特許 7756835 ＬＥＤ照明回路、及び前記ＬＥＤ照明回路を有するＬＥＤ照明器具

(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】2025-10-09

(45)【発行日】2025-10-20

(54)【発明の名称】ＬＥＤ照明回路、及び前記ＬＥＤ照明回路を有するＬＥＤ照明器具

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/52 20200101AFI20251010BHJP

   H05B 45/54 20200101ALI20251010BHJP

   H05B 45/46 20200101ALI20251010BHJP

【ＦＩ】

H05B45/52

H05B45/54

H05B45/46

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2025505859

(86)(22)【出願日】2023-07-18

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2025-08-13

(86)【国際出願番号】 EP2023069944

(87)【国際公開番号】W WO2024028106

(87)【国際公開日】2024-02-08

【審査請求日】2025-01-31

(31)【優先権主張番号】PCT/CN2022/109796

(32)【優先日】2022-08-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】22197614.5

(32)【優先日】2022-09-26

(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】リャン チュアン

(72)【発明者】

【氏名】リン リファ

(72)【発明者】

【氏名】ミアオ ウェイファ

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００７／０３４６８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－８６３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第２１６１９６９（ＥＰ，Ａ２）

【文献】欧州特許出願公開第２３９０６７２（ＥＰ，Ａ２）

【文献】独国特許発明第１０２００４０３２４５６（ＤＥ，Ｂ３）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ＬＥＤストリングであって、前記第１ＬＥＤストリング内の２つのＬＥＤの間に第１タップを備える第１ＬＥＤストリングと、第２ＬＥＤストリングであって、前記第２ＬＥＤストリング内の２つのＬＥＤの間に第２タップを備える第２ＬＥＤストリングとを含むＬＥＤ装置であって、前記第１ＬＥＤストリングと前記第２ＬＥＤストリングとが並列に接続されるＬＥＤ装置、
入力電力を受け取り、前記ＬＥＤ装置に出力電力を供給するよう適合される電源装置、
前記第１タップと前記第２タップとの間に接続される双方向導通装置であり、
前記第１ＬＥＤストリングと前記第２ＬＥＤストリングとが、公称上同一であり、前記第１タップ及び前記第２タップが、それぞれのストリング内で同じ相対位置にある場合に、前記第１タップと前記第２タップとの間の電位差が閾値を超えるときに、又は
前記第１ＬＥＤストリングと前記第２ＬＥＤストリングとの間の電位の変化が検知されるときに、導通状態になるようトリガされるよう適合される双方向導通装置であって、
前記双方向導通装置によって電流が伝導される際に、第１検出出力において障害信号を生成するように適合される双方向導通装置、及び
前記第１検出出力に接続され、前記障害信号を受信するときに前記出力電力を減少させるよう前記電源装置を制御するよう適合される制御回路を有するＬＥＤ照明回路。

【請求項2】

前記双方向導通装置が、前記双方向導通装置の電流を５０ｍＡ未満に制限する電流制限構成要素を有する請求項１に記載のＬＥＤ照明回路。

【請求項3】

前記双方向導通装置が、
前記第１タップと前記第２タップとの間に接続され、前記第１タップと前記第２タップとの間の前記電位差が前記閾値を超えるときに光を発するよう適合される発光側、及び前記第１検出出力として前記制御回路に接続され、前記発光側によって発せられる光を受光するときに前記障害信号を生成するよう適合される受光側を備えるオプトカプラを有し、
前記発光側が、
逆並列に接続される対のＬＥＤ、又は
整流回路及び１つのＬＥＤを有する請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明回路。

【請求項4】

前記電流制限構成要素が抵抗器を有する請求項２に記載のＬＥＤ照明回路。

【請求項5】

前記第１タップ及び前記第２タップが、前記ストリングの端部の近くにある請求項１に記載のＬＥＤ照明回路。

【請求項6】

前記第１タップ及び前記第２タップが、前記ストリングの前記端部から少なくとも２つのＬＥＤの距離離れたところにある請求項５に記載のＬＥＤ照明回路。

【請求項7】

前記ＬＥＤ装置に関連する温度を検出し、前記温度が温度制限を超える場合に第２検出出力において温度信号を生成するよう適合される温度検出装置を更に有し、
前記制御回路が、更に、前記第２検出出力に接続され、前記温度信号を受信するときに前記出力電力を減少させるよう前記電源装置を制御するよう適合され、
前記第１検出出力及び前記第２検出出力が、互いに接続され、且つ前記制御回路に接続される請求項１に記載のＬＥＤ照明回路。

【請求項8】

前記温度検出装置が、
前記ＬＥＤ装置と熱的に結合される温度依存性抵抗器、
発光側と、前記第２検出出力として前記制御回路に接続される受光側とを備えるオプトカプラ、及び
前記オプトカプラの前記発光側に給電するよう適合される給電回路を有し、
前記温度依存性抵抗器が、前記温度が温度制限を超えるときに前記給電回路をアクティブにするよう適合される請求項７に記載のＬＥＤ照明回路。

【請求項9】

互いに接続される前記ＬＥＤ装置及び前記双方向導通装置の複製を更に有し、
２つの前記双方向導通装置の前記第１検出出力が、互いに接続され、且つ前記制御回路に接続される請求項１、７又は８に記載のＬＥＤ照明回路。

【請求項10】

互いに接続される前記第１検出出力が、前記双方向導通装置からの前記障害信号を重畳するよう適合され、前記制御回路が、重畳された前記障害信号に従って前記出力電力を減少させるよう前記電源装置を制御するよう適合される請求項９に記載のＬＥＤ照明回路。

【請求項11】

請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明回路を有する照明器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＥＤ照明回路の分野に関し、特に、ＬＥＤ照明回路における障害保護（fault protection）に関する。

【背景技術】

【0002】

一部の高出力でコンパクトなライトエンジンにおいては、高い照明出力（high lighting power）を供給するために数百個ものＬＥＤが使用される。出力電圧／ＬＥＤ電圧が極端に高くなることを防止する（安全規制を満たす）ために、ＬＥＤは、並列に接続される複数のストリングに分けられ、それらを駆動するために大きな電流が供給される。LEDストリングは、非最小限に同一に（nonminimally identical）設計／ビニング（bin）され、従って、ストリングは、電流をほぼ均等に分け合う。ここで、非最小限に同一とは、ストリングの公称電流、順方向電圧及びインピーダンスなどがほぼ同一であることを意味する。当然、これは、各ＬＥＤチップの公差を含む。一部のアプリケーションにおいては、各ＬＥＤストリングの駆動電流は、ＬＥＤストリングが安全に動作することができる最大電流制限に非常に近い。１つのＬＥＤストリング内の１つのＬＥＤがオープン接続（open connection）として故障する場合には、関連するストリングは動作を停止する。このストリングを流れる電流は、他のストリングに分配され、他のストリングの最大電流制限を超え、他のストリングに損傷を与え、ライトエンジン全体を故障させる可能性がある。高出力アプリケーションにおける高い温度及び応力のため、ワイヤボンド亀裂及びはんだパッド亀裂により、開回路（open circuit）などの障害のリスクが増大している。

【0003】

図１は、例を示しており、ドライバからの総電流は、５．２Ａであり、ＬＥＤは、ストリング当たり１．３Ａの、１．３Ａが各ＬＥＤを通る平均配分で、４つの公称上同一の（nominally identical）ストリング１乃至４に分けられる。各ＬＥＤの最大電流制限は、１．５Ａである。例えば、これらのＬＥＤのうちのＬＥＤ Ｄ７１が損傷している（開回路である）場合には、損傷したＬＥＤ Ｄ７１が配置されているストリング１は、如何なる電流も流れることを可能にすることができず、そのストリングの合計電流は、他の３つのストリング２、３及び４によって分配され、即ち、他の３つのストリングの各々に１．７３Ａの電流が割り当てられ、これは、ＬＥＤストリングが耐えることができる最大電流制限１．５Ａを超える。このことは、他の３つのＬＥＤストリングもすぐに故障することをもたらす。US20080157689A1は、開回路ＬＥＤによってトリガされ、ＬＥＤをバイパスする双方向要素の使用を開示している。電流は、他のストリング内の別のＬＥＤに送られる。この従来技術における問題は、他のＬＥＤが、それ自身のストリング内のその元の電流だけでなく、異なるストリング内の故障したＬＥＤからバイパスされる電流にも耐える必要があり、従って、他のＬＥＤが、過電流を受け取る可能性があり、他のＬＥＤも、故障する可能性があることである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＬＥＤ障害検出のための既知の方法がある。例えば、各ストリングの電流が、そのストリング内の検出抵抗器によってサンプリングされ、比較器を介して閾値と比較される。電流が閾値未満である場合には、そのストリングはオープン故障（open failure）とみなされることができ、この事象を示す信号が、生成され、ドライバに送信され、前記ドライバは、それに応じて出力電流が減少させる。しかしながら、これらの既知の方法は、必然的に、効率への影響及び電力供給の困難さなどの問題に直面する。更に、ＬＥＤ基板側は、多くの場合、ドライバのコントローラから絶縁されており、従って、ＬＥＤ側において得られるこの信号も、アイソレータを介してドライバのコントローラにレベルシフトされる必要がある。

【0005】

EP2161969A2は、各ＬＥＤストリングが、そのストリングにおける障害を検知するバイパス回路と並列に接続される複数のＬＥＤストリングの直列接続を開示している。

【0006】

EP2390672A2は、双方向オプトカプラを開示している。

【0007】

DE102004032456B3は、並列接続されるＬＥＤ回路であって、前記ＬＥＤ回路の各々が、ブーストコンバータとＬＥＤストリングとを有するＬＥＤ回路を開示している。

【0008】

EP2763503A2及びWO2004068909A1は、並列接続されるＬＥＤストリングを開示している。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、請求項によって規定されている。

【0010】

本発明の基本的なアイデアは、ストリング間の電位の変化を検知し、この変化が検知される場合に障害信号を生成するために、並列ＬＥＤストリング間に双方向導通装置（bidirectional conduction arrangement）を配置するものであり、前記障害信号は、前記ストリングへの電力供給を減少させるために制御回路に送信される。

【0011】

本発明の第１態様は、第１ＬＥＤストリングであって、前記第１ＬＥＤストリング内の２つのＬＥＤの間に第１タップを備える第１ＬＥＤストリングと、第２ＬＥＤストリングであって、前記第２ＬＥＤストリング内の２つのＬＥＤの間に第２タップを備える第２ＬＥＤストリングとを含むＬＥＤ装置であって、前記第１ＬＥＤストリングと前記第２ＬＥＤストリングとが並列に接続されるＬＥＤ装置、入力電力を受け取り、前記ＬＥＤ装置に出力電力を供給するよう適合される電源装置、前記第１タップと前記第２タップとの間に接続され、前記第１タップと前記第２タップとの間の電位差が閾値を超えるときに導通状態になるようトリガされるよう適合される双方向導通装置であって、前記双方向導通装置によって伝導される電流が、第１検出出力において障害信号を生成するように適合される双方向導通装置、及び前記第１検出出力に接続され、前記障害信号を受信するときに前記出力電力を減少させるよう前記電源装置を制御するよう適合される制御回路を有するＬＥＤ照明回路を提供する。

【0012】

前記双方向導通装置と前記制御回路との組み合わせは、低コスト、低電力損失及び効果的な障害保護を提供する。２つの並列ＬＥＤストリングが使用される場合の単一障害保護のためには、（２つ以上のストリングではなく、単一のＬＥＤストリングのみが故障すると合理的に仮定すると、）１つの双方向導通装置が、両方のＬＥＤストリングをモニタすることができ、従って、各ＬＥＤストリングに対してそれぞれのモニタ回路を設ける必要はない。前記ストリングが損傷を受けていないときには、前記双方向導通装置は、トリガされず、従って、前記ＬＥＤ照明回路の通常動作においては電力損失がない。前記障害信号は、前記双方向導通装置によって伝導される電流から直接生成され、前記制御回路に送信され、これは、既知の方法のように別個の比較器を必要とせず、コストは、相対的に低い。最後に大事なことであるが、前記制御回路は、残りのＬＥＤストリングが、依然として、過剰に給電されずに動作しており、前記ＬＥＤ照明回路が、確実に動作し続けるように、能動的に前記出力電力を減少させる。

【0013】

更なる実施形態においては、前記双方向導通装置は、前記双方向導通装置の電流を５０ｍＡ未満に制限する電流制限構成要素を有する。

【0014】

前記双方向導通装置は、障害の場合に前記障害信号を維持する必要があることから、前記双方向導通装置も、障害から保護される必要がある。この実施形態は、前記双方向導通装置における過電流を防止するために前記電流制限構成要素を使用し、それは、前記双方向導通装置の信頼性を向上させる。

【0015】

更なる実施形態においては、前記双方向導通装置は、前記第１タップと前記第２タップとの間に接続され、前記第１タップと前記第２タップとの間の前記電位差が前記閾値を超えるときに光を発するよう適合される発光側、及び前記第１検出出力として前記制御回路に接続され、前記発光側によって発せられる光を受光するときに前記障害信号を生成するよう適合される受光側を備えるオプトカプラを有する。

【0016】

オプトカプラは、電圧差によってトリガされることが可能であるだけでなく、レベルシフト／絶縁を提供することも可能である低コストの構成要素である。また、オプトカプラは、前記障害信号を継続的に維持するための長い動作寿命を有する。オプトカプラの電力消費量も非常に少なくなく、故に、障害保護における電力損失も低い。

【0017】

更なる実施形態においては、双方向信号から光を発するために、前記発光側は、逆並列に接続される対のＬＥＤ、又は整流回路及び１つのＬＥＤを有する。一体化された逆並列ＬＥＤを備える双方向オプトカプラは、成熟した既製品であり、すぐに使用されることができる。他の例においては、整流回路及び１つのＬＥＤも使用されることができる。

【0018】

或る低コスト実施形態においては、前記電流制限構成要素は、抵抗器を有する。前記抵抗器の抵抗は、数百オームであり得る。

【0019】

或る実施形態においては、前記第１ＬＥＤストリングと前記第２ＬＥＤストリングとが、前記電源装置の同じ出力に並列に接続され、公称上同一であり、前記第１タップ及び前記第２タップは、それぞれのストリング内で同じ相対位置にある。

【0020】

この実施形態においては、ＬＥＤストリングは、同一であり、並列に接続され、タップは、同じ位置にあることから、両方のＬＥＤストリングが損傷を受けていない場合には、２つのタップ間の電位は実質的にゼロになり、そうでない場合には、前記電位は、差があり、前記双方向導通装置によって検出されることができる。

【0021】

代替実施形態においては、前記ＬＥＤストリングは、前記電源装置の異なる出力において駆動されることができる。例えば、第１電流調整回路が、前記第１ＬＥＤストリングに給電する一方で、第２電流調整回路が、前記第２ＬＥＤストリングに給電する。この場合には、両方のストリングが損傷を受けていない最初の時点において、２つのＬＥＤストリング間の電位は差がある可能性があり、前記双方向導通装置は、この差を許容し、この差に応答しないよう設計されることができ、１つのストリングがオープンになるときには、前記電位も大幅に変化し、前記双方向導通装置は、この大幅な変化を検出し／この大幅な変化に応答し、前記障害信号を送信するよう設計されることができる。例えば、両方のストリングが損傷を受けていないときには、２つのタップ間の電位は、３Vであってもよく、それは、双方向導通要素を導通させるのに十分ではなく、一方のストリングがオープンになるときには、前記電位は、９Ｖまで増加し、それは、前記双方向導通要素を導通させる。

【0022】

更なる実施形態においては、前記第１タップ及び前記第２タップは、前記ストリングの端部の近くにある。前記タップ及び前記双方向導通要素を前記ストリングの端部の近くに配置することは、回路の基板レイアウトをより容易にする。前記タップ及び前記双方向導通要素は、前記ストリングの中央に配置されることもできる。

【0023】

更なる実施形態においては、前記タップ及び前記双方向導通要素は、前記ストリングの前記端部から少なくとも２つのＬＥＤの距離離れたところにある。この実施形態においては、１つのＬＥＤストリングがオープンである場合、前記ＬＥＤストリング内の前記タップ間の電位は、前記少なくとも２つのＬＥＤの順方向電圧であり、従って、前記オプトカプラをアクティブにするのに十分である。

【0024】

実施形態においては、前記ＬＥＤ照明回路は、前記ＬＥＤ装置に関連する温度を検出し、前記温度が温度制限を超える場合に第２検出出力において温度信号を生成するよう適合される温度検出装置を更に有し、前記制御回路は、更に、前記第２検出出力に接続され、前記温度信号に基づいて前記出力電力を減少させるよう前記電源装置を制御するよう適合され、前記第１検出出力及び前記第２検出出力は、互いに接続され、且つ前記制御回路に接続される。

【0025】

この実施形態においては、前記ＬＥＤ照明回路は、熱保護も有し、前記開回路保護及び前記熱保護は、前記制御回路に保護信号を送信するのに単一のインターフェースを使用する。この実施形態は、開回路の前記障害信号と過熱の前記温度信号の両方のために単一のインターフェースしか使用されないことから、低コストという利点を有する。

【0026】

更なる実施形態においては、前記温度検出装置は、前記ＬＥＤ装置と熱的に結合される温度依存性抵抗器、発光側と、前記第２検出出力として前記制御回路に接続される受光側とを備えるオプトカプラ、及び前記オプトカプラの前記発光側に給電するよう適合される給電回路を有し、前記温度依存性抵抗器は、前記温度が温度制限を超えるときに、前記給電回路を非アクティブにする、又は前記給電回路の出力電力を低減させるよう適合される。

【0027】

この実施形態は、前記ＬＥＤ装置と熱的に結合されるＮＴＣ（負温度係数）又はＰＴＣ（正温度係数）抵抗器などの温度依存性抵抗器に基づく温度検出装置の低コスト実施例を提供する。例えば、前記温度依存性抵抗器及び前記ＬＥＤ装置は、前記温度依存性抵抗器が前記ＬＥＤ装置の温度を確実に検出することができるように、同じＰＣＢにおいてすぐ近くに配置される。

【0028】

更なる実施形態においては、前記ＬＥＤ照明回路は、互いに接続される前記ＬＥＤ装置及び前記双方向導通装置の複製（duplicate）を有し、２つの前記双方向導通装置の前記第１検出出力は、互いに接続され、且つ前記制御回路に接続される。

【0029】

この実施形態においては、４つ以上のＬＥＤストリングを異なる対に分けられることができ、各対は、その対の中の１つのＬＥＤストリングにおける開回路を検出する双方向導通装置を有する。この解決策は、低コストであり、少数の構成要素しか必要としないことから、実際の必要性に応じてＬＥＤストリングの数を増やし、これらのＬＥＤストリングのための障害検出及び保護を提供することは非常に容易である。

【0030】

更に、前記双方向導通装置からの前記障害信号は、重畳されるよう適合され、前記電源装置は、重畳された前記障害信号に従って前記出力電力を減少させるよう適合される。

【0031】

この実施形態においては、前記重畳された障害信号は、何対のＬＥＤストリングが故障しているかを示し、前記電源装置は、それに応じて前記出力電力を減少させることができる。例えば、２対構成においては、前記重畳された障害信号が、１対における１つのストリングのみが故障していることを示す場合には、前記制御回路は、前記出力電力を７５％まで低減させるよう前記電源装置を制御することができ、前記重畳された障害信号が、両方の対がそれぞれの故障したストリングを有することを示す場合には、前記制御回路は、前記出力電力を５０％まで低減させるよう前記電源装置を制御することができる。この実施形態は、残りのＬＥＤストリングに合わせるよう前記出力電力をインテリジェントに調節し、前記残りのＬＥＤストリングを公称動作状態で動作させ続け、前記残りのＬＥＤストリングへの過剰給電（overpowering）又は過少給電（underpowering）の発生を防止する。

【0032】

本発明の第２態様においては、上記の態様及び実施形態によるＬＥＤ照明回路を有するＬＥＤ照明器具が提供される。

【0033】

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】

【0034】

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】障害検出及び保護のないＬＥＤ照明回路において発生する障害を図示する。

【図2】本願の実施形態による障害検出及び保護を備えるＬＥＤ照明回路を図示する。

【図3】図２のＬＥＤ照明回路の動作であって、第１ストリングの或る部分がオープンになるときの動作を図示する。

【図4】図２のＬＥＤ照明回路の動作であって、第１ストリングの別の部分がオープンになるときの動作を図示する。

【図5】図２のＬＥＤ照明回路の動作であって、第２ストリングの或る部分がオープンになるときの動作を図示する。

【図6】図２のＬＥＤ照明回路の動作であって、第２ストリングの別の部分がオープンになるときの動作を図示する。

【発明を実施するための形態】

【0035】

図を参照して本発明について説明する。

【0036】

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。

【0037】

図２において示されているように、ＬＥＤ照明回路は、ＬＥＤ Ｄ１乃至Ｄ７０、Ｄ７１及びＤ７２を含む第１ＬＥＤストリングと、ＬＥＤ Ｄ７３乃至Ｄ１４２、Ｄ１４３及びＤ１４４を含む第２ＬＥＤストリングとを含むＬＥＤ装置を有する。第１ＬＥＤストリングは、タップ２０を有し、第２ＬＥＤストリングは、タップ２２を有する。第１ＬＥＤストリング及び第２ＬＥＤストリングは、並列に結合される。

【0038】

電源装置２３は、入力電力ＩＮを受け取り、ＬＥＤ装置に出力電力を供給するよう適合される。

【0039】

双方向導通装置２４は、第１ＬＥＤストリングＤ１乃至Ｄ７２内の第１タップ２０と、第２ＬＥＤストリングＤ７３乃至Ｄ１４４内の第２タップ２２との間に接続され、前記双方向導通装置２４は、第１タップ２０と第２タップ２２との間の電位差が閾値を超えるときに導通状態になるようトリガされるよう適合され、双方向導通装置２４によって伝導される電流は、第１検出出力２４０において障害信号を生成するように適合される。

【0040】

制御回路２７は、第１検出出力２４０に接続され、前記障害信号を受信する場合に出力電力を減少させるよう電源装置２３を制御するよう適合される。

【0041】

電源装置は、ＡＣ入力に接続され、バス電圧を生成する第１ＰＦＣ段と、バス電圧を所望の出力電流に更に変換する第２電流調整段とを有する２段電源であってもよい。電流調整段は、通常、出力電流を調節する能力を持ち、制御回路２７は、出力電力／電流を減少させるよう電流調整段に指示することができる。制御回路は、ディスクリート回路又は集積回路によって実施されることができる。

【0042】

好ましくは、電力損失を減らし、損傷を防止するために、双方向導通部品を通る電流を制限するために、双方向導通装置２４は、双方向導通装置の電流を５０ｍＡ未満に制限する電流制限構成要素を有してもよい。低コスト実施形態においては、電流制限構成要素は、抵抗器Ｒ１であり、その抵抗は、４７０オームなどの数百オームである。

【0043】

或る実施形態においては、双方向導通部品は、第１タップ２０と第２タップ２２との間に接続され、第１タップ２０と第２タップ２２との間の電位差が閾値を超えるときに光を発するよう適合される発光側Ａ－Ｋ、及び第１検出出力２４０として制御回路２７に接続され、発光側Ａ－Ｋによって発せられる光を受光するときに障害信号を生成するよう適合される受光側Ｃ－Ｅを備えるオプトカプラＵ１を有する。この実施形態においては、発光側は、第１タップ２０と第２タップ２２との間の正又は負の、即ち、双方向の電位差に応答するように、逆並列に接続される対のＬＥＤを有する。代替実施形態においては、逆並列ＬＥＤは、整流回路及び１つのＬＥＤに置き換えられることができる。

【0044】

好ましくは、第１ＬＥＤストリングＤ１乃至Ｄ７２と第２ＬＥＤストリングＤ７３乃至Ｄ１４４とが、並列に接続され、公称上同一であり、第１タップ２０及び第２タップ２２は、それぞれのストリング内で同じ相対位置にある。この実施形態においては、各タップは、各ストリング内の最後から２番目のＬＥＤのアノードのところにある。

【0045】

この実施形態においては、ＬＥＤ照明回路は、開回路保護に加えて、過熱保護も有する。ＬＥＤ照明回路は、ＬＥＤ装置に関連する温度を検出し、温度が温度制限を超える場合に第２検出出力２６０において温度信号を生成するよう適合される温度検出装置２６を有し、制御回路２７は、更に、第２検出出力２６０に接続され、温度信号を受信する場合に出力電力を減少させるよう電源装置を制御するよう適合される。制御回路との接続数を最小限に抑えるために、障害信号と温度信号の両方が出力電力を減少させるために保護をトリガするために使用されることから、２つの信号は、混合されることができ、第１検出出力２４０及び第２検出出力２６０は、互いに接続され、制御回路に接続される。図２の回路においては、第１検出出力２４０及び第２検出出力２６０は、制御回路２７のＮＴＣ＋及びＮＴＣ－端子に接続される。

【0046】

過熱保護に関しては、温度検出装置２６が、温度依存性抵抗器Ｒ＿ＮＴＣ、発光側Ａ－Ｋと、第２検出出力２６０として制御回路２７に接続される受光側Ｃ－Ｅとを備えるオプトカプラＵ３、及び前記オプトカプラＵ３の発光側に給電するよう適合される給電回路Ｒ５を有し、前記温度依存性抵抗器Ｒ＿ＮＴＣは、温度が温度制限を超えるときに、随意にＴＬ４３１ Ｕ４を含む比較回路を介して、給電回路をアクティブにするよう適合される。

【0047】

より具体的には、抵抗器Ｒ８は、温度制限を設定することができ、コンデンサＣ１は、負帰還コンデンサであり、抵抗器Ｒ５、Ｒ６は、電流制限抵抗器であり、抵抗器Ｒ７は、比較回路Ｕ４のための電源である。

【0048】

本明細書は、まず、熱保護について説明し、次いで、熱保護によって使用されるのと同じ出力を介して制御回路に通知する開回路保護について説明する。ＬＥＤ装置を搭載するＬＥＤ基板の温度が上昇するとき、抵抗器Ｒ＿ＮＴＣの温度は上昇し、抵抗器Ｒ＿ＮＴＣの抵抗は低下し、比較器Ｕ４の電極２における電圧は上昇する。電圧が２．５Ｖまで上昇するとき、比較器Ｕ４はその電極１及び３を閉じ、このことはＵ３に給電させ、オプトカプラＵ３の照明受光側Ｃ－Ｅのインピーダンスは低下し、第２検出出力２６０における電圧をプルダウンする。制御回路２７は、Ｒ６を介してＵ３＿ＣＥ＋Ｒ６の抵抗値の低下を検出し、又は第２検出出力２６０における電圧の低下を検出し、更なる過熱を防止するよう出力電力／電流を減少させるよう電源装置２３を制御する。

【0049】

開回路保護に関しては、図３が、双方向導通装置がどのように動作するかを示している。

【0050】

例として、最初は、第１及び第２ＬＥＤストリングの両方が、通常動作状態として損傷を受けていない。総出力電流は５．２Ａであり、各並列ストリングを通る電流は１．３Ａであると仮定する。第１ＬＥＤストリング内のＬＥＤ Ｄ７１＋Ｄ７２と第２ＬＥＤストリング内のＬＥＤ Ｄ１４３＋Ｄ１４４との順方向電圧における差が、実質的にゼロである又は非常に小さいことから、第１タップ２０と第２タップ２２との間の電位はほぼゼロであり、オプトカプラＵ１は動作することができない。双方向導通装置は、第１保護出力２４０において障害信号を出力しない。制御回路２７は、この障害信号を受信せず、出力電力／電流を減少させるよう電源装置２３を制御しない。

【0051】

図３においては、第１ＬＥＤストリングＤ１乃至Ｄ７２内のＤ１乃至Ｄ７０のうちのいずれかのＬＥＤが、×印のアイコンによって示されているようにオープンになるときには、電源装置の出力電圧は、ＬＥＤ Ｄ７３乃至Ｄ１４２、オプトカプラＵ１、抵抗器Ｒ１、並びにＬＥＤ Ｄ７１及びＤ７２の直列接続に印加される。換言すれば、ＬＥＤ Ｄ１４３及びＤ１４４の電圧が、オプトカプラＵ１、抵抗器Ｒ１、並びにＬＥＤ Ｄ７１及びＤ７２の間に印加される。このとき、それは、オプトカプラＵ１、並びにＬＥＤ Ｄ７１及びＤ７２を多かれ少なかれ導通させ、オプトカプラＵ１、並びにＬＥＤ Ｄ７１及びＤ７２に電流を流させ、ＬＥＤ Ｄ７１及びＤ７２は低電流伝導状態になり、オプトカプラＵ１のＫ－Ａ端子における電圧差がＵ１を動作させ、Ｕ１のＣ－Ｅ端子のインピーダンスは低減される。第１保護出力２４０における電圧は減少し、障害信号としての減少した電圧が、Ｒ２を通して制御回路２７に送られる。制御回路２７は、ＬＥＤストリング２、３及び４におけるＬＥＤ電流が１．３Ａに戻されるように、総出力電流を、例えば５．２Ａから３．９Ａまで、減少させるよう、電源装置２３を制御する。

【0052】

図４においては、第１ＬＥＤストリングＤ１乃至Ｄ７２内のＤ７１乃至Ｄ７２のうちのいずれかのＬＥＤが、×印のアイコンによって示されているようにオープンになるときには、電源装置２３の出力電圧は、ＬＥＤ Ｄ１乃至Ｄ７０、抵抗器Ｒ１、オプトカプラＵ１、並びにＬＥＤ Ｄ１４３及びＤ１４４に印加される。このとき、それは、オプトカプラＵ１を多かれ少なかれ導通させ、オプトカプラＵ１に電流を流させ、オプトカプラＵ１のＡ－Ｋ端子における電圧差がＵ１を動作させ、Ｕ１のＣ－Ｅ端子のインピーダンスは低減される。第１保護出力２４０における電圧は減少し、障害信号としての減少した電圧が、Ｒ２を通して制御回路に送られる。制御回路は、ストリング２、３及び４におけるＬＥＤ電流が１．３Ａに戻されるように、対応する総出力電流を例えば３．９Ａまで減少させるよう、電源装置２３を制御する。

【0053】

双方向導通装置は、他のストリングの障害もモニタすることができる。図５においては、第２ＬＥＤストリングＤ７３乃至Ｄ１４４内のＤ１４３乃至Ｄ１４４のうちのいずれかのＬＥＤが、×印のアイコンによって示されているようにオープンになるときには、電源装置２３の出力電圧は、ＬＥＤ Ｄ７３乃至Ｄ１４２、オプトカプラＵ１、抵抗器Ｒ１、並びにＬＥＤ Ｄ７１及びＤ７２に印加される。このとき、それは、オプトカプラＵ１を多かれ少なかれ導通させ、オプトカプラＵ１に電流を流させ、オプトカプラＵ１のＫ－Ａ端子における電圧差がＵ１を動作させ、Ｕ１のＣ－Ｅ端子のインピーダンスは低減される。第１保護出力２４０における電圧は減少し、障害信号としての減少した電圧が、抵抗器Ｒ２を通して制御回路２７に送られる。制御回路２７は、ストリング１、３及び４におけるＬＥＤ電流が１．３Ａに戻されるように、総出力電流を例えば３．９Ａまで減少させるよう、電源装置２３を制御する。

【0054】

図６においては、第２ＬＥＤストリングＤ７３乃至Ｄ１４４内のＤ７３乃至Ｄ１４２のうちのいずれかのＬＥＤが、×印のアイコンによって示されているようにオープンになるときには、電源装置２３の出力電圧は、ＬＥＤ Ｄ１乃至Ｄ７０、抵抗器Ｒ１、オプトカプラＵ１、並びにＬＥＤ Ｄ１４３及びＤ１４４に印加される。換言すれば、ＬＥＤ Ｄ７１及びＤ７２の電圧が、抵抗器Ｒ１、オプトカプラＵ１、並びにＬＥＤ Ｄ１４３及びＤ１４４の間に印加される。このとき、それは、オプトカプラＵ１、並びにＬＥＤ Ｄ１４３及びＤ１４４を多かれ少なかれ導通させ、オプトカプラＵ１、並びにＬＥＤ Ｄ１４３及びＤ１４４に電流を流させ、ＬＥＤ Ｄ１４３及びＤ１４４は低電流伝導状態になり、オプトカプラＵ１のＡ－Ｋ端子における電圧差がＵ１を動作させ、Ｕ１のＣ－Ｅ端子のインピーダンスは低減される。第１保護出力２４０における電圧は減少し、障害信号としての減少した電圧が、抵抗器Ｒ２を通して制御回路２７に送られる。制御回路２７は、ＬＥＤストリング1、３及び４におけるＬＥＤ電流が１．３Ａに戻されるように、総出力電流を、例えば５．２Ａから３．９Ａまで減少させるよう、電源装置２３を制御する。

【0055】

ＬＥＤ Ｄ１乃至Ｄ７２及びＬＥＤ Ｄ７３乃至Ｄ１４４を並列ストリングに対して単一障害状態が想定されており、換言すれば、本実施形態は、２つのストリングのうちの単一のストリングの障害をモニタ及び保護することができるが、両方のストリングが故障する場合は無視される。

【0056】

好ましくは、ＬＥＤ照明回路は、ＬＥＤ装置及び双方向導通装置の複製を有する。この複製の第１ＬＥＤストリングは、Ｄ１４５乃至Ｄ２１６であり、この複製の第２ＬＥＤストリングは、Ｄ２１７乃至Ｄ２８８である。双方向導通装置２４'は、この複製のものである。２つのＬＥＤストリングＤ１４５乃至Ｄ２１６及びＤ２１７乃至Ｄ２８８のうちのいずれか１つのモニタ及び保護における双方向導通装置２４'の動作は、上記のものと同様である。

【0057】

Ｄ１乃至Ｄ７２及びＤ７３乃至Ｄ１４４の中の１つのＬＥＤストリングと、Ｄ１４５乃至Ｄ２１６及びＤ２１７乃至Ｄ２８８の中の１つのＬＥＤストリングとが故障する場合には、双方向導通部品２４及び２４'の両方がトリガされ、オプトカプラＵ１及びＵ２の両方のＣ－Ｅ端子のインピーダンスが低インピーダンスになり、検出出力２４０／２４０'における電圧は、４つのストリングのうちの１つのストリングのみが故障するときのレベルよりも低いレベルまで更に低減される。制御回路２７は、このより低いレベルを検知することができ、残りの２つのＬＥＤストリングにおけるＬＥＤ電流が１．３Ａに戻されるように、出力電力／電流を、２．６Ａなどの更により低い値まで減少させるよう、電源装置２３を制御する。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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「装置」という用語が使用されている場合には、「装置」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。

【0061】

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】

【図6】