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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-09-19
(45)【発行日】2025-09-30
(54)【発明の名称】力率補正回路を含むドライバ装置
(51)【国際特許分類】
H02M 3/28 20060101AFI20250922BHJP
【ＦＩ】
H02M3/28 V
H02M3/28 H
H02M3/28 J
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2024565037
(86)(22)【出願日】2023-04-25
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2025-05-13
(86)【国際出願番号】 EP2023060762
(87)【国際公開番号】W WO2023213613
(87)【国際公開日】2023-11-09
【審査請求日】2024-12-13
(31)【優先権主張番号】PCT/CN2022/091315
(32)【優先日】2022-05-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】22178958.9
(32)【優先日】2022-06-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】516043960
【氏名又は名称】シグニファイ ホールディング ビー ヴィ
【氏名又は名称原語表記】ＳＩＧＮＩＦＹ ＨＯＬＤＩＮＧ Ｂ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ４８，５６５６ ＡＥ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
(74)【代理人】
【識別番号】100163821
【弁理士】
【氏名又は名称】柴田 沙希子
(72)【発明者】
【氏名】チェン チークァン
(72)【発明者】
【氏名】フー ジェ
(72)【発明者】
【氏名】ワン ユー
(72)【発明者】
【氏名】ワン ガン
【審査官】尾家 英樹
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－１２５５４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－０３１１４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０１－２１８３５５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ３／００－ ３／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＰＦＣコンバータであって、ＡＣ主電源電力を受け取るよう構成される第１入力インターフェース、
前記ＡＣ主電源電力において力率補正を実施し、前記ＡＣ主電源電力のリップルに対応するリップルを持つＰＦＣ出力信号を生成するよう構成されるＰＦＣ変換回路、及び
前記ＰＦＣ出力信号を供給するよう構成される第１出力インターフェースを含むＰＦＣコンバータと、
前記ＡＣ主電源電力からの供給電圧を供給するための電源と、
スイッチモード電源装置であって、
前記電源に結合され、前記電源から前記供給電圧を受け取るよう構成される第２入力インターフェース、
前記第１出力インターフェースと電気的に直列に接続される第２出力インターフェース、及び
前記供給電圧を、前記第２出力インターフェースに供給されるオフセット信号に変換するよう構成されるスイッチモード電源であって、前記オフセット信号が、前記ＰＦＣ出力信号を重畳して重畳信号を生成し、前記ＡＣ主電源電力に対応する前記リップルを補償するよう構成されているスイッチモード電源を含むスイッチモード電源装置と、
前記第２入力インターフェースに供給される前記供給電圧を、調節された前記供給電圧の電圧振幅と前記オフセット信号の電圧振幅との間の差を調整するために、前記オフセット信号と同期するよう調節するよう構成される調節回路とを有するドライバ装置。
【請求項2】
前記調節回路が、前記電源と前記第２入力インターフェースとの間に電気的に結合され、前記調節された供給電圧の電圧振幅と前記オフセット信号の電圧振幅との間の差が、調整されるように、前記オフセット信号と同期して前記供給電圧を調節し、それによって、前記スイッチモード電源の電力損失を制御するよう適合される請求項１に記載のドライバ装置。
【請求項3】
前記オフセット信号の電圧及び／又は前記重畳信号の電圧を検知するための検知回路を更に有し、前記調節回路が、検知される、前記オフセット信号の電圧、並びに／又は重畳された前記ＰＦＣ出力信号及び前記オフセット信号の電圧に応答して、前記供給電圧を調節するよう構成される請求項１に記載のドライバ装置。
【請求項4】
前記調節回路が、前記オフセット信号又は前記重畳信号のうちの一方の第１電圧に対して、第２電圧の調節された前記供給電圧を供給し、
前記オフセット信号又は前記重畳信号のうちの前記一方の第３電圧に対して、第４電圧の前記調節された供給電圧を供給するよう構成され、
前記第１電圧が前記第３電圧より大きく、前記第２電圧が前記第４電圧より大きい請求項３に記載のドライバ装置。
【請求項5】
前記第１電圧、前記第２電圧、前記第３電圧及び前記第４電圧が、瞬時電圧又は平均電圧である請求項４に記載のドライバ装置。
【請求項6】
前記調節回路が、前記オフセット信号の平均値と同期するよう前記供給電圧の平均値を調節するよう適合される請求項１に記載のドライバ装置。
【請求項7】
前記ＰＦＣ変換回路が、前記第１入力インターフェースに電気的に結合される一次巻線と、前記一次巻線に磁気的に結合され、前記第１出力インターフェースに電気的に結合される第１の二次巻線とを持つトランスを有し、前記電源が、前記一次巻線に磁気的に結合される第２の二次巻線を有し、
前記調節回路が、調節可能な比率又は割合の、前記第２の二次巻線にわたる平均電圧を、前記供給電圧の平均電圧として前記第２入力インターフェースに供給するよう構成される請求項１に記載のドライバ装置。
【請求項8】
前記調節回路が、前記第２の二次巻線と前記第２入力インターフェースとの間に結合されるスイッチ装置を有し、前記スイッチ装置が、第１の比率又は割合の前記第２の二次巻線にわたる平均電圧が、前記供給電圧の平均電圧として前記第２入力インターフェースに供給される第１構成と、
前記第１の比率又は割合より低い第２の比率又は割合の前記第２の二次巻線にわたる平均電圧が、前記供給電圧の平均電圧として前記第２入力インターフェースに供給される第２構成とを含む少なくとも２つの構成を切り替えるよう構成される請求項７に記載のドライバ装置。
【請求項9】
前記調節回路が、前記オフセット信号の電圧が第１の所定の電圧以上であることに応答して、前記調節された供給電圧の平均電圧が高くなるように前記スイッチ装置を前記第１構成で動作させ、
前記オフセット信号の電圧が前記第１の所定の電圧未満であることに応答して、前記調節された供給電圧の平均電圧が低くなるように前記スイッチ装置を前記第２構成で動作させることによって、前記オフセット信号の平均値と同期して前記供給電圧の平均値を調節するよう構成される請求項８に記載のドライバ装置。
【請求項10】
前記調節回路が、前記重畳信号及び／又は前記オフセット信号の平均電圧の増加とともに、前記供給電圧の平均電圧を増加させるよう構成される請求項１に記載のドライバ装置。
【請求項11】
前記調節回路が、前記オフセット信号の瞬時値と同期する又は同位相になるよう前記供給電圧の瞬時値を調節するよう適合される請求項１に記載のドライバ装置。
【請求項12】
前記調節回路が、前記電源に電気的に結合され、実質的に安定した振幅を持つバイアス電圧を生成するよう適合されるバッファ回路と、
前記バイアス電圧から、前記ＰＦＣ出力信号の電圧に比例する電圧を減算して、前記第２入力インターフェースのための前記調節された供給電圧を生成するよう構成される反転回路とを有する請求項１に記載のドライバ装置。
【請求項13】
前記ＰＦＣ変換回路が、前記第１入力インターフェースに電気的に結合される一次巻線と、前記一次巻線に磁気的に結合され、前記第１出力インターフェースに電気的に結合される第１の二次巻線とを持つトランスを有し、前記電源が、第２の二次巻線の両端の電圧が前記ＰＦＣ出力信号の電圧に比例して変化するように、前記一次巻線に磁気的に結合される前記第２の二次巻線を有し、
前記反転回路が、前記バイアス電圧から、前記第２の二次巻線の両端の電圧に比例する電圧を減算して、前記第２入力インターフェースのための前記供給電圧を生成するよう構成される請求項１２に記載のドライバ装置。
【請求項14】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のドライバ装置と、前記第１出力インターフェース及び前記第２出力インターフェースに接続され、前記重畳信号によって給電されるよう構成される負荷とを有する電子装置。
【請求項15】
前記負荷が、随意に１つ以上の発光ダイオードを含む発光装置を有する請求項１４に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ドライバ装置の分野に関し、とりわけ、力率補正回路を含むドライバ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ドライバ装置は、一般に、発光要素などの負荷に電力を供給するために使用される。一般的には、ドライバ装置は、（例えば、ＡＣ）入力電力を負荷に給電するのに適した（例えば、ＤＣ）出力電力に変換することが可能である。一部のドライバ装置は、負荷又はバスに供給される出力電力を規定する力率補正（ＰＦＣ）出力信号の力率を変更又は調節するための力率補正回路を有する。
【0003】
ＰＦＣ出力信号は、力率補正回路の出力コンデンサを横切る信号であることがあり、故に、それは、ＤＣ信号をエミュレートするよう平滑化される。しかしながら、力率補正回路は、平均出力を検知することによってその出力を調整する低速応答変換回路である。それ故、ＰＦＣ出力信号は、約１００／１２０Ｈｚのリップル（電圧又は電流）を保持し、前記リップルの正確な周波数は、一般的に約５０／６０ＨｚであるＡＣ入力電力のリップルに依存する。特にＬＥＤ照明の場合、ＬＥＤ照明装置の出力光束は、ＬＥＤ照明装置に供給される電力に非常に敏感であることから、ＰＦＣ出力信号におけるリップルのサイズを低減又は減衰させること、例えば、リップルを除去又は補償することは、有利であるだろう。ＰＦＣ出力信号のリップルは、調整されない場合には、ＬＥＤによって出力される光の明るさにおいて対応するリップルをもたらし、これは、人間が知覚可能な又は（カメラなどの）キャプチャデバイスが知覚可能なちらつきをもたらす。
【0004】
当技術分野においてこの問題を解決する一般的なやり方は、力率補正回路からカスケード接続する第２変換回路を使用するものである。このトポロジは、２段変換回路に分類され得る。第２変換回路は、ＰＦＣ出力信号を更に安定化された信号に調整する。このような２段変換回路の或る不利な点は、第２変換回路が、ＰＦＣ出力信号全体を処理する必要があり、その電力定格が、非常に高く、大きく、材料的に高価な（materially expensive）構成要素を必要とすることを意味することから、高い材料費及び高い空間要件である。
【0005】
力率補正回路の出力においてスイッチング変換回路、即ち、スイッチモード電源を使用することが提案されており、スイッチング変換回路は、ＰＦＣ出力信号全体ではなく、ＰＦＣ出力信号のＡＣ成分のみを補償するために使用される。これは、スイッチング変換回路の電力定格が、２段変換回路に比べて、相対的により小さく、より低いコスト及びサイズを持つことを意味する。適切な従来技術の例は、US20140252973A1及びUS 2017/0288557 A1によって記載されている。このトポロジは、多くの場合、上記の２段と比較して、１．５段又は１．２５段変換回路と呼ばれる／に分類される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
改良されたドライバ装置に対する継続的な要望がある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、請求項によって規定されている。
【0008】
ＬＥＤアプリケーションの場合、ドライバ装置は、ユニバーサルドライバ（universal driver）であってもよく、異なるＬＥＤ順方向電圧を持つ様々な潜在的な／可能性があるＬＥＤ負荷／モジュールのうちの特定の１つに接続され得る。前記ドライバ装置が特定のＬＥＤモジュールに接続された後でも、そのモジュールのＬＥＤ順方向電圧は、例えば、調光又は色の変更のために、前記ＬＥＤモジュール内のＬＥＤのうちの１つ以上が短絡又はバイパスされるときにも、動的に変更される可能性がある。この場合には、前記ドライバ装置の出力電圧、及び実質的にスイッチング変換回路の出力電圧は、少なくとも前記ＬＥＤモジュールの選択により、又は前記ドライバ装置及び前記ＬＥＤモジュールの動的動作でも、可変である可能性が高い。
【0009】
本発明者は、スイッチモード電源への供給電圧と（ＰＦＣ出力信号のＡＣ成分を補償するために前記スイッチモード電源によって生成される）オフセット信号の電圧との間の平均差は、特に駆動装置によって給電される負荷が低電圧を必要とする場合に、例えば、負荷の役割を果たす前記ＬＥＤモジュールは低電圧ＬＥＤモジュールであるが、前記スイッチモード電源への前記供給電圧への入力は非常に大きい場合などに、かなりのものになり得ることを明らかにした。これは前記スイッチモード電源の電力効率に著しく影響を及ぼすことが認められた。
【0010】
本発明者は、前記スイッチモード電源への前記供給電圧は、前記ＰＦＣ出力信号のＡＣ成分を補償するために前記スイッチモード電源によって生成される前記オフセット信号と本質的に位相がずれていることも明らかにした。これは、前記オフセット信号が、前記オフセット信号と前記ＰＦＣ出力信号とが平滑化された信号になるように重畳されるように、前記ＰＦＣ出力信号と位相がずれている可能性が高いから、及びとりわけ、巻線であって、前記巻線を通して前記ＡＣ主電源電力が供給される巻線に磁気的に結合される巻線を使用して前記供給電圧が生成される場合に、前記ＰＦＣ出力信号が、前記スイッチモード電源への入力と同位相である可能性が高いからである。入力電圧と出力電圧とが位相がずれているので、前記スイッチモード電源における電力損失に対する大きな影響がある。
【0011】
本開示によって提案されている手法を使用することによって、即ち、前記スイッチモード電源への電圧供給を調節するための調節回路を設けることによって、これらの問題の一方又は両方が解決されることができる。この調節は、例えば、平均電圧及び／又は瞬時電圧（換言すれば、位相）に関して、前記スイッチモード電源によって生成される前記オフセット信号と前記電圧供給を同期させるよう実施されることができる。このことは、前記スイッチモード電源における電力損失を大幅に低減させ、前記駆動装置の効率を高めることができる。
【0012】
本発明の或る態様による例によれば、ＡＣ主電源電力を受け取るよう構成される第１入力インターフェース、前記ＡＣ主電源電力において力率補正を実施し、前記ＡＣ主電源電力のリップルに対応するリップルを持つＰＦＣ出力信号を生成するよう構成されるＰＦＣ変換回路、及び前記ＰＦＣ出力信号を供給するよう構成される第１出力インターフェースを含む力率補正（ＰＦＣ）コンバータを有するドライバ装置が提供される。
【0013】
前記ドライバ装置はまた、前記ＡＣ主電源電力からの供給電圧を供給するための電源と、スイッチモード電源装置であって、前記電源に結合され、前記電源から前記供給電圧を受け取るよう構成される第２入力インターフェース、前記第１出力インターフェースと電気的に直列に接続される第２出力インターフェース、及び前記供給電圧を、前記第２出力インターフェースに供給されるオフセット信号に変換するよう構成されるスイッチモード電源であって、前記オフセット信号が、前記ＰＦＣ出力信号を重畳して重畳信号を生成し、前記ＡＣ主電源電力に対応する前記リップルを補償するよう構成されているスイッチモード電源を含むスイッチモード電源装置とを有する。
【0014】
より重要な点として、前記ドライバ装置は、更に、前記電源と前記第２入力インターフェースとの間に電気的に結合される調節回路であって、前記第２入力インターフェースに供給される前記供給電圧を、調節された前記供給電圧の電圧振幅と前記オフセット信号の電圧振幅との間の差を調整するために、前記オフセット信号と同期するよう調節するよう構成される調節回路を有する。
【0015】
実施形態は、オフセット信号を供給するためにスイッチモード電源によって使用される供給電圧を、前記オフセット信号と同期するよう、又はそうでなければ、前記オフセット信号と位置合わせされるよう、調節又は変更するためのメカニズムを提供する。前記スイッチモード電源の入力と出力とが同期されることから、前記スイッチモード電源の両端の電圧差が低減され、手法は、前記スイッチモード電源による電力損失を大幅に低減させ、より効率的なドライバ装置を提供することができる。
【0016】
実施形態は、電源によって供給される電圧供給を調節するために、前記電源と前記スイッチモード電源への入力インターフェースとの間に結合される調節回路を利用する。前記調節回路は、それによって、前記電圧供給の電圧を制御する。
【0017】
前記重畳信号は、前記ＰＦＣ出力信号と前記オフセット信号との組み合わせ、即ち、前記オフセット信号が重畳された前記ＰＦＣ出力信号である。言い換えれば、前記重畳信号は、前記ＰＦＣ出力信号と前記オフセット信号との重ね合わせ（superimposition）である。
【0018】
前記調節回路は、前記調節された供給電圧の電圧振幅と前記オフセット信号の電圧振幅との間の差が、調整され、好ましくは、低減されるように、前記オフセット信号と同期して前記供給電圧を調節し、それによって、前記スイッチモード電源の電力損失を制御し、好ましくは、低減するよう適合されてもよい。この手法は、入力電圧と出力電圧との差を制御することによって前記スイッチモード電源の電力損失を制御又は変更するための効果的なメカニズムを提供する。
【0019】
前記調節回路は、前記オフセット信号の電圧、並びに／又は前記重畳信号及び前記オフセット信号の電圧を検知するための検知回路を更に有してもよい。前記調節回路は、検知される、前記オフセット信号の電圧及び／又は前記重畳信号の電圧に応答して、前記供給電圧を調節するよう構成されてもよい。このやり方においては、前記調節回路は、前記オフセット信号における変化又は前記ドライバ装置によって給電される負荷によって引き出される電圧における変化に適応し、応答することができる。このことは、前記スイッチモード電源の電力損失を能動的に制御する又は低減させるよう、動的且つ自動的に応答する手法を提供する。この実施形態に代わるものがある可能性があることに留意されたい。例えば、前記ドライバ装置には、前記オフセット信号又は前記重畳信号の振幅に関する設定を（ユーザ入力を介してユーザから）受け取るためのユーザインターフェースが設けられてもよく、前記調節回路は、前記設定に従って前記供給電圧を調整するよう適合されてもよい。
【0020】
前記調節回路は、前記オフセット信号又は前記重畳信号のうちの一方の第１電圧に対して、第２電圧の調節された前記供給電圧を供給し、前記オフセット信号又は前記重畳信号のうちの前記一方の第３電圧に対して、第４電圧の前記調節された供給電圧を供給するよう構成されてもよく、前記第１電圧は前記第３電圧より大きく、前記第２電圧は前記第４電圧より大きい。この手法は、前記ドライバ装置全体の電力効率を向上させるよう、前記オフセット信号及び／又は前記負荷によって引き出される電力における如何なる継続的な変化にも反応する反応性又は動的応答性の調節回路を提供する。必要とされる出力電圧が大きい場合には、前記供給電圧は、前記スイッチモード電源が動作することができるように大きな入力電圧に調節され、必要とされる出力電圧が小さい場合には、前記供給電圧は、前記スイッチモード電源における電力損失が小さくなるように小さな入力電圧に調節される。
【0021】
前記第１電圧、前記第２電圧、前記第３電圧及び前記第４電圧は、瞬時電圧又は平均電圧であってもよい。
【0022】
幾つかのより特定の例においては、前記調節回路は、前記オフセット信号の平均値と同期するよう前記供給電圧の平均値を調節するよう適合される。この実施形態は、それによって、前記オフセット信号の平均値と同期して前記供給電圧の平均値を調節する。このことは、前記スイッチモード電源の入力及び出力における平均値／電圧の間の差を低減させ、それによって、前記スイッチモード電源の効率を向上させることができる。とりわけ、前記オフセット信号の平均電圧が低い場合に、前記スイッチモード電源における損失を低減させることが可能である。
【0023】
幾つかの例においては、前記ＰＦＣ変換回路は、前記第１入力インターフェースに電気的に結合される一次巻線と、前記一次巻線に磁気的に結合され、前記第１出力インターフェースに電気的に結合される第１の二次巻線とを持つトランスを有し、前記電源は、前記一次巻線に磁気的に結合される第２の二次巻線を有する。
【0024】
前記調節回路は、調節可能な比率又は割合の、前記第２の二次巻線にわたる平均電圧を、前記供給電圧の平均電圧として前記第２入力インターフェースに供給するよう構成されてもよい。このことは、前記供給電圧の平均電圧を制御するための、例えば、前記スイッチモード電源の電力効率の向上のために前記供給電圧の平均電圧を前記オフセット信号の平均電圧と同期させるのに使用するための、効果的で空間効率の良いメカニズムを提供する。
【0025】
前記調節回路は、前記第２の二次巻線と前記第２入力インターフェースとの間に結合されるスイッチ装置を有してもよく、前記スイッチ装置は、第１の比率又は割合の前記第２の二次巻線にわたる平均電圧が、前記供給電圧の平均電圧として前記第２入力インターフェースに供給される第１構成と、前記第１の比率又は割合より低い第２の比率又は割合の前記第２の二次巻線にわたる平均電圧が、前記供給電圧の平均電圧として前記第２入力インターフェースに供給される第２構成とを含む少なくとも２つの構成を切り替えるよう構成されている。
【0026】
前記スイッチ装置は、前記供給電圧の平均電圧を制御又は変更するための効果的で電力効率の良いメカニズムを提供する。とりわけ、このようなスイッチ装置における電力損失は極めて低い。これは、対応する比率又は割合の前記二次巻線を提供し、それによって、それに応じて調節される供給電圧を前記第２入力インターフェースに供給することによって達成される。
【0027】
前記調節回路は、前記オフセット信号の電圧が第１の所定の電圧以上であることに応答して、前記調節された供給電圧の平均電圧が高くなるように前記スイッチ装置を前記第１構成で動作させ、前記オフセット信号の電圧が前記第１の所定の電圧未満であることに応答して、前記調節された供給電圧の平均電圧が低くなるように前記スイッチ装置を前記第２構成で動作させることによって、前記オフセット信号の平均値と同期して前記供給電圧の平均値を調節するよう構成されてもよい。
【0028】
このことは、前記オフセット信号がより低い電圧を持つときに前記供給電圧の平均電圧を低減させるメカニズムを提供する。このことは、（例えば、必要とされる電圧要求が満たされることができることを確実にするために）前記オフセット信号のためにより多くの電圧が必要とされるときは前記供給電圧が増加することも可能にしながら、前記供給電圧と前記オフセット信号の電圧との間の差を低減させ、それによって、より効率的なスイッチモード電源を提供する。このことは、依然としてＳＭＰＳの電圧要求が満たされることを確実にしながら、前記スイッチモード電源の効率を向上させるよう動的に反応する供給電圧を提供する。
【0029】
前記調節回路は、前記重畳信号及び／又は前記オフセット信号の平均電圧の増加とともに、前記供給電圧の平均電圧を増加させるよう構成されてもよい。このやり方においては、前記供給電圧の平均電圧は、前記オフセット信号の平均電圧に追従する（track）ことができる。この手法の利点は既に明らかにされている。
【0030】
同期して前記平均電圧を調節する代わりに、又はそれに加えて、前記調節回路は、前記オフセット信号の瞬時値と同期する又は同位相になるよう前記供給電圧の瞬時値を調節するよう適合されてもよい。従って、前記電圧供給の位相は、前記オフセット信号の位相に追従する又は同期されることができ、リアルタイムの入力／出力電圧差が低減される。このことは、前記ＳＭＰＳの入力と出力との間の一貫した差を確保することによって、前記スイッチモード電源の効率を向上させる。
【0031】
前記調節装置は、前記電源に電気的に結合され、実質的に安定した振幅を持つバイアス電圧を生成するよう適合されるバッファ回路と、前記バイアス電圧から、前記ＰＦＣ出力信号の電圧に比例する電圧を減算して、前記第２入力インターフェースのための前記調節された供給電圧を生成するよう構成される反転回路とを有してもよい。
【0032】
存在する場合には、前記スイッチ装置は、例えば前記オフセット信号の平均電圧に追従するよう、（前記バイアス電圧の大きさを規定することによって）前記供給電圧の調節された平均電圧を供給し、前記バッファ回路においてそれを蓄積することができる一方で、前記反転回路は、例えば前記オフセット信号の瞬時電圧に追従するよう、前記供給電圧の調節された瞬時電圧を供給することができる。この組み合わせは、前記ＳＭＰＳの電力効率を大幅に向上させる。
【0033】
先に説明したように、幾つかの例においては、前記ＰＦＣ変換回路は、前記第１入力インターフェースに電気的に結合される一次巻線と、前記一次巻線に磁気的に結合され、前記第１出力インターフェースに電気的に結合される第１の二次巻線とを持つトランスを有し、前記電源は、第２の二次巻線の両端の電圧が前記ＰＦＣ出力信号の電圧に比例して変化するように、前記一次巻線に磁気的に結合される前記第２の二次巻線を有する。
【0034】
このような例においては、前記反転回路は、前記バイアス電圧から、前記第２の二次巻線の両端の電圧に比例する電圧を減算して、前記第２入力インターフェースのための前記供給電圧を生成するよう構成されてもよい。この手法は、前記供給電圧の位相が、前記ＰＦＣ出力信号の位相と位相がずれ、それ故、前記オフセット信号と同期される又は同位相になることを意味する。
【0035】
本明細書において提案されている且つ／又は請求項記載のドライバ装置と、前記第１出力インターフェース及び前記第２出力インターフェースに接続され、前記重畳信号によって給電されるよう構成される負荷とを有する電子装置も提案されている。
【0036】
前記負荷は、随意に１つ以上の発光ダイオードを含む発光装置を有してもよい。
【0037】
下記の実施形態を参照して、本発明のこれら及び他の態様を説明し、明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【0038】
本発明のより良い理解のために、及び本発明がどのようにして実施され得るかをより明確に示すために、ここで、ほんの一例として、添付図面を参照する。
【図1】既存のドライバ装置を図示する。
【図2】既存のドライバ装置の波形を図示する。
【図3】提案されているドライバ装置を図示する。
【図4】第１シナリオにおける提案されているドライバ装置の波形を図示する。
【図5】第２シナリオにおける提案されているドライバ装置の波形を図示する。
【発明を実施するための形態】
【0039】
図を参照して本発明について説明する。
【0040】
詳細な説明及び特定の例は、装置、システム及び方法の例示的な実施形態を示しているが、説明の目的のためのものでしかなく、本発明の範囲を限定しようとするものではないことは理解されたい。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、添付の特許請求の範囲及び添付の図面からよりよく理解されるようになるだろう。図は、単に概略的なものに過ぎず、縮尺通りには描かれていないことは、理解されたい。図の全体を通して、同じ参照符号は、同じ又は同様のパーツを示すために使用されていることも、理解されたい。
【0041】
本発明は、力率補正コンバータによって生成されるＰＦＣ出力信号においてＡＣ主電源電力リップルを補償するために設計されるスイッチモード電源のための供給電圧を制御するためのメカニズムを提供する。ＰＦＣ出力信号においてＡＣ主電源電力リップルを補償するために使用されるスイッチモード電源によって生成されるオフセット信号の振幅と供給電圧の振幅を同期させるために調節回路が使用される。
【0042】
図１は、概念の理解の向上の目的のために、既存のドライバ装置１００を図示している。ドライバ装置１００は、ドライバ装置とは別個のものである負荷ＬＥＤに、代わりに重畳信号と呼ばれることがある、負荷給電信号を供給するよう構成される。
【0043】
ドライバ装置１００は、ドライバ装置１００及び負荷ＬＥＤを含む電子装置１０の一部を形成してもよい。負荷ＬＥＤは、例えば、１つ以上の発光ダイオード又は発光ダイオード装置を有してもよい。他の適切な負荷は、当業者には明らかであるだろう。
【0044】
ドライバ装置１００は、力率補正コンバータ１１０、スイッチモード電源装置１２０及び調節回路１３０を有する。
【0045】
力率補正コンバータ１１０は、ＡＣ主電源電力ＡＣ＋、ＡＣ－を受け取るよう構成される第１入力インターフェース１１１を有する。
【0046】
力率補正コンバータ１１０は、ＡＣ主電源電力において力率補正を実施してＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）を生成するよう構成されるＰＦＣ変換回路１１２も有する。
【0047】
力率補正コンバータ１１０は、ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）を供給するよう構成される第１出力インターフェース１１３も有する。概念の理解の向上の目的のために、ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）の平均振幅は変化しないと仮定する。
【0048】
ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）は、ＡＣ主電源電力のリップルに対応する（電圧）リップルを持つ。従って、リップルは、ＡＣ主電源の本質的に５０／６０Ｈｚの正弦波形に従い得る。一般に、力率補正コンバータは、負荷に供給される電力又は負荷によって引き出される電力における歪みを補正又は考慮する（account for）よう構成される。一般に、力率補正回路の出力は、ＡＣ主電源の本質的に５０／６０Ｈｚの正弦波形に従い、ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）においてＡＣ主電源電力リップルをもたらす。
【0049】
ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）における高周波スイッチング信号を少なくとも部分的に低減するために、力率変換回路は、第１出力インターフェース１１３の両端に接続される第１出力コンデンサＣ１を有してもよく、故に、ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）は、第１出力インターフェース１１３に接続される負荷によって引き出されることができるほぼ連続的な信号である。しかしながら、ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）は、（抑制されていない）ＡＣ主電源電力に起因する残留周期的変動を表す低周波リップルを依然とし有するだろう。実際、ＰＦＣコンバータは、低周波リップルを保つよう設計される。なぜなら、そうしないと、出力が入力に従わないからである。
【0050】
図示されている例においては、ＰＦＣ変換回路は、バックブーストコンバータの例であるフライバックコンバータを有する。従って、ＰＦＣ変換回路は、一次巻線ＷＰ及び第１の二次巻線ＷＳ１から形成されるトランスを有する。ダイオードＤ１は、第１の二次巻線ＷＳ１を、第１出力インターフェースに結合し、それによって、第１出力コンデンサＣ１に結合する。一次巻線ＷＰを流れる電流は、スイッチング要素Ｓ１によって制御される。
【0051】
しかしながら、実施形態における使用のための他の適切なＰＦＣ変換回路のレイアウトは、当技術分野においてはよく知られている。例として、ＰＦＣ変換回路１１２は、ブーストコンバータ、バックコンバータ及び／又はバックブーストコンバータであってもよく、又はこれらを有してもよい。当業者は、任意の他のタイプのコンバータも、ＰＦＣ機能を提供することができる限り、適用可能であることを理解するだろう。
【0052】
いずれにしても、ＰＦＣ変換回路は、例えば、ＡＣ主電源電力ＡＣ＋、ＡＣ－をドライバ装置の残りの部分及び／又は負荷ＬＥＤから少なくともガルバニック絶縁するために、一次巻線ＷＰ及び第１の二次巻線ＷＳ１から形成されるトランスを有する。
【0053】
スイッチモード電源装置１２０は、電源ＷＳ２に結合され、電源から供給電圧Ｖ（Ｃ３）を受け取るよう構成される第２入力インターフェース１２１を有する。それ故、供給電圧Ｖ（Ｃ３）は、第２入力インターフェース１２１の第１端子１２１Ａと第２入力インターフェース１２１の第２端子１２１Ｂとの間の電圧である。ここでは、電源ＷＳ２は、電力変換回路１１２の一次巻線ＷＰに磁気的に結合される第２の二次巻線を有する。巻線の磁気結合により、供給電圧Ｖ（Ｃ３）は、ＰＦＣ出力電圧Ｖ（Ｃ１）と同位相になる傾向がある。
【0054】
スイッチモード電源装置１２０は、第１出力インターフェース１２１と電気的に直列に接続される第２出力インターフェース１２２も有する。
【0055】
スイッチモード電源装置１２０は、供給電圧を、第２出力インターフェース１２２に供給されるオフセット信号Ｖ（Ｃ２）に変換するよう構成されるスイッチモード電源１２３を更に有する。オフセット信号は、ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）を重畳し、ＡＣ主電源電力に対応するリップルを補償するよう構成される。
【0056】
スイッチモード電源１２３は、ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）におけるリップルを補償するよう構成される。より具体的には、スイッチモード電源は、オフセット信号Ｖ（Ｃ２）を生成するよう構成され、オフセット信号Ｖ（Ｃ２）には、次いで、重畳信号を生成するようＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）が重畳され、重畳信号は、ここでは、Ｖ（Ｃ１）＋Ｖ（Ｃ２）に等しい。重畳信号は、負荷ＬＥＤに供給され、又は負荷ＬＥＤによって引き出され、それによって、代わりに、負荷給電信号と呼ばれることがある。オフセット信号Ｖ（Ｃ２）は、それによって、ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）における（ＡＣ主電源電力の）リップルを補償して、それによって、負荷ＬＥＤに供給される電力を平滑化する。
【0057】
オフセット信号Ｖ（Ｃ２）は、第２出力インターフェース１２２に供給される。図示されている例においては、第２出力インターフェースは、第１出力インターフェース１１２と直列に接続されている。負荷ＬＥＤは、第１出力インターフェース１１２及び第２出力インターフェース１２２の間に、又は第１出力インターフェース１１２及び第２出力インターフェース１２２にまたがって接続可能である。従って、重畳信号は、第１出力インターフェース及び第２出力インターフェースにまたがる信号であってもよい。
【0058】
第２出力の端子間には第２出力コンデンサＣ２が接続されてもよい。
【0059】
スイッチモード電源は、負荷給電信号によって給電される負荷ＬＥＤを流れる検知電流に従ってその出力を制御するために電流制御ループによって実施されることができる。より具体的には、スイッチモード電源１２０の動作は、負荷ＬＥＤを通る電流、例えば、負荷ＬＥＤと直列に接続される検出抵抗器（図示せず）の両端の電圧に応答し得る。示されているオフセット信号Ｖ（Ｃ２）は、電流制御ループの結果として得られる電圧である。
【0060】
このやり方においては、ドライバ装置は、重畳信号の電流を検知し、検知電流が、随意に実質的に一定である電流基準に従うようにオフセット信号Ｖ（Ｃ２）を調整するようスイッチモード電源を制御するよう適合される電流制御ループを有してもよい。
【0061】
とりわけ、スイッチモード電源は、負荷ＬＥＤを通る電流が電流基準に合わせられるようにオフセット信号Ｖ（Ｃ２）を制御するよう構成されてもよい。電流基準は、好ましくは、一定、又はほぼ一定、即ち、実質的に一定である。このプロセスは、定電流調整と呼ばれる。これは、オフセット信号Ｖ（Ｃ２）が、ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）における主電源電力リップルに追従し、それによって、ＰＦＣ出力信号におけるこのリップルを補償することを意味する。
【0062】
スイッチモード電源１２０の制御は、オフセット信号Ｖ（Ｃ２）がＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）におけるリップルと共に変化することを確実にするために、高速制御ループであり得る。
【0063】
或る例においては、より小さい順方向電圧を持つ負荷（例えば、第１ＬＥＤ）が、より大きい順方向電圧を持つ負荷（例えば、より大きい順方向電圧を持つ第２ＬＥＤ）に置き換えられる場合には、まず、負荷電流が、電流基準より小さくなり、スイッチモード電源１２０は、その出力電圧を増加させる。システムは、ＰＦＣ出力信号とオフセット信号とが、一緒に、電流基準と等しい同じ負荷電流を出力する状態に収束する。
【0064】
適切なスイッチモード電源の例は、バックコンバータ又はバックブーストコンバータを含む。他の例は、当業者には明らかであるだろう。
【0065】
ＰＦＣ出力信号におけるＡＣ主電源電力リップルを補償するようスイッチモード電源を制御するための手法は、例えばUS 2017/0288557 A1によって明らかにされているように、当技術分野においては確立されている。
【0066】
既存の技術においては、調節回路１３０は、整流ダイオードＤ５と、第２入力インターフェース１２１の端子間に接続される入力コンデンサＣ３とを有する。入力コンデンサＣ３は、例えば高周波を減衰させるよう、整流ダイオードによって供給される整流信号を平滑化するよう構成される。入力コンデンサＣ３のサイズは、ＡＣ主電源電力の電圧リップルを減衰させるのに十分ではない。
【0067】
理解の向上のために、図２は、当技術分野において知られているドライバ装置１００の波形を図示している。
【0068】
第１波形２１０は、ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）の電圧を図示している。第２波形２２０は、第２入力端子間の供給電圧Ｖ（Ｃ３）の電圧を図示している。第３波形は、第２出力端子間のオフセット信号Ｖ（Ｃ２）の電圧を図示している。
【0069】
図２において示されているように、例えば、スイッチモード電源がバックコンバータである場合には、供給電圧Ｖ（Ｃ３）の電圧とオフセット信号Ｖ（Ｃ２）の電圧とが、互いに位相がずれている。とりわけ、供給電圧Ｖ（Ｃ３）は、ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）に従う。従って、ＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）が谷又はトラフ（trough）２１０にあり、それ故、供給電圧Ｖ（Ｃ３）が谷又はトラフ２１０にあるとき、オフセット信号Ｖ（Ｃ１）は、ＰＦＣ出力信号におけるリップルを補償するようピーク２２０にある。
【0070】
このことは、ピーク及びトラフにあるスイッチモード電源の入力及び出力の間に大きな電圧差があり、その上、入力と出力との間の差に一貫性がないので、スイッチモード電源の効率に著しく影響を及ぼすことが認められた。
【0071】
更に、ＰＦＣ出力信号電圧の平均電圧は、通常、固定されることから、供給電圧Ｖ（Ｃ３）の平均電圧は、ほぼ一定である。従って、オフセット信号のために必要とされる平均電圧における変化は、供給電圧Ｖ（Ｃ３）とオフセット信号Ｖ（Ｃ２）との間の平均電圧差に著しく影響を及ぼす可能性があり、これは、スイッチモード電源による電力損失を大幅に増加させる可能性がある。
【0072】
（相対的に大きい順方向電圧を持つ）第２ＬＥＤが接続されるときには、波形２３０によって図示されているオフセット信号Ｖ（Ｃ２）（及び波形２００によって図示されている負荷給電信号又は重畳信号）は相対的に大きくなる。従って、供給電圧２２０ Ｖ（Ｃ３）とオフセット信号２３０との間の差は、依然として、問題ない、又は許容可能な境界内にある。しかしながら、（相対的に低い順方向電圧を持つ）第１ＬＥＤが接続されるときには、波形２３０'によって図示されているオフセット信号Ｖ（Ｃ２）（及び波形２００'によって図示されている負荷給電信号）は小さくなり、供給電圧２２０ Ｖ（Ｃ３）とオフセット信号２３０'との間の差は大きくなり、スイッチモード電源において、例えば許容可能な境界外の、より多くの／かなりの電力損失をもたらす。
【0073】
別の問題は、供給電圧２２０とオフセット信号２３０又は２３０'とが位相がずれており、供給電圧２２０がピーク値にあるとき、オフセット信号２３０又は２３０'は谷値にあり、従って、それは、スイッチモード電源において電力損失もたらすことである。
【0074】
提案されている技術は、これらの問題を解決するためのメカニズムを提供する。とりわけ、スイッチモード電源によって出力されるオフセット信号Ｖ（Ｃ２）と（例えば、位相及び／又は平均電圧に関して）同期して、スイッチモード電源に入力される供給電圧Ｖ（Ｃ３）を変更する又は変化させることができる調節回路を使用することが提案されている。
【0075】
本開示は、ドライバ装置と共に使用するための新しい調節回路を提案している。調節回路は、オフセット信号と同期して、スイッチモード電源装置の第２入力インターフェースに供給される供給電圧Ｖ（Ｃ３）を実質的に調節するよう構成される。従って、供給電圧の位相及び／又は振幅は、オフセット信号の位相及び／又は振幅における変化と同期して変更され得る、又は変化させられ得る。ここでは、「実質的に調節する」という用語は、些細なフィルタリング又は平滑化を除いて、供給電圧の振幅が、１０％より多く、好ましくは２５％より多く調節されることを意味する。
【0076】
図３は、実施形態によるドライバ装置３００を図示している。前述同様に、ドライバ装置３００は、ドライバ装置とは別個のものである負荷ＬＥＤに負荷給電信号（又は重畳信号）を供給するよう構成される。
【0077】
ドライバ装置３００は、ドライバ装置３００及び負荷ＬＥＤを含む電子装置３０の一部を形成してもよい。電子装置３０は、別の実施形態である。負荷ＬＥＤは、例えば、１つ以上の発光ダイオード又は発光ダイオード装置を有してもよい。他の適切な負荷は、当業者には明らかであるだろう。
【0078】
駆動装置３００は、調節回路３３０の構成において、前述の駆動装置と異なる。調節回路３３０は、供給電圧Ｖ（Ｃ３）の（平均）大きさ及び／又は供給電圧Ｖ（Ｃ３）の位相の両方の調節を可能にする。
【0079】
従って、調節回路３３０は、電源３４０によって供給される供給電圧を調節して、（第２入力インターフェース１２１（１２１Ａ及び１２１Ｂ）によって受け取られる）調節された供給電圧を生成するよう構成される。
【0080】
より具体的には、調節回路３３０は、調節された供給電圧の電圧振幅とオフセット信号の電圧振幅との間の差が調整されるように、オフセット信号Ｖ（Ｃ２）と同期して供給電圧Ｖ（Ｃ３）を調節するよう適合される。このことは、制御されているスイッチモード電源の電力損失の制御を可能にする。
【0081】
調節回路は、供給電圧の平均値を調節して、それによって、調節された供給電圧の平均値を、オフセット信号の平均値と同期させるよう構成される。
【0082】
加えて、又はその代わりに、調節回路は、供給電圧の位相を反転させて、それによって、調節された供給電圧の位相を、オフセット信号の位相と同期させるよう構成される。
【0083】
調節回路のための電源３４０は、第１端部ＷＥ１と第２端部ＷＥ２とを持つ第２の二次巻線ＷＳ２１、ＷＳ２２を有する。第２の二次巻線は、ＰＦＣ変換回路１１２の一次巻線ＷＰに磁気的に結合される。先に説明したように、第２の二次巻線及びその任意のタップ部分にわたる電圧は、ＰＦＣ変換回路１１２の第１の二次巻線ＷＳ１の両端の電圧と同位相で変化する。
【0084】
第２の二次巻線は、直列に接続される、（少なくとも）２つの二次巻線部分、即ち、第１の二次巻線部分ＷＳ２１及び第２の二次巻線部分ＷＳ２３から形成される。
【0085】
平均値に関してオフセット信号と同期して供給電圧を調節するために、調整回路３３０は、第２入力インターフェースに供給される供給電圧に寄与する第２の二次巻線の有効巻数／比率を変更する又は変化させるよう構成される。この手法は、第２入力インターフェースに供給される調節された供給電圧の大きさとして、第２の二次巻線の両端の電圧の調節可能な比率又は割合の大きさを効果的に提供する。
【0086】
第２入力インターフェース１２１に供給される供給電圧の大きさを調節するために、調節回路３３０は、第２の二次巻線ＷＳ２１、ＷＳ２２と第２入力インターフェースとの間に結合されるスイッチ装置３３１を有する。
【0087】
スイッチ装置は、スイッチコンデンサＣ４を有する。スイッチコンデンサＣ４の両端の電圧が、第２入力インターフェースに供給される（調節された）供給電圧の平均電圧を規定又は制御する。従って、スイッチコンデンサの両端の電圧Ｖ（Ｃ４）は、バイアス電圧と呼ばれることがある。
【0088】
スイッチコンデンサＣ４の第１のプレートＣ４Ａは、第２入力インターフェース１２１の第１端子１２１Ａに接続される。スイッチコンデンサＣ４の第２の異なるプレートＣ４Ｂは、第２の二次巻線ＷＳ２１、ＷＳ２２の第２端部ＷＥ２に接続される。
【0089】
スイッチ装置３３１は、第１スイッチ・ダイオード対（first switch-diode pair）Ｓ２、Ｄ２と、第２スイッチ・ダイオード対Ｓ３、Ｄ３とを有する。両方のスイッチ・ダイオード対が、第２の二次巻線ＷＳ２１、ＷＳ２２からスイッチコンデンサＣ４の第１のプレートＣ４Ａまで接続する。各スイッチ・ダイオード対は、（前記スイッチ・ダイオード対を介して）第２の二次巻線からスイッチコンデンサの第１のプレートＣ４Ａへの電流の流れを制御可能に許可又は防止するために、（例えば、スイッチコントローラによって）制御可能である。スイッチ・ダイオード対の各ダイオードは、スイッチコンデンサの第１のプレートから第２の二次巻線に戻る電流の流れを防止又は制限する。
【0090】
第１スイッチ・ダイオード対Ｓ２、Ｄ２は、第２の二次巻線ＷＳ２１、ＷＳ２２の第１端部ＷＥ１をスイッチコンデンサの第１のプレートＣ４Ａに接続する。第１端部ＷＥ１は、スイッチコンデンサＣ４の第２のプレートＣ４Ｂに接続される第２端部と比較すると、第２の二次巻線ＷＳ２１、ＷＳ２２の他方の端部である。
【0091】
第２スイッチ・ダイオード対Ｓ３、Ｄ３は、第２の二次巻線の第１端部と第２端部との間に位置する第２の二次巻線ＷＳ２１、ＷＳ２２の中間位置／中間タップＷＩＰから、第２の二次巻線ＷＳ２１、ＷＳ２２をスイッチコンデンサの第１のプレートＣ４Ａに接続する。図示されている例においては、中間位置ＷＩＰは、第２の二次巻線の第１の巻線部分ＷＳ２１の２つの端部の間に位置する位置である。
【0092】
第１スイッチ・ダイオード対Ｓ２、Ｄ２のみが電流を伝導するときには、スイッチコンデンサＣ５の両端の平均電圧は、第２スイッチ・ダイオード対Ｓ３、Ｄ３のみが電流を伝導するときよりも大きい。これは、第１スイッチ・ダイオード対Ｓ２、Ｄ２のみが電流を伝導するときには、第２の二次巻線ＷＳ２１、ＷＳ２２の有効巻数（即ち、スイッチ コンデンサＣ５に供給される電圧に寄与する巻数）が、第２スイッチ・ダイオード対Ｓ３、Ｄ３のみが電流を伝導するときよりも多いからである。従って、どのスイッチ・ダイオード対がアクティブであるかを制御することによって、第２の二次巻線の有効巻数比（それ故、電圧）が変更されることができる。
【0093】
言い換えれば、どのスイッチ・ダイオード対が、アクティブであり、電流の流れを許可するかに基づいて、異なる比率又は割合の第２の二次巻線にわたる（最大潜在平均）電圧がスイッチコンデンサの第１のプレートＣ４Ａに供給されることができる。
【0094】
それ故、スイッチ・ダイオード対のうちのどれが、アクティブであるか、即ち、電流の流れを許可するかを制御することによって、スイッチコンデンサの両端の平均電圧の大きさを制御することが可能である。
【0095】
スイッチＳ２、Ｓ３の動作は、スイッチコントローラ３３５によって制御され得る。とりわけ、スイッチコントローラは、オフセット信号又は重畳信号の電圧に応答して、どのスイッチ・ダイオード対が電流を伝導するかを制御し得る。
【0096】
それ故、スイッチ装置は、第２の二次巻線の両端の電圧の第１の比率又は割合の大きさが、調節された供給電圧の大きさとして第２入力インターフェースに供給される第１構成と、第２の二次巻線の両端の電圧の、第１の比率又は割合より低い第２の比率又は割合の大きさが、調節された供給電圧の電圧の大きさとして第２入力インターフェースに供給される第２構成とを含む少なくとも２つの構成を切り替えるよう構成され得る。
【0097】
換言すれば、スイッチ装置は、第１の比率又は割合の第２の二次巻線にわたる平均電圧が、供給電圧の平均電圧として第２入力インターフェースに供給される第１構成と、第１の比率又は割合より低い第２の比率又は割合の第２の二次巻線にわたる平均電圧が、供給電圧の平均電圧として第２入力インターフェースに供給される第２構成との間で切り替え可能であるよう構成される。
【0098】
スイッチ装置は、オフセット信号の電圧及び／又は重畳信号の電圧を検知するための検知回路３３６、３３６'を有してもよい。図示されている例においては、検知回路３３６がオフセット信号の電圧を検知する。他の例においては、検知回路３３６'が重畳信号の電圧を検知する。
【0099】
（スイッチコントローラを介する）調節回路は、検知される、オフセット信号の電圧及び／又は重畳信号の電圧に応答して、供給電圧を調節するよう構成されてもよい。
【0100】
（スイッチコントローラを介する）調節回路は、オフセット信号又は重畳信号のうちの一方の第１電圧に対して、第２電圧の調節された供給電圧を供給し、オフセット信号又は重畳信号のうちの前記一方の第３電圧に対して、第４電圧の調節された供給電圧を供給するよう構成されてもよい。
【0101】
第１電圧は第３電圧より大きく、第２電圧は第４電圧より大きい。
【0102】
このやり方においては、供給電圧の平均電圧は、オフセット信号の平均値と同期して調節されることができる。従って、第１電圧、第２電圧、第３電圧及び第４電圧は、平均電圧であってもよい。
【0103】
幾つかの例においては、スイッチ装置は、オフセット信号の電圧が第１の所定の電圧以上であることに応答して、調節された供給電圧が高くなるような第１構成で動作し、オフセット信号の電圧が第１の所定の電圧未満であることに応答して、調節された供給電圧が低くなるような第２構成で動作するよう構成される。
【0104】
スイッチ装置の動作は、先に説明したように、スイッチコントローラ３３５によって実施され得る。
【0105】
例えば、スイッチコントローラ３３５は、回路３３６又は３３６'から、大きな電圧、例えば閾値よりも大きい電圧を検知する場合には、大きな調節された供給電圧を供給するために、スイッチＳ２を閉じ、スイッチＳ３を開き、それ以外の場合には、小さな調節された供給電圧を供給するために、スイッチＳ２を開き、スイッチＳ３を閉じる。
【0106】
スイッチコンデンサＣ４の静電容量は、スイッチ・ダイオード対の１つだけが電流の流れを許可するときに、スイッチコンデンサの両端の電圧が実質的に一定の／安定した振幅を持つのに十分に大きい。この実質的に一定の／安定した振幅の値は、アクティブなスイッチ・ダイオード対が切り替えられる場合には、変化することは理解されるだろう。従って、「一定の／安定した」という用語は、振幅がそれぞれの選択された比率の二次巻線における電圧に対して固定されていることだけを意味する。
【0107】
このやり方においては、スイッチ装置及びスイッチコンデンサは、第２の二次巻線に電気的に結合され、オフセット信号又は重畳信号の平均値と同期して実質的に一定の振幅を持つバイアス電圧Ｖ（Ｃ４）を生成するよう適合されるバッファ回路の役割を果たす。
【0108】
更に、供給電圧の位相を、オフセット信号の位相と一致する又は合わせられるよう調節することが望ましく、二次巻線における供給電圧の位相は、元々、オフセット信号に対して位相がずれており、逆位相でさえある。本願は、供給電圧の位相を反転させることを提案し、調節回路は、反転回路３３２を有する。反転回路は、（スイッチ装置又はバッファ回路によって生成される）一定のバイアス電圧から、第２の二次巻線の両端の電圧に比例する電圧を減算して、第２入力インターフェースのための調節された供給電圧を生成するよう構成される。それ故、調節された供給電圧は、オフセット信号と同位相である。
【0109】
図示されている例においては、反転回路は、ダイオードＤ４、コンデンサＣ５及び反転コンデンサＣ３を有する。コンデンサＣ５の第１のプレートＣ５Ａは、第２入力インターフェース１２１の第２端子１２１Ｂに接続される。コンデンサＣ５の第２のプレートＣ５Ｂは、第２の二次巻線の第２端部ＷＥ２に接続され、それ故、スイッチコンデンサＣ４の第２のプレートＣ４Ｂに接続される。第２の二次巻線ＷＳ２１、ＷＳ２２の第２端部ＷＥ２は、第２巻線部ＷＳ２２の第２端部でもある。反転コンデンサＣ３の陽極は、コンデンサＣ４の陽極又は第１のプレートＣ４Ａに接続され、反転コンデンサの陰極は、コンデンサＣ５の陽極又は第１のプレートＣ５Ａに接続される。第２入力インターフェース１２１、即ち、反転コンデンサＣ３の端子間の電圧（即ち、調節された供給電圧）は、Ｖ（Ｃ４）－Ｖ（Ｃ５）と等しい。
【0110】
ダイオードＤ４は、（第２巻線部の第２端部ＷＥ２とは異なる端部である）第２巻線部ＷＳ２２の第１端部ＷＥ３をコンデンサＣ５の第１のプレートＣ５Ａに接続する。コンデンサＣ５の静電容量（例えば、＜１００μＦ）は、コンデンサの両端の瞬時電圧が、ＰＦＣ出力信号に従い、又はＰＦＣ出力信号と同位相になり（例えば、ＡＣ主電源リップルを持ち）、即ち、スイッチコンデンサＣ４によって実施されるように定電圧に平滑化されないように、十分に小さくサイズ決めされる。反転コンデンサＣ３も、コンデンサＣ３における電圧Ｖ（Ｃ４）が、依然として、Ｖ（Ｃ５）の逆位相を伝えるように十分に小さくサイズ決めされ、それ故、Ｖ（Ｃ４）－Ｖ（Ｃ５）は、オフセット信号の位相に従う。
【0111】
第２入力インターフェースの端子間の電圧、即ち、調節された供給電圧は、Ｖ（Ｃ４）－Ｖ（Ｃ５）と等しいので、このことは、ＰＦＣ出力信号に対して逆位相を持つ調節された供給電圧をもたらす。従って、調節された供給電圧は、オフセット信号Ｖ（Ｃ２）と同位相である。
【0112】
一般に、スイッチ装置３３１は、第２入力インターフェース１２１における（調節された）供給電圧の平均電圧が、少なくともオフセット信号の平均電圧に従う又は同期することを可能にする。従って、オフセット信号の平均電圧が（例えば、所定の閾値を超えて）増加する場合には、調節された供給電圧の平均電圧は増加し得る。同様に、オフセット信号の平均電圧が（例えば、所定の閾値を未満に）減少する場合には、調節された供給電圧の平均電圧は減少し得る。
【0113】
更に、反転回路３２１は、第２入力インターフェース１２１における（調節された）供給電圧の瞬時電圧が、少なくともオフセット信号の瞬時電圧に従う又は同期することも可能にする。換言すれば、反転回路は、（調節された）供給電圧の位相が少なくともオフセット信号の位相と一致することを可能にする。
【0114】
図４及び５は、理解の向上の目的のために、異なるシナリオにおける波形のセットを図示している。２つの図の縮尺は同じであり、従って、それらは、調節された供給電圧Ｖ（Ｃ３）の平均値がオフセット信号の平均値に従うことを示すために互いに比較されることができる。
【0115】
両方の図が、第１出力インターフェース１１３の両端のＰＦＣ出力信号Ｖ（Ｃ１）の電圧を表す第１波形４１０、スイッチコンデンサＣ４の両端の電圧Ｖ（Ｃ４）を表す第２波形４２０、コンデンサＣ５の両端の電圧Ｖ（Ｃ５）を表す第３波形４３０、第２入力インターフェースに供給される供給電圧の電圧Ｖ（Ｃ３）を表す第４波形４４０、４４０'、及びオフセット信号の電圧Ｖ（Ｃ２）を表す第５波形４５０、４５０'を図示している。重畳信号の電圧を示す波形２００又は２００'もある。
【0116】
図４は、負荷ＬＥＤによって引き出される（平均）電圧が高く、故に、オフセット信号Ｖ（Ｃ２）の平均電圧がそれに応じて高いシナリオを図示している。
【0117】
【0118】
いずれの場合も、供給電圧Ｖ（Ｃ３）の位相は、オフセット信号の電圧と同期するよう調節されている。
【0119】
オフセット信号の平均電圧Ｖ（Ｃ３）がより低いときには、調節された供給電圧の平均電圧も、例えば、第１スイッチ・ダイオード対Ｓ２、Ｄ２に電流を伝導させる状態から、第２スイッチ・ダイオード対Ｓ３、Ｄ３に電流を伝導させる状態に切り替えることによって、低減される。このことは、スイッチコンデンサＣ４の両端の電圧Ｖ（Ｃ４）の平均値を低減させ、それによって、（Ｖ（Ｃ４）－Ｖ（Ｃ５）と等しい）調節された供給電圧の平均値Ｖ（Ｃ３）を低減させる。それ故、Ｖ（Ｃ３）とＶ（Ｃ２）との間の差は制限され、電力損失は低減される。
【0120】
図３に戻ると、幾つかの実施形態においては、反転回路を省くことが可能である。このような例においては、第２入力インターフェース１２１の第２端子１２１Ｂは、二次巻線の第２端部ＷＥ２に直接接続されてもよい。このような例においては、スイッチコンデンサＣ４も省かれてもよい。この手法は、供給電圧Ｖ（Ｃ３）の平均電圧が、例えば、オフセット信号の平均電圧に追従又は同期するよう、（スイッチ装置を介して）変更されることができる実施形態もたらす。しかしながら、供給電圧Ｖ（Ｃ３）の位相はオフセット信号の位相と同期されず、従って、この手法はあまり有利ではない。
【0121】
同様に、幾つかの実施形態においては、代わりにスイッチ・ダイオード対を省くことが可能である。このシナリオにおいては、スイッチコンデンサの第１のプレートＣ４Ａは、例えばダイオードを介して、二次巻線の第１端部ＷＥ１に直接接続される。これは、オフセット信号に追従する又は同期される位相を持つ供給電圧が生成するが、調整可能な平均電圧を持たない。これも、より大きな電力損失があるので、図示されている電子装置よりも有利ではない。
【0122】
本明細書において記載されている任意のドライバ装置３００と、このようなドライバ装置によって生成される負荷給電信号によって給電されるよう構成される負荷ＬＥＤとを有する電子装置３０も提案されている。従って、負荷は、ドライバ装置の第１出力インターフェース１１３及び第２出力インターフェース１２２に接続される。
【0123】
負荷は、例えば、１つ以上の発光ダイオード又は発光ダイオード装置を有してもよい。他の適切な負荷は、当業者には明らかであるだろう。
【0124】
当業者は、請求項記載の発明の実施において、図面、明細及び添付の特許請求の範囲の研究から、開示されている実施形態に対する変形を、理解し、達成することができる。特許請求の範囲において、「有する」という単語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数性を除外しない。
【0125】
単に、或る特定の手段が、相互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は有利になるようには使用されることができないことを示すものではない。
【0126】
特許請求の範囲又は明細書において「～するよう適合される」という用語が使用されている場合には、「～するよう適合される」という用語は、「～するよう構成される」という用語と同等であるよう意図されていることに留意されたい。特許請求の範囲又は明細書において「構成」という用語が使用されている場合には、「構成」という用語は、「システム」という用語と同等であるよう意図されており、逆もまた同様であることに留意されたい。
【0127】
特許請求の範囲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るべきではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】