JP6584698B2 - 管状照明取り付け具に取り付けるための管状デバイス - Google Patents

Description

本発明は、管状照明取り付け具に関し、とりわけ、このような取り付け具において受けられる管状照明デバイスに関する。

固体照明（SSL）は、多くの照明用途において急速に標準になりつつある。これは、発光ダイオード（LED）などのSSL要素が、制御可能な光出力色、強度、ビーム広がり及び／又は照明方向を可能にするだけでなく、優れた寿命及びエネルギ消費を示すこともできるからである。

管状照明デバイスは、オフィス照明用、小売り環境用、廊下内、ホテル内などの商業的照明用途において広く用いられている。従来の管状照明取り付け具は、管状照明の各端部にある接続ピンに機械的及び電気的な接続をするためのソケットコネクタを各端部に有する。従来の管状照明は、蛍光灯の形をしている。蛍光灯のための電子安定器を備えている照明器具の大規模な設置基盤がある。安定器回路は、蛍光灯の外部にあり、磁気安定器の場合には、安定器（インダクタ）と、スタータ回路とを有する。安定器、スタータ回路及び接続ピンの２つのピンは、閉回路を形成する。従来の蛍光灯においては、各対の接続ピン間の加熱フィラメントが回路を完成させる。電子安定器は、別個のスタータを必要としない。

現在、従来の蛍光灯の直接的な代替品として用いられ得る管状LED（「TLED」）ソリッドステートランプが存在する。このやり方では、既存の照明取り付け具を変更するという代償なしに、ソリッドステート照明の利点が得られ得る。

図１は、（一方しか示されていない）各端部に端部キャップ１４を有する管状ハウジング１２を含む基本的な既知の管状ソリッドステートランプ１０を示している。図１は、ただ単に、管状LEDが従来の蛍光管の円形輪郭に限定されないことを例示するために、非円形管を示しているが、もちろん、円形管状LEDも同様によく知られている。端部キャップ１４は、管状ハウジング１２の細長い軸（elongate axis）１５と平行に、端部キャップ１４の中心軸から両側にずれた２つのピンの形態の外部コネクタ１６を担持する。端部キャップ１４は、内蔵ドライバ基板、及びソリッドステート照明要素、例えばLEDを管状ハウジング１２内に取り付ける回路基板に電気的に接続する。

図２は、標準的な蛍光灯照明器具の基本回路を示している。それは、グロースタータ１７、安定器１８及びAC主電源１９を有する。管１０の各端部にある対の接点ピンをブリッジするフィラメント線と一緒に、閉回路が形成される。図２において示されているような基本的な電磁（EM）安定器は、主電源周波数において動作し得るのに対して、電子安定器は、20kHzなどの高い周波数で動作する電子部品を有する。

図２は、蛍光灯のための管の未接続端部に触れることがどのように安全であるかを示している。ランプの両側の接続ピンは、ランプのガラス管及びその内部のガスによって、互いに電気的に絶縁されていることから、従来の蛍光灯は、如何なる危険もなしに、このような生きている主電源器具（live mains fixture）に挿入され得る。ランプの２つの端部の間の電気的接触は、その内部のガスが点火（ignite）されている場合にのみ確立され、それは、ランプの両端部が照明器具に挿入された後にのみ可能である。

ランプを照明器具から取り出すと、ランプを流れる電流とランプ内のガス放電との両方が直ちに停止され、従って、ランプの両端部間の電気絶縁が直ちに再確立される。

しかしながら、TLEDランプを照明器具に挿入することは潜在的に危険である。なぜなら、ランプの他方の端部が、既に挿入されており、危険な電圧に接触しているときに、ランプの一方の端部の接続ピンに触れることが可能であるからである。

典型的なTLEDレトロフィットランプは、TLEDの両端部の接続ピンの間の電気絶縁をほとんど提供しないLED PCB及びLEDドライバPCBを含む。それ故、管の２つの端部の間に導電路が存在することから、このようなTLEDを生きている主電源器具に挿入することは危険であり得る。

この安全性の問題を解決するために、様々なピン安全対策が提案されている。これらのピン安全対策は、通常、照明器具にTLEDの両端部が挿入されているときにしか閉じられない少なくとも１つのスイッチによって、TLEDの両端部の間の電気的接続を遮断する。

電気的なピン安全機構と機械的なピン安全機構との両方が知られている。

或る既知の電気的なピン安全対策においては、電力は、管の第１の側からしか取り込まれず、他方の側は、第１の側から絶縁され、他方の側の２つのピン接続の間の短絡として構成される。グロースタータ１７（図２）は、電流のループが閉じられるように、ブリッジワイヤ（bridging wire）又はヒューズを内部に備えるダミースタータに置き換えられなければならない。この方法は、スタータ（図２）を含む照明器具でしか機能しないことから、この方法には制約がある。例えば、電子安定器の器具の場合は、回路内にスタータがなく、それ故、ダミースタータ法は機能しない。電子安定器の器具の場合、及び幾つかの他のタイプの安定器の場合は、他のピン安全対策が必要とされる。

例えば、幾つかの他の電気的なピン安全対策においては、TLEDの両端部が照明器具内のランプホルダに挿入されるときに、電磁リレーが閉じられる。一方の端部しか挿入されていないときには、リレーは開いたままである。照明器具へのTLEDの挿入が検出され、電子安定器から生じる電流及び電圧を用いて電磁リレーが閉じられる。リレーピンの安全対策の利点は、それが、誰でも扱えると共に、通常のランプの外観及び雰囲気を維持することである。

リレーの使用に関する１つの問題は、リレーは、可動部（接点）及びアーク放電損傷のために故障しやすいことである。よく見られる故障の仕方の１つは、開接点（open contact）の短絡故障である。これが生じる場合には、もはや、ピンの安全保護は全くない。

この問題に対する１つの解決策は、図３において示されているように２つのリレーを用いることである。第１及び第２リレー３０、３２は、一方の端部のピン１６ａと、一緒に３６として示されているLEDドライバ及び負荷との間に、共用リレーコイル電源回路３４と直列に存在する。図３は、ピンの各セット１６ａ、１６ｂに関連するフィラメントエミュレーション回路３８も示している。リレーコイル電源回路は、故障検出を実施する。リレー３０、３２のうちの一方が、故障して短絡状態になるときには、他方は、安全を提供するために、もはや切り替わらないだろう（ランプはもはや点灯しないだろう）。しかし、この解決策は、２つのリレーが必要な結果として、相対的に高価であり、サイズが大きい。

機械的なピン安全対策においては、TLEDの各端部において、ボタンを押す又はスライダ若しくは他の機械的入力を操作するときにスイッチが閉じられる。TLEDを照明器具に挿入するときにランプホルダがボタンを押すだろう、又は前記ボタンは、手動で押される必要がある。これは、全てのタイプの安定器のために用いられ得るが、それは、TLEDが取り付けられる方法を変え、これは、ボタンの設計並びに照明器具及びソケットの設計に依存することから、それは、全ての異なる照明器具及びソケットの機械設計には適合しないおそれがある。

機械スイッチの設計は、アクシデントによって作動されることができてはならない。これは、例えば、作動が２段階アプローチを必要とするようにして機械スイッチを設計することによって達成される。第１段階は、（例えば、照明器具にランプを挿入することによる）挿入検出ボタンの作動であり、第２段階は、手動のユーザ動作によるスイッチの操作である。このやり方においては、照明器具内への設置後、ランプピンは、ランプの各端部において高周波電子安定器に接続されるが、電流は、最初は、一方の端部から他方の端部へランプを流れない。電流は、ユーザによる手動スイッチの作動後にしか流れることができない。

多くの高周波電子安定器の設計は、（蛍光）管状ランプがその寿命終了に至った場合には電流が流れるのを防止する保護回路を含む。この保護回路は、寿命終了状況において高周波電子安定器が過熱するのを防止する。寿命終了保護は、典型的には、一方のランプ端部の２つのピンの間のフィラメントが損傷を受けていないか破損しているかを検出することによって作動される。フィラメント破損は、蛍光管状ランプの寿命終了故障の典型的な根本的原因である。

通常、ユーザは、高周波電子安定器が寿命終了保護機能を有するか否かを知らない。大まかな見積もりによれば、世界的に、高周波電子安定器タイプの70％は、このような保護を含む。

上記のような機械的なピン安全保護を備えるTLEDランプの設置は、手動スイッチを作動させた後にしか点灯しないだろう。寿命終了保護を備える高周波電子安定器が取り付けられるとき、電子安定器は、手動スイッチがオンされていないときには、TLEDを寿命終了ランプとして検出するだろう。典型的には、高周波電子安定器は、この寿命終了状況を１秒未満の間しか許容しない。上記のTLEDにおいて手動作動スイッチを切り替えるのに必要な時間は、一般に、１秒より多くを必要とするので、これらのタイプの高周波電子安定器は保護回路を作動させるだろう。

この保護回路のリセットは、主電源オフ／オンハードスイッチによって行われ得る。主電源のオフへの切り替えと、主電源の再度のオンへの切り替えとの間の時間は、最大で３０秒である。この３０秒間の主電源サイクルは、機械的なピン安全対策を備えるランプを取り付けるときに不便になり得る。

本発明の第１の態様は、TLEDを照明器具に取り付けるときにフェールセーフ保護を提供するが、２つ（又はそれ以上）のリレー構成要素を必要とせずに実施され得る改良されたシステムのニーズに関する。

本発明の第２の態様は、寿命終了保護機能を有する照明器具により適合する機械的なピン安全対策の使用を可能にするニーズに関する。

US 2015/0061520は、照明モジュールと、ランプデバイスを照明器具の供給電圧に接続するための２対の外部接続ピンとを有するランプデバイスを開示している。照明モジュールの第１端子は、ピンの第１対のピン及びピンの第２対のピンの両方の間の電圧差が各々のしきい値電圧を上回るのに応じて閉じられるスイッチによってピンの第１対のピンに接続される。それ故、前記ランプは、一方の対のピンが接続されており、他方の対のピンが接続されていない状態でも取り扱いが安全である。

本発明は、請求項によって規定される。

本発明の第１の態様による例は、
細長い軸、並びに各端部が２つの突出電気接続ピンを含む反対側の第１及び第２端部を有する管状ハウジングと、
整流器回路であって、前記第２端部の前記ピンが前記整流器回路に電気的に接続される整流器回路と、
前記整流器回路の出力によって給電される照明ドライバ回路と、
ソリッドステート照明装置と、
前記第１端部の接続ピンに電気的に接続される安全回路とを有する管状ソリッドステート照明デバイスであって、
前記安全回路が、クリアランス距離（clearance distance）を供給する、電気的に又は機械的に制御される絶縁スイッチと、電子スイッチとを有する管状ソリッドステート照明デバイスを提供する。

この設計においては、２つの絶縁デバイスの組み合わせが存在する。一方は、電気的に又は機械的に制御される絶縁スイッチであり、他方は、絶縁バリア（isolation barrier）として機能する電子スイッチである。前記電子スイッチは、電子的なスイッチングを実施する物理的に静的な構成要素である。前記絶縁スイッチ及び前記電子スイッチは両方とも高電圧構成要素です。

前記絶縁スイッチは、その絶縁モードにあるときのゼロに近い漏れ電流を特徴とする。とりわけ、それは、物理的に可動な接点を含み、それによって、ガルバニック分離（galvanic separation）を供給する。前記電子スイッチは、好ましくは、半導体部品である。それは、物理的に可動な接点を含まないので、よりコンパクト且つより低コストであり得る。前記電子スイッチは、導通モードと絶縁モードとの間で切り替え可能である。

これは、２つの完全にガルバニック絶縁するスイッチングデバイスの必要性をなくす。単一の前記絶縁スイッチが、高いレベルのクリアランス性能を供給する。例えば、それは、開状態において少なくとも1.5mmの電極クリアランスを供給し得る。前記電子スイッチの目的は、前記絶縁スイッチが故障した場合に安全機能を供給することであり、前記電子スイッチは、更なる漏れ電流保護を供給する。それは、低いレベルの性能を供給し得るが、それでも、電流制限を供給し、それによって、絶縁スイッチが故障した場合に安全機能を実施する。

好ましくは、前記第１端部の前記ピンは、直列抵抗器構成を含む第１フィラメントエミュレーション回路を介して前記安全回路に電気的に接続され、前記第２端部の前記ピンは、直列抵抗器構成を含む第２フィラメントエミュレーション回路を介して前記整流器に電気的に接続される。

例の第１セットにおいては、前記絶縁スイッチは、電気リレーを有する。これは、前記デバイスの両端部の前記ピンの間の完全な電気絶縁を供給する。

（高電圧絶縁バリアとして機能する）前記電子スイッチは、前記第１端部の前記ピンと前記整流器との間にサージ抑制サイリスタ（thyristor surge suppressor）（TSS）を含み得る。

これは、外部ドライバを必要とせずに、電流制限機能を供給する。

前記電子スイッチは、その代わりに、前記第１端部の前記ピンと前記整流器との間にトライアックを含み得る。これは、先と同様に、電流制限機能を供給する。

前記トライアックは、３又は４象限トライアックを含み得る。これらは、AC動作に適しており、従って、前記デバイスの回路のAC側において、前記第１端部の前記ピンと前記整流器との間に設けられ得る。

その場合、電圧源、ゲート抵抗器、及び高周波検出始動回路を有するトライアックゲート制御回路が設けられ得る。前記始動回路は、例えば、前記トライアック端子間に（前記高周波電子安定器によって供給される）高周波電圧があるときに前記トライアックをオンにするために電圧変化率を検出する。前記トライアックの両端のこの始動電圧は、前記トライアックがオンされたら、なくなる。

前記電圧源は、好ましくは、リレー制御電圧も供給する。

前記電子スイッチは、その代わりに、前記整流器と前記LEDドライバとの間にサイリスタを含み得る。従って、前記サイリスタは、前記デバイスの回路のDC側にある。しかしながら、前記サイリスタは、前記整流器への入力における高周波電圧を検出するときにトリガされ得る。

別の例においては、前記電子スイッチは、前記第１端部の前記ピンと前記整流器との間に双方向性トランジスタ回路を有する。

本発明の第２の態様による例は、
細長い軸、並びに各端部が２つの突出電気接続ピンを含む反対側の第１及び第２端部を有する管状ハウジングと、
整流器回路であって、前記第２端部の前記ピンが前記整流器回路に電気的に接続される整流器回路と、
前記整流器回路の出力によって給電される照明ドライバ回路と、
ソリッドステート照明装置と、
前記第１端部の接続ピンに電気的に接続される安全回路とを有する管状ソリッドステート照明デバイスであって、
前記安全回路が、クリアランス距離を供給する、機械的に作動される絶縁スイッチと、電気又は電子スイッチとを有する管状ソリッドステート照明デバイスを提供する。

このデバイスもまた、２つの絶縁デバイスを供給する。一方は、機械的なガルバニック絶縁デバイスであり、他方は、電気又は電子スイッチである。電流が流れるためには、前記機械的なスイッチが作動されなければならないが、前記電気又は電子スイッチをオンするために高周波信号も検出されなければならない。これは、安全保護機構の２つのレベルの保護を供給するが、寿命終了検出が行われないように２つの保護機構間の遅延を防止する。この構成は、ランプの照明器具への挿入が機械的に作動されるスイッチングを供給することも可能にし、これは、ランプの設置が従来のランプと変わらないことを意味する。それは、別個の第２の機械的な作業がユーザによって実施されることを必要としない。

前記電気又は電子スイッチは、前記第１端部の前記ピンと前記整流器との間にトライアック又は双方向性トランジスタ回路を含み得る。これは電子スイッチである。その場合、高周波検出始動回路を有するゲート制御回路が設けられ得る。これは、電子安定器信号が検出されるときに前記電気絶縁バリアを閉じることを供給する。

前記電気又は電子スイッチは、前記第１端部の前記ピンと前記整流器との間にリレーを含み得る。これは、（半導体電子スイッチとは異なり、接点の物理的分離を用いる）電気スイッチである。

上記の全ての例において、前記ソリッドステート照明装置は、例えば、LED装置を有し、前記照明ドライバ回路は、LEDドライバを有する。

本発明は、
電子蛍光灯安定器と、
前記蛍光灯安定器に取り付けられる、上で規定したようなデバイスとを有する照明器具も提供する。

ここで、添付図面を参照して、本発明の例を詳細に説明する。
基本的な既知の管状LEDランプを示す。 電磁安定器の例を示す。 既知のピン安全装置を示す。 ピン安全装置の第１の例を示す。 図４において用いられている電圧バリアデバイスの電圧・電流特性を示す。 ピン安全装置の第２の例を示す。 トライアックが動作し得る４つの象限を示す。 ピン安全装置の第３の例を示す。 ピン安全装置の第４のより詳細な例を示す。 ピン安全装置の第５の例を示す。 ピン安全装置の第６の例を示す。 ピン安全装置の第７の例を示す。 ピン安全装置の第８の例を示す。 ピン安全装置の第９の例を示す。

本発明は、一方の端部の接続ピンに電気的に接続されるピン安全回路を有する管状ソリッドステート照明デバイスを提供する。ピン安全回路は、異なるタイプの２つの保護構成要素を含む。例の或るセットにおいては、リレーのような電気的に制御される絶縁スイッチと、高電圧絶縁バリアとして機能する電子スイッチとが存在する。絶縁スイッチは、完全なガルバニック接点分離（full galvanic contact separation）を供給するのに対して、絶縁バリアは、絶縁スイッチが機能していない場合に電流保護を供給する。例の別のセットにおいては、機械的に制御される絶縁スイッチと、電気的な又は電子的な絶縁バリアとが存在する。これは、２つのレベルの保護を供給するが、照明デバイスの設置者による単一の手動操作しか必要としない。それは、照明デバイスの設置中に寿命終了保護回路がトリガされるのを防止する。

従って、これらの異なる例は、各々、２レベルピン安全対策を供給すると共に、従来技術の問題に対処する。

図４は、管状ソリッドステート照明デバイス１０の第１の例を示している。電気接続ピンの第１対１６ａは、第１端部にあり、第２対１６ｂは、第２端部にある。

安全回路４０は、第１端部の接続ピン１６ａに電気的に接続され、安全回路４０は、電気的に制御されるガルバニック絶縁スイッチ４２と、高電圧絶縁バリア４４とを有する。この例における高電圧絶縁バリアは、電子スイッチである。絶縁バリアのこの例は、高抵抗モードを有するが、接点端子のガルバニック分離を供給しない半導体部品である。下記の他の例においては、高電圧絶縁バリアは、リレーのような電気スイッチであってもよい。「電子スイッチ」という用語は、可動部のないスイッチに関し、従って、物理的な接点分離を伴う機械スイッチ又は電気リレーを除外することに留意されたい。

ピンの第１対１６ａは、対の直列抵抗器Ｒ３、Ｒ４の形態のフィラメントエミュレーション回路によって安全回路４０に接続する。抵抗器間の接合部が、安全回路４０の入力に接続する。安全回路４０の出力は、照明負荷４８を駆動する照明ドライバ４６に整流された電力入力を供給する整流器回路４５の（ダイオードD３及びD４の間の）第１分岐に接続する。照明負荷は、一般に、LEDの１つのストリング又は複数のストリングです。制御回路４９は、絶縁スイッチの電気的制御を供給する。

ピンの第２対１６ｂは、対の直列抵抗器Ｒ１、Ｒ２の形態のフィラメントエミュレーション回路によって、整流器回路４５の（ダイオードＤ１及びＤ２の間の）第２並列分岐に接続する。抵抗器間の接合部が、整流器回路の第２分岐の入力に接続する。

前記回路は、好ましくは、（下記の幾つかの回路例において示されている）整流器のDC出力を平滑化するためのバッファコンデンサを更に有する。

絶縁スイッチ４２は、この例においては、電気的に制御されるリレーを含むが、下記の他の例においては、機械的に制御されるリレーであってもよい。図４の例における高電圧絶縁バリア４４は、第１端部のピンと整流器との間に、即ち、前記回路のAC側に、サージ抑制サイリスタ（TSS）を有する。

この設計は、標準絶縁要求を満たすよう２レベル安全絶縁バリアを供給する。高電圧絶縁バリアは、高電圧電場に耐えるためのものである。前記回路は、単純で、低コストである。定常状態の間、それは、２つの絶縁デバイスのための低いターンオン電圧を有することにより低電力損失を発生させる。定常状態動作の前には、絶縁バリアが、電流制限を供給し、それは、照明デバイスの両端部が接続されているときにしか定常状態（オン）モードに切り替えられない。

絶縁デバイスのためのドライバ回路は、簡単に実装されてもよく、又は実際には、幾つかの例においては、駆動回路は、必要とされないかもしれない。

サージ抑制サイリスタ（TSS）は、高い電圧に耐えることができる半導体デバイスであり、（許容限度内の）複数のサージイベント後にもサージ能力は低下しない。それは、アバランシェトリガ構成要素（avalanche triggered component）であり、これは、高い電流能力を持つ低いオン状態電圧に切り替わる。

図５は、電流対電圧の挙動を示している。始動期間中には、安定器電圧が２つの絶縁デバイスで共用され、照明負荷に電流は流れない。高い点火電圧に達するとき、絶縁デバイスがトリガし、ランプ動作は正常に続く。図５は、デバイスの両端の電圧が或る特定のしきい値を超えて増大するときには、デバイスが壊れ、端子電圧が低レベル（VT）に急落する（collapse）ことを示している。

前記回路は性能試験を満たすことができる。第１試験は、ランプの端部間に存在する1500Vに耐えることをデバイスに要求する絶縁破壊試験である。第２試験は、500Vrms（50Hz又は60Hz）の試験電圧の印加を必要とするタッチ電流試験であり、タッチ電流は、0.7mAのピークを超えてはならない。

図６は、高電圧絶縁バリア４４がトライアックとして実施される第２の例を示している。従って、設計は、リレー４２とトライアック４４とを組み合わせる。リレーが、必要とされるガルバニッククリアランス性能（galvanic clearance performance）を供給し、トライアックが、リレー接点の故障のリスクに対処する。トライアックは、リレーが短絡故障状態にある場合にピン漏れ電流を制限し、故に、ピンは、依然として、タッチしても安全である。

リレーとトライアックとの両方のために制御回路４９が設けられる。トライアックの場合は、電子（高周波）安定器から高周波電圧が検出されたらスイッチをトリガするのが機能である。それ以外は、前記回路は、図４と同じである。

利用可能である様々なタイプのトライアックがある。それらは、それらが動作することができる象限、即ち、２象限、３象限及び４象限の観点で分類される。

例えば、４象限トライアックは、図７において表されているような４つの象限のいずれにおいてもトリガされることができる。各象限は、（端子１に印加される）入力電圧に対する出力（端子２、Ｔ２）及びゲート（Ｇ）の電圧極性の異なる組み合わせのためのものである。

３象限タイプは、象限１、２及び３でのみトリガされることができる。トライアックは、AC電流を伝導しなければならず、ゲート電流とボディ電流との間の位相関係は、不定であることから、３象限及び４象限トライアックが、ピン安全回路に適している。

４象限トライアックは、正又は負のゲート電流を備える象限のいずれにおいてもトリガされることができることから、４象限トライアックでの実施が最も簡単である。正のゲート電流は、通常、負のゲート電流よりも構成するのが容易である。

図８は、基本的な実施例を示している。理解しやすいように、整流器回路は省略されており、整流器回路は、例えば、照明ドライバ４６に組み込まれていると仮定され得る。

電圧源８０（Ｖ１）は、ランプ回路によって外部電源から生成される低電圧源である。電圧源バッファコンデンサＣ２がある。それは、定常状態において、（制御回路４９を介して）リレーコイルに制御電圧を供給すると共に、トライアックにゲート電流を供給する。ゲート電流振幅は、ゲート抵抗器Ｒ５によって決定される。

更に、高周波安定器信号の存在を検出するために、電圧の変化率を検出する始動回路がある。始動回路は、トライアックの両端に接続されるＲＣフィルタ回路（Ｒ６、Ｃ１）を有する。トライアック端子間に高周波電圧があったらトライアックをオンにするのが、ＲＣ回路の機能である。

ＲＣ回路は、トライアックの両端の電圧変化率（dv/dt）が十分に高いときに、ゲートをトリガするだろう。この始動供給電圧は、トライアックがトリガされたら、次いで、端子間の電圧がなくなる又は無視できるほどになるので、なくなる。

デバイスに一方の端部から他方の端部へ印加される主電源電圧しか存在しないときには、（一方の端部のみが接続された状態で高周波安定器信号が流れないことから）安全回路はオフモードにとどまり、電流はほとんど流れることができない。

前記回路のより詳細な実施例が図９において示されている。

トランジスタＭ１及びダイオードＤ８は、定常状態において低電圧源ＶＤＤを調整するシャントスイッチ回路を形成する。トランジスタは、ゲート制御回路９０によって制御される。先と同様に、整流器は、照明ドライバ４６に組み込まれていると仮定される。

トランジスタＭ１がオンであるときには、電流はバイパスされ、負の半サイクル中（即ち、電流が右側端部１６ｂから左側端部１６ａへ流れる間）にトランジスタＭ１がオフであるときには、電流は、Ｄ８を介して流れ、電圧源バッファコンデンサコンデンサＣ２を充電する。MOSFETのデューティサイクルは、検出されるＶＤＤの振幅に基づいて制御される。

前記回路は、コンデンサＣ３を介して入力高周波電流に同期される。

トランジスタＭ１に関連する回路は、電圧源８０として機能し、ＲＣ回路Ｒ６、Ｃ１及びゲート抵抗器Ｒ５が示されている。

始動中、充電コンデンサＣ４を流れる電流がバッファコンデンサＣ２を充電する。低供給電圧ＶＤＤがしきい値を超えたら、それはスイッチを介してリレーコイルに供給され、故に、リレーはオンになる。

低電圧源ＶＤＤは、抵抗器・ダイオード回路Ｒ７、Ｄ５及びバッファコンデンサＣ５を介してトライアックのゲートに接続される。これは整流器回路である。Ｍ１のドレインが、ＶＤＤと接地レベルとの間で切り替わっていることから、コンデンサＣ５にわたってDC電圧が生成されるだろう。Ｃ５にわたる電圧は、ゲート抵抗器Ｒ５を介してトライアックに負のゲート電流を供給する。

前記回路は、その代わりに、例えば、図１０において示されているように、３象限トライアックを用いて実施され得る。４象限トライアックと比較して、３象限トライアックは、必要とされるゲート電流がより小さいという利点を有する。全ての状況においてトリガするためには、ゲート電流は負の電流（ゲートから流れ出る電流）である必要がある。

ゲート電源回路は、先と同様に、２つの部分、即ち、始動dv/dt電源と定常状態電源とから成る。低電圧源８０は、先と同様に、前記回路によって生成される。それは、定常状態においてリレーコイル及びトライアックのゲートに電圧を供給する。示されているように、ゲートは、ゲート抵抗器Ｒ５を介して供給電圧の負ノードに接続され、故に、ゲート電流は負である。

高周波検出回路は、回路Ｃ８、Ｃ９、Ｒ１０、Ｄ１０及びＤ１１によって形成される。リレーがオフであるとき、ランプに印加される高周波電圧が、電流をＣ８を介して流れさせる。結果として、Ｃ９にわたって（上側が正である状態で）DC電圧が生成される。トライアックのゲートを介して負の電流が流れる。

振幅は、抵抗器Ｒ９によって決定される。リレー接点が閉じた後、Ｃ９にわたる電圧は急落する。定常状態においては、ゲート電流は低電圧源８０によって供給される。

上記の例においては、安全回路は完全に整流器のAC側にある。

図１１は、高電圧絶縁バリアが、整流器の後のDC側にある変形例を示している。それは、整流器の出力と照明ドライバ４６との間にサイリスタＴ１の形態の電子スイッチを含む。サイリスタは、整流器の入力における高周波電圧を検出するときにトリガし、これはコンデンサＣ１０によって整流器への入力をサイリスタゲート制御回路１１０に結合することによって達成される。

図１２は、高電圧絶縁バリアがトランジスタＭ１、Ｍ２の双方向対（bidirectional pair）の形態の電子スイッチを含む変形例を示している。MOSFETが示されているが、BJTのような他のトランジスタタイプが用いられてもよい。トランジスタゲートのために駆動回路（図示せず）が必要とされる。

上記の全ての例において、高電圧絶縁バリアのトリガ電圧レベルを微調整することによって、様々な安定器タイプとの適合性が向上させ得ることに留意されたい。

上記の例は、ランプの端部間に２つのレベルの保護を供給し、故に、主電源絶縁スイッチの故障の場合にも、電流制限が供給される。上記の例は、全て、特に機械的作動機能が行われる必要がないように、完全に電気的なものである。

別の態様は、機械的なピン安全対策を備えるデバイス、とりわけ、寿命終了保護機能を有する照明器具により適合するデバイスを提供する。機械的な挿入検出スイッチと、高周波電流によって作動される電子又は電気スイッチとを組み合わせるハイブリッドピン安全スイッチ設計が供給される。

機械スイッチが作動され、且つ高周波信号が存在するときにのみ、一方のランプ端部から他方のランプ端部へ電流が流れるだろう。

図１３は、前記設計を簡略化した形で示している。絶縁スイッチ４２は、先と同様に、ガルバニック接点分離を供給するが、電気的に制御されるリレーとして形成される代わりに、機械的に作動されるスイッチとして形成される。機械的作動は、検出ユニット１３０によって表されているような挿入検出に基づく。これは、機械的なスイッチアクチュエータ、例えば、ランプが照明器具に挿入されるときに押し下げられる突出ピンである。これは、ランプが挿入されるときに自動的に起こり、故に、ユーザは如何なる特定の挿入手順にも従う必要はない。

高周波信号の検出及び電気的なスイッチングは、例えば図１３において示されているようなトライアック４４を用いて、上で説明したのと同じようにして、実行される。例えば、ゲートトリガ信号は、コンデンサによって高周波電圧に結合され得る。

機械的な挿入検出スイッチとトライアックとの両方の組み合わせを用いることによって、高周波電子安定器は、寿命終了安定器保護モードを作動させないだろう。とりわけ、設置直後に、一方のランプ端部のピン１６ａから他方のランプ端部のピン１６ｂへ電流が流れ得る。寿命終了状況が検出されないので、フィラメントエミュレーション回路（Ｒ１乃至Ｒ４）は常に存在し、トライアックは高周波信号によって作動されるだろう。

トライアックの代わりに、他の電気又は電子スイッチ、例えば、MOSFET又はリレーが用いられてもよい。より高い電圧（例えば、主電源における過渡電圧）をブロックするために、複数のトライアックが用いられてもよい。

図１４は、トライアックをトリガする簡単な方法を示している。トライアックのゲートは、コンデンサＣ１１を介してトライアック負荷端子（Ｔ２）に結合される。静電容量の適切な値は、数百ピコファラッド（例えば470pF）である。コンデンサは、トライアックの両端の高周波信号を検出する。安定器が始動したら、高周波電圧が生成され、トライアックのＴ１及びＴ２端子間に印加される。コンデンサは高周波ではより低いインピーダンスを持つことから、その場合、電流がトライアックのゲート端子へ流れる。高周波信号がないときには、50Hzの主電源電圧は、50Hzにおいては非常に大きなインピーダンスのために、コンデンサＣ１１を流れる電流をほとんどもたらさない。その状況においては、トライアックはオフモードのままであり、漏れ電流をブロックする。

上記の回路は最も簡単なバージョンである。トライアック回路の性能を高めるために付加的な構成要素が付加されてもよい。例えば、誤ったトリガを避けるために、トライアックのゲート及びＴ１端子の間に並列にコンデンサ及び／又は抵抗器が配置されてもよい。ピークゲート電流を制限するために、抵抗器がコンデンサＣ１１と直列に付加されてもよい。

本発明は、高周波安定器対応LED管用に興味深いものである。

LED装置６０は、内蔵プリント回路基板上のLEDのストリップであってもよく、又はディスクリート表面実装LEDが存在してもよい。ハウジングは、透明又は部分的に透明な外壁又は外壁部分を有する。ドライバ回路は、典型的には、電流調節出力をLED装置に供給する。

当業者は、請求項に記載の発明を実施する際に、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。単に、特定の手段が、互いに異なる従属請求項において挙げられているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。請求項における如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。

Claims (9)

1. 高周波信号を受信する管状ソリッドステート照明デバイスであり、
   細長い軸、並びに各端部が２つの突出電気接続ピンを含む反対側の第１及び第２端部を有する管状ハウジングと、
   前記第１端部の接続ピンと前記第２端部の接続ピンとの間に電気的に結合される安全回路とを有する管状ソリッドステート照明デバイスであって、
   前記安全回路が、
   クリアランス距離を供給する、電気的に又は機械的に制御される絶縁スイッチと、
   前記スイッチと直列に接続されるトライアックと、
   トライアックゲート制御回路とを有し、前記トライアックゲート制御回路が、高周波検出始動回路を有し、前記高周波検出始動回路が、前記トライアックの端子間に高周波電圧が存在するときに前記トライアックを閉じるためのＲＣフィルタ回路を有する管状ソリッドステート照明デバイス。
2. 整流器回路であって、前記第２端部の前記ピンが前記整流器回路に電気的に接続される整流器回路と、
   前記整流器回路の出力によって給電される照明ドライバ回路と、
   ソリッドステート照明装置とを更に有する請求項１に記載の管状ソリッドステート照明デバイス。
3. 前記第１端部の前記ピンが、直列抵抗器構成を含む第１フィラメントエミュレーション回路を介して前記安全回路に電気的に接続され、前記第２端部の前記ピンが、直列抵抗器構成を含む第２フィラメントエミュレーション回路を介して前記整流器回路に電気的に接続される請求項２に記載の管状ソリッドステート照明デバイス。
4. 前記電気的に制御される絶縁スイッチが、電気リレーを有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の管状ソリッドステート照明デバイス。
5. 前記トライアックが、３又は４象限トライアックを有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の管状ソリッドステート照明デバイス。
6. 前記トライアックゲート制御回路が、電圧源と、ゲート抵抗器とを更に有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の管状ソリッドステート照明デバイス。
7. 高電圧絶縁バリアが、前記整流器と前記LEDドライバとの間のサイリスタを有する請求項３に記載の管状ソリッドステート照明デバイス。
8. 前記ソリッドステート照明装置が、LED装置を有し、前記照明ドライバ回路が、LEDドライバを有する請求項２に記載の管状ソリッドステート照明デバイス。
9. 電子蛍光灯安定器と、
   前記蛍光灯安定器に取り付けられる請求項１乃至８のいずれか一項に記載の管状ソリッドステート照明デバイスとを有する照明器具。

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