ＬＥＤ電源の検出および制御
回路は、電源から受信された信号を分析することによって、ＬＥＤを駆動する電源のタイプを検出する。回路は、決定されたタイプに基づいて、ＬＥＤの挙動、例えば、調光器に対して、または熱状態に対してＬＥＤの応答を制御する。別の実施形態は、入ってくる電力信号において検出されたデューティサイクルに基づいてＬＥＤを調光する。熱管理回路は、ＬＥＤの温度を検出し、ＬＥＤの熱動作範囲を得て、そして応答として制御信号を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２００９年１１月１７日に出願した米国仮特許出願第６１／２６１，９９１号の優先権および利益を主張する。上記出願が、全体として参照することによって本明細書において援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明の実施形態は、概して、ＬＥＤ光源に関し、より具体的には、異なるタイプの電源を用いてＬＥＤ光源に電力を供給すること、ＬＥＤ光源の調光器制御、およびＬＥＤ光源の熱管理に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
ＬＥＤ光源（すなわち、ＬＥＤランプ、またはより親しみに、ＬＥＤ「電球」）は、従来タイプの光源に代わって、エネルギー効率的な光源を提供するが、典型的に、光源内のＬＥＤに正確に電力を供給するための特殊化したサーキットリーを要求する。本明細書に使用されるように、用語ＬＥＤ光源、ランプ、および／または電球は、ＬＥＤドライバーおよび支持サーキットリー（「ＬＥＤモジュール」）を含むシステムだけではなく、実際のＬＥＤも指す。ＬＥＤ光源が従来の光源の代わりに広い受け入れを得るために、その支持サーキットリーは、できるだけ多くのタイプの既存照明システムに適合しなければならない。例えば、白熱電球が、直接にＡＣメイン電圧に接続され得、ハロゲン光システムは、ハロゲン電球に１２または２４ＶＡＣを供給するために、磁気または電気変圧器を使用し得、他の光源が、ＤＣ電流または電圧によって電力を供給され得る。さらに、ＡＣメイン電圧は、国によって変動し得る（例えば、米国には、６０Ｈｚであるが、欧州には、５０Ｈｚである）。
【０００４】
現在のＬＥＤ光源は、上記タイプの照明システム構成の一部分のみに適合し、それらが適合する場合にも、それらは、従来の電球の体験と同様な体験をユーザーに提供しない場合がある。例えば、ＬＥＤ交換電球は、従来の電球の応答と同様な方法で調光器の制御に応答しない場合がある。特に、設計するのにおける困難の１つは、ハロゲン交換ＬＥＤ光源が、ハロゲン電球に電力を供給するために、最初に使用され得る２種類の変圧器（すなわち、磁気および電気変圧器）と適合することである。磁気変圧器は、１対の結合されたインダクターからなり、インダクターは、各インダクターの巻線の数に基づいて入力電圧を上げ、または下げ、その一方で、電気変圧器は、磁気変圧器の低周波数（６０Ｈｚ）出力に近似する高周波数（すなわち、１００ｋＨｚ以上）ＡＣ電圧を生成する複雑な電気回路である。図１は、電気変圧器の出力１０２のグラフ１００である。出力１０２の包絡線１０４は、低周波数信号、例えば、磁気変圧器によって生成されたものに近似する。図２は、電気変圧器によって生成された別のタイプの出力２０２のグラフ２００である。この例において、出力２０２は、６０Ｈｚの半周期２０６内に仮想グラウンド２０４に対して一定の極性を維持していない。従って、磁気変圧器と電気変圧器とは、異なって挙動、１つで働くように設計された回路は、もう１つで働かない場合もある。
【０００５】
例えば、磁気変圧器は、任意のレベルの負荷に対して正規ＡＣ波形を生成し、電気変圧器は、それらのパルス列出力の部分が間欠であるかまたは全体的にカットオフされる最小の負荷要求を有する。図３に示されるグラフ３００は、軽い負荷３０２に対する電気変圧器の出力と、負荷のない３０４電気変圧器の出力とを例示する。各場合において、出力の一部分３０６が切り取られ、これらの部分３０６が、本明細書においてアンダー負荷デッドタイム（「ＵＬＤＴ」）と呼ばれる。ＬＥＤモジュールは、さらなる変更なしに、ハロゲン電球に対して設計された電圧器によって可能にされる電力より少ない電力を引き抜き得、変圧器にＵＬＤＴ領域３０６内に動作させ得る。
【０００６】
この問題を回避するために、いくつかのＬＥＤ光源は、「ブリーダー」回路を使用し、ブリーダー回路は、ハロゲン光の変圧器から追加の電力を引き抜き、その結果、それは、ＵＬＤＴ挙動において係合しない。ブリーダーを用いて、任意のクリッピングは、ＵＬＤＴではなく、調光器によって引き起こされるように仮定され得る。ブリーダー回路が、光を生成しないが、それは、単に電力を消費し、低電力応用に適合しない場合もある。実際は、ＬＥＤ光源が、そのより低電力の要求に対して、一部分には従来以上の明るさを望まれ、ブリーダー回路の使用が、この利点に反して働く。加えて、またＬＥＤ光源が磁気変圧器と共に使用される場合に、ブリーダー回路がもはや必要がなく、それでもなお電力を消費する。
【０００７】
調光器回路は、磁気変圧器と電気変圧器との間に適合しない別の部分である。調光器回路は、典型的に、位相調光として知られた方法で動作し、調光器入力波形の一部分が、波形の切り取られたバージョンを生成するようにカットオフされる。図４に示されるグラフ４００は、リーディングエッジポイント４０４をカットオフすることによる磁気変圧器の出力を調光した結果４０２と、トレーリングエッジ４０８をカットオフすることによる電気変圧器の出力を調光した結果４０６とを例示する。クリッピングの持続時間(すなわち、デューティサイクル)は、望まれた調光のレベルに対応し、より多くのクリッピングが、調光器の光を生成する。従って切り取られた入力波形が、（供給された電力の量、従ってランプの明るさを決定するクリッピングの程度で）直接にランプに電力を供給する、白熱光のための調光器回路と違って、ＬＥＤシステムにおいて、受信した入力波形が調整された電源に電力を供給するように使用され得、次に、ＬＥＤに電力を供給する。従って、入力波形は、調光器設定を推定するように分析され得、その入力波形に基づいて、調整されたＬＥＤ電源の出力が、意図される調光レベルを提供するように調節される。
【０００８】
磁気変圧器調光器回路の１つの実装は、入力波形がゼロ交差４１０にあり、またはその付近にある時間を測定し、この時間の比例関数である制御信号を生成する。次に、制御信号は、ＬＥＤに提供される電力を調節する。磁気変圧器の出力（例えば、出力４０２）が、ハーフサイクルの始まりまたは終わりのみにあるゼロ交差４１０にあり、またはその付近にあるので、このタイプの調光器回路は、意図される結果を生成する。しかしながら、電気変圧器の出力（例えば、出力４０６）は、その高周波数パルス列の挙動に起因する、波形の切り取られない部分の間に多数回でゼロに接近する。それゆえに、ゼロ交差検出スキームは、これらの短い持続時間のゼロ交差を濾過しなければならないが、なお意図される調光レベルの短い持続時間において小さな変化に応答するのに十分に敏感である。
【０００９】
電気変圧器が、典型的にＵＬＤＴ防止回路（例えば、ブリーダー回路）を利用するので、簡単なゼロ交差ベースの調光検出方法が働かない。調光器回路が、入力波形の一部分切り取る場合に、ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤに対して電力を減少させることによって応答する。応答として、電気変圧器は、ＡＣ波形のより多くのを切り取ることによってより軽い負荷に応答し、ＬＥＤモジュールは、さらなる調光に対する要求として解釈し、さらにＬＥＤの電力を減少させる。次に、変圧器のＵＬＤＴが、より多くのを切り取り、このサイクルが、光が完全に消されるまで繰り返される。
【００１０】
電気変圧器を用いる調光器の使用は、なお変圧器のＵＬＤＴ挙動に起因するもう一つの問題を引き起こし得る。１つの状態において、調光器は、ＬＥＤ光の明るさを減少させるように調節される。応答として、定電流ドライバーは、ＬＥＤ光源によって引き抜かれる電流を減少させ、それによって、変圧器の負荷を減少させる。負荷が一定の要求された最小値以下に減少する場合に、変圧器は、ＵＬＤＴ挙動において係合し、ＬＥＤ供給源に供給される電力を減少させる。応答として、ＬＥＤドライバーは、再び光の明るさを減少させ、変圧器の負荷が、変圧器にその電力出力をより多く減少させることをさらにさせる。結局、このサイクルは、ＬＥＤ光を完全に消すことをもたらす。
【００１１】
さらに、電気変圧器は、およそ磁気変圧器に同等である方式で、抵抗負荷、例えばハロゲン電球に電力を供給するように設計される。しかしながら、ＬＥＤ光源は、電気変圧器に対してより小さく、より非線形の負荷を示し、非常に異なる挙動を引き起こし得る。ハロゲン電球の明るさは、およそその入力電力に比例するが、ＬＥＤの非線形特性は、その明るさがその入力電力に比例しない場合もあることを意味する。概して、ＬＥＤ光源は、定電流ドライバーが直線の応答を提供することを要求する。それゆえに、ハロゲン電球に対して設計される調光器が、電気変圧器を用いてＬＥＤ供給源に電力を供給するために使用される場合に、応答は、予測される直線、漸増の応答ではなく、むしろ非線形および／または階段形の増光または減光であり得る。
【００１２】
加えて、ＬＥＤの熱管理のための既存アナログ方法は、線形の応答かまたはサーミスターの応答特徴を必要とする。アナログ熱管理回路は、絶対に製造制限を超過しないように構成され得るが、線形／サーミスターの応答は、実際の応答を生成しそうではない（例えば、ＬＥＤは、常に、それが他の方法であり得る明るさと同じでない場合もある）。さらに、熱を融合し、レベルパラメータを調光するための従来技術は、合計または乗算を行う。これらのアプローチの欠点は、エンドユーザーが熱いランプを調光し得るが、ランプが調光に応じて冷えるときに、ランプの熱制限が増大し、調光レベルおよび熱制限の合計または乗算が、所望のレベルより明るい光の増加をもたらすことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
それゆえに、既存電球に電力を供給し、そして／または制御するように使用される変圧器および／または調光器のタイプにかかわらず、異なるタイプの既存電球を取り替えることが可能である、電力効率的、電源不特定のＬＥＤ光源に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（要約）
概して、本発明の実施形態は、ＬＥＤドライバー回路を制御するためのシステムおよび方法を含み、その結果、ＬＥＤドライバー回路は、使用された電源のタイプにかかわらずに動作する。ＬＥＤを駆動する電源のタイプを分析することによって、制御回路は、検出されたタイプの電源とインターフェースでつなぐために、ＬＥＤドライバー回路の挙動を変更することが可能である。例えば、変圧器出力波形が、その周波数成分を検出するために分析され得る。高周波数成分の存在は、例えば、変圧器が電気的であることを示唆し、高周波数成分の欠如は、磁気変圧器の存在を示す。
【００１５】
本発明の実施形態に従う調光器アダプターは、ＬＥＤランプが、既存調光器システムを用いて、便利なドロップイン取り替えであることを可能にする。入力電力信号のデューティサイクルを推定し、そしてそこから調光レベルを推断することによって、調光器アダプターは、応答として調光信号を生成する。検出された変圧器のタイプに依存して、調光信号は、調光の範囲を調節し得、その結果、例えば、電気変圧器には、電流の不足がない。
【００１６】
熱管理回路は、ＬＥＤの現在の熱動作ポイントを決定する。ＬＥＤのそのタイプまたはカテゴリーに特有の、格納された熱動作範囲データを参照することによって、回路は、従ってＬＥＤへの電力を調整することが可能である。格納された熱動作範囲データは、例えば、サーミスターの使用を介して推定されたデータより正確であり、従って、回路は、ＬＥＤを、他の方法より明るく働かせることが可能である。
【００１７】
従って、１つの局面において、検出された電源のタイプに従ってＬＥＤドライバーの挙動を変更する回路は、アナライザーおよび生成器を含む。アナライザーは、少なくとも一部分に、電源から受信された電力信号に基づいて電源のタイプを決定する。生成器は、ＬＥＤドライバーの挙動を制御するために、少なくとも一部分に、電源の決定されたタイプに基づいて制御信号を生成する。
【００１８】
さまざまな実施形態において、電源のタイプは、ＤＣ電源、磁気変圧器電源、または電気変圧器電源、および／または電源のメーカーまたはモデルを含む。アナライザーは、デジタル論理を含み得る。ＬＥＤドライバーの挙動は、電圧出力レベルまたは電流出力レベルを含み得る。入力／出力ポートは、アナライザーと生成器とのうちの少なくとも１つと連結し得る。アナライザーは、電力信号の周波数を決定する周波数アナライザーを含み得る。調光器制御回路は、調光器設定に従って、制御信号を変更することによって、ＬＥＤドライバーの出力を調光し得る。
【００１９】
ブリーダー制御回路は、電源の負荷を増大させるようにブリーダー回路を選択的に係合することによって動作領域内電源を維持し得る。熱制御回路は、オーバー温度状態に従って制御信号を変更させることによって、ＬＥＤドライバーの出力を減少させ得る。生成された制御信号は、電圧制御信号、電流制御信号、またはパルス幅変調の制御信号を含み得る。
【００２０】
概して、別の局面において、方法は、検出された電源のタイプに従ってＬＥＤドライバー回路の挙動を変更する。電源のタイプが、少なくとも一部分に、電源から受信された電力信号を分析することに基づいて決定される。ＬＥＤドライバーの挙動が、少なくとも一部分に、電源の決定されたタイプに基づいて制御される。
【００２１】
さまざまな実施形態において、電源のタイプを決定することは、電源の信号の周波数を検出することを含む。周波数が、１秒より短い時間で、または１０分の１秒より短い時間で検出され得る。挙動を変更することは、出力電圧レベルまたは出力電流レベルを変更することを含み得る。電源の負荷が検出され得、電源のタイプを決定することは、検出された周波数を検出された負荷と１組にすることをさらに含み得る。電源の負荷が、制御信号を用いて変化され得、変化された負荷での電源の信号の周波数を測定する。電源にＡＣメイン電力を供給する国または地域が検出され得る。制御信号を生成することは、電圧制御信号、電流制御信号、またはパルス幅変調の制御信号のうちの少なくとも１つを生成することを含み得る。
【００２２】
概して、別の局面において、調光信号に応答する調光器アダプターは、ＬＥＤを調光する。デューティサイクル推定器は、入力電力信号のデューティサイクルを推定する。信号生成器は、推定されたデューティサイクルに応じて調光信号を生成する。
【００２３】
さまざまな実施形態において、変圧器タイプ検出器は、入力電力信号を生成するために使用された変圧器のタイプを検出する。デューティサイクル推定器は、少なくとも一部分に、検出された変圧器タイプに基づいてデューティサイクルを推定し得る。デューティサイクル推定器は、ゼロ交差検出器を含み得、ゼロ交差検出器は、所定の閾値より小さい、連続したゼロ交差の間の時間期間を有するゼロ交差信号を濾過するフィルターを含み得る。位相クリップ推定器は、調光信号の位相クリッピングを推定し得、ブリーダー制御回路は、少なくとも一部分に、推定された位相クリッピングに基づいて、ブリーダー回路を制御し得る。位相クリップ推定器は、少なくとも一部分に事前に観察されたサイクルに基づいて位相クリッピングがいつ開始するかまたは終了するかを決定し得る。ブリーダー制御回路は、位相クリッピングの始まりの前に、ブリーダー回路を有効にさせ得、そして／または、位相クリッピングの終了の後に、ブリーダー回路を無効にさせ得る。
【００２４】
概して、別の局面において、方法は、調光信号に応じてＬＥＤを調光する。入力電力信号のデューティサイクルが推定され、推定されたデューティサイクルに応じて調光信号が生成される。
【００２５】
さまざまな実施形態において、入力電力信号を生成するために使用された変圧器のタイプが検出される。デューティサイクルを推定することは、入力電力信号のゼロ交差を検出することを含み得、高周波数ゼロ交差が濾過され得る。位相クリッピングが、調光信号において推定され得、ブリーダー回路が、位相クリッピングの間に係合され得る。ブリーダー回路が係合される間に、デューティサイクルが推定され得る。
【００２６】
概して、別の局面において、ＬＥＤのための熱管理回路は、ＬＥＤの現在の熱動作ポイントを決定するサーキットリーを含む。さらに、サーキットリーは、ＬＥＤの熱動作範囲を得る。生成器は、少なくとも一部分に、現在の熱動作ポイントと熱動作範囲とに基づいて、ＬＥＤに送出される電力を調節する制御信号を生成する。
【００２７】
さまざまな実施形態において、熱センサーは、ＬＥＤの現在の熱動作ポイントを測定する。記憶デバイス（例えば、ルックアップテーブル）は、ＬＥＤの熱動作範囲を格納し得る。調光器制御回路は、調光器設定に従って、ＬＥＤを調光し得る。制御信号が、少なくとも一部分に、調光器設定または現在の熱動作ポイントに基づいて生成され得る。比較回路は、調光器設定および熱動作ポイントのうちの小さい方を選択し得、制御信号が、少なくとも一部分に、比較回路の出力に基づいて生成され得る。
【００２８】
概して、別の局面において、ＬＥＤに対する熱管理の方法は、ＬＥＤの温度を検出することを含む。ＬＥＤの熱動作範囲が、検出された温度で得られる。ＬＥＤに送出される電力が、少なくとも一部分に、ＬＥＤの熱動作範囲に基づいて調節される。
【００２９】
さまざまな実施形態において、ＬＥＤの熱動作範囲を得ることは、ルックアップテーブルを参照することを含む。ルックアップテーブルは、ＬＥＤの熱対電力のデータを含み得る。ＬＥＤの温度を検出することは、熱センサーから入力を受信することを含み得る。ＬＥＤに送出される電力を調節することは、熱動作範囲内に、ＬＥＤを、ＬＥＤの最大の明るさレベルに設定することを含み得る。ＬＥＤに送出される電力を調節することはさらに、一部分に、調光器設定に基づき得る。調光器設定と温度とが比較され得、ＬＥＤに送出される電力が、少なくとも一部分に、調光器設定と温度とのうちの小さい方に基づいて調節され得る。比較が、デジタル方式で行われ得る。
【００３０】
ここで開示された本発明の利点および特徴と共に、これらの主題および他の主題は、以下の説明、添付の図面、および請求範囲を参照してより明白になる。さらに、本明細書に説明されるさまざまな実施形態の特徴が互いに排他的ではなく、さまざまな組み合わせおよび交換において存在し得ることが理解されるべきである。
【００３１】
図面において、同様な参照文字は、概して異なる図面を通じて同じ部分を指す。以下の説明において、本発明のさまざまな実施形態が、以下の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、電気変圧器の出力のグラフである。
【図２】図２は、電気変圧器の別の出力のグラフである。
【図３】図３は、異なる負荷状態下の電気変圧器の出力のグラフである。
【図４】図４は、変圧器の出力を調光した結果のグラフである。
【図５】図５は、本発明の実施形態に従ってＬＥＤ照明回路のブロックダイヤグラムである。
【図６】図６は、本発明の実施形態に従ってＬＥＤモジュール回路のブロックダイヤグラムである。
【図７】図７は、本発明の実施形態に従ってＬＥＤモジュールを制御するプロセッサのブロックダイヤグラムである。
【図８】図８は、本発明の実施形態に従ってＬＥＤモジュールを制御するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（詳細な説明）
図５は、本発明のさまざまな実施形態のブロックダイヤグラム５００を例示する。変圧器５０２は、変圧器入力信号５０４を受信し、変圧された出力５０６を提供する。変圧器５０２は、磁気変圧器または電気変圧器であり得、出力信号５０６は、低周波数（約１２０Ｈｚより低く、または等しい）ＡＣ信号、または高周波数（約１２０Ｈｚより高い）ＡＣ信号であり得る。変圧器５０２は、例えば、ステップダウン６０Ｈｚ出力信号５０６（または、変圧器５０２が電気変圧器である場合に、出力信号の重なり）を提供する５：１変圧器または１０：１変圧器であり得る。変圧器出力信号５０６は、ＬＥＤモジュール５０８によって受信され、ＬＥＤモジュール５０８は、変圧器出力信号５０６を、１つ以上のＬＥＤ５１０に電力を供給するために適切な信号に変換する。本発明の実施形態に従って、以下により詳細に説明されるように、ＬＥＤモジュール５０８は、変圧器５０２のタイプを検出し、その挙動を警告し、従ってＬＥＤ５１０に一定の電源を提供する。
【００３４】
さまざまな実施形態において、変圧器入力信号５０４は、ＡＣメイン信号５１２であり得、またはそれが調光器回路５１４から受信され得る。調光器回路は、例えば、壁調光器回路またはランプに取り付けられた調光器回路であり得る。従来のヒートシンク５１６は、ＬＥＤモジュール５０８の部分を冷却するために使用され得る。ＬＥＤモジュール５０８およびＬＥＤ５１０は、ＬＥＤアセンブリ５１８（また、ＬＥＤランプまたはＬＥＤ「電球」として知られる）の一部分であり得、ＬＥＤアセンブリ５１８は、美的、かつ／または機能性の要素、例えば、レンズ５２０およびカバー５２２を含み得る。
【００３５】
ＬＥＤモジュール５０８は、ＬＥＤ５１０、レンズ５２０、および／またはカバー５２０を取り付けるために適切な剛性部材を含み得る。剛性部材は、１つ以上の回路部品が取り付けられ得るプリント回路基板であり得る（または含み得る）。回路部品は、受動部品（例えば、キャパシター、抵抗器、インダクター、ヒューズ等）、基礎半導体部品（例えば、ダイオードおよびトランジスター）、および／または集積回路チップ（例えば、アナログ、デジタル、または混合信号チップ、プロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途の集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ等）を含み得る。ＬＥＤモジュール５０８に含まれる回路部品は、変圧器出力信号５０６を、ＬＥＤ５０２を明るくするための適切な信号に適合させるように組み合わせる。
【００３６】
１つのこのようなＬＥＤモジュール回路６００のブロックダイヤグラムが図６に例示される。変圧器出力信号５０６が、入力信号Ｖｉｎとして受信される。１つ以上のヒューズ６０２は、入力信号Ｖｉｎのオーバー電圧またはオーバー電流の状態からＬＥＤモジュール６００のサーキットリーを保護するために使用され得る。図に示されるように、１つのヒューズが、入力信号Ｖｉｎの１つの極性で使用され得、または２つのヒューズが使用され得る（各極性に対して、１つがある）。１つの実施形態において、ヒューズは、１．７５ａｍｐヒューズである。
【００３７】
整流器ブリッジ６０４が、入力信号Ｖｉｎを整流するために使用される。整流器ブリッジ６０４は、例えば、半波または全波整流器であり得、ダイオードまたは入力信号Ｖｉｎを整流するための他の一方向のデバイスを使用し得る。本発明は、任意の特定タイプの整流器、またここで使用される任意のタイプの部品に限定されない。当業者が理解されるように、ＡＣのような入力信号ＶｉｎをＤＣのような出力信号６０６に変更することが可能である任意のブリッジ６０４が本発明に適合している。
【００３８】
調整器ＩＣ６０８は、整流器出力６０６を受信し、その出力を調整された出力６１０に変換する。１つの実施形態において、調整された出力６１０は、ＬＥＤ６１２の許容制限内の電流レベルでＬＥＤ６１２を駆動するように校正された定電流信号である。他の実施形態において、調整された出力６１０は、調整された電圧供給であり、ＬＥＤ６１２を通る電流を制限するための安定器（例えば、抵抗型、無効型、および／または電気的安定器と共に使用され得る。
【００３９】
ＤＣ−ＤＣコンバータは、調整された出力６１０を変更するように使用され得る。１つの実施形態において、図６に示されるように、ブースト調整器６１４が、調整された出力６１０の電圧または電流レベルを増大させるために使用される。他の実施形態において、バックコンバータまたはブースト−バックコンバータが使用され得る。ＤＣ−ＤＣコンバータ６１４は、調整器ＩＣ６０８内に組み込まれ得、または別個の部品であり得る。いくつかの実施形態において、ＤＣ−ＤＣコンバータ６１４が全然存在しない場合もある。
【００４０】
プロセッサ６１６が、本発明の実施形態に従って、少なくとも一部分に、ブリッジ６０４からの受信された信号６１８に基づいて、調整器ＩＣ６０８の挙動を変更するために使用される。他の実施形態において、信号６１８が、ＬＥＤモジュール６００の入力Ｖｉｎに直接に接続される。プロセッサ６１６は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途の集積回路、フィールドプログラマブルグリッドアレイ、または任意の他のタイプのデジタル論理または混合信号回路であり得る。プロセッサ６１６は、その耐久性、および／またはその長い寿命のために、低コスト、低電力であるように選択され得る。入力／出力リンク６２０は、プロセッサ６１６が、調整器ＩＣ６０８に制御および／またはデータ信号を送受信することが可能にする。以下により詳細に説明されるように、熱モニタリングモジュール６２２が、１つ以上のＬＥＤ６１２の熱性質を監視するために使用され得る。プロセッサ６１６はまた、ＬＥＤ６１２または他の部品のランタイムを追跡し、ＬＥＤ６１２または他の部品に印加される電流または履歴電力のレベルを追跡するために使用される。１つの実施形態において、プロセッサ６１６は、ＬＥＤ６１２のランタイム、電力レベル、および推定された寿命のような入力を与えられたＬＥＤ６１２の寿命を予測するために使用され得る。これ、並びに他の情報および／またはコマンドが、入力／出力ポート６２６を介してアクセスされ得、入力／出力ポート６２６は、直列ポート、並列ポート、ＪＴＡＧポート、ネットワークインターフェース、または当技術分野に既知のような任意の他の入力／出力ポート構成であり得る。
【００４１】
プロセッサ６１６の動作は、図７を参照してより詳細に説明される。アナライザー７０２は、入力バス７０４を介して信号６１８を受信する。システムの電源がオンにされ、かつ入力信号６１８がゼロではないときに、アナライザー７０２は、信号６１８を分析し始める。１つの実施形態において、アナライザー７０２は、入力信号６１８の１つ以上の周波数成分を調査する。著しい周波数成分が存在しない（すなわち、任意の周波数の電力レベルが信号の全電力レベルの約５％より少ない）場合に、アナライザーは、入力信号６１８がＤＣ信号であることを決定する。１つ以上の周波数成分が存在し、かつ約１２０Ｈｚより低く、またはそれと同等である場合に、アナライザーは、入力信号６１８が磁気変圧器の出力から引き出されることを決定する。例えば、ＡＣメイン電圧によって供給された磁気変圧器は、６０Ｈｚの周波数を有する信号を出力し、プロセッサ６１６は、信号を受信し、アナライザーは、信号の周波数が１２０Ｈｚより低いことを検出し、かつ信号が磁気変圧器によって生成されたことを断定する。入力信号６１８の１つ以上の周波数成分が、約１２０Ｈｚより高い場合に、アナライザー７０２は、信号６１８が電気変圧器によって生成されたことを断定する。この場合において、信号６１８の周波数は、１２０Ｈｚより著しく高い（例えば、５０ｋＨｚまたは１００ｋＨｚ）であり得る。
【００４２】
アナライザー７０２は、当技術分野に既知の任意の周波数検出を利用し、入力信号６１８の周波数を検出し得る。例えば、周波数検出器は、アナログベースの回路、例えば、位相−周波数検出器であり得、または周波数検出器は、デジタル回路であり得、デジタル回路は、入力信号６１８をサンプル化し、周波数を決定するためにサンプル化されたデジタルデータを処理する。１つの実施形態において、アナライザー７０２は、調整器ＩＣ６０８によって示される負荷状況を検出する。例えば、アナライザー７０２は、調整器ＩＣ６０８の現在動作ポイントを表す信号を受信し得、その入力負荷を決定し得、代替的には、調整器ＩＣ６０８は、その入力負荷を直接に報告し得る。別の実施形態において、アナライザー７０２は、制御信号を調整器ＩＣ６０８に送信し得、調整器ＩＣ６０８が、それが特定の入力負荷を示すように自身を構成することを要求する。１つの実施形態において、プロセッサ６１６は、以下にさらに説明されるように、負荷を変化させるために、調光制御信号を使用し得る。
【００４３】
アナライザー７０２は、変圧器５０２についてのさらなる情報を引き出すために、決定された入力負荷をその負荷で検出された周波数と相関させ得る。例えば、変圧器５０２、特に電気変圧器のメーカーおよび／またはモデルが、この情報から検出され得る。アナライザー７０２は、記憶デバイス７１４を含み得、記憶デバイス７１４は、読み取り専用メモリ、フラッシュメモリ、ルックアップテーブル、または任意の他の記憶デバイスであり、かつデバイス、周波数、および負荷についてのデータを含み得る。１つ以上の負荷−周波数データポイントを用いて記憶デバイスをアドレス付けることは、変圧器５０２のタイプの決定をもたらし得る。記憶デバイス７１４は、そこに格納されたデータに対して離散的データまたは期待された範囲を含み得る。１つの実施形態において、検出された負荷および周波数情報は、格納された値または範囲にマッチングされ得る。別の実施形態において、格納された値または範囲の最良のマッチングが選択される。
【００４４】
アナライザー７０２はまた、入力信号６１８から、異なる国または地域に使用された異なるＡＣメイン標準を決定し得る。例えば、米国は、６０Ｈｚの周波数を有するＡＣメインを使用し、その一方で欧州は、５０ＨｚのＡＣメインを有する。アナライザー７０２は、この結果を生成器７０４に報告し得、次に、生成器７０４は、調整器ＩＣ６０８に対する適切な制御信号を生成する。調整器ＩＣ６０８は、検出された国または地域に基づいて、その挙動を調節するための回路を含み得る。従って、ＬＥＤモジュール６００は、国または地域不特定であり得る。
【００４５】
アナライザー７０２によって実行された分析は、システムの電源がアップされる際に行い、分析の持続期間は、１秒（例えば、標準ＡＣメイン入力電圧の少なくとも６０サイクルを観察するのに十分な時間）より少ない場合もある。他の実施形態において、分析の持続期間は、１０分の１秒（例えば、標準ＡＣメイン入力電圧の少なくとも５サイクルを観察するのに十分な時間）より少ない場合もある。この時間のスパンは、ユーザーにとって、感知できず、またはほぼ感知できないように十分に短い。分析はまた、ＬＥＤモジュールの動作の間に、他の時間、例えば、所与の閾値による入力供給電圧または周波数の変動のときに、または所要量の時間が経過した後に実行される。
【００４６】
一旦電源／変圧器のタイプが決定されると、生成器回路７０６は、変圧器の検出されたタイプに従って制御信号を生成し、入力／出力バス７０８を介して、入力／出力リンク６２０を通して調整器ＩＣ６０８に制御信号を送信する。調整器ＩＣ６０８は、ＤＣ入力電圧Ｖｉｎを受け入れる第１のモード、低周波数（≦１２０Ｈｚ）入力電圧Ｖｉｎを受け入れる第２のモード、および高周波数（＞１２０Ｈｚ）入力電圧Ｖｉｎを受け入れる第３のモードで動作することが可能であり得る。生成器回路７０６は、アナライザー７０２の決定に基づいて、第１、第２、または第３のモードに進入するように調整器ＩＣ６０８を命令する。従って、ＬＥＤモジュール６００は、幅広い種類の入力電圧および変圧器のタイプに適合する。
【００４７】
プロセッサ６１６はまた、調光器制御回路７１０、ブリーダー制御回路７１２、および／または熱制御回路７１６を含み得る。これらの回路の動作が、以下により詳細に説明される。
【００４８】
（調光器制御）
アナライザー７０２および生成器７０６は、調光器が存在するかまたはしないこと、および調光器が存在する場合に、調光の量に基づいて、調整器ＩＣ６０８のそれらの制御を変更し得る。上流回路に存在する調光器は、図４を参照して上に議論されるように、例えば、クリッピングのための入力電圧６１８を観察することによって検出され得る。典型的には、磁気変圧器と共に働くように設計された調光器は、入力信号のリーディングエッジを切り取り、電気変圧器と共に働くように設計された調光器は、入力信号のトレーリングエッジを切り取る。アナライザー７０２は、いずれのタイプの変圧器によって出力された信号についてのリーディングエッジ調光またはトレーリングエッジ調光を検出し得、ただし、前述のように、最初に変圧器のタイプを検出し、そして入力信号のリーディングエッジおよびトレーリングエッジの両方を調査することによって検出し得る。
【００４９】
一旦調光の存在および／またはタイプが検出されると、生成器７０６および／または調光器制御回路７１０は、検出された調光に基づいて調整器ＩＣ６０８に対して制御信号を生成する。調光器回路７１０は、入力信号６１８のデューティサイクルを推定するためのデューティサイクル推定器７１８を含み得る。デューティサイクル推定器は、当技術分野に既知のデューティサイクル推定の任意の方法を含み得る。１つの実施形態において、デューティサイクル推定器は、入力信号６１８のゼロ交差を検出し、入力信号からデューティサイクルを引き出すためのゼロ交差検出器を含む。前述のように、入力信号６１８は、それが電器変圧器によって生成される場合に、高周波数成分を含み得、この場合において、フィルターが、高周波数ゼロ交差を除去するために使用され得る。例えば、フィルターは、所定の閾値より短い時間期間（例えば、１ミリ秒以下）の間に発生する任意の連続した交差を除去し得る。フィルターは、アナログフィルターであり得、または調光器制御回路７１０のデジタル論理に実装され得る。
【００５０】
１つの実施形態において、調光器制御回路７１０は、入力電圧６１８から、意図される調光のレベルを引き出し、意図される調光レベルを出力制御信号６２０に変える。出力制御信号６２０の調光の量は、ＬＥＤモジュール６００に電力を供給するために使用される変圧器のタイプに依存して変動し得る。
【００５１】
例えば、磁気変圧器５０２が使用される場合に、入力信号６１８に検出されるクリッピングの量（すなわち、信号のデューティサイクル）は、ノンクリッピング（すなわち、約１００％のデューティサイクル）からフルクリッピング（すなわち、約０％のデューティサイクル）まで変動し得る。その一方で、電気変圧器５０２は、前述のアンダー負荷デッドタイムの状態を回避するために、最小量の負荷を要求し、従って０％デューティサイクル近傍のより弱い調光範囲を支持しない場合もある。加えて、いくつかの調光器回路（例えば、１０％〜９０％の調光器回路）は、電力を消費し、従って、下流回路が調光器に利用可能な全電力を受け取ることを防止する。
【００５２】
１つの実施形態において、調光器制御回路７１０は、上流調光器５１４の最大の設定（すなわち、最小量の調光を引き起こす設定）を決定する。最大の調光器設定が、入力信号６１８の直接測定によって決定され得る。例えば、信号６１８が、期間の時間に対して観察され得、最大の調光器設定は、入力信号６１８の最大の観察された電圧、電流、またはデューティサイクルと等しくあり得る。１つの実施形態において、入力信号６１８が連続して監視され、それが現在の最大の調光器レベルより高い電力レベルに達する場合に、最大の調光器レベルは、入力信号６１８の新しく観察されたレベルを用いて更新される。
【００５３】
代替的に、または加えて、上流調光器５１４の最大の設定が、上流変圧器５０２の検出されたタイプに基づいて引き出され得る。１つの実施形態において、磁気および電気変圧器５０２は、同様な最大の調光器設定を有する。他の実施形態において、電気変圧器５０２は、磁気変圧器５０２より低い最大の調光器設定を有する。
【００５４】
同様に、調光器制御回路７１０は、上流調光器５１４の最小の設定（すなわち、最大量の調光を引き起こす設定）を決定する。最大の調光器設定と同様に、最小の設定は、変圧器５１４の検出されたタイプから引き出され得、そして／または入力信号６１８を監視することによって直接に観察され得る。アナライザー７０２および／または調光器制御回路７１０は、前述のように、１つ以上の負荷状況下で入力信号６１８の周波数を観察することによって電気変圧器５１４のメーカーおよびモデルを決定し得、少なくとも一部分に、検出されたメーカーおよびモデルに基づいて最小の調光器設定を決定し得る。例えば、所与モデルの変圧器に対する最小負荷値が既知であり得、調光制御回路７１０は、最小の負荷値に基づいて最小の調光器設定を決定し得る。
【００５５】
一旦入力信号６１８の調光器設定の全範囲が引き出され、または検出されると、調光器入力値の利用可能な範囲がマップ化され、または調整器ＩＣ６０８に対する制御値の範囲に変えられる。１つの実施形態において、調光器制御回路７１０は、ユーザーに調光設定の最良の範囲を提供するために、制御値を選択する。例えば、１０％〜９０％の調光器が使用される場合に、入力信号６１８に対する値の範囲が絶対に０％または１００％に接近しない。従って、他の調光器制御回路において、ＬＥＤ６１２には、絶対に完全なオンまたは完全なオフがない。しかしながら、本発明において、調光器制御回路７１０は、入力信号６１８の９０％の値を最大の調光器設定として認識し、調整器ＩＣ６０８に制御信号を出力し、制御信号が、ＬＥＤ６１２が完全な明るさになるまで電力を供給するようにＩＣ調整器６０８を命令する。同様に、調光器制御回路７１０は、入力信号６１８の１０％の最小値を、ＬＥＤ６１２の完全なオフ状態を生成する値に変える。言い換えると、概して、調光器制御回路７１０は、調整器ＩＣ６０８を制御するための完全な０％〜１００％出力調光範囲に対して入力信号６１８の利用可能な調光範囲（この例には、１０％〜９０％である）をマップ化する。
【００５６】
１つの実施形態において、上流調光器５１４が、その最小値と最大値との間にどこかのポイントに調節されるときに、調光器制御回路７１０は、調整器ＩＣ６０８に対して比例して制御信号６２０を変化させる。他の実施形態において、上流調光器５１４が調節されるときに、調光器制御回路７１０は、線形または対数的に、または全部の回路の挙動によって決められるいくつかの他の機能に従って制御信号６２０を変化させ得る。従って、調光器制御回路７１０は、上流調光器５１４の制御において任意の不一致または非線形性を除去し得る。加えて、前述のように、調光器制御回路７１０は、アンダー負荷デッドタイム状態に起因するＬＥＤ６１２のちらつきを回避するように、制御信号６２０を調節し得る。１つの実施形態において、調光器制御回路７１０は、ちらつきを最小化し、または削除し、調光器５１４が完全に係合されるときに、ＬＥＤをその最低ちらつきのない状態からオフ状態にすばやく遷移させることによって、なお調光器５１４がＬＥＤ６１２を完全に消すことを可能にする。
【００５７】
生成器７０６および／または調光器制御回路７１０は、調整器ＩＣ６０８に対して適切な任意のタイプの制御信号を出力し得る。例えば、調整器ＩＣは、電圧制御信号、電流制御信号、および／またはパルス幅変調の制御信号を受け入れ得る。１つの実施形態において、生成器７０６は、バス６２０にわたって、調整器ＩＣ６０８の出力信号６１０と直接に混合され、またはそれと共に使用される電圧、電流、および／またはパルス幅変調の信号を送信する。他の実施形態において、生成器７０６は、制御のタイプ（例えば、電流、電圧、またはパルス幅変調）に対して適切なデジタルまたはアナログ制御信号を出力し、調整器ＩＣ６０８は、制御信号に基づいてその挙動を変更する。調整器ＩＣ６０８は、ＬＥＤ６１２に対する動作の許容内にＬＥＤ６１２への電流または電圧を減少させること、および／または例えば、パルス幅変調を用いて、ＬＥＤ６１２に電力を供給する信号のデューティサイクルを変化させることによって、調光を実装し得る。
【００５８】
調整器ＩＣ６０８に対して制御信号６２０を計算し、かつ生成するのにおいて、生成器７０６および／または調光器制御回路７１０はまた、一定のエンドユーザーの体験を考慮し得る。例えば、磁気および電気調光セットアップは、調光範囲の上部と下部とにおいて異なるデューティサイクルを生成し、従って、調光の比例するレベルが、各セットアップに対して異なって計算され得る。従って、例えば、磁気変圧器５０２用いて、調光器５１４の設定が、５０％の調光を生成する場合に、その同じ設定は、電気変圧器５０２を用いるときにも５０％の調光を生成する。
【００５９】
（ブリーダー制御）
前述のように、ブリーダー回路が、電気変圧器がＵＬＤＴ状態に落ちることを防止するために使用され得る。ただし、さらに前述のように、ブリーダー回路は、電気変圧器と共に使用される場合に非効率であり、磁気変圧器と共に使用される場合に非効率かつ不要である。しかしながら、本発明の実施形態において、一旦アナライザー７０２が、取り付けられた変圧器５０２のタイプを決定すると、ブリーダー制御回路７１２は、ブリーダー回路が電力を引き抜くか否か、またはいつ引き抜くかを制御する。例えば、ＤＣ電源および／または磁気変圧器に対して、ブリーダーがつけられず、それゆえに、ブリーダーが、電力を消費しない。電気変圧器に対して、ブリーダーがときどき必要であり得るが、それが、サイクルごとに働く必要がない。
【００６０】
プロセッサ６１６が、調光器５１４によって生成された位相クリッピングの量を決定しようとする場合のみのサイクルの間に、ブリーダーが必要とされ得る。例えば、ユーザーは、調光器５１４上の設定を変え得、その結果、ＬＥＤ６１２が調光器になり、結果として、電気変圧器が、ＵＬＤＴ状態に進入するリスクにあり得る。位相クリップ推定器７２０および／またはアナライザー７０２は、調光器５１４によって引き起こされたクリッピングのうちのいくつかを検出し得、しかしながら、クリッピングのうちのいくつかがＵＬＤＴによって引き起こされ得る。位相クリップ推定器７２０および／またはアナライザー７０２が、最初に他方から１つに通じることが不可能の場合もある。従って、１つの実施形態においてアナライザー７０２は、入力信号６１８のクリッピングレベルの変動を検出し、しかしながら、生成器７０６が制御信号６２０において対応する変動を作る前に、ブリーダー制御回路７１２は、ブリーダーを係合する。ブリーダーが係合されるが、入力信号６１８のクリッピングレベルにおける任意の変動は、調光器５１４上の動作の結果のみであり、アナライザー７０２および／または調光器制御回路７１０が従って応答する。ブリーダーを係合することによって引き起こされる遅延は、入力信号６１８の数サイクルのみに続き得、従って、調光器５１４の設定を変えることと、ＬＥＤ６１２の明るさに対応する変動を検出することとの間の遅延がユーザーによって知覚されない。
【００６１】
１つの実施形態において、位相クリップ推定器７２０は、入力信号６１８の先行するサイクルを監視し、（係合されたブリーダーがない場合に）ＵＬＤＴベースのクリッピングがサイクルのどのポイントで始まることを予測する。例えば、図３に戻って参照すると、軽い負荷３０２に対するＵＬＤＴベースのクリッピング３０６は、サイクルの後半のみに発生し得、サイクルの休止の間に、ブリーダーが係合され、かつ電力を引き抜き、ただしそれが要求されていない。従って、プロセッサ６１６は、必要とされる数回のみ（クリッピングが始まる少し前（例えば、約１００μｓ前）およびクリッピングが終了する直後（例えば、１００マイクロ秒後））の間に、ブリーダー負荷を係合し得る。
【００６２】
従って、ＵＬＤＴベースのクリッピングに依存して、ブリーダーは、０．５％より少ないデューティサイクルに対応する各サイクルの数百マイクロ秒のみに対して電流を引き抜き得る。この実施形態において、数ワットを引き抜くように設計されたブリーダーは、数十ミリワットのみの平均負荷を負う。それゆえに、選択的にブリーダーを使用することは、ほぼ電力の不利がない状態で、所望の調光レベルの高精度の判断を可能にする。
【００６３】
１つの実施形態において、ブリーダー制御回路７１２は、電気変圧器５０２がＵＬＤＴ状態に接近するたびにブリーダーを係合し、従って、それによって引き起こされた変圧器出力信号５０６の任意の揺らぎを防止する。別の実施形態において、ブリーダー制御回路７１２は、あまり頻繁にブリーダー回路を係合せず、それによって、さらに電力を節約する。この実施形態において、ブリーダー制御回路７１２が、電気変圧器５０２の早すぎたカットオフを防止すると同時に、ブリーダー回路を係合するその低頻度は、一時的な過渡効果（例えば、「クリック」）が変圧器５０２の出力５０６上に出現することを可能にする。しかしながら、アナライザー７０２は、クリックを検出し、そしてクリックに返答しないように生成器７０６を命令することによってクリックを濾過し得る。
【００６４】
（熱制御）
調整器ＩＣ６０８にわたる電力制御を有するプロセッサ６１６は、ＬＥＤ６１２の熱管理を行い得る。ＬＥＤの寿命およびルーメンメンテナンスが、ＬＥＤ６１２が動作される温度および電力にリンクされ、従って、ＬＥＤ６１２の正確な熱管理は、ＬＥＤ６１２の寿命を延ばし、ＬＥＤ６１２の明るさを維持し得る。１つの実施形態において、プロセッサ６１６は、温度センサー６２２から入力６２４を受け入れる。記憶デバイス７１４は、ＬＥＤ６１２に対するメンテナンスデータ（例えば、ルーメンメンテナンスデータ）を含み得、熱制御回路７１６は、温度センサー入力６２４を受信し、かつＬＥＤ６１２の現在の熱動作ポイントに対応するメンテナンスデータへアクセスし得る。次に、熱制御回路７１６は、最も明るいＬＥＤ６１２に対する最安全な動作ポイントを計算し、かつ従ってＬＥＤ制御信号を増大させ、または減少させるように生成器７０６を命令し得る。
【００６５】
熱制御回路７１６はまた、調光器制御回路７１０に関連して使用され得る。所望の調光レベルが、熱管理の要求と融合され得、単一の明るさレベルの設定を生成させる。１つの実施形態において、２つのパラメータが、（例えば、熱制御回路７１６および／または調整器制御回路７１０によって、デジタルドメイン内に）独立して計算され、２つのうちのより小さい方のみが、明るさレベルを設定するために使用される。従って、本発明の実施形態は、ユーザーが熱いランプを調光する場合を回避する。（すなわち、ランプの明るさが、熱制限および調光器の両方によって影響され、後にランプが冷えると、明るさレベルが増大することが見つける。）１つの実施形態において、熱制御回路７１６は、感知された温度によって規定される値に対して１００％明るさを「規格化し」、その標準から調光するように調光器制御回路７１０を命令する。
【００６６】
上記回路のうちのいくつかまたは全部が、図８に示されるフローチャート８００に例示された方式で使用され得る。プロセッサ６１６が、自分の電源またはＬＥＤモジュール６００の他の部品のうちの１つと共用された電源を用いて、電力を供給され得る（ステップ８０２）。プロセッサ６１６は、当技術分野に既知の技術を用いて、例えば、制御レジスタを既知の値に設定し、または再設定することによって、初期化される（ステップ８０４）。プロセッサ６１６は、初期化モードから離脱する前に、ＬＥＤモジュール６００上の他の部品から確認信号を受信するのを待ち得る。
【００６７】
プロセッサ６１６は、入ってくる整流されたＡＣ波形６１８の数サイクルを観察することによってそれを調べる（ステップ８０６）。前述のように、アナライザー７０２は、入力信号６１８の周波数を検出し、それに基づいて電源のタイプを決定し得る（ステップ８０８）。電源が磁気変圧器である場合に、プロセッサ６１６は、入力波形のゼロ交差デューティサイクルを測定する（ステップ８１０）（すなわち、プロセッサ６１６が、入力波形がゼロを横切るポイントを検出し、それに基づいて波形のデューティサイクルを計算する）。電源が電気変圧器である場合に、プロセッサ６１６は、波形６１８を追跡し、ゼロ交差に同調させる（ステップ８１２）。言い換えると、プロセッサ６１６は、どのゼロ交差が高周波数電気変圧器出力の結果であるか、およびどのゼロ交差が極性を変化させる変圧器出力の重なりの結果であるかを決定する。プロセッサ６１６は、前者を無視し、後者を追跡する。１つの実施形態において、プロセッサ６１６は、潜在的なＵＬＤＴ状態がデューティサイクル計算に影響を与えることを防止するために、検出されたゼロ交差の直前にブリーダー負荷を係合する（ステップ８１４）。次に、デューティサイクルが測定され（ステップ８１６）、ブリーダー負荷が係合解除される（ステップ８１８）。
【００６８】
この時点において、電源がＤＣ電源、または磁気変圧器または電気変圧器であるが、調光器が存在する場合に、プロセッサ６１６は、調光器に基づいて、所望の明るさレベルを計算する（ステップ８２０）。さらに、所望の場合に、ＬＥＤの温度が測定され得る（ステップ８２２）。測定された温度とＬＥＤ製造データに基づいて、プロセッサ６１６は、ＬＥＤの最大可能な電力を計算する（ステップ８２４）。調光器レベルおよび熱レベルはが、正味明るさレベルを計算するために分析され、１つの実施形態において、２つのうちのより小さい方が選択される（ステップ８２６）。次に、ＬＥＤの明るさが、計算された明るさレベルを用いて設定される（ステップ８２８）。周期的に、または入力信号６１８の変動が検出されるときに、電源のタイプが検査され得（ステップ８３０）、入力のデューティサイクル、調光レベル、および温度が再測定され、新たなＬＥＤの明るさが設定される。
【００６９】
本発明の一定の実施形態が上に説明されている。しかしながら、本発明がそれらの実施形態に限定されず、むしろ本発明が、本明細書に明確に説明された内容への追加および変更も本発明の範囲内に含まれるようであることが明確に言及される。さらに、本明細書に説明されたさまざまな実施形態の特徴が互いに排他的ではなく、さまざまな組み合わせおよび交換において存在し得、このような組み合わせおよび交換が、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、本明細書にもさえ述べられていないことが理解されるべきである。実際には、本明細書に説明された内容のバリエーション、変更、および他の実装は、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、当業者にとって存在する。従って、本発明は、上記例示的な説明のみによって規定されない。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２００９年１１月１７日に出願した米国仮特許出願第６１／２６１，９９１号の優先権および利益を主張する。上記出願が、全体として参照することによって本明細書において援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明の実施形態は、概して、ＬＥＤ光源に関し、より具体的には、異なるタイプの電源を用いてＬＥＤ光源に電力を供給すること、ＬＥＤ光源の調光器制御、およびＬＥＤ光源の熱管理に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
ＬＥＤ光源（すなわち、ＬＥＤランプ、またはより親しみに、ＬＥＤ「電球」）は、従来タイプの光源に代わって、エネルギー効率的な光源を提供するが、典型的に、光源内のＬＥＤに正確に電力を供給するための特殊化したサーキットリーを要求する。本明細書に使用されるように、用語ＬＥＤ光源、ランプ、および／または電球は、ＬＥＤドライバーおよび支持サーキットリー（「ＬＥＤモジュール」）を含むシステムだけではなく、実際のＬＥＤも指す。ＬＥＤ光源が従来の光源の代わりに広い受け入れを得るために、その支持サーキットリーは、できるだけ多くのタイプの既存照明システムに適合しなければならない。例えば、白熱電球が、直接にＡＣメイン電圧に接続され得、ハロゲン光システムは、ハロゲン電球に１２または２４ＶＡＣを供給するために、磁気または電気変圧器を使用し得、他の光源が、ＤＣ電流または電圧によって電力を供給され得る。さらに、ＡＣメイン電圧は、国によって変動し得る（例えば、米国には、６０Ｈｚであるが、欧州には、５０Ｈｚである）。
【０００４】
現在のＬＥＤ光源は、上記タイプの照明システム構成の一部分のみに適合し、それらが適合する場合にも、それらは、従来の電球の体験と同様な体験をユーザーに提供しない場合がある。例えば、ＬＥＤ交換電球は、従来の電球の応答と同様な方法で調光器の制御に応答しない場合がある。特に、設計するのにおける困難の１つは、ハロゲン交換ＬＥＤ光源が、ハロゲン電球に電力を供給するために、最初に使用され得る２種類の変圧器（すなわち、磁気および電気変圧器）と適合することである。磁気変圧器は、１対の結合されたインダクターからなり、インダクターは、各インダクターの巻線の数に基づいて入力電圧を上げ、または下げ、その一方で、電気変圧器は、磁気変圧器の低周波数（６０Ｈｚ）出力に近似する高周波数（すなわち、１００ｋＨｚ以上）ＡＣ電圧を生成する複雑な電気回路である。図１は、電気変圧器の出力１０２のグラフ１００である。出力１０２の包絡線１０４は、低周波数信号、例えば、磁気変圧器によって生成されたものに近似する。図２は、電気変圧器によって生成された別のタイプの出力２０２のグラフ２００である。この例において、出力２０２は、６０Ｈｚの半周期２０６内に仮想グラウンド２０４に対して一定の極性を維持していない。従って、磁気変圧器と電気変圧器とは、異なって挙動、１つで働くように設計された回路は、もう１つで働かない場合もある。
【０００５】
例えば、磁気変圧器は、任意のレベルの負荷に対して正規ＡＣ波形を生成し、電気変圧器は、それらのパルス列出力の部分が間欠であるかまたは全体的にカットオフされる最小の負荷要求を有する。図３に示されるグラフ３００は、軽い負荷３０２に対する電気変圧器の出力と、負荷のない３０４電気変圧器の出力とを例示する。各場合において、出力の一部分３０６が切り取られ、これらの部分３０６が、本明細書においてアンダー負荷デッドタイム（「ＵＬＤＴ」）と呼ばれる。ＬＥＤモジュールは、さらなる変更なしに、ハロゲン電球に対して設計された電圧器によって可能にされる電力より少ない電力を引き抜き得、変圧器にＵＬＤＴ領域３０６内に動作させ得る。
【０００６】
この問題を回避するために、いくつかのＬＥＤ光源は、「ブリーダー」回路を使用し、ブリーダー回路は、ハロゲン光の変圧器から追加の電力を引き抜き、その結果、それは、ＵＬＤＴ挙動において係合しない。ブリーダーを用いて、任意のクリッピングは、ＵＬＤＴではなく、調光器によって引き起こされるように仮定され得る。ブリーダー回路が、光を生成しないが、それは、単に電力を消費し、低電力応用に適合しない場合もある。実際は、ＬＥＤ光源が、そのより低電力の要求に対して、一部分には従来以上の明るさを望まれ、ブリーダー回路の使用が、この利点に反して働く。加えて、またＬＥＤ光源が磁気変圧器と共に使用される場合に、ブリーダー回路がもはや必要がなく、それでもなお電力を消費する。
【０００７】
調光器回路は、磁気変圧器と電気変圧器との間に適合しない別の部分である。調光器回路は、典型的に、位相調光として知られた方法で動作し、調光器入力波形の一部分が、波形の切り取られたバージョンを生成するようにカットオフされる。図４に示されるグラフ４００は、リーディングエッジポイント４０４をカットオフすることによる磁気変圧器の出力を調光した結果４０２と、トレーリングエッジ４０８をカットオフすることによる電気変圧器の出力を調光した結果４０６とを例示する。クリッピングの持続時間(すなわち、デューティサイクル)は、望まれた調光のレベルに対応し、より多くのクリッピングが、調光器の光を生成する。従って切り取られた入力波形が、（供給された電力の量、従ってランプの明るさを決定するクリッピングの程度で）直接にランプに電力を供給する、白熱光のための調光器回路と違って、ＬＥＤシステムにおいて、受信した入力波形が調整された電源に電力を供給するように使用され得、次に、ＬＥＤに電力を供給する。従って、入力波形は、調光器設定を推定するように分析され得、その入力波形に基づいて、調整されたＬＥＤ電源の出力が、意図される調光レベルを提供するように調節される。
【０００８】
磁気変圧器調光器回路の１つの実装は、入力波形がゼロ交差４１０にあり、またはその付近にある時間を測定し、この時間の比例関数である制御信号を生成する。次に、制御信号は、ＬＥＤに提供される電力を調節する。磁気変圧器の出力（例えば、出力４０２）が、ハーフサイクルの始まりまたは終わりのみにあるゼロ交差４１０にあり、またはその付近にあるので、このタイプの調光器回路は、意図される結果を生成する。しかしながら、電気変圧器の出力（例えば、出力４０６）は、その高周波数パルス列の挙動に起因する、波形の切り取られない部分の間に多数回でゼロに接近する。それゆえに、ゼロ交差検出スキームは、これらの短い持続時間のゼロ交差を濾過しなければならないが、なお意図される調光レベルの短い持続時間において小さな変化に応答するのに十分に敏感である。
【０００９】
電気変圧器が、典型的にＵＬＤＴ防止回路（例えば、ブリーダー回路）を利用するので、簡単なゼロ交差ベースの調光検出方法が働かない。調光器回路が、入力波形の一部分切り取る場合に、ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤに対して電力を減少させることによって応答する。応答として、電気変圧器は、ＡＣ波形のより多くのを切り取ることによってより軽い負荷に応答し、ＬＥＤモジュールは、さらなる調光に対する要求として解釈し、さらにＬＥＤの電力を減少させる。次に、変圧器のＵＬＤＴが、より多くのを切り取り、このサイクルが、光が完全に消されるまで繰り返される。
【００１０】
電気変圧器を用いる調光器の使用は、なお変圧器のＵＬＤＴ挙動に起因するもう一つの問題を引き起こし得る。１つの状態において、調光器は、ＬＥＤ光の明るさを減少させるように調節される。応答として、定電流ドライバーは、ＬＥＤ光源によって引き抜かれる電流を減少させ、それによって、変圧器の負荷を減少させる。負荷が一定の要求された最小値以下に減少する場合に、変圧器は、ＵＬＤＴ挙動において係合し、ＬＥＤ供給源に供給される電力を減少させる。応答として、ＬＥＤドライバーは、再び光の明るさを減少させ、変圧器の負荷が、変圧器にその電力出力をより多く減少させることをさらにさせる。結局、このサイクルは、ＬＥＤ光を完全に消すことをもたらす。
【００１１】
さらに、電気変圧器は、およそ磁気変圧器に同等である方式で、抵抗負荷、例えばハロゲン電球に電力を供給するように設計される。しかしながら、ＬＥＤ光源は、電気変圧器に対してより小さく、より非線形の負荷を示し、非常に異なる挙動を引き起こし得る。ハロゲン電球の明るさは、およそその入力電力に比例するが、ＬＥＤの非線形特性は、その明るさがその入力電力に比例しない場合もあることを意味する。概して、ＬＥＤ光源は、定電流ドライバーが直線の応答を提供することを要求する。それゆえに、ハロゲン電球に対して設計される調光器が、電気変圧器を用いてＬＥＤ供給源に電力を供給するために使用される場合に、応答は、予測される直線、漸増の応答ではなく、むしろ非線形および／または階段形の増光または減光であり得る。
【００１２】
加えて、ＬＥＤの熱管理のための既存アナログ方法は、線形の応答かまたはサーミスターの応答特徴を必要とする。アナログ熱管理回路は、絶対に製造制限を超過しないように構成され得るが、線形／サーミスターの応答は、実際の応答を生成しそうではない（例えば、ＬＥＤは、常に、それが他の方法であり得る明るさと同じでない場合もある）。さらに、熱を融合し、レベルパラメータを調光するための従来技術は、合計または乗算を行う。これらのアプローチの欠点は、エンドユーザーが熱いランプを調光し得るが、ランプが調光に応じて冷えるときに、ランプの熱制限が増大し、調光レベルおよび熱制限の合計または乗算が、所望のレベルより明るい光の増加をもたらすことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
それゆえに、既存電球に電力を供給し、そして／または制御するように使用される変圧器および／または調光器のタイプにかかわらず、異なるタイプの既存電球を取り替えることが可能である、電力効率的、電源不特定のＬＥＤ光源に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（要約）
概して、本発明の実施形態は、ＬＥＤドライバー回路を制御するためのシステムおよび方法を含み、その結果、ＬＥＤドライバー回路は、使用された電源のタイプにかかわらずに動作する。ＬＥＤを駆動する電源のタイプを分析することによって、制御回路は、検出されたタイプの電源とインターフェースでつなぐために、ＬＥＤドライバー回路の挙動を変更することが可能である。例えば、変圧器出力波形が、その周波数成分を検出するために分析され得る。高周波数成分の存在は、例えば、変圧器が電気的であることを示唆し、高周波数成分の欠如は、磁気変圧器の存在を示す。
【００１５】
本発明の実施形態に従う調光器アダプターは、ＬＥＤランプが、既存調光器システムを用いて、便利なドロップイン取り替えであることを可能にする。入力電力信号のデューティサイクルを推定し、そしてそこから調光レベルを推断することによって、調光器アダプターは、応答として調光信号を生成する。検出された変圧器のタイプに依存して、調光信号は、調光の範囲を調節し得、その結果、例えば、電気変圧器には、電流の不足がない。
【００１６】
熱管理回路は、ＬＥＤの現在の熱動作ポイントを決定する。ＬＥＤのそのタイプまたはカテゴリーに特有の、格納された熱動作範囲データを参照することによって、回路は、従ってＬＥＤへの電力を調整することが可能である。格納された熱動作範囲データは、例えば、サーミスターの使用を介して推定されたデータより正確であり、従って、回路は、ＬＥＤを、他の方法より明るく働かせることが可能である。
【００１７】
従って、１つの局面において、検出された電源のタイプに従ってＬＥＤドライバーの挙動を変更する回路は、アナライザーおよび生成器を含む。アナライザーは、少なくとも一部分に、電源から受信された電力信号に基づいて電源のタイプを決定する。生成器は、ＬＥＤドライバーの挙動を制御するために、少なくとも一部分に、電源の決定されたタイプに基づいて制御信号を生成する。
【００１８】
さまざまな実施形態において、電源のタイプは、ＤＣ電源、磁気変圧器電源、または電気変圧器電源、および／または電源のメーカーまたはモデルを含む。アナライザーは、デジタル論理を含み得る。ＬＥＤドライバーの挙動は、電圧出力レベルまたは電流出力レベルを含み得る。入力／出力ポートは、アナライザーと生成器とのうちの少なくとも１つと連結し得る。アナライザーは、電力信号の周波数を決定する周波数アナライザーを含み得る。調光器制御回路は、調光器設定に従って、制御信号を変更することによって、ＬＥＤドライバーの出力を調光し得る。
【００１９】
ブリーダー制御回路は、電源の負荷を増大させるようにブリーダー回路を選択的に係合することによって動作領域内電源を維持し得る。熱制御回路は、オーバー温度状態に従って制御信号を変更させることによって、ＬＥＤドライバーの出力を減少させ得る。生成された制御信号は、電圧制御信号、電流制御信号、またはパルス幅変調の制御信号を含み得る。
【００２０】
概して、別の局面において、方法は、検出された電源のタイプに従ってＬＥＤドライバー回路の挙動を変更する。電源のタイプが、少なくとも一部分に、電源から受信された電力信号を分析することに基づいて決定される。ＬＥＤドライバーの挙動が、少なくとも一部分に、電源の決定されたタイプに基づいて制御される。
【００２１】
さまざまな実施形態において、電源のタイプを決定することは、電源の信号の周波数を検出することを含む。周波数が、１秒より短い時間で、または１０分の１秒より短い時間で検出され得る。挙動を変更することは、出力電圧レベルまたは出力電流レベルを変更することを含み得る。電源の負荷が検出され得、電源のタイプを決定することは、検出された周波数を検出された負荷と１組にすることをさらに含み得る。電源の負荷が、制御信号を用いて変化され得、変化された負荷での電源の信号の周波数を測定する。電源にＡＣメイン電力を供給する国または地域が検出され得る。制御信号を生成することは、電圧制御信号、電流制御信号、またはパルス幅変調の制御信号のうちの少なくとも１つを生成することを含み得る。
【００２２】
概して、別の局面において、調光信号に応答する調光器アダプターは、ＬＥＤを調光する。デューティサイクル推定器は、入力電力信号のデューティサイクルを推定する。信号生成器は、推定されたデューティサイクルに応じて調光信号を生成する。
【００２３】
さまざまな実施形態において、変圧器タイプ検出器は、入力電力信号を生成するために使用された変圧器のタイプを検出する。デューティサイクル推定器は、少なくとも一部分に、検出された変圧器タイプに基づいてデューティサイクルを推定し得る。デューティサイクル推定器は、ゼロ交差検出器を含み得、ゼロ交差検出器は、所定の閾値より小さい、連続したゼロ交差の間の時間期間を有するゼロ交差信号を濾過するフィルターを含み得る。位相クリップ推定器は、調光信号の位相クリッピングを推定し得、ブリーダー制御回路は、少なくとも一部分に、推定された位相クリッピングに基づいて、ブリーダー回路を制御し得る。位相クリップ推定器は、少なくとも一部分に事前に観察されたサイクルに基づいて位相クリッピングがいつ開始するかまたは終了するかを決定し得る。ブリーダー制御回路は、位相クリッピングの始まりの前に、ブリーダー回路を有効にさせ得、そして／または、位相クリッピングの終了の後に、ブリーダー回路を無効にさせ得る。
【００２４】
概して、別の局面において、方法は、調光信号に応じてＬＥＤを調光する。入力電力信号のデューティサイクルが推定され、推定されたデューティサイクルに応じて調光信号が生成される。
【００２５】
さまざまな実施形態において、入力電力信号を生成するために使用された変圧器のタイプが検出される。デューティサイクルを推定することは、入力電力信号のゼロ交差を検出することを含み得、高周波数ゼロ交差が濾過され得る。位相クリッピングが、調光信号において推定され得、ブリーダー回路が、位相クリッピングの間に係合され得る。ブリーダー回路が係合される間に、デューティサイクルが推定され得る。
【００２６】
概して、別の局面において、ＬＥＤのための熱管理回路は、ＬＥＤの現在の熱動作ポイントを決定するサーキットリーを含む。さらに、サーキットリーは、ＬＥＤの熱動作範囲を得る。生成器は、少なくとも一部分に、現在の熱動作ポイントと熱動作範囲とに基づいて、ＬＥＤに送出される電力を調節する制御信号を生成する。
【００２７】
さまざまな実施形態において、熱センサーは、ＬＥＤの現在の熱動作ポイントを測定する。記憶デバイス（例えば、ルックアップテーブル）は、ＬＥＤの熱動作範囲を格納し得る。調光器制御回路は、調光器設定に従って、ＬＥＤを調光し得る。制御信号が、少なくとも一部分に、調光器設定または現在の熱動作ポイントに基づいて生成され得る。比較回路は、調光器設定および熱動作ポイントのうちの小さい方を選択し得、制御信号が、少なくとも一部分に、比較回路の出力に基づいて生成され得る。
【００２８】
概して、別の局面において、ＬＥＤに対する熱管理の方法は、ＬＥＤの温度を検出することを含む。ＬＥＤの熱動作範囲が、検出された温度で得られる。ＬＥＤに送出される電力が、少なくとも一部分に、ＬＥＤの熱動作範囲に基づいて調節される。
【００２９】
さまざまな実施形態において、ＬＥＤの熱動作範囲を得ることは、ルックアップテーブルを参照することを含む。ルックアップテーブルは、ＬＥＤの熱対電力のデータを含み得る。ＬＥＤの温度を検出することは、熱センサーから入力を受信することを含み得る。ＬＥＤに送出される電力を調節することは、熱動作範囲内に、ＬＥＤを、ＬＥＤの最大の明るさレベルに設定することを含み得る。ＬＥＤに送出される電力を調節することはさらに、一部分に、調光器設定に基づき得る。調光器設定と温度とが比較され得、ＬＥＤに送出される電力が、少なくとも一部分に、調光器設定と温度とのうちの小さい方に基づいて調節され得る。比較が、デジタル方式で行われ得る。
【００３０】
ここで開示された本発明の利点および特徴と共に、これらの主題および他の主題は、以下の説明、添付の図面、および請求範囲を参照してより明白になる。さらに、本明細書に説明されるさまざまな実施形態の特徴が互いに排他的ではなく、さまざまな組み合わせおよび交換において存在し得ることが理解されるべきである。
【００３１】
図面において、同様な参照文字は、概して異なる図面を通じて同じ部分を指す。以下の説明において、本発明のさまざまな実施形態が、以下の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、電気変圧器の出力のグラフである。
【図２】図２は、電気変圧器の別の出力のグラフである。
【図３】図３は、異なる負荷状態下の電気変圧器の出力のグラフである。
【図４】図４は、変圧器の出力を調光した結果のグラフである。
【図５】図５は、本発明の実施形態に従ってＬＥＤ照明回路のブロックダイヤグラムである。
【図６】図６は、本発明の実施形態に従ってＬＥＤモジュール回路のブロックダイヤグラムである。
【図７】図７は、本発明の実施形態に従ってＬＥＤモジュールを制御するプロセッサのブロックダイヤグラムである。
【図８】図８は、本発明の実施形態に従ってＬＥＤモジュールを制御するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（詳細な説明）
図５は、本発明のさまざまな実施形態のブロックダイヤグラム５００を例示する。変圧器５０２は、変圧器入力信号５０４を受信し、変圧された出力５０６を提供する。変圧器５０２は、磁気変圧器または電気変圧器であり得、出力信号５０６は、低周波数（約１２０Ｈｚより低く、または等しい）ＡＣ信号、または高周波数（約１２０Ｈｚより高い）ＡＣ信号であり得る。変圧器５０２は、例えば、ステップダウン６０Ｈｚ出力信号５０６（または、変圧器５０２が電気変圧器である場合に、出力信号の重なり）を提供する５：１変圧器または１０：１変圧器であり得る。変圧器出力信号５０６は、ＬＥＤモジュール５０８によって受信され、ＬＥＤモジュール５０８は、変圧器出力信号５０６を、１つ以上のＬＥＤ５１０に電力を供給するために適切な信号に変換する。本発明の実施形態に従って、以下により詳細に説明されるように、ＬＥＤモジュール５０８は、変圧器５０２のタイプを検出し、その挙動を警告し、従ってＬＥＤ５１０に一定の電源を提供する。
【００３４】
さまざまな実施形態において、変圧器入力信号５０４は、ＡＣメイン信号５１２であり得、またはそれが調光器回路５１４から受信され得る。調光器回路は、例えば、壁調光器回路またはランプに取り付けられた調光器回路であり得る。従来のヒートシンク５１６は、ＬＥＤモジュール５０８の部分を冷却するために使用され得る。ＬＥＤモジュール５０８およびＬＥＤ５１０は、ＬＥＤアセンブリ５１８（また、ＬＥＤランプまたはＬＥＤ「電球」として知られる）の一部分であり得、ＬＥＤアセンブリ５１８は、美的、かつ／または機能性の要素、例えば、レンズ５２０およびカバー５２２を含み得る。
【００３５】
ＬＥＤモジュール５０８は、ＬＥＤ５１０、レンズ５２０、および／またはカバー５２０を取り付けるために適切な剛性部材を含み得る。剛性部材は、１つ以上の回路部品が取り付けられ得るプリント回路基板であり得る（または含み得る）。回路部品は、受動部品（例えば、キャパシター、抵抗器、インダクター、ヒューズ等）、基礎半導体部品（例えば、ダイオードおよびトランジスター）、および／または集積回路チップ（例えば、アナログ、デジタル、または混合信号チップ、プロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途の集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ等）を含み得る。ＬＥＤモジュール５０８に含まれる回路部品は、変圧器出力信号５０６を、ＬＥＤ５０２を明るくするための適切な信号に適合させるように組み合わせる。
【００３６】
１つのこのようなＬＥＤモジュール回路６００のブロックダイヤグラムが図６に例示される。変圧器出力信号５０６が、入力信号Ｖｉｎとして受信される。１つ以上のヒューズ６０２は、入力信号Ｖｉｎのオーバー電圧またはオーバー電流の状態からＬＥＤモジュール６００のサーキットリーを保護するために使用され得る。図に示されるように、１つのヒューズが、入力信号Ｖｉｎの１つの極性で使用され得、または２つのヒューズが使用され得る（各極性に対して、１つがある）。１つの実施形態において、ヒューズは、１．７５ａｍｐヒューズである。
【００３７】
整流器ブリッジ６０４が、入力信号Ｖｉｎを整流するために使用される。整流器ブリッジ６０４は、例えば、半波または全波整流器であり得、ダイオードまたは入力信号Ｖｉｎを整流するための他の一方向のデバイスを使用し得る。本発明は、任意の特定タイプの整流器、またここで使用される任意のタイプの部品に限定されない。当業者が理解されるように、ＡＣのような入力信号ＶｉｎをＤＣのような出力信号６０６に変更することが可能である任意のブリッジ６０４が本発明に適合している。
【００３８】
調整器ＩＣ６０８は、整流器出力６０６を受信し、その出力を調整された出力６１０に変換する。１つの実施形態において、調整された出力６１０は、ＬＥＤ６１２の許容制限内の電流レベルでＬＥＤ６１２を駆動するように校正された定電流信号である。他の実施形態において、調整された出力６１０は、調整された電圧供給であり、ＬＥＤ６１２を通る電流を制限するための安定器（例えば、抵抗型、無効型、および／または電気的安定器と共に使用され得る。
【００３９】
ＤＣ−ＤＣコンバータは、調整された出力６１０を変更するように使用され得る。１つの実施形態において、図６に示されるように、ブースト調整器６１４が、調整された出力６１０の電圧または電流レベルを増大させるために使用される。他の実施形態において、バックコンバータまたはブースト−バックコンバータが使用され得る。ＤＣ−ＤＣコンバータ６１４は、調整器ＩＣ６０８内に組み込まれ得、または別個の部品であり得る。いくつかの実施形態において、ＤＣ−ＤＣコンバータ６１４が全然存在しない場合もある。
【００４０】
プロセッサ６１６が、本発明の実施形態に従って、少なくとも一部分に、ブリッジ６０４からの受信された信号６１８に基づいて、調整器ＩＣ６０８の挙動を変更するために使用される。他の実施形態において、信号６１８が、ＬＥＤモジュール６００の入力Ｖｉｎに直接に接続される。プロセッサ６１６は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途の集積回路、フィールドプログラマブルグリッドアレイ、または任意の他のタイプのデジタル論理または混合信号回路であり得る。プロセッサ６１６は、その耐久性、および／またはその長い寿命のために、低コスト、低電力であるように選択され得る。入力／出力リンク６２０は、プロセッサ６１６が、調整器ＩＣ６０８に制御および／またはデータ信号を送受信することが可能にする。以下により詳細に説明されるように、熱モニタリングモジュール６２２が、１つ以上のＬＥＤ６１２の熱性質を監視するために使用され得る。プロセッサ６１６はまた、ＬＥＤ６１２または他の部品のランタイムを追跡し、ＬＥＤ６１２または他の部品に印加される電流または履歴電力のレベルを追跡するために使用される。１つの実施形態において、プロセッサ６１６は、ＬＥＤ６１２のランタイム、電力レベル、および推定された寿命のような入力を与えられたＬＥＤ６１２の寿命を予測するために使用され得る。これ、並びに他の情報および／またはコマンドが、入力／出力ポート６２６を介してアクセスされ得、入力／出力ポート６２６は、直列ポート、並列ポート、ＪＴＡＧポート、ネットワークインターフェース、または当技術分野に既知のような任意の他の入力／出力ポート構成であり得る。
【００４１】
プロセッサ６１６の動作は、図７を参照してより詳細に説明される。アナライザー７０２は、入力バス７０４を介して信号６１８を受信する。システムの電源がオンにされ、かつ入力信号６１８がゼロではないときに、アナライザー７０２は、信号６１８を分析し始める。１つの実施形態において、アナライザー７０２は、入力信号６１８の１つ以上の周波数成分を調査する。著しい周波数成分が存在しない（すなわち、任意の周波数の電力レベルが信号の全電力レベルの約５％より少ない）場合に、アナライザーは、入力信号６１８がＤＣ信号であることを決定する。１つ以上の周波数成分が存在し、かつ約１２０Ｈｚより低く、またはそれと同等である場合に、アナライザーは、入力信号６１８が磁気変圧器の出力から引き出されることを決定する。例えば、ＡＣメイン電圧によって供給された磁気変圧器は、６０Ｈｚの周波数を有する信号を出力し、プロセッサ６１６は、信号を受信し、アナライザーは、信号の周波数が１２０Ｈｚより低いことを検出し、かつ信号が磁気変圧器によって生成されたことを断定する。入力信号６１８の１つ以上の周波数成分が、約１２０Ｈｚより高い場合に、アナライザー７０２は、信号６１８が電気変圧器によって生成されたことを断定する。この場合において、信号６１８の周波数は、１２０Ｈｚより著しく高い（例えば、５０ｋＨｚまたは１００ｋＨｚ）であり得る。
【００４２】
アナライザー７０２は、当技術分野に既知の任意の周波数検出を利用し、入力信号６１８の周波数を検出し得る。例えば、周波数検出器は、アナログベースの回路、例えば、位相−周波数検出器であり得、または周波数検出器は、デジタル回路であり得、デジタル回路は、入力信号６１８をサンプル化し、周波数を決定するためにサンプル化されたデジタルデータを処理する。１つの実施形態において、アナライザー７０２は、調整器ＩＣ６０８によって示される負荷状況を検出する。例えば、アナライザー７０２は、調整器ＩＣ６０８の現在動作ポイントを表す信号を受信し得、その入力負荷を決定し得、代替的には、調整器ＩＣ６０８は、その入力負荷を直接に報告し得る。別の実施形態において、アナライザー７０２は、制御信号を調整器ＩＣ６０８に送信し得、調整器ＩＣ６０８が、それが特定の入力負荷を示すように自身を構成することを要求する。１つの実施形態において、プロセッサ６１６は、以下にさらに説明されるように、負荷を変化させるために、調光制御信号を使用し得る。
【００４３】
アナライザー７０２は、変圧器５０２についてのさらなる情報を引き出すために、決定された入力負荷をその負荷で検出された周波数と相関させ得る。例えば、変圧器５０２、特に電気変圧器のメーカーおよび／またはモデルが、この情報から検出され得る。アナライザー７０２は、記憶デバイス７１４を含み得、記憶デバイス７１４は、読み取り専用メモリ、フラッシュメモリ、ルックアップテーブル、または任意の他の記憶デバイスであり、かつデバイス、周波数、および負荷についてのデータを含み得る。１つ以上の負荷−周波数データポイントを用いて記憶デバイスをアドレス付けることは、変圧器５０２のタイプの決定をもたらし得る。記憶デバイス７１４は、そこに格納されたデータに対して離散的データまたは期待された範囲を含み得る。１つの実施形態において、検出された負荷および周波数情報は、格納された値または範囲にマッチングされ得る。別の実施形態において、格納された値または範囲の最良のマッチングが選択される。
【００４４】
アナライザー７０２はまた、入力信号６１８から、異なる国または地域に使用された異なるＡＣメイン標準を決定し得る。例えば、米国は、６０Ｈｚの周波数を有するＡＣメインを使用し、その一方で欧州は、５０ＨｚのＡＣメインを有する。アナライザー７０２は、この結果を生成器７０４に報告し得、次に、生成器７０４は、調整器ＩＣ６０８に対する適切な制御信号を生成する。調整器ＩＣ６０８は、検出された国または地域に基づいて、その挙動を調節するための回路を含み得る。従って、ＬＥＤモジュール６００は、国または地域不特定であり得る。
【００４５】
アナライザー７０２によって実行された分析は、システムの電源がアップされる際に行い、分析の持続期間は、１秒（例えば、標準ＡＣメイン入力電圧の少なくとも６０サイクルを観察するのに十分な時間）より少ない場合もある。他の実施形態において、分析の持続期間は、１０分の１秒（例えば、標準ＡＣメイン入力電圧の少なくとも５サイクルを観察するのに十分な時間）より少ない場合もある。この時間のスパンは、ユーザーにとって、感知できず、またはほぼ感知できないように十分に短い。分析はまた、ＬＥＤモジュールの動作の間に、他の時間、例えば、所与の閾値による入力供給電圧または周波数の変動のときに、または所要量の時間が経過した後に実行される。
【００４６】
一旦電源／変圧器のタイプが決定されると、生成器回路７０６は、変圧器の検出されたタイプに従って制御信号を生成し、入力／出力バス７０８を介して、入力／出力リンク６２０を通して調整器ＩＣ６０８に制御信号を送信する。調整器ＩＣ６０８は、ＤＣ入力電圧Ｖｉｎを受け入れる第１のモード、低周波数（≦１２０Ｈｚ）入力電圧Ｖｉｎを受け入れる第２のモード、および高周波数（＞１２０Ｈｚ）入力電圧Ｖｉｎを受け入れる第３のモードで動作することが可能であり得る。生成器回路７０６は、アナライザー７０２の決定に基づいて、第１、第２、または第３のモードに進入するように調整器ＩＣ６０８を命令する。従って、ＬＥＤモジュール６００は、幅広い種類の入力電圧および変圧器のタイプに適合する。
【００４７】
プロセッサ６１６はまた、調光器制御回路７１０、ブリーダー制御回路７１２、および／または熱制御回路７１６を含み得る。これらの回路の動作が、以下により詳細に説明される。
【００４８】
（調光器制御）
アナライザー７０２および生成器７０６は、調光器が存在するかまたはしないこと、および調光器が存在する場合に、調光の量に基づいて、調整器ＩＣ６０８のそれらの制御を変更し得る。上流回路に存在する調光器は、図４を参照して上に議論されるように、例えば、クリッピングのための入力電圧６１８を観察することによって検出され得る。典型的には、磁気変圧器と共に働くように設計された調光器は、入力信号のリーディングエッジを切り取り、電気変圧器と共に働くように設計された調光器は、入力信号のトレーリングエッジを切り取る。アナライザー７０２は、いずれのタイプの変圧器によって出力された信号についてのリーディングエッジ調光またはトレーリングエッジ調光を検出し得、ただし、前述のように、最初に変圧器のタイプを検出し、そして入力信号のリーディングエッジおよびトレーリングエッジの両方を調査することによって検出し得る。
【００４９】
一旦調光の存在および／またはタイプが検出されると、生成器７０６および／または調光器制御回路７１０は、検出された調光に基づいて調整器ＩＣ６０８に対して制御信号を生成する。調光器回路７１０は、入力信号６１８のデューティサイクルを推定するためのデューティサイクル推定器７１８を含み得る。デューティサイクル推定器は、当技術分野に既知のデューティサイクル推定の任意の方法を含み得る。１つの実施形態において、デューティサイクル推定器は、入力信号６１８のゼロ交差を検出し、入力信号からデューティサイクルを引き出すためのゼロ交差検出器を含む。前述のように、入力信号６１８は、それが電器変圧器によって生成される場合に、高周波数成分を含み得、この場合において、フィルターが、高周波数ゼロ交差を除去するために使用され得る。例えば、フィルターは、所定の閾値より短い時間期間（例えば、１ミリ秒以下）の間に発生する任意の連続した交差を除去し得る。フィルターは、アナログフィルターであり得、または調光器制御回路７１０のデジタル論理に実装され得る。
【００５０】
１つの実施形態において、調光器制御回路７１０は、入力電圧６１８から、意図される調光のレベルを引き出し、意図される調光レベルを出力制御信号６２０に変える。出力制御信号６２０の調光の量は、ＬＥＤモジュール６００に電力を供給するために使用される変圧器のタイプに依存して変動し得る。
【００５１】
例えば、磁気変圧器５０２が使用される場合に、入力信号６１８に検出されるクリッピングの量（すなわち、信号のデューティサイクル）は、ノンクリッピング（すなわち、約１００％のデューティサイクル）からフルクリッピング（すなわち、約０％のデューティサイクル）まで変動し得る。その一方で、電気変圧器５０２は、前述のアンダー負荷デッドタイムの状態を回避するために、最小量の負荷を要求し、従って０％デューティサイクル近傍のより弱い調光範囲を支持しない場合もある。加えて、いくつかの調光器回路（例えば、１０％〜９０％の調光器回路）は、電力を消費し、従って、下流回路が調光器に利用可能な全電力を受け取ることを防止する。
【００５２】
１つの実施形態において、調光器制御回路７１０は、上流調光器５１４の最大の設定（すなわち、最小量の調光を引き起こす設定）を決定する。最大の調光器設定が、入力信号６１８の直接測定によって決定され得る。例えば、信号６１８が、期間の時間に対して観察され得、最大の調光器設定は、入力信号６１８の最大の観察された電圧、電流、またはデューティサイクルと等しくあり得る。１つの実施形態において、入力信号６１８が連続して監視され、それが現在の最大の調光器レベルより高い電力レベルに達する場合に、最大の調光器レベルは、入力信号６１８の新しく観察されたレベルを用いて更新される。
【００５３】
代替的に、または加えて、上流調光器５１４の最大の設定が、上流変圧器５０２の検出されたタイプに基づいて引き出され得る。１つの実施形態において、磁気および電気変圧器５０２は、同様な最大の調光器設定を有する。他の実施形態において、電気変圧器５０２は、磁気変圧器５０２より低い最大の調光器設定を有する。
【００５４】
同様に、調光器制御回路７１０は、上流調光器５１４の最小の設定（すなわち、最大量の調光を引き起こす設定）を決定する。最大の調光器設定と同様に、最小の設定は、変圧器５１４の検出されたタイプから引き出され得、そして／または入力信号６１８を監視することによって直接に観察され得る。アナライザー７０２および／または調光器制御回路７１０は、前述のように、１つ以上の負荷状況下で入力信号６１８の周波数を観察することによって電気変圧器５１４のメーカーおよびモデルを決定し得、少なくとも一部分に、検出されたメーカーおよびモデルに基づいて最小の調光器設定を決定し得る。例えば、所与モデルの変圧器に対する最小負荷値が既知であり得、調光制御回路７１０は、最小の負荷値に基づいて最小の調光器設定を決定し得る。
【００５５】
一旦入力信号６１８の調光器設定の全範囲が引き出され、または検出されると、調光器入力値の利用可能な範囲がマップ化され、または調整器ＩＣ６０８に対する制御値の範囲に変えられる。１つの実施形態において、調光器制御回路７１０は、ユーザーに調光設定の最良の範囲を提供するために、制御値を選択する。例えば、１０％〜９０％の調光器が使用される場合に、入力信号６１８に対する値の範囲が絶対に０％または１００％に接近しない。従って、他の調光器制御回路において、ＬＥＤ６１２には、絶対に完全なオンまたは完全なオフがない。しかしながら、本発明において、調光器制御回路７１０は、入力信号６１８の９０％の値を最大の調光器設定として認識し、調整器ＩＣ６０８に制御信号を出力し、制御信号が、ＬＥＤ６１２が完全な明るさになるまで電力を供給するようにＩＣ調整器６０８を命令する。同様に、調光器制御回路７１０は、入力信号６１８の１０％の最小値を、ＬＥＤ６１２の完全なオフ状態を生成する値に変える。言い換えると、概して、調光器制御回路７１０は、調整器ＩＣ６０８を制御するための完全な０％〜１００％出力調光範囲に対して入力信号６１８の利用可能な調光範囲（この例には、１０％〜９０％である）をマップ化する。
【００５６】
１つの実施形態において、上流調光器５１４が、その最小値と最大値との間にどこかのポイントに調節されるときに、調光器制御回路７１０は、調整器ＩＣ６０８に対して比例して制御信号６２０を変化させる。他の実施形態において、上流調光器５１４が調節されるときに、調光器制御回路７１０は、線形または対数的に、または全部の回路の挙動によって決められるいくつかの他の機能に従って制御信号６２０を変化させ得る。従って、調光器制御回路７１０は、上流調光器５１４の制御において任意の不一致または非線形性を除去し得る。加えて、前述のように、調光器制御回路７１０は、アンダー負荷デッドタイム状態に起因するＬＥＤ６１２のちらつきを回避するように、制御信号６２０を調節し得る。１つの実施形態において、調光器制御回路７１０は、ちらつきを最小化し、または削除し、調光器５１４が完全に係合されるときに、ＬＥＤをその最低ちらつきのない状態からオフ状態にすばやく遷移させることによって、なお調光器５１４がＬＥＤ６１２を完全に消すことを可能にする。
【００５７】
生成器７０６および／または調光器制御回路７１０は、調整器ＩＣ６０８に対して適切な任意のタイプの制御信号を出力し得る。例えば、調整器ＩＣは、電圧制御信号、電流制御信号、および／またはパルス幅変調の制御信号を受け入れ得る。１つの実施形態において、生成器７０６は、バス６２０にわたって、調整器ＩＣ６０８の出力信号６１０と直接に混合され、またはそれと共に使用される電圧、電流、および／またはパルス幅変調の信号を送信する。他の実施形態において、生成器７０６は、制御のタイプ（例えば、電流、電圧、またはパルス幅変調）に対して適切なデジタルまたはアナログ制御信号を出力し、調整器ＩＣ６０８は、制御信号に基づいてその挙動を変更する。調整器ＩＣ６０８は、ＬＥＤ６１２に対する動作の許容内にＬＥＤ６１２への電流または電圧を減少させること、および／または例えば、パルス幅変調を用いて、ＬＥＤ６１２に電力を供給する信号のデューティサイクルを変化させることによって、調光を実装し得る。
【００５８】
調整器ＩＣ６０８に対して制御信号６２０を計算し、かつ生成するのにおいて、生成器７０６および／または調光器制御回路７１０はまた、一定のエンドユーザーの体験を考慮し得る。例えば、磁気および電気調光セットアップは、調光範囲の上部と下部とにおいて異なるデューティサイクルを生成し、従って、調光の比例するレベルが、各セットアップに対して異なって計算され得る。従って、例えば、磁気変圧器５０２用いて、調光器５１４の設定が、５０％の調光を生成する場合に、その同じ設定は、電気変圧器５０２を用いるときにも５０％の調光を生成する。
【００５９】
（ブリーダー制御）
前述のように、ブリーダー回路が、電気変圧器がＵＬＤＴ状態に落ちることを防止するために使用され得る。ただし、さらに前述のように、ブリーダー回路は、電気変圧器と共に使用される場合に非効率であり、磁気変圧器と共に使用される場合に非効率かつ不要である。しかしながら、本発明の実施形態において、一旦アナライザー７０２が、取り付けられた変圧器５０２のタイプを決定すると、ブリーダー制御回路７１２は、ブリーダー回路が電力を引き抜くか否か、またはいつ引き抜くかを制御する。例えば、ＤＣ電源および／または磁気変圧器に対して、ブリーダーがつけられず、それゆえに、ブリーダーが、電力を消費しない。電気変圧器に対して、ブリーダーがときどき必要であり得るが、それが、サイクルごとに働く必要がない。
【００６０】
プロセッサ６１６が、調光器５１４によって生成された位相クリッピングの量を決定しようとする場合のみのサイクルの間に、ブリーダーが必要とされ得る。例えば、ユーザーは、調光器５１４上の設定を変え得、その結果、ＬＥＤ６１２が調光器になり、結果として、電気変圧器が、ＵＬＤＴ状態に進入するリスクにあり得る。位相クリップ推定器７２０および／またはアナライザー７０２は、調光器５１４によって引き起こされたクリッピングのうちのいくつかを検出し得、しかしながら、クリッピングのうちのいくつかがＵＬＤＴによって引き起こされ得る。位相クリップ推定器７２０および／またはアナライザー７０２が、最初に他方から１つに通じることが不可能の場合もある。従って、１つの実施形態においてアナライザー７０２は、入力信号６１８のクリッピングレベルの変動を検出し、しかしながら、生成器７０６が制御信号６２０において対応する変動を作る前に、ブリーダー制御回路７１２は、ブリーダーを係合する。ブリーダーが係合されるが、入力信号６１８のクリッピングレベルにおける任意の変動は、調光器５１４上の動作の結果のみであり、アナライザー７０２および／または調光器制御回路７１０が従って応答する。ブリーダーを係合することによって引き起こされる遅延は、入力信号６１８の数サイクルのみに続き得、従って、調光器５１４の設定を変えることと、ＬＥＤ６１２の明るさに対応する変動を検出することとの間の遅延がユーザーによって知覚されない。
【００６１】
１つの実施形態において、位相クリップ推定器７２０は、入力信号６１８の先行するサイクルを監視し、（係合されたブリーダーがない場合に）ＵＬＤＴベースのクリッピングがサイクルのどのポイントで始まることを予測する。例えば、図３に戻って参照すると、軽い負荷３０２に対するＵＬＤＴベースのクリッピング３０６は、サイクルの後半のみに発生し得、サイクルの休止の間に、ブリーダーが係合され、かつ電力を引き抜き、ただしそれが要求されていない。従って、プロセッサ６１６は、必要とされる数回のみ（クリッピングが始まる少し前（例えば、約１００μｓ前）およびクリッピングが終了する直後（例えば、１００マイクロ秒後））の間に、ブリーダー負荷を係合し得る。
【００６２】
従って、ＵＬＤＴベースのクリッピングに依存して、ブリーダーは、０．５％より少ないデューティサイクルに対応する各サイクルの数百マイクロ秒のみに対して電流を引き抜き得る。この実施形態において、数ワットを引き抜くように設計されたブリーダーは、数十ミリワットのみの平均負荷を負う。それゆえに、選択的にブリーダーを使用することは、ほぼ電力の不利がない状態で、所望の調光レベルの高精度の判断を可能にする。
【００６３】
１つの実施形態において、ブリーダー制御回路７１２は、電気変圧器５０２がＵＬＤＴ状態に接近するたびにブリーダーを係合し、従って、それによって引き起こされた変圧器出力信号５０６の任意の揺らぎを防止する。別の実施形態において、ブリーダー制御回路７１２は、あまり頻繁にブリーダー回路を係合せず、それによって、さらに電力を節約する。この実施形態において、ブリーダー制御回路７１２が、電気変圧器５０２の早すぎたカットオフを防止すると同時に、ブリーダー回路を係合するその低頻度は、一時的な過渡効果（例えば、「クリック」）が変圧器５０２の出力５０６上に出現することを可能にする。しかしながら、アナライザー７０２は、クリックを検出し、そしてクリックに返答しないように生成器７０６を命令することによってクリックを濾過し得る。
【００６４】
（熱制御）
調整器ＩＣ６０８にわたる電力制御を有するプロセッサ６１６は、ＬＥＤ６１２の熱管理を行い得る。ＬＥＤの寿命およびルーメンメンテナンスが、ＬＥＤ６１２が動作される温度および電力にリンクされ、従って、ＬＥＤ６１２の正確な熱管理は、ＬＥＤ６１２の寿命を延ばし、ＬＥＤ６１２の明るさを維持し得る。１つの実施形態において、プロセッサ６１６は、温度センサー６２２から入力６２４を受け入れる。記憶デバイス７１４は、ＬＥＤ６１２に対するメンテナンスデータ（例えば、ルーメンメンテナンスデータ）を含み得、熱制御回路７１６は、温度センサー入力６２４を受信し、かつＬＥＤ６１２の現在の熱動作ポイントに対応するメンテナンスデータへアクセスし得る。次に、熱制御回路７１６は、最も明るいＬＥＤ６１２に対する最安全な動作ポイントを計算し、かつ従ってＬＥＤ制御信号を増大させ、または減少させるように生成器７０６を命令し得る。
【００６５】
熱制御回路７１６はまた、調光器制御回路７１０に関連して使用され得る。所望の調光レベルが、熱管理の要求と融合され得、単一の明るさレベルの設定を生成させる。１つの実施形態において、２つのパラメータが、（例えば、熱制御回路７１６および／または調整器制御回路７１０によって、デジタルドメイン内に）独立して計算され、２つのうちのより小さい方のみが、明るさレベルを設定するために使用される。従って、本発明の実施形態は、ユーザーが熱いランプを調光する場合を回避する。（すなわち、ランプの明るさが、熱制限および調光器の両方によって影響され、後にランプが冷えると、明るさレベルが増大することが見つける。）１つの実施形態において、熱制御回路７１６は、感知された温度によって規定される値に対して１００％明るさを「規格化し」、その標準から調光するように調光器制御回路７１０を命令する。
【００６６】
上記回路のうちのいくつかまたは全部が、図８に示されるフローチャート８００に例示された方式で使用され得る。プロセッサ６１６が、自分の電源またはＬＥＤモジュール６００の他の部品のうちの１つと共用された電源を用いて、電力を供給され得る（ステップ８０２）。プロセッサ６１６は、当技術分野に既知の技術を用いて、例えば、制御レジスタを既知の値に設定し、または再設定することによって、初期化される（ステップ８０４）。プロセッサ６１６は、初期化モードから離脱する前に、ＬＥＤモジュール６００上の他の部品から確認信号を受信するのを待ち得る。
【００６７】
プロセッサ６１６は、入ってくる整流されたＡＣ波形６１８の数サイクルを観察することによってそれを調べる（ステップ８０６）。前述のように、アナライザー７０２は、入力信号６１８の周波数を検出し、それに基づいて電源のタイプを決定し得る（ステップ８０８）。電源が磁気変圧器である場合に、プロセッサ６１６は、入力波形のゼロ交差デューティサイクルを測定する（ステップ８１０）（すなわち、プロセッサ６１６が、入力波形がゼロを横切るポイントを検出し、それに基づいて波形のデューティサイクルを計算する）。電源が電気変圧器である場合に、プロセッサ６１６は、波形６１８を追跡し、ゼロ交差に同調させる（ステップ８１２）。言い換えると、プロセッサ６１６は、どのゼロ交差が高周波数電気変圧器出力の結果であるか、およびどのゼロ交差が極性を変化させる変圧器出力の重なりの結果であるかを決定する。プロセッサ６１６は、前者を無視し、後者を追跡する。１つの実施形態において、プロセッサ６１６は、潜在的なＵＬＤＴ状態がデューティサイクル計算に影響を与えることを防止するために、検出されたゼロ交差の直前にブリーダー負荷を係合する（ステップ８１４）。次に、デューティサイクルが測定され（ステップ８１６）、ブリーダー負荷が係合解除される（ステップ８１８）。
【００６８】
この時点において、電源がＤＣ電源、または磁気変圧器または電気変圧器であるが、調光器が存在する場合に、プロセッサ６１６は、調光器に基づいて、所望の明るさレベルを計算する（ステップ８２０）。さらに、所望の場合に、ＬＥＤの温度が測定され得る（ステップ８２２）。測定された温度とＬＥＤ製造データに基づいて、プロセッサ６１６は、ＬＥＤの最大可能な電力を計算する（ステップ８２４）。調光器レベルおよび熱レベルはが、正味明るさレベルを計算するために分析され、１つの実施形態において、２つのうちのより小さい方が選択される（ステップ８２６）。次に、ＬＥＤの明るさが、計算された明るさレベルを用いて設定される（ステップ８２８）。周期的に、または入力信号６１８の変動が検出されるときに、電源のタイプが検査され得（ステップ８３０）、入力のデューティサイクル、調光レベル、および温度が再測定され、新たなＬＥＤの明るさが設定される。
【００６９】
本発明の一定の実施形態が上に説明されている。しかしながら、本発明がそれらの実施形態に限定されず、むしろ本発明が、本明細書に明確に説明された内容への追加および変更も本発明の範囲内に含まれるようであることが明確に言及される。さらに、本明細書に説明されたさまざまな実施形態の特徴が互いに排他的ではなく、さまざまな組み合わせおよび交換において存在し得、このような組み合わせおよび交換が、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、本明細書にもさえ述べられていないことが理解されるべきである。実際には、本明細書に説明された内容のバリエーション、変更、および他の実装は、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、当業者にとって存在する。従って、本発明は、上記例示的な説明のみによって規定されない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出された電源のタイプに従ってＬＥＤドライバーの挙動を変更する回路であって、該回路は、
少なくとも一部分に、該電源から受信された電力信号に基づいて該電源の該タイプを決定するアナライザーと、
該ＬＥＤドライバーの該挙動を制御するために、少なくとも一部分に、該電源の該決定されたタイプに基づいて制御信号を生成する生成器と
を含む、回路。
【請求項２】
前記電源の前記タイプは、ＤＣ電源、磁気変圧器電源、または電気変圧器電源を含む、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記電源の前記タイプは、該電源のメーカーまたはモデルを含む、請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記アナライザーは、デジタル論理を含む、請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記ＬＥＤドライバーの前記挙動は、電圧出力レベルまたは電流出力レベルを含む、請求項１に記載の回路。
【請求項６】
前記アナライザーと前記生成器とのうちの少なくとも１つと連結するための入力／出力ポートをさらに含む、請求項１に記載の回路。
【請求項７】
前記アナライザーは、前記電力信号の周波数を決定する周波数アナライザーを含む、請求項１に記載の回路。
【請求項８】
調光器設定に従って、前記制御信号を変更することによって、前記ＬＥＤドライバーの出力を調光する調光器制御回路をさらに含む、請求項１に記載の回路。
【請求項９】
前記電源の負荷を増大させるようにブリーダー回路を選択的に係合することによって動作領域内該電源を維持するブリーダー制御回路をさらに含む、請求項１に記載の回路。
【請求項１０】
オーバー温度状態に従って前記制御信号を変更させることによって、前記ＬＥＤドライバーの出力を減少させる熱制御回路をさらに含む、請求項１に記載の回路。
【請求項１１】
前記生成された制御信号は、電圧制御信号、電流制御信号、またはパルス幅変調の制御信号を含む、請求項１に記載の回路。
【請求項１２】
検出された電源のタイプに従ってＬＥＤドライバー回路の挙動を変更するための方法であって、該方法は、
少なくとも一部分に、該電源から受信された電力信号を分析することに基づいて、該電源の該タイプを決定することと、
少なくとも一部分に、該電源の該決定されたタイプに基づいて該ＬＥＤドライバーの該挙動を制御することと
を含む、方法。
【請求項１３】
前記電源の前記タイプを決定することは、前記電源の信号の周波数を検出することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記周波数が、１秒より短い時間で検出される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記周波数が、１０分の１秒より短い時間で検出される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記挙動を変更することは、出力電圧レベルまたは出力電流レベルを変更することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記電源の負荷を検出することをさらに含み、前記電源の前記タイプを決定することは、前記検出された周波数を該検出された負荷と１組にすることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記制御信号を用いて前記電源の前記負荷を変化させることと、該変化された負荷での前記電源の信号の前記周波数を測定することとをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記電源にＡＣメイン電力を供給する国または地域を検出することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記制御信号を生成することは、電圧制御信号、電流制御信号、またはパルス幅変調の制御信号のうちの少なくとも１つを生成することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
ＬＥＤを調光するために、調光信号に応答する調光器アダプターであって、該アダプターは、
入力電力信号のデューティサイクルを推定するデューティサイクル推定器と、
該推定されたデューティサイクルに応じて調光信号を生成する信号生成器と
を含む、アダプター。
【請求項２２】
前記入力電力信号を生成するために使用された変圧器のタイプを検出する変圧器タイプ検出器をさらに含む、請求項２０に記載の調光器アダプター。
【請求項２３】
前記デューティサイクル推定器は、少なくとも一部分に、前記検出された変圧器タイプに基づいて前記デューティサイクルを推定する、請求項２２に記載の調光器アダプター。
【請求項２４】
前記デューティサイクル推定器は、ゼロ交差検出器を含む、請求項２０に記載の調光器アダプター。
【請求項２５】
前記ゼロ交差検出器は、所定の閾値より小さい、連続したゼロ交差の間の時間期間を有するゼロ交差信号を濾過するフィルターを含む、請求項２４に記載の調光器アダプター。
【請求項２６】
前記調光信号の位相クリッピングを推定する位相クリップ推定器と、
少なくとも一部分に、該推定された位相クリッピングに基づいて、ブリーダー回路を制御するブリーダー制御回路と
をさらに含む、請求項２０に記載の調光器アダプター。
【請求項２７】
前記位相クリップ推定器は、少なくとも一部分に事前に観察されたサイクルに基づいて前記位相クリッピングがいつ開始するかを決定する、請求項２６に記載の調光器アダプター。
【請求項２８】
前記位相クリップ推定器は、少なくとも一部分に事前に観察されたサイクルに基づいて前記位相クリッピングがいつ終了するかを決定する、請求項２７に記載の調光器アダプター。
【請求項２９】
前記ブリーダー制御回路は、前記位相クリッピングの始まりの前に、前記ブリーダー回路を有効にさせる、請求項２７に記載の調光器アダプター。
【請求項３０】
前記ブリーダー制御回路は、前記位相クリッピングの終了の後に、前記ブリーダー回路を無効にさせる、請求項２９に記載の調光器アダプター。
【請求項３１】
調光信号に応じてＬＥＤを調光するための方法であって、該方法は、
入力電力信号のデューティサイクルを推定することと、
該推定されたデューティサイクルに応じて調光信号を生成することと
を含む、方法。
【請求項３２】
前記入力電力信号を生成するために使用された変圧器のタイプを検出することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記デューティサイクルを推定することは、前記入力電力信号のゼロ交差を検出することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
高周波数ゼロ交差を濾過することをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記調光信号の位相クリッピングを推定することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記位相クリッピングの間に、ブリーダー回路を係合することをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ブリーダー回路が係合される間に、前記デューティサイクルが推定される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
ＬＥＤのための熱管理回路であって、該回路は、
該ＬＥＤの現在の熱動作ポイントを決定するサーキットリーと、
該ＬＥＤの熱動作範囲を得るサーキットリーと、
少なくとも一部分に、該現在の熱動作ポイントと該熱動作範囲とに基づいて、該ＬＥＤに送出される電力を調節する制御信号を生成する生成器と
を含む、回路。
【請求項３９】
前記ＬＥＤの前記現在の熱動作ポイントを測定する熱センサーをさらに含む、請求項３８に記載の回路。
【請求項４０】
前記ＬＥＤの前記熱動作範囲を格納する記憶デバイスをさらに含む、請求項３８に記載の回路。
【請求項４１】
前記記憶デバイスは、ルックアップテーブルを含む、請求項４０に記載の回路。
【請求項４２】
調光器設定に従って、前記ＬＥＤを調光する調光器制御回路をさらに含む、請求項３８に記載の回路。
【請求項４３】
前記制御信号が、少なくとも一部分に、前記調光器設定または前記現在の熱動作ポイントに基づいて生成される、請求項４２に記載の回路。
【請求項４４】
前記調光器設定および前記熱動作ポイントのうちの小さい方を選択する比較回路をさらに含み、前記制御信号が、少なくとも一部分に、該比較回路の出力に基づいて生成される、請求項４２に記載の回路。
【請求項４５】
ＬＥＤに対する熱管理の方法であって、該方法は、
該ＬＥＤの温度を検出することと、
該検出された温度で該ＬＥＤの熱動作範囲を得ることと、
少なくとも一部分に、該ＬＥＤの該熱動作範囲に基づいて該ＬＥＤに送出される電力を調節することと
を含む、方法。
【請求項４６】
前記ＬＥＤの前記熱動作範囲を得ることは、ルックアップテーブルを参照することを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記ルックアップテーブルは、ＬＥＤの熱対電力のデータを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記ＬＥＤの前記温度を検出することは、熱センサーから入力を受信することを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記ＬＥＤに送出される電力を調節することは、前記熱動作範囲内に、該ＬＥＤを、該ＬＥＤの最大の明るさレベルに設定することを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項５０】
前記ＬＥＤに送出される電力を調節することはさらに、一部分に、調光器設定に基づく、請求項４５に記載の方法。
【請求項５１】
前記調光器設定と前記温度とを比較することと、少なくとも一部分に、該調光器設定と該温度とのうちの小さい方に基づいて前記ＬＥＤに送出される電力を調節することとをさらに含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記比較が、デジタル方式で行われる、請求項５１に記載の方法。
【請求項１】
検出された電源のタイプに従ってＬＥＤドライバーの挙動を変更する回路であって、該回路は、
少なくとも一部分に、該電源から受信された電力信号に基づいて該電源の該タイプを決定するアナライザーと、
該ＬＥＤドライバーの該挙動を制御するために、少なくとも一部分に、該電源の該決定されたタイプに基づいて制御信号を生成する生成器と
を含む、回路。
【請求項２】
前記電源の前記タイプは、ＤＣ電源、磁気変圧器電源、または電気変圧器電源を含む、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記電源の前記タイプは、該電源のメーカーまたはモデルを含む、請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記アナライザーは、デジタル論理を含む、請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記ＬＥＤドライバーの前記挙動は、電圧出力レベルまたは電流出力レベルを含む、請求項１に記載の回路。
【請求項６】
前記アナライザーと前記生成器とのうちの少なくとも１つと連結するための入力／出力ポートをさらに含む、請求項１に記載の回路。
【請求項７】
前記アナライザーは、前記電力信号の周波数を決定する周波数アナライザーを含む、請求項１に記載の回路。
【請求項８】
調光器設定に従って、前記制御信号を変更することによって、前記ＬＥＤドライバーの出力を調光する調光器制御回路をさらに含む、請求項１に記載の回路。
【請求項９】
前記電源の負荷を増大させるようにブリーダー回路を選択的に係合することによって動作領域内該電源を維持するブリーダー制御回路をさらに含む、請求項１に記載の回路。
【請求項１０】
オーバー温度状態に従って前記制御信号を変更させることによって、前記ＬＥＤドライバーの出力を減少させる熱制御回路をさらに含む、請求項１に記載の回路。
【請求項１１】
前記生成された制御信号は、電圧制御信号、電流制御信号、またはパルス幅変調の制御信号を含む、請求項１に記載の回路。
【請求項１２】
検出された電源のタイプに従ってＬＥＤドライバー回路の挙動を変更するための方法であって、該方法は、
少なくとも一部分に、該電源から受信された電力信号を分析することに基づいて、該電源の該タイプを決定することと、
少なくとも一部分に、該電源の該決定されたタイプに基づいて該ＬＥＤドライバーの該挙動を制御することと
を含む、方法。
【請求項１３】
前記電源の前記タイプを決定することは、前記電源の信号の周波数を検出することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記周波数が、１秒より短い時間で検出される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記周波数が、１０分の１秒より短い時間で検出される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記挙動を変更することは、出力電圧レベルまたは出力電流レベルを変更することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記電源の負荷を検出することをさらに含み、前記電源の前記タイプを決定することは、前記検出された周波数を該検出された負荷と１組にすることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記制御信号を用いて前記電源の前記負荷を変化させることと、該変化された負荷での前記電源の信号の前記周波数を測定することとをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記電源にＡＣメイン電力を供給する国または地域を検出することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記制御信号を生成することは、電圧制御信号、電流制御信号、またはパルス幅変調の制御信号のうちの少なくとも１つを生成することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
ＬＥＤを調光するために、調光信号に応答する調光器アダプターであって、該アダプターは、
入力電力信号のデューティサイクルを推定するデューティサイクル推定器と、
該推定されたデューティサイクルに応じて調光信号を生成する信号生成器と
を含む、アダプター。
【請求項２２】
前記入力電力信号を生成するために使用された変圧器のタイプを検出する変圧器タイプ検出器をさらに含む、請求項２０に記載の調光器アダプター。
【請求項２３】
前記デューティサイクル推定器は、少なくとも一部分に、前記検出された変圧器タイプに基づいて前記デューティサイクルを推定する、請求項２２に記載の調光器アダプター。
【請求項２４】
前記デューティサイクル推定器は、ゼロ交差検出器を含む、請求項２０に記載の調光器アダプター。
【請求項２５】
前記ゼロ交差検出器は、所定の閾値より小さい、連続したゼロ交差の間の時間期間を有するゼロ交差信号を濾過するフィルターを含む、請求項２４に記載の調光器アダプター。
【請求項２６】
前記調光信号の位相クリッピングを推定する位相クリップ推定器と、
少なくとも一部分に、該推定された位相クリッピングに基づいて、ブリーダー回路を制御するブリーダー制御回路と
をさらに含む、請求項２０に記載の調光器アダプター。
【請求項２７】
前記位相クリップ推定器は、少なくとも一部分に事前に観察されたサイクルに基づいて前記位相クリッピングがいつ開始するかを決定する、請求項２６に記載の調光器アダプター。
【請求項２８】
前記位相クリップ推定器は、少なくとも一部分に事前に観察されたサイクルに基づいて前記位相クリッピングがいつ終了するかを決定する、請求項２７に記載の調光器アダプター。
【請求項２９】
前記ブリーダー制御回路は、前記位相クリッピングの始まりの前に、前記ブリーダー回路を有効にさせる、請求項２７に記載の調光器アダプター。
【請求項３０】
前記ブリーダー制御回路は、前記位相クリッピングの終了の後に、前記ブリーダー回路を無効にさせる、請求項２９に記載の調光器アダプター。
【請求項３１】
調光信号に応じてＬＥＤを調光するための方法であって、該方法は、
入力電力信号のデューティサイクルを推定することと、
該推定されたデューティサイクルに応じて調光信号を生成することと
を含む、方法。
【請求項３２】
前記入力電力信号を生成するために使用された変圧器のタイプを検出することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記デューティサイクルを推定することは、前記入力電力信号のゼロ交差を検出することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
高周波数ゼロ交差を濾過することをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記調光信号の位相クリッピングを推定することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記位相クリッピングの間に、ブリーダー回路を係合することをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ブリーダー回路が係合される間に、前記デューティサイクルが推定される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
ＬＥＤのための熱管理回路であって、該回路は、
該ＬＥＤの現在の熱動作ポイントを決定するサーキットリーと、
該ＬＥＤの熱動作範囲を得るサーキットリーと、
少なくとも一部分に、該現在の熱動作ポイントと該熱動作範囲とに基づいて、該ＬＥＤに送出される電力を調節する制御信号を生成する生成器と
を含む、回路。
【請求項３９】
前記ＬＥＤの前記現在の熱動作ポイントを測定する熱センサーをさらに含む、請求項３８に記載の回路。
【請求項４０】
前記ＬＥＤの前記熱動作範囲を格納する記憶デバイスをさらに含む、請求項３８に記載の回路。
【請求項４１】
前記記憶デバイスは、ルックアップテーブルを含む、請求項４０に記載の回路。
【請求項４２】
調光器設定に従って、前記ＬＥＤを調光する調光器制御回路をさらに含む、請求項３８に記載の回路。
【請求項４３】
前記制御信号が、少なくとも一部分に、前記調光器設定または前記現在の熱動作ポイントに基づいて生成される、請求項４２に記載の回路。
【請求項４４】
前記調光器設定および前記熱動作ポイントのうちの小さい方を選択する比較回路をさらに含み、前記制御信号が、少なくとも一部分に、該比較回路の出力に基づいて生成される、請求項４２に記載の回路。
【請求項４５】
ＬＥＤに対する熱管理の方法であって、該方法は、
該ＬＥＤの温度を検出することと、
該検出された温度で該ＬＥＤの熱動作範囲を得ることと、
少なくとも一部分に、該ＬＥＤの該熱動作範囲に基づいて該ＬＥＤに送出される電力を調節することと
を含む、方法。
【請求項４６】
前記ＬＥＤの前記熱動作範囲を得ることは、ルックアップテーブルを参照することを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記ルックアップテーブルは、ＬＥＤの熱対電力のデータを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記ＬＥＤの前記温度を検出することは、熱センサーから入力を受信することを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記ＬＥＤに送出される電力を調節することは、前記熱動作範囲内に、該ＬＥＤを、該ＬＥＤの最大の明るさレベルに設定することを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項５０】
前記ＬＥＤに送出される電力を調節することはさらに、一部分に、調光器設定に基づく、請求項４５に記載の方法。
【請求項５１】
前記調光器設定と前記温度とを比較することと、少なくとも一部分に、該調光器設定と該温度とのうちの小さい方に基づいて前記ＬＥＤに送出される電力を調節することとをさらに含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記比較が、デジタル方式で行われる、請求項５１に記載の方法。
【図５】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図８】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図８】
【公表番号】特表２０１３−５１７６１３（Ｐ２０１３−５１７６１３Ａ）
【公表日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４９９８８（Ｐ２０１２−５４９９８８）
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５７０６０
【国際公開番号】ＷＯ２０１２／０８７２６８
【国際公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【出願人】（５１２１２５０９１）テララックス， インコーポレイテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５７０６０
【国際公開番号】ＷＯ２０１２／０８７２６８
【国際公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【出願人】（５１２１２５０９１）テララックス， インコーポレイテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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