状態と、電流センサに電流を通過させる非導電性状態とを有し、かくして、前記バイパススイッチが非導電性状態の場合は、電流センサを横断する電圧が、前記複数の電圧変換回路の少なくとも１つの電圧変換回路の通過電流を表す電流検出出力を確立する電流検出回路、
前記保護スイッチを前記電流検出出力に応じて非導電性状態下に配置する構成を有する制御回路、
を含む光源用電源回路。
【請求項２】
前記複数の電圧変換回路が複数のスイッチを含み、前記制御回路が、前記複数のスイッチにおけるあるスイッチを非導電性状態下に配置させ、かくして前記複数のスイッチにおける当該あるスイッチによっては、当該あるスイッチに関連する光源用電源回路の出力チャンネルに接続した光源に電力が送達されない請求項１に記載の光源用電源回路。
【請求項３】
前記保護スイッチがフロントエンド回路の低出力側と複数の電圧変換回路との間に連結される請求項１に記載の光源用電源回路。
【請求項４】
前記複数の電圧変換回路が複数のスイッチング電源回路であり、電流センサが少なくとも１つの抵抗を含み、当該少なくとも１つの抵抗が前記複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路に連結されて当該複数のスイッチング電源回路の通過電流を検出する請求項３に記載の光源用電源回路。
【請求項５】
保護スイッチが、コントローラに接続したゲートトランジスタ、前記少なくとも１つの抵抗に接続した電源、前記複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路に接続したドレインを含む請求項４に記載の光源用電源回路。
【請求項６】
前記ドレインが前記複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路のスイッチ部分に抵抗を介して連結される請求項５に記載の光源用電源回路。
【請求項７】
前記保護スイッチが、フロントエンド回路のハイサイド出力と複数の電圧変換回路との間に連結される請求項１に記載の光源用電源回路。
【請求項８】
電流センサが、フロントエンド回路のローサイド出力と接地との間に連結した少なくとも１つの抵抗を含む請求項７に記載の光源用電源回路。
【請求項９】
前記バイパススイッチがトランジスタを含む請求項１に記載の光源用電源回路。
【請求項１０】
多チャンネル／出力型の光源用電源回路であって、
入力電圧を受けて安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を提供する構成を有するフロントエンド回路、
複数の電圧変換回路にして、各電圧変換回路がバックコンバータとして構成され且つ前記安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を受け且つ多数の出力チャンネルの関連する１つに別個の関連するＤＣ出力を提供する構成を有する複数の電圧変換回路、
前記複数の電圧変換回路とフロントエンド回路のローサイド出力との間に連結した保護スイッチにして、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路に繋ぐ導電性状態と、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路から切断させる非導電性状態とを有する保護スイッチ、
前記複数の電圧変換回路に接続した電流検出回路にして、電流センサと、該電流センサに平行接続したバイパススイッチとを含み、該バイパススイッチが、電流を電流センサの周囲に分路させる導電性状態と、電流センサに電流を通過させる非導電性状態とを有し、かくして、前記バイパススイッチが非導電性状態の場合は電流センサを横断する電圧が、前記複数の電圧変換回路の少なくとも１つの電圧変換回路の通過電流を表す電流検出出力を確立する電流検出回路、
多数の出力チャンネルに接続した光源に電力が送達されないよう前記保護スイッチを非導電性状態下に配置させる出力を提供する構成を有する制御回路にして、当該出力を前記電流検出出力に応じて提供する制御回路、
を含む光源用電源回路。
【請求項１１】
前記複数の電圧変換回路が複数のスイッチング電源回路であり、電流センサが、当該複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路に接続した少なくとも１つの抵抗を含む請求項１０に記載の光源用電源回路。
【請求項１２】
バイパススイッチがトランジスタを含む請求項１１に記載の光源用電源回路。
【請求項１３】
多数の出力チャンネル型の電源の１つ以上の出力チャンネルを過大電力供給から保護する方法であって、
電流センサに平行接続したバイパススイッチを非導電性状態下に配置すること、
複数の電圧変換回路の各電圧変換回路を無効化し、前記複数の電圧変換回路が前記１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源に電力を供給しないようにすること、
電流センサを介して電流を検出し、前記電圧変換回路無効化後における前記複数の電圧変換回路の通過電流を表す電流検出出力を確立すること、
該電流検出出力が所定レベル以上であるか否かを検出し、所定レベル以上であれば前記複数の電圧変換回路からフロントエンド回路を切断し、所定レベル以上でなければバイパススイッチを導電性状態下に配置して電流センサ周囲に電流を分路させ、かくして複数の電圧変換回路の各電圧変換回路を有効化して１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源に電力を供給させること、
を含む方法。
【請求項１４】
前記複数の電圧変換回路の各電圧変換回路の無効化が、前記複数の電圧変換回路の各電圧変換回路のスイッチ部分を非導電性状態下に配置することを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の電圧変換回路からのフロントエンド回路の切断が、フロントエンド回路と複数の電圧変換回路との間に連結した保護スイッチ状態を変化させることを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
多数の出力チャンネルを有する光源用電源回路であって、
入力電圧を受け、安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を提供する構成を有するフロントエンド回路、
複数の電圧変換回路にして、各電圧変換回路が前記安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を受け且つ多数の出力チャンネルの関連する１つに別個の関連するＤＣ出力を提供する構成を有する複数の電圧変換回路、
前記複数の電圧変換回路とフロントエンド回路との間に連結した保護スイッチにして、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路に接続する導電性状態と、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路から切断する非導電性状態とを有する保護スイッチ、
前記複数の電圧変換回路に接続した電流検出回路にして、電流センサと、該電流センサに平行接続したバイパススイッチとを含み、該バイパススイッチが、電流を電流センサの周囲に分路させる導電性状態と、電流センサに電流を通過させる非導電性状態とを有し、かくして、前記バイパススイッチが非導電性状態の場合は、電流センサを横断する電圧が、前記複数の電圧変換回路の少なくとも１つの電圧変換回路の通過電流を表す電流検出出力を確立する電流検出回路、
前記保護スイッチを前記電流検出出力に応じて非導電性状態下に配置する構成を有する制御回路、
を含む光源用電源回路。
【請求項２】
前記複数の電圧変換回路が複数のスイッチを含み、前記制御回路が、前記複数のスイッチにおけるあるスイッチを非導電性状態下に配置させ、かくして前記複数のスイッチにおける当該あるスイッチによっては、当該あるスイッチに関連する光源用電源回路の出力チャンネルに接続した光源に電力が送達されない請求項１に記載の光源用電源回路。
【請求項３】
前記保護スイッチがフロントエンド回路の低出力側と複数の電圧変換回路との間に連結される請求項１に記載の光源用電源回路。
【請求項４】
前記複数の電圧変換回路が複数のスイッチング電源回路であり、電流センサが少なくとも１つの抵抗を含み、当該少なくとも１つの抵抗が前記複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路に連結されて当該複数のスイッチング電源回路の通過電流を検出する請求項３に記載の光源用電源回路。
【請求項５】
保護スイッチが、コントローラに接続したゲートトランジスタ、前記少なくとも１つの抵抗に接続した電源、前記複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路に接続したドレインを含む請求項４に記載の光源用電源回路。
【請求項６】
前記ドレインが前記複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路のスイッチ部分に抵抗を介して連結される請求項５に記載の光源用電源回路。
【請求項７】
前記保護スイッチが、フロントエンド回路のハイサイド出力と複数の電圧変換回路との間に連結される請求項１に記載の光源用電源回路。
【請求項８】
電流センサが、フロントエンド回路のローサイド出力と接地との間に連結した少なくとも１つの抵抗を含む請求項７に記載の光源用電源回路。
【請求項９】
前記バイパススイッチがトランジスタを含む請求項１に記載の光源用電源回路。
【請求項１０】
多チャンネル／出力型の光源用電源回路であって、
入力電圧を受けて安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を提供する構成を有するフロントエンド回路、
複数の電圧変換回路にして、各電圧変換回路がバックコンバータとして構成され且つ前記安定化したフロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を受け且つ多数の出力チャンネルの関連する１つに別個の関連するＤＣ出力を提供する構成を有する複数の電圧変換回路、
前記複数の電圧変換回路とフロントエンド回路のローサイド出力との間に連結した保護スイッチにして、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路に繋ぐ導電性状態と、前記フロントエンド直流（ＤＣ）出力電圧を前記複数の電圧変換回路から切断させる非導電性状態とを有する保護スイッチ、
前記複数の電圧変換回路に接続した電流検出回路にして、電流センサと、該電流センサに平行接続したバイパススイッチとを含み、該バイパススイッチが、電流を電流センサの周囲に分路させる導電性状態と、電流センサに電流を通過させる非導電性状態とを有し、かくして、前記バイパススイッチが非導電性状態の場合は電流センサを横断する電圧が、前記複数の電圧変換回路の少なくとも１つの電圧変換回路の通過電流を表す電流検出出力を確立する電流検出回路、
多数の出力チャンネルに接続した光源に電力が送達されないよう前記保護スイッチを非導電性状態下に配置させる出力を提供する構成を有する制御回路にして、当該出力を前記電流検出出力に応じて提供する制御回路、
を含む光源用電源回路。
【請求項１１】
前記複数の電圧変換回路が複数のスイッチング電源回路であり、電流センサが、当該複数のスイッチング電源回路の各スイッチング電源回路に接続した少なくとも１つの抵抗を含む請求項１０に記載の光源用電源回路。
【請求項１２】
バイパススイッチがトランジスタを含む請求項１１に記載の光源用電源回路。
【請求項１３】
多数の出力チャンネル型の電源の１つ以上の出力チャンネルを過大電力供給から保護する方法であって、
電流センサに平行接続したバイパススイッチを非導電性状態下に配置すること、
複数の電圧変換回路の各電圧変換回路を無効化し、前記複数の電圧変換回路が前記１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源に電力を供給しないようにすること、
電流センサを介して電流を検出し、前記電圧変換回路無効化後における前記複数の電圧変換回路の通過電流を表す電流検出出力を確立すること、
該電流検出出力が所定レベル以上であるか否かを検出し、所定レベル以上であれば前記複数の電圧変換回路からフロントエンド回路を切断し、所定レベル以上でなければバイパススイッチを導電性状態下に配置して電流センサ周囲に電流を分路させ、かくして複数の電圧変換回路の各電圧変換回路を有効化して１つ以上の出力チャンネルに接続した１つ以上の光源に電力を供給させること、
を含む方法。
【請求項１４】
前記複数の電圧変換回路の各電圧変換回路の無効化が、前記複数の電圧変換回路の各電圧変換回路のスイッチ部分を非導電性状態下に配置することを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の電圧変換回路からのフロントエンド回路の切断が、フロントエンド回路と複数の電圧変換回路との間に連結した保護スイッチ状態を変化させることを含む請求項１３に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２５６５９９（Ｐ２０１２−２５６５９９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１３１９７６（Ｐ２０１２−１３１９７６）
【出願日】平成２４年６月１１日（２０１２．６．１１）
【出願人】（３１１００６５０４）オスラム・シルバニア・インコーポレイテッド (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１３１９７６（Ｐ２０１２−１３１９７６）
【出願日】平成２４年６月１１日（２０１２．６．１１）
【出願人】（３１１００６５０４）オスラム・シルバニア・インコーポレイテッド (30)
【Ｆターム（参考）】
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