JP7433423B2 - 高強度放電ランプを置き換えるためのｌｅｄ照明システム用のｌｅｄドライバ - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤドライバの技術分野に関し、特に、高強度放電ランプ用に設計された電力源にレトロフィットするためのＬＥＤランプ用のＬＥＤドライバの技術分野に関する。

照明の技術分野では、旧型ランプ、特に、高強度放電（ＨＩＤ（high-intensity discharge））ランプを置き換える又はレトロフィットするためのＬＥＤランプへの関心が高まっている。

これらのレトロフィットＬＥＤランプは、それらが、本来ＨＩＤランプに電力供給するために設計された電力源から電力を引き出すことができるよう適切に設計される必要がある。電力は、究極的には、主電源、即ち、電力系統から取り出されるが、電力源は、例えば、ＬＥＤランプ用のＬＥＤドライバが、そこから電力を引き出すために接続してもよい任意の供給源であり、主電源、安定器、補償コンデンサ、イグナイタなどを含んでもよい。ＬＥＤランプと、ＬＥＤランプを主電源に接続する、安定器及び／若しくは補償コンデンサなどの、任意の構成要素とでＬＥＤ照明システムを形成する。

既存のＬＥＤランプは、通例、交流電流を整流するために電力源に結合したダイオードブリッジを備え、整流された出力は（バッファ）コンデンサにより蓄積される。これは、ＬＥＤ負荷に電力供給するためのＤＣ（ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ（直流））出力をもたらす。例えば、所望の平均電力消費を達成するための、ＬＥＤランプの電力消費の制御は、交流電流のうちの一部を接地／基準電圧へ周期的にシャントすることによって遂行されることができる。シャントされる交流電流の量を制御することは、ＬＥＤ負荷に提供される電力が、例えば、調光の目的のために、制御されることを可能にする。

しかし、交流電流のシャントは、ＬＥＤ照明システム全体が、不十分な力率を有し、主電源電流に高調波歪みを導入する、低品位の電力特性を有する結果をもたらす。シャントはまた、電力源の要素の両端間のより大きい電圧降下をもたらし得、これにより、それらはより多くの電流を引き出し、これは過熱又は熱的絶縁破壊をもたらし得る。

これらの欠陥のうちの少なくともいくつかを克服するＬＥＤランプ用のＬＥＤドライバを提供することが継続的に望まれている。

本発明は、請求項によって定義される。

本発明の一態様に係る実施例によれば、交流入力電流を提供するように適合された電力源からＬＥＤ負荷を駆動するための出力電力を発生するためのＬＥＤドライバが提供される。本提案のＬＥＤドライバは、電力源が、本来ＨＩＤランプに電力供給するために適合されている場合に特に有用である。ＬＥＤドライバは、電力源からの交流入力電流を受電するための、第１の端子及び第２の端子を含む入力構成と、ＬＥＤ負荷を駆動するための出力電力を提供するための出力ノードと、出力ノードと接地／基準電圧との間に接続されたコンデンサであって、コンデンサが、ＬＥＤドライバが電力供給されるときに、コンデンサの両端間の電圧が実質的に一定になるように構成されている、コンデンサと、第１の端子を出力ノード又は接地／基準電圧のどちらかに、かつ第２の端子を出力ノード又は接地／基準電圧のどちらかに、制御可能に接続し、これにより、第１及び第２の端子の間の電圧の、大きさ、並びに交流入力電流の位相に対する位相の制御を可能にするように適合されたスイッチング構成と、スイッチング構成を制御し、これにより、第１及び第２の端子の間の電圧の大きさ、並びに交流入力電流の位相に対する第１及び第２の端子の間の電圧の位相を制御するように適合されており、その結果、入力構成と出力ノードとの間のエネルギー伝達が双方向的に制御可能になり、これにより、出力電力の平均大きさを制御する、コントローラであって、第１の端子と第２の端子との間の電圧の周波数を、交流入力電流の周波数に等しくなるよう制御するように適合されている、コントローラと、を備える。

第１又は第２の端子が出力ノードに接続されるのか、又は接地基準電圧に接続されるのかを制御するためにスイッチング構成を使用することは、第１及び第２の端子の間の電圧の制御を可能にする。特に、このような構成は、電力がコンデンサから第１又は第２の端子へ戻されること、並びに電力が第１又は第２の端子からコンデンサに提供されることを可能にする、即ち、入力構成と出力ノードとの間のエネルギー伝達の双方向制御を可能にする。

電力を第１又は第２の端子へ（一時的に）戻す能力は、主電源に対するＬＥＤ照明システム全体（即ち、主電源を除外した、ＬＥＤランプ及び電源の組み合わせ）の力率改善を可能にする。これにより、本発明は、電流が第１又は第２の端子へ／から出力ノードへ／から流れることを可能にする能力に依存する。

コントローラは、第１及び第２の端子の間の電圧と入力構成に提供される電流の間の位相を規定することができる。これは、コントローラがＬＥＤ照明システム全体の力率及び他の性能基準（例えば、高調波歪み）を変更又は規定し、これにより、少なくとも力率を改善することを可能にする。位相は、（主電源１サイクル当たりの）正味のエネルギー量が所望の出力電力レベルに一致するように調整されることができる。

コントローラは、出力ノードに接続可能なＬＥＤ負荷によって出力されるべき光の所望の大きさを示す制御信号に応じて、第１及び第２の端子の間の電圧の位相を制御するように適合されていてもよい。発明者らは、第１及び第２の端子の間の電圧の位相が、接続されたＬＥＤ負荷に提供される（平均）電力、ひいては、ＬＥＤ負荷によって出力される光の（平均）輝度を制御するために変更されることができることを認識した。

スイッチング構成は、第１の端子を出力ノードに直接接続する第１のスイッチ、第２の端子を出力ノードに直接接続する第２のスイッチ、第１の端子を接地／基準電圧に直接接続する第３のスイッチ、及び第２の端子を接地／基準電圧に直接接続する第４のスイッチを含んでもよい。

それゆえ、いくつかの実施形態では、スイッチング構成は、誘導性又は容量性要素を全く含まず、入力源からの交流入力電流を直接（例えば、電力源の安定器から直接）受電するために接続される。これは、それによって、ＬＥＤ照明システム全体の力率又は他の性能基準に影響を及ぼすことなく（第１及び第２の端子の間の電圧の位相を調整することによって）調光の制御が達成されることができる安価で効率的なＬＥＤドライバをもたらす。

コントローラは、少なくとも２つのモードで動作可能であることによって第１及び第２の端子の間の電圧を制御するように適合されていてもよく、少なくとも２つのモードは、少なくとも、
コントローラが、電流が第１のスイッチ及び第４のスイッチを通って流れることを可能にし、かつ電流が第２のスイッチ及び第３のスイッチを通って流れることを防止し、これにより、第１及び第２の端子の間の電圧が、コンデンサの両端間の電圧と大きさ及び極性が等しくなる、第１のモード、並びにコントローラが、電流が第２のスイッチ及び第３のスイッチを通って流れることを可能にし、かつ電流が第２のスイッチ及び第４のスイッチを通って流れることを防止し、これにより、第１及び第２の端子の間の電圧が、コンデンサの両端間の電圧と大きさは等しいが、極性は反対になる、第２のモード、を含む。

換言すれば、コントローラは、第１及び第２の端子の間の電圧を、実効的に、コンデンサの両端間の（即ち、出力ノードと接地／基準電圧との間の）電圧である、第１の値と、コンデンサの両端間の電圧の同じ大きさを有するが、反対の極性を有する、第２の、反対の値との間で実効的に切り替わるよう制御するように適合されていてもよい。

コントローラは、交流入力電流の１周期当たり、コントローラが第１のモードで動作する時間が、コントローラが第２のモードで動作する時間と実質的に同じであることに適合されていてもよい。

本発明の文脈において、「実質的に同じ」は、実際的な限界以内又は実際的な状況以内を意味する。それゆえ、実質的に同じであると考えられる値（例えば、上記において識別された期間）の間には、（例えば、タイミングの制御における）固有の問題、ノイズ、又は実際に実施されたときの他のわずかなばらつきに起因してもよい、わずかなばらつき（例えば、±１％又は±３％）が存在してもよい。

これは、電力源からＬＥＤ負荷への平均電力送達が交流入力電流の両方の極性について等しいこと、つまり、入力源（及び究極的に、主電源）からの一貫した電力引き出しが存在することを確実にする。

好ましくは、コントローラは、コントローラがスイッチング構成を、第１及び第２の端子が実効的に互いに短絡されるように制御する、第３のモードで更に動作可能である。

これは、コントローラが第１の端子における電圧のデューティサイクルを制御することを実効的に可能にする。第１の端子におけるデューティサイクルは、例えば、交流入力電流の１周期当たりの、電荷が第１の端子とコンデンサとの間を流れることができる（即ち、第１の端子と接地／基準電圧との間の電圧が、スイッチング構成によって、コンデンサの両端間の電圧に実質的に等しくなるように保持されるときの）、時間の割合である。これは、交流入力電流の１周期当たりの、コントローラが第１のモードで動作する時間の割合に等しい。

本実施形態は、コントローラが第２の端子における電圧のデューティサイクルを制御することを同様に可能にする。第２の端子におけるデューティサイクルは、例えば、交流入力電流の１周期当たりの、電荷が第２の端子とコンデンサとの間を流れることができる（即ち、第２の端子と接地／基準電圧との間の電圧が、スイッチング構成によって、コンデンサの両端間の電圧に実質的に等しくなるように保持されるときの）時間の割合である。これは、交流入力電流の１周期当たりの、コントローラが第２のモードで動作する時間の割合に実効的に等しい。

第３のモードが、第１又は第２の端子を接地／基準電圧に接続することを含む実施形態では、第１又は第２の端子におけるデューティサイクルは、第１又は第２の端子と接地／基準電圧との間の電圧のデューティサイクルである。したがって、これらのデューティサイクルは、第１又は第２の端子と接地／基準電圧との間の電圧が所定の非ゼロ値にある時間の割合（例えば、第１又は第２の端子と接地／基準電圧との間の電圧が、コンデンサの両端間の電圧と大きさ及び極性が等しくなるように保持される時間の割合）を実効的に表す。

明確にするために、第１の端子と第２の端子との間の電圧が非ゼロである時間の割合は、２つの上述のデューティサイクルの合計に等しい。それゆえ、２つのデューティサイクルが等しい場合には、第１又は第２の端子におけるデューティサイクルは、交流入力電流の１周期当たりの、第１及び第２の端子の間の電圧が非ゼロである時間量を半分にすることによって算出されることができる。

第１及び第２の端子の間の電圧のデューティサイクルは、第１の端子における電圧のデューティサイクル及び第２の端子における電圧のデューティサイクルに等しい。それゆえ、第１及び第２の端子の間の電圧のデューティサイクルは、交流入力電流の１周期当たりの、第１及び第２の端子の間の電圧が非ゼロである時間の割合である。

発明者らは、第１及び／又は第２の端子における電圧のデューティサイクルを制御することは、コントローラが第１及び第２の端子の間の電圧の高調波成分（ひいては、交流入力電流、及び、究極的には、主電源の高調波成分）を調整／操作することを可能にすることを認識した。

第３のモードで動作するために、コントローラは、電流が第１のスイッチ及び第２のスイッチを通って流れることを可能にする、並びに／又は電流が第３のスイッチ及び第４のスイッチを通って流れることを可能にするように構成されていてもよい。

コントローラは、コントローラが第１又は第２のモードで動作する累積時間が、コントローラが第３のモードで動作する累積時間の１～９倍、及び好ましくは、コントローラが第３のモードで動作する累積時間の２．８～３．６倍であることに適合されていてもよい。

これらの持続時間は、第１の端子と接地／基準電圧、及び第２の端子と接地／基準電圧との間の電圧を、第１及び第２の端子の間の電圧の高調波成分の特に効果的な低減をもたらす最適なデューティサイクルを有するように制御する。特に、このような持続時間は、ＬＥＤ照明システムが、ＩＥＣ６１０００－３－２などの、国際規格を満たすことを可能にすることが確認された。

コントローラは、第１の期間にわたって、第１のモードで動作し、第２の、後続の期間にわたって、第３のモードで動作し、第３の、後続の期間にわたって、第２のモードで動作し、第４の、後続の期間にわたって、第３のモードで動作するというシーケンスを反復的に遂行するように適合されていてもよい。

この制御方法は、第１及び第２の端子の間の電圧の極度に大きな階段状変化を低減し、このような階段状変化によって潜在的に生じる可聴ノイズの量を低減する。

好ましくは、第２の期間及び第４の期間の持続時間は、実質的に同じである。好ましくは、第１及び第３の期間の持続時間は、実質的に同じである。これは、第１及び第２の端子の間の電圧が対称であることを確実にすることを助け、これにより、その高調波成分を低減する。

本発明の文脈において、「実質的に」は、実際的な限界以内又は実際的な状況以内を意味することが再び強調される。それゆえ、以上において列挙された期間の間には、例えば、タイミングの制御における固有の問題に起因する、わずかなばらつき（例えば、±１％又は±３％）が存在してもよい。

コントローラは、交流入力電流から第１の端子への電流の流れが正である時間の少なくとも一部分にわたって第１のモードで動作し、かつ交流入力電流から第１の端子への電流の流れが負である時間の少なくとも一部分にわたって第２のモードで動作するように適合されている。これは、少なくともいくらかの電荷が電力源からコンデンサ（及び究極的には、ＬＥＤ負荷）へ流れることを確実にすることを助ける。

好ましくは、コントローラが第１のモードで動作する時間の長さは、交流入力電流から第１の端子への電流の流れが正である時間の少なくとも半分である。好ましくは、コントローラが第２のモードで動作する時間の長さは、交流入力電流から第１の端子への電流の流れが負である時間の少なくとも半分である。この制限は、ＬＥＤ負荷が電力供給されることを確実にするために、交流入力電流からＬＥＤ負荷への電荷の流れを維持することを助ける。それゆえ、主電源の１サイクルの過程では、電力源から出力ノードへ移動する電荷／エネルギーの方がその逆よりも多い。

いくつかの実施形態では、スイッチング構成は、第１の端子を第１の中間ノードに接続する第１の誘導性要素、第１の中間ノードを出力ノードに接続する第１のスイッチ、第２の端子を出力ノードに接続する第２のスイッチ、第１の中間ノードを接地／基準電圧に接続する第３のスイッチ、及び第２の端子を接地／基準電圧に接続する第４のスイッチを含む。

コントローラは、第３のスイッチが電流の流れを可能にするときには、第１のスイッチが電流の流れを防止するように、及びその逆を行うように第１及び第３のスイッチを制御し、第４のスイッチが電流の流れを可能にするときには、第２のスイッチが電流の流れを防止するように、及びその逆を行うように第２及び第４のスイッチを制御するように適合されており、交流入力電流の周波数で、電流の流れを防止することと電流の流れを可能にすることとの間で第２及び第４のスイッチを制御可能に切り替えるように、並びに第１及び第２の端子の間の電圧の大きさを制御するためのパルス幅変調方式に従って、交流入力電流の周波数よりも高い周波数で、電流の流れを防止することと電流の流れを可能にすることとの間で第１及び第３のスイッチを制御可能に切り替えるように適合されていてもよい。

いくつかの実施形態では、スイッチング構成は、第１の端子を第１の中間ノードに接続する第１の誘導性要素、第２の端子を第２の中間ノードに接続する第２の誘導性要素、第１の中間ノードを出力ノードに接続する第１のスイッチ、第２の中間ノードを出力ノードに接続する第２のスイッチ、第１の中間ノードを接地／基準電圧に接続する第３のスイッチ、及び第２の中間ノードを接地／基準電圧に接続する第４のスイッチを含んでもよい。

無論、コントローラは、第３のスイッチが電流の流れを可能にするときには、第１のスイッチが電流の流れを防止するように、及びその逆を行うように第１及び第３のスイッチを制御し、第４のスイッチが電流の流れを可能にするときには、第２のスイッチが電流の流れを防止するように、及びその逆を行うように第２及び第４のスイッチを制御するように適合されており、交流入力電流の周波数よりも高い周波数で、電流の流れを防止することと電流の流れを可能にすることとの間で第２及び第４のスイッチを制御可能に切り替えるように、並びに第１及び第２の端子の間の電圧の大きさを制御するためのパルス幅変調方式に従って、交流入力電流の周波数よりも高い周波数で、電流の流れを防止することと電流の流れを可能にすることとの間で第１及び第３のスイッチを制御可能に切り替えるように適合されていてもよい。

本発明の一態様に係る実施例によれば、本明細書に記載のＬＥＤドライバの任意の実施形態と、（ＬＥＤドライバの）出力ノードに接続されたＬＥＤ負荷と、を備えるＬＥＤランプが提供される。

本発明の一態様に係る実施例によれば、ＬＥＤランプと、交流入力電流をＬＥＤドライバの入力構成に提供するために主電源に接続するように適合された電磁安定器と、を備えるＬＥＤ照明システムが提供される。

本発明のこれらの態様及び他の態様は、以降で説明される実施形態から明らかとなり、当該の実施形態を参照して解明されるであろう。

本発明をよりよく理解するために、及び、どのようにして本発明が遂行され得るかをより明確に示すために、次に、ほんの一例として、添付図面が参照される。
ＬＥＤ照明システムを示す。 既知の例に係るＬＥＤドライバを有するＬＥＤランプを示す。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤドライバを有するＬＥＤランプを示す。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤドライバに対する制御信号を示す。 図３に示されるＬＥＤランプの任意のバージョンに対するいくつかのシミュレーション結果を示す。 図３に示されるＬＥＤランプの任意のバージョンに対するいくつかのシミュレーション結果を示す。 図３に示されるＬＥＤランプの任意のバージョンに対するいくつかのシミュレーション結果を示す。 本発明の別の実施形態に係るＬＥＤドライバを有するＬＥＤランプを示す。 本発明の別の実施形態に係るＬＥＤドライバを有するＬＥＤランプを示す。

本発明が、図を参照して説明される。

詳細な説明及び具体例は、装置、システム、及び方法の例示的実施形態を示すものであるが、単に例示目的に過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではない点を理解されたい。本発明の装置、システム、及び方法の、これら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明、添付の請求項、及び添付の図面から、より良好に理解されるであろう。これらの図は、概略的なものに過ぎず、縮尺通りに描かれていない点を理解されたい。また、同じ参照番号は、これらの図の全体を通して、同じ部分又は同様の部分を示すために使用されている点も理解されたい。

本発明は、ＬＥＤ負荷も備える、ＬＥＤランプ用のＬＥＤドライバを提供する。ＬＥＤドライバは、第１及び第２の端子において入力源に接続するように適合されている。ＬＥＤドライバは、コントローラが第１及び第２の端子の間の電圧の少なくとも大きさ及び位相を制御することを可能にするように構成されたスイッチング構成を備える。第１及び第２の端子の間の電圧の位相は、ＬＥＤランプに電力供給するために入力源から流れる電力量を制御するよう規定されてもよい。

本発明の実施形態は、ＬＥＤ照明システムを形成するべく既存のＨＩＤランプを置き換えるするためにＬＥＤランプに採用されてもよい。

図１は、ＬＥＤランプ１０及び電力源１５を備えるＬＥＤシステム１を示し、その構成は、従来技術において一般的である。

電力源１５は、主電源１５Ａを含む。更に、電力源１５は、本来ＨＩＤランプに電力供給するために設計されており、このようなＨＩＤランプと共に使用するために設計された多数の更なる要素を含む。これらの要素は、少なくともＥＭ安定器Ｌ_ｅｍを含み、補償コンデンサＣ_ｃｏｍｐ及びイグナイタ１５Ｂを含んでもよい。並列、半並列、及び／又は直列イグナイタなどの、異なる種類のイグナイタが用いられてもよい。

ＬＥＤランプ１０と、電力源１５の要素（主電源１５Ａ自体を除外する）とで合わせてＬＥＤ照明システム１９を形成する。本発明の内容において電力特性を評価するとき、考慮されるのは、主電源１５Ａに対するＬＥＤ照明システム１９の電力特性である。

ＬＥＤランプ１０は、電力源１５から電力を引き出すように適合されている。少なくとも要素Ｌ_ｅｍ、並びに随意に、更なる要素Ｃ_ｃｏｍｐ及び１５Ｂが存在するときには、ＬＥＤランプ１０は、ＬＥＤストリングを適切に駆動するように適合されたドライバを含むべきである。

電力源１５は、ＬＥＤランプ１０に対して交流入力電流Ｉ_ｅｍを提供する。交流入力電流Ｉ_ｅｍの周波数は、主電源１５Ａによって提供されるものと同一である。（例えば、ＬＥＤランプ１０によって生じた）交流入力電流の高調波歪みは、主電源の望ましくない高調波歪みをもたらす。

本発明は、ＬＥＤランプ１０用の新たな実施形態に関し、特に、ＬＥＤランプ用の新たなドライバに関する。既知のＬＥＤランプ１０の一例が、比較の目的のために簡単に説明されることになる。

図２は、既知の例に係るＬＥＤランプ２０を示す。ＬＥＤランプ２０は、－能力が一般的に「タイプＡ」と称される－更なる要素Ｌ_ｅｍ、Ｃ_ｃｏｍｐ、１５Ｂを含む電力源１５と共に使用するために適合されている。

ＬＥＤランプ２０は、電力源のいくつかの構成要素と共に、ＬＥＤ照明システム全体を形成する。

ＬＥＤランプ２０は、ＬＥＤドライバ２５、及びＬＥＤドライバ２５によって駆動されるＬＥＤ負荷Ｄ６を備える。ＬＥＤドライバ２５は、ダイオードブリッジＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、シャントスイッチＭ１、バッファコンデンサＣ２、及び整流ダイオードＤ５を備える。

ダイオードブリッジＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は、電力源１５によって提供される（差動）入力を整流する。この整流された入力は、整流ダイオードＤ５を介してバッファコンデンサＣ２に提供される。バッファコンデンサは、出力ノード２６を介してＬＥＤ負荷Ｄ６に電力供給するための電荷を蓄積する。図示の例では、バッファコンデンサの両端間の電圧は、ＬＥＤ負荷の順方向電圧に実効的に等しい（配線抵抗又は同様のものによって失われる任意の電圧を無視する）。

このように、ＬＥＤドライバ２５は、ＬＥＤ負荷Ｄ６に電力供給するための実質的にＤＣの電圧を提供し、これにより、ＡＣ－ＤＣ変換器の役割を果たす。

（図示されない）いくつかの例では、出力ノード２６は、（出力ノード２６における電圧がＬＥＤ負荷Ｄ６の両端間の電圧から切り離されている／独立していることを可能にするであろう）スイッチモード電源などの、１つ以上の追加の回路構成要素を介してＬＥＤ負荷Ｄ６に接続されてもよい。

シャントスイッチＭ１は、出力ノード２６へ送達される平均電荷量、ひいてはＬＥＤ負荷Ｄ６の輝度の制御を可能にする。シャントスイッチＭ１は、電力源によって提供される交流入力電流の半サイクルの一部分の間ダイオードブリッジＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の出力を接地に結合するように制御される。これは、（電力源によって提供される）電流が継続的に流れることを可能にするが、時間の一部では、その電流がバッファコンデンサＣ２及びＬＥＤ負荷へ流れることを防止する。各半サイクルの間にシャントスイッチがシャントを遂行する持続時間を調整することによって、出力ノード２６へ送達される平均電荷、ひいては、ＬＥＤ負荷を流れる平均電流が、（例えば、調光の目的のために）所望の輝度を達成するように制御されることができる。

シャントスイッチＭ１の活性化がバッファコンデンサＣ２を接地に放電することを防止するために、ブロッキングダイオードＤ５がシャントスイッチとバッファコンデンサＣ２との間に接続されている。

ＬＥＤランプは、電磁干渉ノイズを低減するための結合コンデンサＣ１を更に備える。それはまた、高すぎる場合には、ＥＭ安定器（の巻線）内の可聴ノイズを生じさせる場合がある、コンデンサの両端間の電圧の時間微分を制限する機能も果たす。

上述のドライバは、ＬＥＤの輝度を所望のレベルにあるよう制御するために有効であるが、（特に、低い調光レベルにおいて）０．９を実質的に下回る主電源力率、及び（特に、より低い電力消費に対応する、低減された第１高調波の振幅における）要件を満たさない主電源電流の相当の高調波歪みをもたらし得る。

更に、低い調光レベルでは（即ち、交流入力電流のうちの大きい割合がシャントされるときには）、（全体的インピーダンスが減少するため）電力源の安定器Ｌ_ｅｍを流れる電流が増大し、これは、安定器が過熱すること、又は少なくとも、ＥＭ安定器内の電力損失を招く場合がある。

ＬＥＤランプは、動作時に、それらが取って代わろうとするＨＩＤランプよりも単位時間当たり少ないエネルギーを消費することが望まれる。ダイオードブリッジＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４がＬＥＤランプ内で用いられるときには、したがって、望ましい低い電力消費を達成するために、非常に低い順方向電圧（即ち、出力ノード上の低い電圧）を有するＬＥＤ負荷を用いることが必要になってもよい。しかし、このような低いＬＥＤ順方向電圧、ひいては、バッファコンデンサＣ２電圧においては、ＥＭ安定器の両端間の電圧、ひいては、ＥＭ安定器Ｌ_ｅｍを流れる電流は、ＨＩＤの動作の間よりも高くなり、ＥＭ安定器における電力損失の増大、及び潜在的に、ＥＭ安定器の過熱を生じさせるであろう。他方で、より高いＬＥＤ順方向（及びＣ２）電圧を用いることは、所望のエネルギー節減を達成するために、より低い平均電流がＬＥＤ負荷を流れることを必要とすることになり、つまり、より低い平均ＬＥＤ負荷電流を達成するために、ＬＥＤランプに提供される交流入力電流のかなりの部分がシャントされることが必要になり、これはＬＥＤ照明システム全体の電力特性に悪影響を及ぼす。

本発明は、新たな種類のＬＥＤランプに関し、特に、これらの問題のうちの少なくともいくつかを軽減するＬＥＤランプ用の新たなドライバに関する。

図３は、本発明の一実施形態に係る、ＬＥＤ負荷Ｄ６及びＬＥＤドライバ３１を備えるＬＥＤランプ３０を示す。ＬＥＤランプ３０は、図１及び図２に示されるＬＥＤランプ１０を置き換えるために用いられてもよい。

ＬＥＤドライバ３１は、入力構成３２、出力ノード３３、スイッチング構成３４、及びコントローラ３５を備える。（バッファ）コンデンサＣ２が出力ノード３３を接地／基準電圧に接続している。ＬＥＤランプ３０のＬＥＤ負荷Ｄ６は、出力ノード３３によって電力供給される。

入力構成３２は、第１の端子ＡＣ１及び第２の端子ＡＣ２を含み、電力源（例えば、図１に示される電力源）からの交流入力電流Ｉ_ｅｍを受電する。

交流入力電流Ｉ_ｅｍの値は、ここでは、第１の端子ＡＣ１において測定され、正の電流の流れはＬＥＤドライバの残りの部分の方へ移動し、負の電流の流れはＬＥＤドライバの残りの部分から遠ざかる方へ移動する。無論、第２の端子ＡＣ２には、交流入力電流Ｉ_ｅｍの測定値と極性が反対である、対応する電流が存在する。

便宜上、本明細書に記載の任意のＬＥＤドライバは「ＡＣ側」及び「ＤＣ側」に概念的に分割可能であることができる。ＡＣ側は、電力源（電力源に接続されているとき）とスイッチング構成との間のＬＥＤドライバの部分である。ＤＣ側は、スイッチング構成とＬＥＤ負荷（ＬＥＤ負荷に接続されているとき）との間のＬＥＤドライバの部分である。

図示のスイッチング構成３４は、第１の端子を出力ノードに直接接続する第１のスイッチＭ１、第２の端子を出力ノードに直接接続する第２のスイッチＭ２、第１の端子を接地／基準電圧に直接接続する第３のスイッチＭ３、及び第２の端子を接地／基準電圧に直接接続する第４のスイッチＭ４を含む。

スイッチング構成は、第１及び第２の端子の間の（電磁干渉）ノイズを低減するための結合コンデンサＣ１を更に含んでもよい。それはまた、高すぎる場合には、ＥＭ安定器（の巻線）の可聴ノイズを生じさせる場合がある、第１及び第２の端子の間の電圧の時間微分を制限する機能も果たす。

第１、第２、第３、及び第４のスイッチは、ＢＪＴ、ＪＦＥＴ、又はＭＯＳＦＥＴなどの、トランジスタを含んでもよい。本発明の文脈において、用語「スイッチ」は、電荷が２つのノードの間を流れることを選択的に可能にする、又は防止するように制御されることができる任意の構成要素を指す。当業者は、任意のこのようなトランジスタを、例えば、ＢＪＴに対する逆並列ダイオードを含むことによって、このような目的のために容易に適合させることができるであろう。

コントローラ３５は、例えば、スイッチの制御電極と一般的に称される、トランジスタのゲート／ベース電圧を制御することによって、スイッチング構成のスイッチＭ１～Ｍ４の動作を制御するように適合されている。スイッチを制御する他の方法も当業者に明らかになるであろう。

図示のスイッチング構成は、スイッチＭ１～Ｍ４の適切な制御を用いて、入力構成における電力の４象限動作をもたらす。４象限動作は、第１のＡＣ１と第２の端子ＡＣ２との間の（ＡＣ１からＡＣ２へ測定された）電圧の位相が交流入力電流Ｉ_ｅｍに対して制御されることができることを意味する。

実効的に、４象限動作は、第１及び第２の端子の間の電圧が正であるときに、入力電流が（同時にではなく）負又は正であってもよく、逆に、第１及び第２の端子の間の電圧が負であるときに、入力電流が正及び負であってもよいことを意味する。

換言すれば、スイッチング構成は、電流の流れの４つの異なる状態で動作することができる。

交流入力電流Ｉ_ｅｍが正であり、かつ第１のＡＣ１及び第２のＡＣ２端子の間の電圧が正（即ち、Ｖ（ＡＣ１）＞Ｖ（ＡＣ２）であるとき、第１の状態が存在する。これは、（交流入力電流が正であるときに）第１及び第４のスイッチＭ１及びＭ４を導電状態にし（かつ第２及び第３のスイッチが導電状態になることを防止し）、これにより、電荷がＬＥＤドライバのＡＣ側からドライバのＤＣ側へ流れる（即ち、電力が伝達される）ようにすることによって達成される。それゆえ、電流が第１の端子ＡＣ１から出力ノードへ流れる。これは、ＡＣ１，ＡＣ２電圧が正であり、かつ電流が正である間の「電力送達」段階と呼ばれることもできる。これは「第１象限」動作と呼ばれてもよい。

交流入力電流が正のＩ_ｅｍであり、かつ第１のＡＣ１及び第２のＡＣ２端子の間の電圧が負であるとき、第２の状態が存在する。これは、第２及び第３のスイッチＭ２及びＭ３を導電状態にし（かつ第１及び第４のスイッチが導電状態になることを防止し）、これにより、第１及び第２の端子の間の電圧が負になるよう強制されるようにすることによって達成される。特に、我々は、ＡＣ１とＡＣ２との間の電圧を負に保つためにバッファコンデンサＣ２からの電力をスイッチング構成３３のＡＣ側へ戻す。それゆえ、電流が出力ノードから第２の端子ＡＣ２へ流れる。これは、ＡＣ１，ＡＣ２電圧が負であり、かつ電流が正である間の「電力リターン」段階と呼ばれることもできる。これは「第２象限」動作と呼ばれてもよい。

交流入力電流Ｉ_ｅｍが負であり、第１のＡＣ１及び第２のＡＣ２端子の間の電圧が負であるとき（即ち、Ｖ（ＡＣ１）＜Ｖ（ＡＣ２）、第３の状態が存在する。これは、（交流入力電流が負であるときに）第２及び第３のスイッチＭ２及びＭ３を導電状態にし（かつ第１及び第４のスイッチが導電状態になることを防止し）、これにより、電荷がＬＥＤドライバのＡＣ側からドライバのＤＣ側へ流れるようにすることによって達成される。それゆえ、電流が第２の端子ＡＣ２から出力ノードへ流れる。これは、ＡＣ１，ＡＣ２電圧が負であり、その一方で、電流が負である間の「電力送達」段階と呼ばれることもできる。これは「第３象限」動作と呼ばれてもよい。

交流入力電流Ｉ_ｅｍが負であり、第１のＡＣ１及び第２のＡＣ２端子の間の電圧が正であるとき、第４の状態が存在する。これは、第１及び第４のスイッチＭ１及びＭ４を導電状態にし（かつ第２及び第３のスイッチが導電状態になることを防止し）、これにより、第１及び第２の端子の間の電圧が正になるよう強制されるようにすることによって達成される。特に、我々は、ＡＣ１とＡＣ２との間の電圧を正に保つためにバッファコンデンサＣ２からの電力をスイッチング構成３３のＡＣ側へ戻す。それゆえ、電流が出力ノードから第１の端子ＡＣ１へ流れる。これは、ＡＣ１，ＡＣ２電圧が正であり、その一方で、電流が負である間の「電力リターン」段階と呼ばれることもできる。これは「第４象限」動作と呼ばれてもよい。

（図３に示される回路に対する）この第１及び第４の状態では、第１のＡＣ１及び第２のＡＣ２端子の間の電圧は、（バッファ）コンデンサＣ２の両端間の電圧と大きさ及び極性が実質的に等しくなるように保持される。この電圧は、コンデンサのいくらかのわずかな放電がなければ、実質的に一定になる、例えば、接続されたＬＥＤ負荷の順方向電圧に等しくなるように構成されている。

（図３に示される回路に対する）この第２及び第３の状態では、第１のＡＣ１及び第２のＡＣ２端子の間の電圧は、（バッファ）コンデンサＣ２の両端間の電圧と大きさが等しいが、極性が反対になるように保持される。これは、コンデンサのいくらかのわずかな放電がなければ、実質的に一定になる、例えば、直接接続されたＬＥＤ負荷の順方向電圧に等しくなるように構成されている。

第１～第４の状態において、第１及び第２の端子の間の電圧の大きさがどのように（バッファ）コンデンサの両端間の電圧と実効的に／実質的に同一になってもよいのかが説明された。本文脈において、「実質的に同一である（substantially identical）」は、実際の状況及び実際の実施要件（即ち、構成要素の非理想性）と、実効的に同一であること（effectively identical）を意味する。それゆえ、端子とコンデンサとの間に位置付けられた回路要素の両端の任意の電圧降下（スイッチＭ１～Ｍ４の両端間の電圧降下など）、ノイズ（例えば、ＥＭＩノイズ）の任意の導入、又は同様のものを除いて、電圧の大きさは同一であってもよい。状況によっては、第１及び第２の端子の間の電圧のこの大きさは、コンデンサの両端間の電圧と±１％又は±３％で同じであってもよい。

それゆえ、４象限動作が可能にされ、スイッチＭ１～Ｍ４の切り替え時点を調整することによって、（ＤＣからＡＣ側へ）戻される電力と（ＡＣからＤＣ側へ）送達される電力との間のバランスを調整することによって、正味の電力量（主電源の半サイクル当たりのエネルギー）が制御されることができる。

このように、４象限動作は、コントローラが、（（バッファ）コンデンサＣ２によって蓄積された電荷がこれらの端子へ流れて戻ることを選択的に可能にすることによって）第１のＡＣ１及び第２のＡＣ２端子の間の電圧の大きさ及び位相を制御することを可能にする。これは、ＬＥＤ負荷Ｄ６に供給される電力の、電力を接地／基準電圧へシャントすることを必要としない制御を可能にし、力率を改善し、（電力源の安定器を過熱させる可能性がある）電力源内を流される電流量を低減する。

ＡＣ側によってＤＣ側に提供される電力を制御するためにスイッチング構成を適切に制御するための１つの選択肢は、コントローラが、２つのモード：コントローラが、電流が第１のスイッチ及び第４のスイッチを通って流れることを可能にし、電流が第２のスイッチ及び第３のスイッチを通って流れることを防止し、これにより、第１及び第２の端子の間の電圧が、コンデンサの両端間の電圧と大きさ及び極性が等しくなる、第１のモードと、コントローラが、電流が第２のスイッチ及び第３のスイッチを通って流れることを可能にし、電流が第２のスイッチ及び第４のスイッチを通って流れることを防止し、これにより、第１及び第２の端子の間の電圧が、コンデンサの両端間の電圧と大きさが等しいが、極性が反対になる、第２のモード、との間で切り替わるように適合させることであり得るであろう。

コントローラが第１のモードで動作するときには、スイッチング構成は、第４及び／又は第１の状態で動作する。それゆえ、第１及び第２の端子の間の電圧は、コンデンサの両端間の（実質的に一定の）電圧と大きさ及び極性が実質的に等しくなるように保持される。

コントローラが第２のモードで動作するときには、スイッチング構成は、第２及び／又は第３の状態で動作する。それゆえ、第１及び第２の端子の間の電圧は、コンデンサの両端間の（実質的に一定の）電圧と大きさが実質的に等しいが、極性が反対になるように保持される。

それゆえ、コントローラを第１及び第２のモードの間で切り替えることは、（バッファ）コンデンサＣ２の両端間の電圧、ひいては、図示の例では、ＬＥＤ負荷Ｄ６の順方向電圧に本質的に等しい振幅を有する、第１及び第２の端子の間の方形波電圧の発生を実効的にもたらす。

この方形波は、主電源周波数に等しい周波数、並びに主電源の半サイクル当たりの、戻される、及び送達されるエネルギーの量を、ＬＥＤ負荷へ送達されるべきである主電源の半サイクル当たりの所望のエネルギー量に一致するようバランスさせるために調整された位相を有するべきである。

それゆえ、第１及び第２の端子の間の電圧の位相の制御は、ＬＥＤ負荷に提供される電力、ひいては、ＬＥＤ負荷によって出力される光の輝度の制御を可能にする。

例えば、第１及び第２の端子の間の電圧の位相が交流入力電流の位相に等しい場合には、このとき、電流はＬＥＤドライバのＡＣ側からＬＥＤドライバのＤＣ側へ継続的に流れ、（ＬＥＤ負荷を流れる平均電流は最大になる。これは、ＬＥＤ負荷が最大輝度の光を出力する結果をもたらす。

交流入力電流と第１及び第２の端子の間の電圧との間に位相差が存在する場合には、このとき、（ＤＣ側が電力をＡＣ側へ周期的に送り返すことになるため）ＤＣ側へ送達される平均電力量は低減される。それゆえ、ＬＥＤ負荷に電力供給するために利用可能な電力量が（同相の例と比べて）低減され、ＬＥＤ負荷によって出力される光の輝度を低減する。

第１及び第２の端子の間の電圧（即ち、ＡＣ１，ＡＣ２電圧）を方形波として形成し、ＥＭ安定器電流Ｉ_ｅｍに対する方形波の位相を調整することは、各スイッチ対Ｍ１、Ｍ４及びＭ２、Ｍ３の導電が、電力を戻すこと（即ち、電流がＤＣ側からＡＣ側へ流れる）によって開始し、電力を受電すること（即ち、電流がＡＣ側からＤＣ側へ流れる）で終了するという条件で、我々が、適切に選択されたストリング電圧において、実質的に改善された力率を達成することを可能にし、かつ我々が（平均）ＬＥＤ電流を制御することを可能にする。

これは、第１及び第２の端子の間の電圧が電力源からの交流入力電流に先行するという結果を実効的にもたらす。この電圧を交流入力電流Ｉ_ｅｍに先行させることは、ＬＥＤランプが部分的誘導性インピーダンスを有するように見える結果をもたらす。これはＥＭ安定器のインダクタンスに実効的に追加され、それゆえ、ＥＭ安定器電流及びランプ電流を低減し、ＥＭ安定器損失を低減する。

第１及び第２の端子の間の電圧が交流入力電流に遅れる場合には、このとき、ＬＥＤランプは、部分的に容量性の挙動を有する。ＬＥＤランプがＥＭ安定器のインダクタンスと直列になっているため、ＬＥＤランプのこの容量性挙動がＥＭ安定器の誘導性インピーダンスから実効的に減じ、ＥＭ安定器のより高い電流、ひいてはより多くの損失をもたらすことになるであろう。

それゆえ、ＬＥＤ照明システム全体の力率を改善するために、コントローラは、第１及び第２の端子の間の電圧の位相を、それが交流入力電流に先行するように制御するべきである。これは第１／第２のモードの間の切り替えの適切なタイミングを通じて遂行されることができる。

（上述された）スイッチング構成の可能な状態を参照すると、したがって、スイッチング構成は、第４の状態から、第１の状態へ、第２の状態へ、第３の状態へ移行してもよい。このプロセスが反復的に繰り返されなければならない。

しかし、シミュレーションは、第１及び第２の端子の間の電圧を方形波として形成することは、ＬＥＤランプ全体が、望ましくないレベルのＴＨＤ（total harmonic distortion（全高調波歪み））、及び（ＬＥＤランプに最終的に電力供給する）主電源の個々の高調波を依然としてもたらし得ることを示した。このＴＨＤは、第１及び第２の端子の間の方形波電圧の高調波成分によって生じるに違いないと認識された。なぜなら、それがシステム内の高調波歪みの実効的に唯一の発生源であるからである。

全方形波電圧は、相当の高調波を含み、例えば、第３高調波は、このとき、第１の高調波の３３％（１／３）であり、第５高調波は２０％（１／５）であり、第７高調波１４％は（１／７）であるなどする。

方形波信号の高調波成分は、その方形波のデューティサイクルに依存することが認識された。（第１及び第２の端子の間の）電圧のデューティサイクルを調整することによって、したがって、方形波電圧、ひいては、ＥＭ安定器及び主電源電流の高調波成分を調整又は操作することができる可能である。

スイッチング構成３３は、第１のＡＣ１及び第２のＡＣ２端子をシャントするか、又は短絡させるための選択肢を与える。これは、Ｍ１及びＭ２の両方を同時に導電状態にさせること、又はＭ３及びＭ４の両方を同時に導電状態にさせることのどちらかによって達成されることができる。好ましくは、容易なゲート駆動の理由のために、シャント段階は、第３及び第４のスイッチを同時に導電状態にさせることによって達成される。

第１及び第２の端子が互いに短絡させられているときには、第１のＡＣ１及び第２のＡＣ２端子の間の電圧は実効的に／実質的に０である。

それゆえ、適切なゲート駆動動作によって、スイッチング構成は、４象限動作及びシャント段階の能力を有し、それゆえ、第１及び第２の端子の間のデューティサイクル制限電圧を合成することができる。

したがって、コントローラは、コントローラがスイッチング構成を、第１及び第２の端子が実効的に互いに短絡されるように制御する、第３のモードで動作可能であってもよい。

好ましくは、コントローラは、第１の期間にわたって、第１のモードで動作し、第２の、後続の期間にわたって、第３のモードで動作し、第３の、後続の期間にわたって、第２のモードで動作し、第４の、後続の期間にわたって、第３のモードで動作するというシーケンスを反復的に遂行するように適合されている。

これは、スイッチング構成が、第４／第１の状態で動作することから、シャント段階で動作することへ、第２／第３の状態で動作することへ、シャント段階で動作することへ移行する結果を実効的にもたらす。

（上述された）スイッチング構成の可能な状態を参照すると、第１及び第２の端子の間の電圧が交流入力電流に先行すること（これにより、ＬＥＤ照明システム全体の電力特性を改善すること）を確実にするために、スイッチング構成は、第４の状態、次に第１の状態、次にシャント段階、次に第２の状態、次に第３の状態、及び次に別のシャント段階で順次に動作するように制御されてもよい。このプロセスが反復的に繰り返される。

換言すれば、スイッチング構成は、ＡＣ１，ＡＣ２電圧が正である状態でのＭ１及びＭ４を介した電力リターン及び次に送達段階と、Ｍ３及びＭ４を介した第１のシャント段階と、ＡＣ１、ＡＣ２電圧が負である状態でのＭ２及びＭ４を介した電力リターン及び次に送達段階と、Ｍ３及びＭ４を介した第２のシャント段階との間で順次に移行することになる。

好ましくは、第１及び第２の期間を合わせた持続時間は、第３及び第４の期間を合わせた持続時間に等しい。好ましくは、第１及び第３の期間の持続時間は、実質的に同じである。好ましくは、第２及び第４の期間の持続時間は、実質的に同じである。これらの好ましい条件の全てを満たすことは対称的な信号を生じさせることになり、低減された高調波をもたらす。

図４に、この好ましい制御シーケンスが示されており、同図は、制御シーケンスのサイクル、並びに第１及び第２の端子の間の電圧Ｖ（ＡＣ１，ＡＣ２）への効果を実例で示す。比較の目的のために、交流入力電流の図も与えられている。

図示の制御信号Ｍ１～Ｍ４は、それぞれのスイッチＭ１～Ｍ４のゲートにおける電圧（即ち、ゲート駆動信号）の制御を示す。スイッチをこの仕方で制御する方法は、当業者によく知られている。

２つの「高側」スイッチ（Ｍ１、Ｍ２）については、ゲート駆動信号は両方とも、スイッチのソース（ここでは、それぞれ第１の端子及び第２の端子）に対するものである。したがって、スイッチング構成は、ゲート駆動信号を接地／基準からそれぞれのソースへレベルシフトするためのレベルシフタを含んでもよい。このような制御方法は、当業者にとって既知であろう。

２つの「低側」スイッチ（Ｍ３、Ｍ４）については、ゲート駆動信号は両方とも、接地／基準電圧に対するものである。

最初に、時間ｔ_０～時間ｔ_１において、コントローラは第１のモードで動作する。これにより、電圧Ｖ（ＡＣ１，ＡＣ２）は、（コンデンサに直接接続されたＬＥＤストリングの順方向電圧に実効的に等しくてもよい、コンデンサの両端間の電圧である）一定の正の電圧レベルに保持される。交流入力電流が負である、即ち、時間ｔ_０～ｔ_０'にあるときには、電流は、コンデンサから第１の端子へ流れ、電圧Ｖ（ＡＣ１，ＡＣ２）を正の電圧レベルに維持する。それゆえ、時間ｔ_０～ｔ_０'では、電荷は、ＬＥＤドライバのＤＣ側からＡＣ側へ流れる。交流入力電流が正である、即ち、時間ｔ_０'～ｔ_１にあるときには、電流は、第１の端子からコンデンサへ流れる。電圧Ｖ（ＡＣ１，ＡＣ２）は、Ｃ２の緩衝効果によって正の電圧レベルに維持される。それゆえ、時間ｔ_０'～ｔ_１では、電荷はＬＥＤドライバのＡＣ側からＤＣ側へ流れる。

時間ｔ_１～時間ｔ_２において、コントローラは、次に、第３のモードで動作する。それゆえ、第１及び第２の端子が実効的に短絡されるため、電圧Ｖ（ＡＣ１，ＡＣ２）は０に保持される。

時間ｔ_２～時間ｔ_３において、コントローラは、第２のモードで動作する。これにより、電圧Ｖ（ＡＣ１，ＡＣ２）は、（コンデンサに直接接続されたＬＥＤストリングの順方向電圧に実効的に等しくてもよい、コンデンサの両端間の電圧と大きさが等しいが、極性が反対である電圧である）一定の負の電圧レベルに保持される。交流入力電流が正である、即ち、時間ｔ_２～ｔ_２'にあるときには、電流は、コンデンサから第２の端子へ流れ、電圧Ｖ（ＡＣ１，ＡＣ２）を負の電圧レベルに維持する。これは、第２の端子における電流が、第１の端子において提供される交流入力電流と極性が反対であるためである。それゆえ、時間ｔ_２～ｔ_２'では、電荷は、ＬＥＤドライバのＤＣ側からＡＣ側へ流れる。交流入力電流が負である、即ち、時間ｔ_２'～ｔ_３にあるときには、電流は、第２の端子からコンデンサへ流れる。電圧Ｖ（ＡＣ１，ＡＣ２）は、Ｃ２の緩衝効果によって負の電圧レベルに維持される。それゆえ、時間ｔ_２'～ｔ_３では、電荷は、ＬＥＤドライバのＡＣ側からＤＣ側へ流れる。

時間ｔ_３～時間ｔ_４において、コントローラは、次に、第３のモードで動作する。それゆえ、第１及び第２の端子が実効的に短絡されるため、電圧Ｖ（ＡＣ１，ＡＣ２）は０に保持される。

図４から分かるように、本提案の制御方法は、（コンデンサ放電、又はスイッチＭ１～Ｍ４の両端間の電圧降下に起因するわずかなばらつきが全くなければ）第１及び第２の端子の間の電圧の大きさが実効的に３つの電圧レベルの間で切り替えられることを可能にする。これは、第１及び第２の端子の間の電圧の位相の制御、並びに第１の端子における電圧のデューティサイクル及び第２の端子における電圧のデューティサイクルの制御を可能にする。用語「デューティサイクル」の厳密な説明は上述された。したがって、第１及び第２の端子の間の電圧と交流入力電流との間の位相差が（図示のように）達成されることができる。

所望のレベルの、ＴＨＤ（即ち、所定の値未満のＴＨＤ）及び／又は個々の高調波（例えば、既定の限度未満の個々の高調波率）を達成するために、適切なデューティサイクルを選択することが重要であってもよい。特に、デューティサイクルは、ＬＥＤ負荷への特定の電力量の送達を依然として可能にしつつ、ＬＥＤドライバが特定の所定の性能規格を満たすことを可能にするように選択されてもよい。

第１の期間の持続時間は、第３の期間の持続時間に等しくなるように制御される。それゆえ、（例えば、接地／基準電圧／ノードに対する）第１の端子ＡＣ１における電圧のデューティサイクルは、（例えば、接地／基準電圧／ノードに対する）第２の端子ＡＣ２における電圧のデューティサイクルと実質的に同じである。

デューティサイクルは、他の期間に対する第１／第３の期間の持続時間を規定する。それゆえ、デューティサイクルは、第１及び第２の端子の間の電圧が所定の非ゼロの電圧にある１つのサイクルの間の時間の長さ、即ち、電圧が、バッファコンデンサの電圧レベルにある、又はバッファコンデンサの電圧レベルと反対の極性であるが、等しい大きさの電圧レベルにある、時間の割合を規定する。

デューティサイクルは、第１の期間の持続時間を第１、第２、第３、及び第４の期間の持続時間の合計で除算することによって算出されることができるであろう。別の例では、デューティサイクルは、第１、第２、第３、及び第４の期間の持続時間の合計の第３の期間の持続時間を除算することによって算出されることができるであろう。

ＬＥＤドライバの性能特性は、（バッファ）コンデンサの両端間の電圧に依存することも留意される。したがって、ＬＥＤランプ全体の性能を最適化するために、バッファコンデンサの両端間の電圧を選択及び／又は制御することが必要であってもよい。

図５～図７は、デューティサイクルの適切な選択を助けるための図３に示される回路の任意のバージョンに対するいくつかのシミュレーション結果を示す。ここで、デューティサイクルは、電荷が第１の端子とバッファコンデンサとの間で流れることを可能にされる時間の割合である、第１の端子のデューティサイクルを指す。第２の端子のデューティサイクルは、第１の端子のデューティサイクルと実質的に同一であると仮定される。

図５は、上述の方式に従う第１及び第２の端子の間の電圧の制御によって生じた、第１及び第２の端子の間の電圧についての、第１高調波に対して正規化された、電圧の第３、第５、第７、及び第９高調波の大きさを示す。各高調波の大きさは、図５に示されるように、異なるダッシュ－ドットの組み合わせを用いて示されている。

図６は、上述の方式に従う第１及び第２の端子の間の電圧の制御によって生じた、第１高調波に対して正規化された、交流入力電流の第３、第５、第７、及び第９高調波の大きさを示す。各高調波の大きさは、図６に示されるように、異なるダッシュ－ドットの組み合わせを用いて示されている。

図７は、上述の方式に従う第１及び第２の端子の間の電圧の制御によって生じた、第１高調波に対して正規化された、交流入力電流の第３、第５、第７、及び第９高調波の大きさを示す。各高調波の大きさは、図７に示されるように、異なるダッシュ－ドットの組み合わせを用いて示されている。

図７では、高調波の各大きさは、ＩＥＣ６１０００－３－２（規格）に則ったその高調波の許容可能な割合で更に除算されている。これは、（説明例の目的のために）どの高調波が、この規格についての要件を満たすのに支配的であるのかを示すことを助ける。

図７は、最初の９つの高調波のみに基づく、電流に対するＴＨＤの指示（ＴＨＤ９）を更に示す。

図５～図７から分かるように、３３％のデューティサイクルにおいては、第１及び第２の端子の間の電圧を制御することは、第３及び第９高調波成分を全く導入しない。逆に、３３％のデューティサイクルにおいては、相当の第５及び第７高調波成分が存在する。用途によっては、これは受け入れ可能であるが、他の用途については、主電源電流内に生じた第５及び／又は第７高調波は、要求レベルを上回る。

図７は、約３８％のデューティサイクルにおいて、第５高調波は非常に低く、第３、第７、及び第９高調波は全て、それらの要求レベルに対して正規化されてほぼ等しく、また、要件に対して最小を成すことを示す。したがって、高調波の要件が３８％のデューティサイクルの前後で満たされない場合には、このとき、それらが他のデューティサイクルにおいて満たされる可能性は低いことが提案される。

前述のように、ＬＥＤランプの全体的性能は、選択されたデューティサイクル及びバッファコンデンサＣ２の電圧に依存する。

適切なデューティサイクル（及びバッファコンデンサＣ２の電圧）を算出する一例が、光が（主電源から）９５Ｗの領域内の電力を出力することを可能にする適切な値を識別するという文脈で与えられる。適切なデューティサイクル及びＬＥＤストリング電圧の値は、無論、電力源の構成に依存することになる。

デューティサイクル及び（バッファ）コンデンサＣ２の両端間の電圧（即ち、第１及び第２の端子の間の最大電圧）の可能な魅力的な組み合わせの探索が実施され、所望のＬＥＤ電力（例えば、９５Ｗなどの、特定のワット数）を得るために必要とされる位相シフトを決定し、関連する重要な性能パラメータを決定した。

表１は、第１の電力源（ＨＰＩ）のに対するこの探索の結果を示す。表２は、第２の、異なる電力源（ＳＯＮ）のに対するこの探索の結果を示す。

表１及び表２は、異なるＬＥＤ負荷及びデューティサイクルに対する様々な性能パラメータ（力率、ＴＨＤ、Ｈ３、Ｈ５、Ｈ７、Ｈ９、Ｈ１１）を示す。ＰＦは、ＬＥＤ照明システム（即ち、ＬＥＤランプ、及び電力源の非主電源構成要素の組み合わせ）の力率を表し、ＴＨＤは、ＬＥＤ照明システムによって主電源に導入された全高調波歪みを表し、Ｈ３～Ｈ１１は、識別されたデューティサイクルで動作することによって導入された異なる高調波に対する高調波電流を主電源入力電流の百分率として表す（例えば、Ｈ３は第３高調波に対応し、Ｈ５は第５高調波に対応するなどする）。

ＬＥＤ照明システムがイグナイタを備える場合には、Ｃ２電圧Ｖ_Ｃは、好ましくは、イグナイタが点弧パルスを発生することを防止又は停止するために十分に低い（及び例示的な表については、そうなっている）。それゆえ、このシナリオでは、イグナイタは、表において与えられている値に無視できるほどの影響を及ぼす。

図１を参照すると、表１については、以下の構成要素値：Ｌ_ｅｍ：２５０ｍＨ及びＣ_ｃｏｍｐ：１５μＦが第１の電力源に対して用いられ、表２については、以下の構成要素値：Ｌ_ｅｍ：２１４ｍＨ及びＣ_ｃｏｍｐ：３２μＦが第２の電力源に対して用いられた。どちらの場合にも、ＬＥＤ負荷Ｄ６のターゲット出力電力は９５Ｗであった。

これらの表から、ＬＥＤランプに対する適切なデューティサイクル及びバッファコンデンサ電圧Ｖ_Ｃが、所望の性能基準を満たすために選択されることができる。

例として、所望の性能基準が、０．９よりも大きい力率、２０％よりも小さい全高調波歪み、並びにＩＥＣ６１０００－３－２基準（Ｈ３＜２７％、Ｈ５＜１０％、Ｈ７＜７％、Ｈ９＜５％、及びＨ１１＜３％）を満たす高調波値を維持することであるシナリオを考える。

表１から分かるように、第１の電力源に接続されたＬＥＤランプに対して、これらの所望の性能基準を満たすバッファコンデンサ電圧Ｖ_Ｃ及びデューティサイクルのただ１つの組み合わせ（それぞれ、１４０Ｖ及び０．３８）が存在する。

表２から分かるように、所望の性能基準が、第２の電力源に接続されたＬＥＤランプに対して満たされるストリング電圧及びデューティサイクルの５つの組み合わせが存在する。

上述のことから、スイッチング構成の最適なデューティサイクルは、０．２５から０．５まで、より好ましくは、０．３～０．４、より好ましくは、０．３３～０．３９、及び更により好ましくは、０．３７～０．３９であり、なおより好ましくは、０．３８にあることが明らかである。

同様に、第１及び第２のモードで動作する好ましい合わせた長さは、コントローラが第３のモードで動作する累積時間の１～９倍、より好ましくは、この累積時間の１．５～４倍、より好ましくは、この累積時間の１．９～３．６倍、より好ましくは、この累積時間の２．８～３．６倍、更により好ましくは、この累積時間の３．１７であってもよい。

これらの結果は、異なる種類の電力源に対しては異なる（バッファ）コンデンサＣ２電圧で実行することが好ましいこと（ましてや、必要であること）を示す。これは、ストリング電圧を切り替えることによって（例えば、ＬＥＤ負荷の１つ以上の要素を選択的に迂回することによって）、又はバッファコンデンサＣ２とＬＥＤストリングとの間の電力変換器を有することによって達成されることができる。

電力源のイグナイタ１５Ｂを（存在する場合に）動作させるのを回避するために、ＬＥＤ負荷の最大許容順方向電圧（ひいては、第１のＡＣ１及び第２のＡＣ２端子の間の最大電圧）が存在してもよい。最大許容電圧はイグナイタ１５Ｂのトリガ電圧（即ち、イグナイタをトリガするであろう電圧）に依存してもよい。

例えば、いくつかのイグナイタは、入力構成における電圧が１９０Ｖを超えたときに、点弧パルスを発生することを開始してもよく、他のイグナイタは、より高い電圧で開始してもよい。したがって、第１及び第２の端子の間の最大電圧が、このような限度を超えることを防止することが望まれる。

図８は、本発明の別の実施形態に係る、ＬＥＤ負荷Ｄ６及びＬＥＤドライバ８１を備えるＬＥＤランプ８０を示す。

ＬＥＤドライバ８１は、この場合も先と同様に、入力構成８２、出力ノード８３、スイッチング構成８４、及びコントローラ８５を備える。

ＬＥＤドライバ８１は、スイッチング構成８４が、第１の端子を第１の中間ノードＮ１に接続する第１の誘導性要素Ｌ１を更に含むという点で、図３において説明されたＬＥＤドライバ３１とは異なり、第１のスイッチは（第１の端子に直接ではなく）第１の中間ノードＮ１に結合し、第３のスイッチは（第１の端子に直接ではなく）第１の中間ノードに結合する。

これは、ＬＥＤドライバ８１がスイッチモード電源として動作することを実効的に可能にする。これは、ＬＥＤ照明システム内の他所で（例えば、出力ノードに接続された）スイッチモード電源を用いる必要を回避する。これはまた、コンデンサＣ２の両端間の電圧が直接制御されることができ、任意のＬＥＤ負荷Ｄ６が出力ノード８３に直接接続される能力をもたらすことも意味する。

図３において説明された、ＬＥＤドライバ３１の全てのスイッチＭ１～Ｍ４は、主電源周波数（即ち、交流入力電流の周波数）で切り替えられた。図８のＬＥＤドライバ８１では、スイッチＭ１～Ｍ４のうちの少なくとも２つは、主電源周波数を実質的に上回る周波数で切り替えられる。

様々な異なる切り替え方式が、交流入力電流Ｉ_ｅｍと（バッファ）コンデンサＣ２との間の電流又は電力の流れを制御するために用いられることができるであろう。

電磁干渉（ＥＭＩ（electromagnetic interference））を低減するものと識別された一実施例では、切り替え方式が、第２のＭ２及び第４のＭ４スイッチを主電源周波数で交互に切り替えることを含む。この切り替え方式では、ＡＣ１の電圧がＡＣ２に対して正であるべきであるときには、第４のスイッチＭ４は、導電状態にされなければならない（及び第２のスイッチＭ２は非導電状態にされなければならない）。ＡＣ２がＡＣ１に対して正であるべきであるときには、第２のスイッチＭ２は、導電状態にされなければならない（及び第４のスイッチは非導電状態にされなければならない）。ＡＣ１及びＡＣ２がいつ正又は負であるべきかの決定は、（交流入力電流Ｉ_ｅｍに対する）ＡＣ１とＡＣ２との間の電圧の所望の位相を達成するために行われる。

それゆえ、第２及び第４のスイッチは、主電源周波数（即ち、交流入力電流Ｉ_ｅｍの周波数）で切り替えられる。

第１のＭ１スイッチ及び第３のＭ３スイッチは、中間ノードが、（図示の例ではＬＥＤ負荷Ｄ６の順方向電圧である、一定の電圧に実効的に保持された）（バッファ）コンデンサＣ２に接続されるのか、又は接地／基準電圧に接続されるのかを制御する。インダクタＬ１は、コンデンサＣ１と組み合わせて、ローパスフィルタの役割を果たす。

例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ（pulse width modulation））技法を用いることを用いて中間ノードにおける電圧を制御することは、第１の端子ＡＣ１における電圧の、疑似正弦波の様態での制御を可能にする。これは、第１及び第２の端子の間の電圧が、疑似正弦波電圧を発生するように制御されることを可能にする。

換言すれば、第１のＭ１及び第３のスイッチＭ３の導電性が、（例えば、接地／基準電圧に対する）第１の中間ノードＮ１における電圧のデューティサイクルを、ＡＣ１及びＡＣ２端子の間に発生されるべき（ＨＦ平均された）電圧に一致させるよう変更するように制御される。

第１及び第２の端子の間の所望のＡＣ電圧信号を得る好適な方法は、Ｄ級（スイッチモード）音声増幅器において採用されている方法から適合されてもよい。コントローラ８５は、このような方法を採用するように適合されていてもよい。

結合コンデンサＣ１は、ＬＥＤランプの（即ち、ＡＣ１及びＡＣ２端子の間の）高周波高調波成分を更に低減するために、ＡＣ１及びＡＣ２端子の間の任意の高周波電圧を更に平滑化するための役割を果たす。

図９は、本発明の別の実施形態に係る、ＬＥＤ負荷Ｄ６及びＬＥＤドライバ９１を備えるＬＥＤランプ９０を示す。

ＬＥＤドライバ９１は、この場合も先と同様に、入力構成９２、出力ノード９３、スイッチング構成９４、及びコントローラ９５を備える。

ＬＥＤドライバ９１は、スイッチング構成９４が、第２の端子ＡＣ２を第２の中間ノードＮ２に接続する第２の誘導性要素Ｌ２を更に含むという点で、図８において説明されたＬＥＤドライバ８１とは異なり、第２のスイッチは（第２の端子に直接ではなく）第２の中間ノードＮ２に結合し、第４のスイッチは（第２の端子に直接ではなく）第２の中間ノードに結合する。

これは、コントローラが、ＡＣ１及びＡＣ２端子の間の電圧レベルの制御を更に改善するために、例えば、フルブリッジＤ級増幅器と共に採用されているものなどの、他の切り替え方式を用いることを可能にする。当業者は、第１のＡＣ１及び第２のＡＣ２端子の間の電圧レベルを制御するためのこのような方式を採用する能力を有するであろう。

このような制御方式では、分岐Ｍ１、Ｍ３及びＭ２、Ｍ４は両方とも高周波数で切り替わっており、Ｍ２とＭ４との間のノードの電圧のデューティサイクルは、Ｍ１とＭ３との間のノードの電圧のデューティサイクルと逆位相で変化する。好ましくは、第１の中間ノードＮ１は、第２の中間ノードＮ２が、接地／基準電圧に接続されるように制御されたときには、（バッファ）コンデンサＣ２に接続されるように、及びその逆のように制御される。これは、例えば、Ｍ１及びＭ４をオン状態で（並びにＭ２及びＭ３をオフ状態で）駆動することを同期させ、Ｍ１及びＭ４のオン状態制御に相補的に、Ｍ２及びＭ３をオン状態で（並びにＭ１及びＭ４をオフ状態で）同期して駆動することによって達成されることができる。

このとき、これらのデューティサイクルは、図８において説明されるＬＥＤランプ８０に対して示されたのと同じＰＷＭ方法を用いて発生される。

Ｄ級増幅器に対する制御方法が本発明のためにどのように適合されることができるであろうかが議論された。

Ｄ級増幅器と本提案の４象限ＳＭＰＳ変換器との主な相違は、Ｄ級増幅器の負荷は通常、ラウドスピーカであり、その結果、Ｄ級増幅器内の平均の電力／エネルギーの流れは、ＤＣ側（即ち、電力源）からＡＣ側（ラウドスピーカ）になるという事実にある。

逆に、本提案の４象限ＳＭＳＰ変換器は、そのＡＣ側において、Ｄ級増幅器がラウドスピーカに接続するところ、第１のＡＣ１及び第２のＡＣ２端子に接続し、そのＤＣ側コンデンサＣ２において、Ｄ級増幅器がそのＤＣ電源に接続するところ、ＬＥＤ負荷Ｄ６に接続する。

それゆえ、Ｄ級増幅器及び本提案の４象限ＳＭＰＳ変換器は両方とも、それらのＤＣ側におけるＤＣ電圧からそれらのＡＣ側におけるＡＣ電圧を合成する。しかし、平均の電力／エネルギーの流れは反対であり、Ｄ級増幅器では、それはＤＣ側からＡＣ側へのものであり、我々の提案する４象限ＳＭＰＳ変換器では、それはＡＣ側からＤＣ側へのものである。

第１の、及び随意に、第２の誘導性要素を採用した本提案の実施形態では、ノードＡＣ１及びＡＣ２の間で合成される電圧波形は、理想的には、（交流入力電流Ｉ_ｅｍと、実質的に、又は好ましくは正確に、同じ周波数を有し、交流入力電流に対する制御可能な位相シフトを有する）完璧な正弦波になるであろう。

とは言え、（第１及び第２の端子の間の）電圧波形は、完璧な正弦波である必要はなく、ＡＣ１，ＡＣ２電圧のそれらの高調波が、主電源電流高調波に関する要件を超える交流入力電流Ｉ_ｅｍ（ひいては、主電源電流）の高調波電流をもたらさない限り、より高い高調波を含んでもよい。

第１の、及び随意に、第２の誘導性要素を採用した実施形態は、スイッチング構成が切り替えの適切な制御を通じて力率補正段として機能することもできるように適合されることができるであろう。これは、ＬＥＤランプが、主電源以外の追加の要素（例えば、安定器Ｌ_ｅｍ、補償コンデンサＣ_ｃｏｍｐ）のうちの１つ以上を含まない電力源への接続に適することが望まれる場合に、特に有用である。

電力源が主電源のみを含む、即ち、ＬＥＤランプ９０が主電源に直接接続されている場合には、スイッチング構成９４は、例えば、２象限制御アプローチを利用した、既知の制御メカニズムに従って制御されてもよい。

これにより、これらの実施形態は、（例えば、安定器Ｌ_ｅｍ及び／又は補償コンデンサＣ_ｃｏｍｐを含む、又は省略した）異なる電力源のために用いられることができる一段変換器ＬＥＤドライバの使用を可能にし、唯一の相違は、電力スイッチＭ１～Ｍ４を駆動する制御方法にある。

４象限ＳＭＳＰ変換器の１つの不利点は、電力源がＥＭ安定器を含むときには、誘導性要素Ｌ１（及びＬ２）が全平均交流入力電流Ｉ_ｅｍに対処することができなければならず、このＩ_ｅｍ電流のピークの約２．５倍において飽和してはならないことである。インダクタの飽和は、ＳＭＳＰ変換器がＳＭＰＳとして適切に機能しなくなることを意味する。この電流は、主電源のみ（即ち、ＥＭ安定器を含まない）から引き出された交流入力電流よりも実質的に高い。

実施例によっては、電力源がＥＭ安定器を含む場合には、スイッチング構成を交流入力電流（即ち、主電源の電流）の周波数で動作させ、電力源が主電源のみを含む、即ち、ＥＭ安定器を含まない場合には、スイッチング構成を力率補正として（即ち、従来のスイッチモード電源動作で）動作させることが可能であってもよいであろう。これは、より小さい誘導性要素が用いられることを可能にしてもよい。

スイッチング構成内の第１の（及び随意に、第２の）誘導性要素を採用しない実施形態は、ＬＥＤランプ全体の性能特性の改善を依然として可能にしつつ、低減された数の構成要素（特に、高価な、及び／又はかさ高な誘導性構成要素）を有することから恩恵を受ける。このような実施形態はまた、誘導性要素を採用した実施形態と比べて（例えば、誘導性要素内の電力損失のゆえに）低減された電力損失も有する。

図面、本開示、及び添付の請求項の検討によって、開示される実施形態に対する変形形態が、当業者により理解されることができ、また、特許請求される発明を実施する際に実行されることができる。請求項では、単語「備える（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項において列挙される、いくつかの項目の機能を果たしてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。コンピュータプログラムが上で議論されている場合、コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、又は他のハードウェアの一部として提供される、光学記憶媒体又は固体媒体などの、好適な媒体において記憶／頒布されてもよいが、また、インターネット、又は他の有線若しくは無線の電気通信システムなどを介して、他の形態で頒布されてもよい。用語「ように適合される」が特許請求の範囲または詳細な説明で使用される場合、用語「ように適合される」は、用語「ように構成される」と同等であることを意味する。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (8)

1. 交流入力電流を提供するように適合された電力源からＬＥＤ負荷を駆動するための出力電力を発生するためのＬＥＤドライバであって、前記ＬＥＤドライバが、
   前記電力源からの前記交流入力電流を受電するための、第１の端子及び第２の端子を含む入力構成と、
   前記ＬＥＤ負荷を駆動するための出力電力を提供するための出力ノードと、
   前記出力ノードと接地基準電圧との間に接続されたコンデンサであって、前記コンデンサが、前記ＬＥＤドライバが電力供給されるときに、前記コンデンサの両端間の電圧が実質的に一定になるように構成されている、コンデンサと、
   前記第１の端子を前記出力ノードに直接接続する第１のスイッチ、
   前記第２の端子を前記出力ノードに直接接続する第２のスイッチ、
   前記第１の端子を前記接地基準電圧に直接接続する第３のスイッチ、及び
   前記第２の端子を前記接地基準電圧に直接接続する第４のスイッチを含むスイッチング構成であって、前記スイッチング構成が、前記第１の端子を前記出力ノード又は前記接地基準電圧のどちらかに、かつ前記第２の端子を前記出力ノード又は前記接地基準電圧のどちらかに、制御可能に接続し、これにより、前記第１の端子及び前記第２の端子の間の前記電圧の、大きさ、並びに前記交流入力電流の位相に対する位相の制御を可能にするように適合されている、スイッチング構成と、
   前記スイッチング構成を制御し、これにより、前記第１の端子及び前記第２の端子の間の電圧の前記大きさ、並びに前記交流入力電流の位相に対する前記第１の端子及び前記第２の端子の間の電圧の位相を制御するように適合されており、その結果、前記入力構成と前記出力ノードとの間のエネルギー伝達が双方向的に制御可能になり、これにより、前記出力電力の平均大きさを制御する、コントローラであって、
   前記コントローラが、前記第１の端子と前記第２の端子との間の前記電圧の周波数を、前記交流入力電流の周波数に等しくなるよう制御するように適合されており、
   前記コントローラが、
   前記コントローラが、電流が前記第１のスイッチ及び前記第４のスイッチを通って流れることを可能にし、かつ電流が前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチを通って流れることを防止し、これにより、前記第１の端子及び前記第２の端子の間の前記電圧が、前記コンデンサの両端間の前記電圧と大きさ及び極性が等しくなる、第１のモード、
   前記コントローラが、電流が前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチを通って流れることを可能にし、かつ電流が前記第２のスイッチ及び前記第４のスイッチを通って流れることを防止し、これにより、前記第１の端子及び前記第２の端子の間の前記電圧が、前記コンデンサの両端間の前記電圧と大きさが等しいが、極性が反対になる、第２のモード、並びに
   前記コントローラが前記スイッチング構成を、前記第１の端子及び前記第２の端子が実効的に互いに短絡されるように制御する、第３のモード、
   で動作可能であるように適合されており、
   前記コントローラが、前記コントローラが前記第１のモードで動作する時間と前記第２のモードで動作する時間との累積時間が、前記コントローラが前記第３のモードで動作する累積時間の１～９倍であることに適合されている、コントローラと、を備えるＬＥＤドライバ。
2. 前記コントローラが、前記出力ノードに接続可能なＬＥＤ負荷によって出力されるべき光の所望の大きさを示す制御信号に応じて、前記第１の端子及び前記第２の端子の間の前記電圧の前記位相を制御するように適合されている、請求項１に記載のＬＥＤドライバ。
3. 前記コントローラが、前記交流入力電流の１周期当たり、前記コントローラが前記第１のモードで動作する時間が、前記交流入力電流の同じ周期当たり、前記コントローラが前記第２のモードで動作する時間と実質的に同じであることに適合されている、請求項１に記載のＬＥＤドライバ。
4. 前記コントローラが、
   第１の期間にわたって、前記第１のモードで動作し、
   第２の期間にわたって、前記第３のモードで動作し、
   第３の期間にわたって、前記第２のモードで動作し、
   第４の期間にわたって、前記第３のモードで動作するというシーケンスを反復的に遂行するように適合されている、請求項１乃至３の何れか一項に記載のＬＥＤドライバ。
5. 前記第２の期間の持続時間及び前記第４の期間の持続時間が実質的に同じである、請求項４に記載のＬＥＤドライバ。
6. 前記コントローラが、
   前記交流入力電流から前記第１の端子への電流の流れが正である時間の少なくとも一部分にわたって前記第１のモードで動作し、かつ
   前記交流入力電流から前記第１の端子への前記電流の流れが負である時間の少なくとも一部分にわたって前記第２のモードで動作する、ように適合されている、請求項３乃至５の何れか一項に記載のＬＥＤドライバ。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載のＬＥＤドライバと、
   前記出力ノードに接続されたＬＥＤ負荷と、
   を備えるＬＥＤランプ。
8. 請求項７に記載のＬＥＤランプと、交流入力電流を前記ＬＥＤドライバの前記入力構成に提供するために主電源に接続するように適合された電磁安定器と、を備えるＬＥＤ照明システム。

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