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JP2013165066A - 蛍光灯アレイにおける電圧及び電流を制御するための方法及びファームウェア - Google Patents

蛍光灯アレイにおける電圧及び電流を制御するための方法及びファームウェア Download PDF

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Abstract

【課題】蛍光灯アレイにおける電圧及び電流を制御するための方法及びファームウェアを提供する。
【解決手段】電気負荷電流における電圧及び電流を制御するための方法及びファームウェアが、インバータ電圧の関数として、インバータ電圧マイクロコントローラ内のファームウェアによって、パルス幅変調されたデジタル・スイッチ制御信号の数値的に量子化されたデューティ・サイクルを計算し、電気負荷における負荷電流を生成するようにデジタル・スイッチ制御信号のデューティ・サイクルを調整することによって、インバータ電圧を制御するステップを含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、蛍光灯アレイの制御に向けられる。より具体的には、これに制限されるものではないが、本発明は、蛍光灯アレイにおける電圧及び電流を制御するための方法及びファームウェアに向けられる。
本出願は、全ての目的のためにその全体が引用により明白に組み入れられる「METHOD AND FIRMWARE FOR CオンTROLLING VOLTAGE AND CURRENT IN A FLUORESCENT LAMP ARRAY」という名称の、2007年3月5日に出願された米国仮出願第60/893,016号に基づく優先権を主張するものである。
蛍光灯のアレイは、一般的に、例えばコンピュータ及びテレビジョン受信機における液晶ディスプレイ(LCD)のためのバックライト内に組み込まれる。蛍光灯の電圧及び電流は、蛍光灯に当たり、又はこれをイオン化し、蛍光灯アレイからの所望の光出力を維持するように調整される。蛍光灯アレイにおける電圧及び電流を調整するために、従来技術においては、幾つかの装置が用いられてきた。
一実施形態においては、電気負荷電流における電圧及び電流を制御する方法が、
インバータ電圧の関数として、インバータ電圧マイクロコントローラ内のファームウェアによって、パルス幅変調されたデジタル・スイッチ制御信号の数値的に量子化されたデューティ・サイクルを計算し、
電気負荷における負荷電流を生成するようにデジタル・スイッチ制御信号のデューティ・サイクルを調整することによって、インバータ電圧を制御する、
ステップを含む。
別の実施形態においては、電気負荷電流における電圧及び電流を制御する方法が、
電気負荷における負荷電流の関数として、負荷電流マイクロコントローラ内のファームウェアによって、パルス幅変調されたデジタル・スイッチ制御信号の数値的に量子化されたデューティ・サイクルを計算し、
インバータ電圧が電気負荷に印加されたとき、デジタル・スイッチ制御信号のデューティ・サイクルを調整することによって負荷電流を制御する、
ステップを含む。
上記及び他の態様、特徴及び利点は、図面の幾つかの図を通して同様の参照番号が同様の要素を示す、制限としてではなく一例として示される以下の図面と併せて、説明からより明らかになるであろう。
蛍光灯アレイにおける電圧及び電流を制御するためのマイクロコントローラ回路のブロック図を示す。 図1のインバータ電圧マイクロコントローラの回路図を示す。 図2のインバータ電圧マイクロコントローラについてのインバータ・ファームウェア・エンジン(IFE)の機能図を示す。 図3のIFEについてのフローチャートを示す。 図3のIFEデジタル減衰機能のタイミング図を示す。 図3のIFEについてのインバータ変圧器における短絡を検出するための回路を示す。 図3のIFEとPCとの間でパラメータを通信するためのグラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)を示す。 図1の負荷電流マイクロコントローラ116の回路図を示す。 図8の負荷電流マイクロコントローラのためのASICファームウェア・エンジン(AFE)の機能図を示す。 図9のAFEによって電流を制御する方法のフローチャートを示す。 図10のAFEによって負荷電流を測定するためのデュアル・スロープ型積分のタイミング図を示す。 図10のAFEによって行なわれた振幅シフト変調された負荷電流調整のタイミング図を示す。 図1の負荷電流コントローラについての、デジタル・スイッチ制御信号のデューティ・サイクルを計算するための閉ループ・デジタル・サーボの概略図を示す。 図9のAFEとPCとの間でパラメータを通信するためのグラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)を示す。
図面内の要素は、簡単かつ明確にするために示されており、必ずしも縮尺通りに描かれてはいない。例えば、図面内の要素の幾つかの寸法、サイズ処理、及び/又は相対的な配置は、示される実施形態の顕著な特徴を明確にするために、他の要素に対して誇張される場合がある。また、商業的に実行可能な実施形態において有用又は必要であり得る一般的であり、示される実施形態の図をあまり妨害しないように、多くの場合、汎用的な要素は示されていない。
以下の説明は、制限の意味ではなく、寧ろ、示される実施形態に組み込まれる一般的な原理を、特定の例によって説明するために挙げられている。例えば、特定の動作又はステップは、行われる特定の順序で説明する又は示すことができる。しかしながら、当業者であれば、特定の順序は、単に一例として与えられていること、及び、特定の順序は、実質的に同じ結果を達成するために別の順序で説明されたステップを行なうことを排除するものではないことを理解するであろう。また、説明に用いられた用語及び表現は、ここで他の意味が具体的に述べられた場合を除いて、探究及び研究の対応するそれぞれの領域においてそのような用語及び表現に与えられた通常の意味をもつ。「ファームウェア」という用語は、「コンピュータにより実施される方法によって実行されるときに命令を明白に実現するコンピュータ可読記憶媒体」という句と交換可能に用いられ、これと同じ意味である。
これまで、蛍光灯アレイを制御するのに用いられるタイミング周波数及び電圧レベルを生成するために、回路において、RCオシレータのような別個のアナログ・コンポーネントが用いられてきた。しかしながら、各々の蛍光灯の光出力を狭い許容範囲内に維持することについて、蛍光灯に関する性能要件がより厳しくなっているため、様々な動作温度、製造のばらつき、及び経年劣化に起因するアナログ・コンポーネントの動作の不安定性が問題になる。また、蛍光灯アレイ・コントローラのより小さいサイズ及び低減したコストの要件は、別個のアナログ・コンポーネントの使用をますます非現実的なものにしてしまう。好ましい代替案は、完全ではないとしてもアナログ・コンポーネントの使用を回避し、かつ、蛍光灯アレイ・コントローラ内のコンポーネントの総数を最小にするように、アナログ・コントローラによって行なわれる機能を、マイクロコンピュータ上に実装されるファームウェア内に組み入れることである。コンポーネント数の低減は、製造コスト及び蛍光灯アレイ・コントローラのサイズを有利に低減させる。「マイクロコントローラ」という用語は、アナログ・コンポーネントと置き換えるために、ファームウェア及び集積回路を用いて達成される、コンパクトな寸法の蛍光灯アレイ・コントローラを記述する。
図1は、蛍光灯アレイにおける電圧及び電流を制御するためのマイクロコントローラ回路100のブロック図を示す。インバータ電圧マイクロコントローラ102、パルス幅変調(PWM)ブリッジ・ドライバ104、インバータ・ブリッジ106及び108、インバータ変圧器110及び112、蛍光灯アレイ114、負荷電流マイクロコントローラ116、デジタル・スイッチ制御信号118及び120、スイッチング信号122及び124、同期信号126、デジタル・コマンド信号128、輝度制御信号(IPWM)130、並びに変圧器電流信号132及び134が、図1に示される。
図1において、インバータ電圧マイクロコントローラ102は、例えば、チップ上に配置されたファームウェアからの命令を実行することができる集積回路マイクロコンピュータとして実装することができる。パルス幅変調(PWM)ブリッジ・ドライバ104は、例えば、インバータ電圧マイクロコントローラ102からデジタル・スイッチ制御信号118及び120を受け取り、インバータ・ブリッジ106のためにスイッチング信号を生成するデジタル回路として実装することができる。PWMインバータ・ブリッジ・ドライバ104は、インバータ電圧マイクロコントローラ102のデジタル出力ポートに直接接続され、好ましくはアナログ・タイミング・コンポーネントを含まない。インバータ・ブリッジ106は、共通のデジタル・スイッチング・コンポーネントを用いて、例えば、H−ブリッジ又はフル・ブリッジとして実装することができる。インバータ変圧器110及び112はそれぞれ、例えば、コントローラ回路100のコンポーネントを取り付けるために用いられる回路基板の高さを低減するように並列接続された一対の変圧器として実装することができる。蛍光灯114は、例えば、冷陰極蛍光灯(CCFL)及び外部電極蛍光灯(EEFL)を含む、インバータによって駆動される何れかのタイプの発光デバイスとして実装することができる。
一実施形態において、負荷電流マイクロコントローラ116は、DMOS FETスイッチを含む。スイッチの各々は、平均負荷電流を調整するように、蛍光灯114の1つと直列接続される。負荷電流、温度、及び蛍光灯114の光出力を測定するために、負荷電流マイクロコントローラ116内にセンサ回路を含ませることができる。
作働において、所望の光出力を与えるために、インバータ電圧マイクロコントローラ102は、蛍光灯アレイ114に当たり、かつ、蛍光灯114の各々を通る十分な負荷電流を維持するように、インバータ変圧器110及び112からのインバータ電圧出力を設定する。負荷電流マイクロコントローラ116は、蛍光灯110の各々を通る変圧器106からの平均電流を調整し、蛍光灯114の各々についての所望の設定点を維持する。デジタル・コマンド信号128は、例えば、インバータ変換器110及び112からのインバータ電圧出力の各々を増加、低減、維持、又は遮断させるよう、インバータ電圧マイクロコントローラ102に命令するデジタル・スイッチ制御信号118及び120の各々についての2−ビット・デジタル信号として実装することができる。
図2は、図1のインバータ電圧マイクロコントローラ102の回路図200を示す。マイクロプロセッサ202、パルス幅変調回路204、アナログ・デジタル変換器206、RS−232インターフェース208、外部割込み回路210、及び汎用I/O回路212が、図2に示される。
図2においては、マイクロプロセッサ202が、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、ファームウェアを格納するためのFLASHメモリ、タイマー、及び内部クロック信号生成装置を含む。マイクロプロセッサ202内のファームウェアは、ここではインバータ・ファームウェア・エンジン(IFE)とも呼ばれる。パルス幅変調回路204は、図1のデジタル・スイッチ制御信号118及び120から、それぞれインバータ・ブリッジ106及び108のためのスイッチング信号122及び124を生成するデジタル回路である。アナログ・デジタルA/D変換器206は、例えば、10−ビットA/D変換器として実装することができる。RS−232インターフェース208は、グラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)又は外部ディスプレイ・コントローラと通信するために用いることができる。外部割込み回路210及び汎用I/O回路212は、インバータ電圧マイクロコントローラ102と負荷電流マイクロコントローラ116との間でコマンドを通信するために用いられる。例えば、マイクロプロセッサ202は、Freescale MCUモデルMC9S08QG8のような市販の製品とすることができる。
一実施形態においては、蛍光灯アレイについての電圧及び電流を制御する方法は、
電気負荷における電圧及び電流を制御する方法は、
インバータ電圧の関数として、インバータ電圧マイクロコントローラ内のファームウェアによって、パルス幅変調されたデジタル・スイッチ制御信号の数値的に量子化されたデューティ・サイクルを計算し、
電気負荷における負荷電流を生成するようにデジタル・スイッチ制御信号のデューティ・サイクルを調整することによって、インバータ電圧を制御する、
ステップを含む。
図3は、図2のインバータ電圧マイクロコントローラ102のためのインバータ・ファームウェア・エンジン(IFE)の機能図300を示す。アプリケーション層302、ドライバ層304、インバータ制御機能部306、デジタル調光(dimming)機能部308、ランプ故障検出機能部310、変換器短絡(short circuit)検出機能部312、外部装置通信機能部314、デジタル・コマンド機能部316、過電圧((over voltage)/不足電圧(short voltage)検出機能部318、イネーブル/ディスエーブル機能部320、アナログ・デジタル機能部322、パルス幅変調機能部324、汎用I/O機能部326、外部割込み機能部328、及びシリアル通信機能部330が、図3に示される。
図3において、インバータ制御機能部306、デジタル調光機能部308、ランプ故障検出機能部310、変換器短絡検出機能部312、外部装置通信機能部314、デジタル・コマンド機能部316、過電圧/不足電圧検出機能部318、及びイネーブル/ディスエーブル機能部320は、アプリケーション層302内に含まれる。アナログ・デジタル機能部322、パルス幅変調機能部324、汎用I/O機能部326、外部割込み機能部328、及びシリアル通信機能部330は、ドライバ層304内に含まれる。これらの機能部の各々は、下記に詳細に説明される。
図4は、図3のIFEを用いて電圧を制御する方法についてのフローチャート400を示す。
ステップ402は、フローチャート400の入口点である。
ステップ404において、IFEは、例えば、FLASHメモリに格納されている較正データベースからデフォルト値を取り出すことによって、或いは、負荷電流などのパラメータからデューティ・サイクルの多項式関数を計算することによって、インバータ電圧の関数として、パルス幅変調されたデジタル・スイッチ制御信号の数値的に量子化されたデューティ・サイクルを計算する。デジタル・スイッチ制御信号118及び120の各々についてのデューティ・サイクルの値は、IFEにおける数値として表される百分率であるので、一般的に製造のばらつき及び温度条件に依存している、電圧又は電流のようなデューティ・サイクルのアナログ表現とは対照的に、デューティ・サイクルは、数値的に量子化される。ファームウェアにおける数値としてデューティ・サイクルを数値的に量子化することによって、アナログ回路の不安定性の問題が有利に回避され、液晶ディスプレイのためのバックライトのような要求の厳しい用途のために、変換器110及び112からのインバータ電圧出力を正確及び精密に制御することができる。IFEは、例えば、デューティ・サイクル百分率に対応するある数のシステム・クロック・サイクルについてデジタル・スイッチ制御信号118又は120をオンにゲート制御し(PWM オン時間)、付加的な数のシステム・クロック・サイクルについてデジタル・スイッチ制御信号118又は120をオフにゲート制御する(PWM オフ時間)ことによって、デジタル・スイッチ制御信号118及び120の各々を生成する。クロック・サイクルの総数は、デジタル・スイッチ制御信号118又は120の期間を定める。デューティ・サイクルを増減は、対応して変換器110及び112からのインバータ電極出力の増減をもたらす。デジタル・スイッチ制御信号118及び120の各々のデューティ・サイクルは:
デューティ・サイクル=スイッチオン時間/(スイッチオン時間+スイッチオフ時間) (1)
として表すことができる。
ステップ406において、IFEは、ステップ404において計算されたデューティ・サイクルから、デジタル・スイッチ制御信号118及び120の各々を生成する。デジタル・スイッチ制御信号118及び120の各々は、対応するインバータ・ブリッジ106又は108についてスイッチング信号を生成するPWMブリッジ・ドライバ104に受信される。動作中のデジタル・スイッチ制御信号118及び120に対するデューティ・サイクルの調整は、インバータ電圧出力が、蛍光灯アレイ114を所望の負荷電流設定点まで駆動するのに十分であることを保証する。
例えば、変圧器の短絡、負荷開回路、負荷短絡、インバータ・ディスエーブル信号、又はインバータ・ブリッジの過電圧/不足電圧信号に応答したインバータの遮断の際、デジタル・スイッチ制御信号118及び120のデューティ・サイクルはゼロであり、すなわち、デジタル・スイッチ制御信号118及び120が、ロー(low)状態又はオフ状態に駆動されるので、インバータ・ブリッジ106及び108のスイッチにおいて電流は流れない。デジタル調光デューティ・サイクルのオフ状態の際、デジタル・スイッチ制御信号118及び120も、ロー状態で駆動される。
ステップ408において、以下のように、IFEは、負荷電流マイクロコントローラ116からのデジタル・コマンド信号128に応答して、パルス幅変調されたデジタル・スイッチ制御信号118及び120の各々のデューティ・サイクルを調整する。
第1の状態において、IFEは、その現在値に対応するインバータ電圧の値を維持する。蛍光灯アレイの平均負荷電流が設定点値に達したとき、この状態が設定される。
第2の状態において、IFEは、例えば、1パーセントなどの数値的に量子化された増分だけ、対応するデジタル・スイッチ制御信号118又は120のデューティ・サイクルを増加させることによって、対応するインバータ電圧を増加させる。数値的に量子化された増分は、典型的には、アナログ回路における連続的に調整されるデューティ・サイクルである、温度及びコンポーネント値によるタイミングのばらつきを有利に回避する。その結果、より精密かつ正確にインバータ電圧を制御することができる。
第3の状態において、IFEは、例えば、1パーセントなどの数値的に量子化された増分だけ、対応するデジタル・スイッチ制御信号118又は120のデューティ・サイクルを減少させることによって、対応するインバータ電圧を減少させる。
第4の状態において、IFEは、例えば、負荷短絡又は負荷開回路に応答して、インバータを遮断する。IFEは、デジタル・スイッチ制御信号118及び120の両方のデューティ・サイクルをゼロに設定する、すなわち、デジタル・スイッチ制御信号118及び120は、ロー状態又はオフ状態に駆動されるので、インバータ・ブリッジ106及び108のスイッチにおいて電流は流れない。デジタル・スイッチ制御信号118及び120は、インバータ電圧マイクロコントローラ102の電源が入り切りされるまで、ロー状態で駆動される。
ステップ410は、フローチャート400の出口点である。
IFEについて上述された図4の方法は、ディスク、CD−ROM、及び周知のコンピュータ・プログラミング技術に従ってコンピュータ上でロードし実行するための他のコンピュータ可読媒体において具体化することができる。
図5は、図3のIFEデジタル調光機能部308のタイミング図500を示す。同期信号502及びデジタル・スイッチ制御信号504が、図5に示される。
IFEは、図2のA/D変換器206からデジタル化された輝度制御信号(IPWM)130を受け取り、輝度制御信号(IPWM)130のDC電圧から調光デューティ・サイクルを生成する。IFEは、調光デューティ・サイクルによってデジタル・スイッチ制御信号504を変調させて、約160Hzから200Hzまでの周波数でインバータ電圧のスイッチを入り切りし、ランプのちらつきを回避する。IFEはまた、調光デューティ・サイクルと等しいデューティ・サイクルを有するパルス幅変調された同期信号502を負荷電流マイクロコントローラ116に伝送する。負荷電流マイクロコントローラ116は、同期信号502により、蛍光灯114の各々についてデジタル・スイッチ制御信号を変調する。
IFEはまた、例えば、図2のA/D変換器206からのインバータ・ブリッジ106及び108の各々のDC供給電圧を、IFE内の較正データベースに格納された過電圧及び不足電圧の閾値と比較し、過電圧/不足電圧条件を検出する。インバータ変圧器110及び112のどちらか一方からのインバータ電圧が過電圧閾値より大きいか又は不足電圧閾値より小さいとき、過電圧/不足電圧条件は真である。過電圧/不足電圧条件が真であるとき、IFEは、デジタル・スイッチ制御信号118及び120のデューティ・サイクルをメモリに格納し、デジタル・スイッチ制御信号118及び120のデューティ・サイクルをゼロに設定する、すなわち、デジタル・スイッチ制御信号118及び120は、ロー状態又はオフ状態に駆動されるので、インバータ・ブリッジ106及び108のスイッチにおいて電流は流れない。インバータ電圧が動作範囲に、好ましくは過電圧及び不足電圧の閾値の十分範囲内に戻ったことをIFEが検出すると、IFEは、デジタル・スイッチ制御信号118及び120のデューティ・サイクルを、メモリに格納された値に回復し、インバータの動作が通常に戻る。
図6は、図1のインバータ変圧器110及び112の一方における短絡を検出するための回路600を示す。変圧器110及び112のどちらか一方の二次電流が所定の閾値を超えた場合、比較器の一方が、図2の外部割込み回路210の入力部において短絡信号を生成する。IFEが変換器の短絡信号を検出すると、IFEは、デジタル・スイッチ制御信号118及び120の両方のデューティ・サイクルをゼロに設定するので、インバータ・ブリッジ106及び108のスイッチにおいて電流は流れない。デジタル・スイッチ制御信号118及び120は、インバータ電圧マイクロコントローラ102の電源が入り切りされるまで、ロー状態で駆動される。
IFEは、図2の汎用I/O回路212に接続されたイネーブル信号を監視し、インバータ電圧をオンにすべきか又はオフにすべきかを判断する。イネーブル信号が真であるとき、インバータ電圧は影響を受けない。イネーブル信号が偽であるとき、IFEは、イネーブル信号が真になるまで、デジタル・スイッチ制御信号118及び120を駆動する。イネーブル信号は、例えば、手作業による回路点検の際に、技術者への感電による事故を回避するために用いることができる。
図7は、図3のIFEとPCとの間でパラメータを通信するためのグラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)700を示す。IFEは、蛍光灯アレイ114を較正し試験するために、例えばパーソナル・コンピュータ(PC)のような外部装置を用いてRS−232インターフェース208上で通信し、IFEとアプリケーション・プロセッサとの間でパラメータを送受信することができる。RS−232インターフェース208によってIFEと外部装置との間で通信することができるパラメータの例は、デジタル・スイッチ制御信号118及び120の各々のデューティ・サイクル、デジタル・スイッチ制御信号118及び120のデューティ・サイクル間の差異又はオフセット、デジタル・スイッチ制御信号118及び120の周波数、調光デューティ・サイクル、サーボ・モード信号、ストライク電圧の時間間隔、及びストライク電圧の時間間隔中のデジタル・スイッチ制御信号118及び120の各々のデューティ・サイクルを含む。
IFEはまた、図2の汎用I/O回路212から負荷電流マイクロコントローラ116へのINIT信号を生成し、インバータ電圧マイクロコントローラ102及び負荷電流マイクロコントローラ116内のデジタル論理を既知の状態にリセットすることもできる。
別の実施形態においては、電気負荷における電圧及び電流を制御する方法は、
電気負荷における負荷電流の関数として、負荷電流マイクロコントローラ内のファームウェアによって、パルス幅変調されたデジタル・スイッチ制御信号の数値的に量子化されたデューティ・サイクルを計算し、
インバータ電圧が電気負荷に印加されたとき、デジタル・スイッチ制御信号のデューティ・サイクルを調整することによって負荷電流を制御する、
ステップを含む。
図8は、図1の負荷電流マイクロコントローラ116の回路図800を示す。マイクロプロセッサ802、リセット回路804、シリアル周辺インターフェース(SPI)806、RS−232インターフェース808、外部割込み回路810、及び汎用I/O回路812が、図8に示される。
図8においては、マイクロプロセッサ802は、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、ファームウェアを格納するためのFLASHメモリ、タイマー、及び内部クロック信号生成装置を含む。マイクロプロセッサ802内のファームウェアは、ここではASICファームウェア・エンジン(AFE)とも呼ばれる。リセット回路804は、システム・リセット信号を受け取り、負荷電流マイクロコントローラ116内のデジタル論理を初期化するデジタル回路である。SPI回路806は、クロック信号、データ信号、及びストローブ信号を生成する。RS−232インターフェース808は、グラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)又は外部ディスプレイ・コントローラと通信するために用いることができる。外部割込み回路810及び汎用I/O回路812は、インバータ電圧マイクロコントローラ102と負荷電流マイクロコントローラ116との間でコマンドを通信するために用いられる。例えば、マイクロプロセッサ802は、Freescale MCUモデルMC9S08QG8のような市販の製品とすることができる。
図9は、図8の負荷電流マイクロコントローラ800のためのASICファームウェア・エンジン(AFE)の機能図900を示す。アプリケーション層902、ドライバ層904、電流制御機能部906、デジタル調光機能部908、故障検出機能部910、外部装置通信機能部912、デジタル・コマンド機能部914、シリアル周辺インターフェース(SPI)916、汎用I/O機能部918、外部割込み機能部920、及びシリアル通信機能部922が、図9に示される。
図9において、電流制御機能部906、デジタル調光機能部908、故障検出機能部910、外部装置通信機能部912、及びデジタル・コマンド機能部914は、アプリケーション層902内に含まれる。シリアル周辺インターフェース(SPI)916、汎用I/O機能部918、外部割込み機能部920、及びシリアル通信機能部922は、ドライバ層904内に含まれる。これらの機能部の各々は、下記に詳細に説明される。
図10は、図9のAFEを用いて電流を制御する方法のためのフローチャート1000を示す。
ステップ1002は、フローチャート1000の入口点である。
ステップ1004において、AFEは、例えばデュアル・スロープ型積分によって、アレイ内の各蛍光灯の平均負荷電流を測定する。
ステップ1006において、AFEは、各々の負荷電流を負荷開回路の閾値と比較する。負荷開回路の閾値は、アレイ内で用いられる蛍光灯のタイプについての最小動作電流を下回る選択された電流値である。負荷電流のいずれも負荷開回路閾値を下回らない場合、方法は、ステップ1012から続く。他の場合には、方法は、ステップ1008から続く。
ステップ1008において、AFEは、回路の過渡電流又はグリッチを開回路と間違えるのを回避するために、タイマーを選択された所定の遅延と比較する。タイマーの値が遅延より少ない場合、方法はステップ1006から続く。他の場合には、方法はステップ1010から続く。
ステップ1010において、AFEは、負荷開回路条件を示すように、デジタル・コマンド信号128を設定し、方法はステップ1034から続く。
ステップ1012において、AFEは、各々の負荷電流を負荷短絡の閾値と比較する。負荷短絡閾値は、アレイ内で用いられる蛍光灯のタイプについての最大動作電流を上回る選択された電流値である。負荷電流のいずれも負荷短絡閾値を上回らない場合、方法は、ステップ1018から続く。他の場合には、方法はステップ1014から続く。
ステップ1014において、AFEは、回路の過渡電流又はグリッチを短絡と間違えるのを回避するために、タイマーを選択された所定の遅延と比較する。タイマーの値が遅延より小さい場合、方法はステップ1012から続く。他の場合には、方法はステップ1016から続く。
ステップ1016において、AFEは、負荷短絡回路条件を示すように、デジタル・コマンド信号128を設定し、方法はステップ1034から続く。
ステップ1018において、各々の負荷電流を対応する負荷電流の設定点と比較する。負荷電流の設定点は、例えば、蛍光灯アレイの較正中に求めることができ、AFE内の較正データベースに格納することができる。選択された負荷電流が負荷電流の設定点を上回る場合、方法はステップ1020から続く。選択された負荷電流が負荷電流の設定点を下回る場合、方法はステップ1026から続く。選択された負荷電流が負荷電流の設定点と等しい場合、方法はステップ1032から続く。
ステップ1020において、対応する蛍光灯についてのデジタル・スイッチ制御信号のデューティ・サイクルがゼロ・パーセントより大きい場合、方法はステップ1022から続く。他の場合には、方法はステップ1024から続く。
ステップ1022において、AFEは、例えば1パーセントの数値的に量子化された増分だけ、対応する蛍光灯についてのデジタル・スイッチ制御信号のデューティ・サイクルを減少させ、方法はステップ1034から続く。
ステップ1024において、AFEは、インバータ電圧の低減を要求するように、デジタル・コマンド信号を設定し、方法はステップ1034から続く。
ステップ1026において、対応する蛍光灯についてのデジタル・スイッチ制御信号のデューティ・サイクルが100パーセントより小さい場合、方法はステップ1028から続く。他の場合には、方法はステップ1030から続く。
ステップ1028において、AFEは、数値的に量子化された増分だけ、対応する蛍光灯についてのデジタル・スイッチ制御信号のデューティ・サイクルを増加させ、方法はステップ1034から続く。
ステップ1030において、AFEは、インバータ電圧出力の増加を要求するように、デジタル・コマンド信号128を設定し、方法はステップ1034から続く。
ステップ1032において、AFEは、現在のインバータ電圧出力を維持するように、デジタル・コマンド信号128を設定する。
ステップ1034は、フローチャート1000の出口点である。
図11は、図10のAFEを用いて負荷電流を測定するためのデュアル・スロープ型積分のタイミング図1100を示す。デュアル・スロープ型積分において、サンプル/ホールド・キャパシタは、所定の時間間隔TCの間、負荷電流で充電され、測定された時間間隔TDの間、周知の基準電流IREFで放電される。負荷電流ILは:
L=TD×π/2×IREF/TC (2)
によって与えられ、
ここで、π/2は、DCからrmsへの変換係数である。
AFEは、マイクロプロセッサ802内のタイマーによって求められた時間間隔TCの間、ゼロ・ボルトから非ゼロ・ボルトVCまでキャパシタを負荷電流で充電する。例えば、TCは、200Hzにおける1調光サイクル、又は5msとすることができる。充電時間が終わると、充電電流のスイッチが切られ、キャパシタ電圧VCは、一定のままである。IFEはキャパシタを周知の基準電流IREFに切り替え、マイクロプロセッサ内のタイマーを開始する。キャパシタ電圧がゼロに達すると、比較器は、負荷電流コントローラ116のA2DOUT入力を駆動し、AFEへの割込みを引き起こし、これにより、マイクロプロセッサ802内のタイマーが停止される。次に、AFEは、タイマーの値TDを読み取り、式(2)から負荷電流を計算する。
図12は、図10のAFEによって行なわれる振幅シフト変調された負荷電流の変動率(regulation)のタイミング図1200を示す。デジタル・スイッチ制御信号1202及び振幅シフト変調された負荷電流1204が、図12に示される。AFEは、パルス幅変調されたデジタル・スイッチ制御信号1202の数値的に量子化されたデューティ・サイクルを計算し、蛍光灯114の対応するものの負荷電流を調整するために、IFEについて上述したのと同じ方法で、デューティ・サイクルを調整する。デジタル・スイッチ制御信号1202は、蛍光灯の1つと直列接続され、負荷抵抗器と並列接続された、例えばDMOS FETなどの高電圧スイッチを駆動する。デジタル・スイッチがオフ状態にあるとき、負荷抵抗器は、負荷電流を、より低域(lower range)の振幅シフト変調された負荷電流1204に制限する。デジタル・スイッチがオン状態にあるとき、負荷抵抗器はバイパスされ、負荷電流は、ランプ・インピーダンスによって、高域(high range)の振幅シフト変調された負荷電流1204に制限される。平均負荷電流は、デジタル・スイッチ制御信号1202のデューティ・サイクルにより調整され、示される例においては50パーセントである。負荷電流は、デューティ・サイクルが100パーセントまで増大したときに最大に増え、デューティ・サイクルがゼロ・パーセントまで減少したときに最小に減る。各々の蛍光灯及び関連した回路についてのDMOS FETスイッチは、図1の負荷電流コントローラのためのASIC内に経済的にパッケージングすることができる。例えば4MHzのシフト率で、デジタル・サンプルをシリアル周辺インターフェース(SPI)916内にシフトさせることにより、デジタル・スイッチ制御信号1202を10個の蛍光灯アレイのために、デジタル・スイッチ制御信号1202を同時に生成することができる。
開ループ動作において、AFEは、図10のフローチャートに示されるような設定点値に達するように、同一の増分だけデジタル・スイッチ制御信号1202のデューティ・サイクルを調整する。代替的に、AFEは、閉ループ・デジタル・サーボを用いて、比例積分アルゴリズムを用いて、デジタル・スイッチ制御信号1202のデューティ・サイクルを計算することができる。
図13は、図1の負荷電流コントローラについてのデジタル・スイッチ制御信号のデューティ・サイクルを計算するための閉ループ・デジタル・サーボの概略図1300を示す。負荷電流設定点1302、負荷電流1304、加算機能部1306、比例積分サーボ1308、調整値1310、単位変換係数1312、及びデューティ・サイクル補正値1314が、図13に示される。
図13において、負荷電流設定点1302は、図1の蛍光灯アレイ114の1つの所望の負荷電流に対応する。一実施形態において、負荷電流設定点値1302は、較正中に求められ、AFE内の較正データベースに格納される。図11を参照して上述されたように、負荷電流1304は、AFEによって測定することができる。
AFEは、加算機能部1306によって、負荷電流1304から負荷電流設定点1302を減算し、式:
err=設定_点−負荷電流 (3)
に従ってエラー信号errを生成する。
加算機能部1306からの結果として得られるエラー信号errに、比例積分サーボ1308の処理が施され、式:
調整_値=(α*err+int_last)*KG (4)
に従って、選択されたパラメータについての調整値1310を生成する。
ここで、調整_値は積分されたエラー出力であり、αはフィードバック定数であり、int_lastは、errの現在値と前の値の累積和であり、KGはループ利得定数である。
一実施形態において、ループ利得KG=1.975×10-3及びα=39.5であり、開ループのばらつきの許容範囲を可能にするように0.9の減衰比を提供する。この例においては、サーボ・ループは、2秒の定期的な間隔で行なわれる。
エラー信号errは、前のエラー:
int_last=int_last+err(5)
と合計される。
比例積分サーボ1308は、好ましくは、周知のプログラミング技術に従ってAFEにおいて具体化され、調整値1310を生成するように、図8のマイクロプロセッサ802によって計算される。調整値1310は、単位変換係数1312で乗算され、図12のデジタル・スイッチ制御信号1202の1つのために、負荷電流単位をデューティ・サイクル補正値に変換する。例えば、+10マイクロアンペアの調整値1310は、+4マイクロ秒のデューティ・サイクル補正値1314に変換することができる。
代替的に、AFEは、較正データベースから多項式係数を取り出し、所望の負荷電流の関数として、デジタル・スイッチ制御信号1202の各々のデューティ・サイクルの値を計算することによって、開ループにおけるデジタル・スイッチ制御信号1202のデューティ・サイクルを計算することができる。例えば、デジタル・スイッチ制御信号1202の1つのデューティ・サイクルを計算するための負荷電流の多項式関数は、次の式:
DCi(IL)=DC0i+DC1i*L+DC2i*L 2+DC3i*L 3+・・(6)
によって与えられる。
ここで、DCiは、i番目の蛍光灯114についてのデジタル・スイッチ制御信号1202のデューティ・サイクルであり、ILは、所望の負荷電流であり、DC0i、DC1i、DC2i、DC3i、・・・は、蛍光灯アレイ114の各々についてのデジタル・スイッチ制御信号1202のデューティ・サイクルの較正中に、周知の技術に従って求められた多項式係数である。多項式係数は、AFE内の較正データベースに格納することができる。
更に別の実施形態において、デジタル・スイッチ制御信号1202のデューティ・サイクルは、較正データベースから、AFEによって所定の定数として取り出すことができる。
図14は、図9のAFEとPCとの間でパラメータを通信するためのグラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)1400を示す。AFEは、蛍光灯アレイ114を較正し、試験するために、例えばパーソナル・コンピュータ(PC)のような外部装置を用いて、RS−232インターフェース808上で通信し、AFEとアプリケーション・プログラムとの間でパラメータを送受信することができる。RS−232インターフェース808上でIFEと外部装置との間で通信することができるパラメータの例は、デジタル・スイッチ制御信号1202の各々のデューティ・サイクル、サーボ・モード信号、負荷電流を計算するための基準電流、負荷電流を計算するための変換係数、負荷電流の設定点値、負荷電流を計算するための利得係数、及び負荷電流を計算するためのオフセット電流を含む。
上述したフローチャートは、特定の順序で行なわれる特定のステップを示すが、添付の特許請求の範囲の範囲内で、これらのステップを組み合わせ、細分し、又は順序付けることができる。特に示されない限り、ステップの順序及びグループ分けは、特許請求の範囲内にあり得る他の実施形態を制限するものではない。
IFE及びAFEについて上述したフローチャートは、ディスク、CD−ROM、及び周知のコンピュータ・プログラミング技術に従ってコンピュータ上でロードし実行するための他の有形のコンピュータ可読媒体において具体化することができる。
上述した実施形態は、一般に蛍光灯アレイを対象としているが、他の電気負荷について、添付の特許請求の範囲の範囲内で他の実施形態を実施することもできる。
上述した本発明の特定の実施形態及び用途は、例証のためのものにすぎず、以下の特許請求の範囲の範囲内でなし得る変更及び変形を除外するものではない。
100:マイクロコントローラ回路
102:インバータ電圧マイクロコントローラ
104:パルス幅変調(PWM)ブリッジ・ドライバ
106、108:インバータ・ブリッジ
110、112:インバータ変圧器
114:蛍光灯アレイ
116:負荷電流マイクロコントローラ
118、120:デジタル・スイッチ制御信号
122、124:スイッチング信号
126:同期信号
128:デジタル・コマンド信号
130:輝度制御信号(IPWM)
132、134:変圧器電流信号
200:回路図
202:マイクロプロセッサ
204:パルス幅変調回路
206:アナログ・デジタル変換器
208、808:RS−232インターフェース
210、810:外部割込み回路
212、812:汎用I/O回路
302、902:アプリケーション層
304、904:ドライバ層
306:インバータ制御機能部
308、908:デジタル調光機能部
310:ランプ故障検出機能部
312:変換器短絡検出機能部
314、912:外部装置通信機能部
316、914:デジタル・コマンド機能部
318:過電圧/不足電圧検出機能部
320:イネーブル/ディスエーブル機能部
322:アナログ・デジタル機能部
324:パルス幅変調機能部
326、918:汎用I/O機能部
328、920:外部割込み機能部
330、922:シリアル通信機能部
700、1400:グラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)
802:マイクロプロセッサ
804:リセット回路
806、916:シリアル周辺インターフェース(SPI)
906:電流制御機能部
910:故障検出機能部
1202:デジタル・スイッチ制御信号
1204:振幅シフト変調された負荷電流
1302:負荷電流設定点
1304:負荷電流
1306:加算機能部
1308:比例積分サーボ
1310:調整値
1312:単位変換係数
1314:デューティ・サイクル補正値

Claims (22)

  1. デューティ・サイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成するよう構成されたインバータ電圧マイクロコントローラであって、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルはランプアレイのためのインバータ電圧出力を制御するよう構成される、インバータ電圧マイクロコントローラ;及び、
    前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの或るランプを通る負荷電流を調整するよう構成される負荷電流マイクロコントローラであって、前記負荷電流マイクロコントローラは、デジタル・コマンド信号を条件付で設定するように更に構成され、前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプの負荷電流設定ポイントを上回り、且つ、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルが閾値を下回る場合、前記インバータ電圧出力の低下を要求する、負荷電流マイクロコントローラ、を含む、
    装置。
  2. 前記負荷電流マイクロコントローラはさらに、前記デューティ・サイクルを調整すべきかどうかを判定するため、前記ランプアレイの前記ランプを通る前記負荷電流を測定するよう構成された請求項1に記載の装置。
  3. 前記負荷電流マイクロコントローラは、デュアル・スロープ型積分によって前記ランプアレイの前記ランプを通る前記負荷電流を測定するよう構成された請求項2に記載の装置。
  4. デューティ・サイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成するよう構成されたインバータ電圧マイクロコントローラであって、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルはランプアレイの或るランプのためのインバータ電圧出力を制御するよう構成される、インバータ電圧マイクロコントローラと;
    前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの前記ランプを通る負荷電流を調整するよう構成された負荷電流マイクロコントローラであって、前記負荷電流マイクロコントローラは、デジタル・コマンド信号を条件付で設定するように更に構成され、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルが閾値を上回り、且つ、前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための負荷電流設定ポイントを下回る場合、前記インバータ電圧出力の増加を要求する、負荷電流マイクロコントローラ、を含む、
    装置。
  5. デューティ・サイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成するよう構成されたインバータ電圧マイクロコントローラであって、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルはランプアレイの或るランプのためのインバータ電圧出力を制御するよう構成される、インバータ電圧マイクロコントローラと;
    前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの前記ランプを通る負荷電流を調整するよう構成された負荷電流マイクロコントローラであって、前記負荷電流マイクロコントローラは、前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための負荷電流設定ポイントと実質的に等しい場合、前記インバータ電圧出力を維持するようデジタル・コマンド信号を設定するよう更に構成される、負荷電流マイクロコントローラと、を含む、
    装置。
  6. デューティ・サイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成するよう構成されたインバータ電圧マイクロコントローラであって、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルはランプアレイの或るランプのためのインバータ電圧出力を制御するよう構成される、インバータ電圧マイクロコントローラと;
    前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの前記ランプを通る負荷電流を調整するよう構成された負荷電流マイクロコントローラであって、前記インバータ電圧マイクロコントローラは、前記負荷電流マイクロコントローラからのデジタル・コマンド信号に応答して、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節するよう更に構成される、負荷電流マイクロコントローラと、を含む、
    装置。
  7. 前記インバータ電圧マイクロコントローラは、前記負荷電流マイクロコントローラからのデジタル・コマンド信号に基づいて数値的に量子化された増分でデューティ・サイクルを増加させるように構成される、請求項6に記載の装置。
  8. 前記インバータ電圧マイクロコントローラは、数値的に量子化された減少分でデューティ・サイクルを減少させるように構成される、請求項6に記載の装置。
  9. デューティ・サイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成するよう構成されたインバータ電圧マイクロコントローラであって、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルはランプアレイのインバータ電圧出力を制御するよう構成される、インバータ電圧マイクロコントローラと;
    前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの或るランプを通る負荷電流を調整するよう構成された負荷電流マイクロコントローラであって、前記負荷電流マイクロコントローラは、前記ランプを通る前記負荷電流が負荷開回路閾値を下回るとの判定に応答して、負荷開回路条件を示すように、デジタル・コマンド信号を設定するよう更に構成される、負荷電流マイクロコントローラと、を含む、
    装置。
  10. デューティ・サイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成するよう構成されたインバータ電圧マイクロコントローラであって、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルはランプアレイのインバータ電圧出力を制御するよう構成される、インバータ電圧マイクロコントローラと;
    前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの或るランプを通る負荷電流を調整するよう構成された負荷電流マイクロコントローラであって、前記負荷電流マイクロコントローラは、前記ランプを通る前記負荷電流が負荷短絡回路閾値を上回るとの判定に応答して、負荷短絡回路条件を示すように、デジタル・コマンド信号を設定するよう更に構成される、負荷電流マイクロコントローラと、を含む、
    装置。
  11. インバータ電圧マイクロコントローラと負荷電流マイクロコントローラとを含む装置のための方法であって、該方法は:
    前記インバータ電圧マイクロコントローラはデューティ・サイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成し、ランプアレイのためのインバータ電圧出力を制御するよう構成され;
    前記負荷電流マイクロコントローラは前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの或るランプを通る負荷電流を調整し;
    前記負荷電流マイクロコントローラは、前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための負荷電流設定ポイントと実質的に等しいことを決定し;そして、
    前記負荷電流マイクロコントローラは、前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための前記負荷電流設定ポイントと実質的に等しいという前記決定に基づいて、前記インバータ電圧出力を維持することを含む、
    方法。
  12. インバータ電圧マイクロコントローラと負荷電流マイクロコントローラとを含む装置のための方法であって、該方法は:
    前記インバータ電圧マイクロコントローラはデューティ・サイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成し、ランプアレイのためのインバータ電圧出力を制御するよう構成され;
    前記負荷電流マイクロコントローラは前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの或るランプを通る負荷電流を調整し;
    前記負荷電流マイクロコントローラは、前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための負荷電流設定ポイントを上回り、かつ、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルが閾値を下回ることを決定し;そして、
    前記負荷電流マイクロコントローラは、前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための前記負荷電流設定ポイントを上回り、かつ、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルが前記閾値を下回るという前記決定に基づいて、前記インバータ電圧出力を減少させることを含む、
    方法。
  13. インバータ電圧マイクロコントローラと負荷電流マイクロコントローラとを含む装置のための方法であって、該方法は:
    前記インバータ電圧マイクロコントローラはデューティ・サイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成し、ランプアレイのためのインバータ電圧出力を制御するよう構成され;
    前記負荷電流マイクロコントローラは前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの或るランプを通る負荷電流を調整し;
    前記負荷電流マイクロコントローラは、前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための負荷電流設定ポイントを下回り、かつ、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルが閾値を上回ることを決定し;そして、
    前記負荷電流マイクロコントローラは、前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための前記負荷電流設定ポイントを下回り、かつ、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルが前記閾値を上回るという前記決定に基づいて、前記インバータ電圧出力を増加させることを含む、
    方法。
  14. インバータ電圧マイクロコントローラと負荷電流マイクロコントローラとを含む装置のための方法であって、該方法は:
    前記インバータ電圧マイクロコントローラはデューティ・サイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成し、ランプアレイのためのインバータ電圧出力を制御するよう構成され;
    前記負荷電流マイクロコントローラは前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの或るランプを通る負荷電流を調整し;そして
    前記負荷電流マイクロコントローラは、負荷電流コントローラからのデジタルコマンド信号に基づいて、数値的に量子化された増分で前記デューティ・サイクルを増加させ、又は、数値的に量子化された減少分で前記デューティ・サイクルを減少させることを含む、
    方法。
  15. インバータ電圧マイクロコントローラと負荷電流マイクロコントローラとを含む装置のための方法であって、該方法は:
    前記インバータ電圧マイクロコントローラはデューティ・サイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成し、ランプアレイのためのインバータ電圧出力を制御するよう構成され;
    前記負荷電流マイクロコントローラは前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの或るランプを通る負荷電流を調整し;そして
    前記負荷電流マイクロコントローラは、前記ランプを通る前記負荷電流が負荷開回路閾値を下回るとの決定に応答して、負荷開回路条件を示し、又は、前記ランプを通る前記負荷電流が負荷短絡回路閾値を上回るとの決定に応答して、負荷短絡回路条件を示す、ことを含む、
    方法。
  16. 前記負荷電流マイクロコントローラは前記ランプアレイの前記ランプを通る前記負荷電流を測定し、前記デューティ・サイクルを調節すべきかどうかを判定することを更に含む、請求項12記載の方法。
  17. 前記ランプを通る前記負荷電流の前記測定には、デュアル・スロープ型積分により前記ランプアレイの前記ランプを通る前記負荷電流を測定することを含む、請求項12記載の方法。
  18. 命令が保存されたコンピュータ可読媒体を含む製品であって、インバータ電圧マイクロコントローラによって実行されると、前記インバータ電圧マイクロコントローラに動作を実行させ、該動作は:
    デューティサイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成し、ランプアレイのためのインバータ電圧出力を制御するよう構成し;
    負荷電流マイクロコントローラによって実行されると、保存された命令を更に含む前記コンピュータ可読媒体は前記負荷電流マイクロコントローラに動作を実行させ、該動作は:
    前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの或るランプを通る負荷電流を調整し;
    前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための負荷電流設定ポイントを上回り、かつ、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルが閾値を下回ることを決定し;そして、
    前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための負荷電流設定ポイントを上回り、かつ、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルが閾値を下回ることの前記決定に基づいて、前記インバータ電圧出力を減少させること、を含む、
    製品。
  19. 前記動作は:
    前記負荷電流マイクロコントローラが前記ランプアレイの前記ランプを通る前記負荷電流を測定し、前記デューティ・サイクルを調節すべきかどうかを決定することをさらに含む、請求項18記載の製品。
  20. 前記ランプを通る前記負荷電流の前記測定には、デュアル・スロープ型積分によって前記ランプアレイの前記ランプを通る前記負荷電流を測定することを含む、請求項19記載の製品。
  21. 命令が保存されたコンピュータ可読媒体を含む製品であって、インバータ電圧マイクロコントローラによって実行されると、前記インバータ電圧マイクロコントローラに動作を実行させ、該動作は:
    デューティサイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成し、ランプアレイのためのインバータ電圧出力を制御するよう構成し;
    負荷電流マイクロコントローラによって実行されると、保存された命令を更に含む前記コンピュータ可読媒体は前記負荷電流マイクロコントローラに動作を実行させ、該動作は:
    前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの或るランプを通る負荷電流を調整し;
    前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための負荷電流設定ポイントを下回り、かつ、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルが閾値を上回ることを決定し;そして、
    前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための負荷電流設定ポイントを下回り、かつ、前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルが閾値を上回ることの前記決定に基づいて、前記インバータ電圧出力を増加させること、を含む、
    製品。
  22. 命令が保存されたコンピュータ可読媒体を含む製品であって、インバータ電圧マイクロコントローラによって実行されると、前記インバータ電圧マイクロコントローラに動作を実行させ、該動作は:
    デューティサイクルを有するデジタル・スイッチ制御信号を生成し、ランプアレイのためのインバータ電圧出力を制御するよう構成し;
    負荷電流マイクロコントローラによって実行されると、保存された命令を更に含む前記コンピュータ可読媒体は前記負荷電流マイクロコントローラに動作を実行させ、該動作は:
    前記デジタル・スイッチ制御信号の前記デューティ・サイクルを調節し、前記ランプアレイの或るランプを通る負荷電流を調整し;
    前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための負荷電流設定ポイントと実質的に等しいことを決定し;そして、
    前記ランプを通る前記負荷電流が前記ランプのための負荷電流設定ポイントと実質的に等しいことの前記決定に基づいて、前記インバータ電圧出力を維持すること、を含む、
    製品。
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