JP5759491B2 - 半導体式照明器具の調光範囲を広げる方法及び装置 - Google Patents
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Claims (14)
- 低い調光レベルにおいて半導体式照明負荷による照明出力のレベルをコントロールする機器であって、前記機器は:
前記半導体式照明負荷と並列に接続されたブリード回路を含み、
該ブリード回路は、直列に接続された抵抗とトランジスターを含み、
該トランジスターは、調光器によって設定された調光レベルが既定の第1の境界値よりも小さいときは、デジタルコントロール信号のデューティサイクルに応じて動作オンと動作オフするように構成されており、
前記調光レベルが減少すると前記ブリード回路の実効抵抗を減少し、
前記機器は、さらに、検知回路を含み、
前記検知回路は、
デジタル入力および該デジタル入力を電源電圧にクランプする少なくとも一つのダイオードを含むマイクロコントローラーと;
前記マイクロコントローラーの前記デジタル入力と検知ノードの間に接続された第1のキャパシタと;
前記検知ノードとグラウンドの間に接続された第2のキャパシタと;そして
前記検知ノードと前記調光器からの整流された電圧を受け取る整流電圧ノードの間に接続された少なくとも一つの抵抗と、
を含み、
前記マイクロコントローラーは、前記整流電圧ノードにおける整流電圧の波形に応じて、前記デジタル入力において受け取られたデジタルパルスをサンプルすることを含んだアルゴリズムを実行し、前記調光器の調光レベルを特定するために前記サンプルされたデジタルパルスの長さを決定する、
ことを特徴とする機器。 - 前記調光器によって設定された前記調光レベルが前記既定の第1の境界値よりも大きいときは、前記デジタルコントロール信号のデューティサイクルは0パーセントであり、
前記ブリード回路の実効抵抗が無限大であるように、前記トランジスターを常に動作オフに保っている、
請求項1に記載の機器。 - 前記調光器によって設定された前記調光レベルが、前記既定の第1の境界値よりも小さい値である既定の第2の境界値にあるときは、前記デジタルコントロール信号のデューティサイクルは100パーセントであり、
前記ブリード回路の実効抵抗が該ブリード回路中の抵抗の抵抗値と実質的に等しいように、前記トランジスターを常に動作オンに保っている、
請求項2に記載の機器。 - 前記デジタルコントロール信号のデューティサイクルが100パーセントであるときは、前記ブリード回路を流れるブリード電流は最大値であり、半導体式負荷を流れる負荷電流は最小である、
請求項3に記載の機器。 - 前記調光レベルが減少するにつれて前記ブリード回路の実効抵抗が減少するように、前記調光器により設定された調光レベルが前記既定の第1の境界値と前記既定の第2の境界値の間にあるときは、前記デジタルコントロール信号のデューティサイクルは、0パーセントから100パーセントの間の算出されたパーセントに設定される、
請求項3に記載の機器。 - 前記算出されたパーセントは、少なくとも部分的に、前記調光器により設定された前記調光レベルに基づいた規定の関数に応じて決定される、
請求項5に記載の機器。 - 前記既定の関数は、減少していく調光レベルに対応して増加していく算出されたパーセントを提供する線形関数である、
請求項6に記載の機器。 - 前記既定の関数は、減少していく調光レベルに対応して増加していく算出されたパーセントを提供する非線形関数である、
請求項6に記載の機器。 - 前記検知回路は、さらに、
前記調光器により設定された調光レベルを検知し、
前記検知された調光レベルに基づいて前記デジタルコントロール信号のデューティサイクルを決定し、そして
ブリード回路中の前記抵抗に対して、前記デューティサイクルにおいて前記デジタルコントロール信号を出力する、
ように構成されている、
請求項1に記載の機器。 - 前記マイクロコントローラーは、さらに
前記デジタルコントロール信号を出力するためにパルス幅変調(PWM)出力を含んでいる、
請求項1に記載の機器。 - 前記半導体式照明負荷は、
直列に接続されたLEDの列を含む、
請求項10に記載の機器。 - 前記機器は、さらに:
前記調光器から整流された電圧を受け取り、半導体式負荷に対して前記整流された電圧に応じた出力電圧を提供する、オープンループの電力変換器を含む、
請求項9記載の機器。 - 調光器によってコントロールされた半導体式照明負荷による照明出力のレベルをコントロールする方法であって、前記半導体式照明負荷はブリード回路に並列に接続されており、前記方法は;
前記調光器の位相角を検知すること;
前記検知された位相角に基づいてデジタルコントロール信号のデューティサイクルのパーセントを決定すること;そして
前記デジタルコントロール信号を使用して並列なブリード回路中のスイッチをコントロールすることであって、
前記スイッチは、前記ブリード回路の抵抗を調整するための前記デジタルコントロール信号の前記デューティサイクルのパーセントに応じて開いたり閉じたりし、
前記並列なブリード回路の前記抵抗は、前記デジタルコントロール信号の前記デューティサイクルのパーセントに対して反比例している、
コントロールを含み、
前記デューティサイクルのパーセントを決定することは;
前記検知された位相角が既定の低い調光境界値の下であるときには、前記デューティサイクルのパーセントを0パーセントであると決定すること;かつ
前記検知された位相角が既定の低い調光境界値の上であるときには、既定の関数に応じて前記デューティサイクルのパーセントを算出し、前記既定の関数は前記検知された位相角の減少に応じて前記デューティサイクルのパーセントを増加すること、
を含み、
前記調光器の位相角を検知することは、検知回路により行われ、
前記検知回路は、
デジタル入力および該デジタル入力を電源電圧にクランプする少なくとも一つのダイオードを含むマイクロコントローラーと;
前記マイクロコントローラーの前記デジタル入力と検知ノードの間に接続された第1のキャパシタと;
前記検知ノードとグラウンドの間に接続された第2のキャパシタと;そして
前記検知ノードと前記調光器からの整流された電圧を受け取る整流電圧ノードの間に接続された少なくとも一つの抵抗と、
を含み、
前記マイクロコントローラーは、前記整流電圧ノードにおける整流電圧の波形に応じて、前記デジタル入力において受け取られたデジタルパルスをサンプルすることを含んだアルゴリズムを実行し、前記調光器の調光レベルを特定するために前記サンプルされたデジタルパルスの長さを決定する、
ことを特徴とする方法。 - 前記デューティサイクルのパーセントを決定することは、さらに:
前記検知された位相角が別の既定の調光境界値より下、すなわち前記既定の低い調光境界値の下であるときは、前記デューティサイクルのパーセントは100パーセントであると決定すること、を含み、
前記100パーセントのデューティサイクルは前記スイッチが閉じた状態であり、前記並列なブリード回路の前記抵抗が最小値を有することになる、
請求項13に記載の方法。
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