KR101379563B1 - 엘이디 램프 - Google Patents

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Abstract

엘이디 램프에서의 엘이디들의 출력 광의 세기가 엘이디 램프에 대한 입력 전압에 기초하여 조절되는 엘이디 램프가 제공된다. 엘이디 램프는 하나 또는 그 이상의 엘이디들(LEDs), 및 입력 전압을 수신하고, 레귤레이팅 된(regulated) 전류를 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들(lLEDs)에게 제공하는 엘이디 드라이버(LED driver) - 상기 엘이디 드라이버는 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들의 출력 광의 세기(output light intensity)를 조절(adjust)하기 위하여 상기 입력 전압에 따라 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들(lLEDs)에 대한 상기 레귤레이팅 된 전류를 조절함- 를 포함한다. 엘이디 램프는 엘이디 램프의 입력 전압 변화에 의해 조광(dimming)을 수행하는 일반적인 조광 스위치들(dimmer switches)을 사용하는 주거용 및 사무용 빌딩의 조명 장치에서 발견되는 전형적인 배선 구성을 가진 일반적인 백열등을 직접 대체할 수 있다.

Description

엘이디 램프{LED LAMP}
아래의 실시예들은 엘이디(Light-Emitting Diode; 이하 LED) 램프를 드라이빙(driving)하는 것에 관한 것으로서, 특히 엘이디 램프를 조광(dimming)하는 것에 관한 것이다.
엘이디(LED)는 예를 들어, 건축화 조명(architectural lighting), 자동차의 전조등 및 후미등(automotive head and tail lights), LCD(liquid crystal display devices) 장치의 백라이트, 플래쉬 라이트(flashlights) 등과 같은 다양한 범위의 전기 제품들(electronics applications)에 적용되고 있다. 백열등들 및 형광등들과 같은 일반적인 광원과 비교할 때, 엘이디들은 높은 효율, 좋은 지향성, 색 안정성 높은 신뢰도, 긴 수명, 작은 사이즈 및 환경적 안전성과 같은 중요한 장점들을 가진다.
조명 장치들(lighting applications)에 있어서의 엘이디들(LEDs)의 사용은 그들이 전력 효율(루멘/와트(lumens/watt)) 및 스펙트럼 품질에 있어서 백열등(전구)을 뛰어넘는 중요한 장점을 제공함에 따라 확대될 것으로 기대된다. 뿐만 아니라, 엘이디 램프들은 형광등 폐기의 결과로 초래되는 수은 오염을 일으키는 형광등 조명 시스템(형광 램프와 결합된 형광성의 밸러스트(fluorescent ballast))과 비교할 때 더 낮은 환경적 영향을 나타낸다.
하지만, 종래의 엘이디 램프들(LED lamps)은 백열등 전구 주위로 형성되어 있는 부품 시설(component infrastructure) 및 전류 배선에 대한 변경 없이는 백열등 및 조광 가능한(dimmable) 형광등 시스템을 직접 대체할 수 없다. 이것은 종래의 백열등은 전압 드리븐 장치들(voltage driven devices)인 반면, 엘이디들은 각자의 광 출력의 세기를 제어하기 위해 다른 기술을 요구하는 전류 드리븐 장치들(current driven devices)이기 때문이다.
도 1은 종래의 백열등의 동작 특성을 나타낸다.
도 1에 나타난 것과 같이, 백열들에서 생성된 빛의 양은 백열등의 순간적인 입력 전압의 제곱에 대한 평균 값의 제곱근을 나타내는 입력 전압의Root-Mean-Square (RMS)의 비율에 대한 3.4 승에 비례한다. 따라서, 만약RMS 전압이 1/2로 감소하면, 광 출력은 (1/2)3.4또는 거의 1/10로 감소한다. 요약하면, 생성되는 빛의 양은 RMS 입력 전압에 대해 양의 비율로 비례한다.
도 2는 전형적인 주거용 및 상업용 조명 장치들에서의 일반적인 조광(dimmer) 배선 구조를 설명하기 위한 도면이다. 대부분, 백열등(incandescent lamp)은 교류(AC) 시스템의 동작을 오프 시킨다. 특히, 조광 스위치(dimmer switch)(10)는 입력 전압 소스(15) 및 백열등(20)과 직렬로 위치한다.
조광 스위치(10)는 백열등(20)의 요구되는 광 출력 세기를 설정하는 조광 입력 신호(dimming input siganl)(25)를 수신한다. 백열등(20)의 광 세기에 대한 제어는 백열등(20)에 적용되는 램프 입력 전압(V-RMS)(30)의 RMS 전압 값을 조절함으로써 이루어진다.
많은 조광 스위치들은, 백열등을 조광(dim)하기 위하여 백열등에 적용되는 AC 입력 전력의 위상 각도를 제어함으로써, V-RMS를 조절한다. 위상 각도 제어는 TRIAC 장치와 같은 스위칭 장치에 의해 제공될 수 있다.
도 3A, 3B, 및3C는 위상 각도 스위칭(phase angle switching)에 이용되는 조광 스위치들(dimming switches)에 의해 출력되는 전형적인 램프 입력 전압 웨이브폼을 설명하기 위한 도면이다.
도 3A는 조광 스위치(10)가 최대 광 세기(maximum light intensity)로 설정된 경우의 램프 입력 전압(30)을 나타낸다. 여기서, 입력 전압 소스(input voltage source)(15)로부터의 전압 신호(voltage signal)는 조광 스위치(10)에 의해 영향 받지 않는다.
도 3B는 조광 스위치(10)가 입력 전압 소스(15)의 부분적 섹션들(partial sections)(32)를 제거함에 따라 약간의 조광 효과를 갖는 램프 입력 전압(30)을 나타낸다.
도 3C는 조광 스위치(10)에 의해 스위치 되는 입력 전압 소스(15)의 포션(portion)(34)을 더욱 증가시킴으로 조광 효과를 증가시키는 램프 입력 전압(30)을 나타낸다. 위상 각도를 제어하는 것은 백열 전구에 제공되는 RMS 전압을 조절하고, 조광 능력을 제공하는 매우 효과적이고 간단한 방법이다.
하지만, 입력 전압의 위상 각도를 제어하는 종래의 조광 스위치는 엘이디들 및 이와 같은 엘이디 램프들이 전류 드리븐 장치(current driven devices)이므로 종래의 엘이디 램프들과 맞지 않는다. 엘이디 램프로부터의 광 출력은 엘이디들은 통해 흐르는 전류에 의존한다.
도 4는 종래의 엘이디의 동작 특성을 나타낸다. 도 4에 나타난 바와 같이, 엘이디로부터의 광속(루멘스)은 엘이디의 순방향 전류가 증가함에 따라 증가한다.
도 5는 도 2에 나타난 것과 유사한 주거용 및 상업용 장치들의 종래의 조광 배선 구성에 설치된 일반적인 엘이디 램프를 나타낸다. 전형적으로 엘이디 램프들은 엘이디들을 통해 흐르는 순방향 전류를 제어하기 위하여 전류 정류 제어 회로를 포함하는 AC 전력에 직접 연결된다.
도 5를 참조하면, 엘이디 램프(50)는 조광 스위치(10)를 통해 AC 입력 전압 소스(15)와 직렬로 연결되고, 엘이디 장치(들)(51) 및 엘이디 드라이버(들)(52)를 포함한다.
엘이디 드라이버(52)는 엘이디(51)의 순방향 전류(53)를 모니터 및 조절(regulate)하고, 입력 전압 범위를 초과하는 컨스턴트 전류 소스(constant current source)를 제공한다. 비록 조광 스위치(10)가 조광 입력 신호(25)에 응답하여 엘이디 램프(50)의 램프 입력 전압(57)을 조절한다 하더라도, 엘이디 드라이버(52)는 엘이디(51)를 통해 흐르는 고정된 순방향 전류(53)를 유지한다.
따라서, 종래의 엘이디 램프(50)는 램프 입력 전압(57)의 다양한 범위를 초과하는 엘이디 램프(50)로부터 고정된 광 세기 출력(light intensity output)을 가진다. 그러므로, 종래의 엘이디 램프(50)는 전형적인 주거용 및 상업용 환경에서 보통 발견할 수 있는 도 5에 나타난 것과 같은 통상의 조광 스위치들(10)을 사용하여 조광(dimmed)될 수 없다.
본 발명의 일 실시예는 엘이디들의 출력 광 세기가 엘이디 램프의 입력 전압에 기초하여 조절되는 엘이디 램프를 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 주거용 및 상업용 빌딩의 조명 장치들에서 발견되는 전형적인 배선 구성에 있어서 일반적인 백열 램프들을 직접 대체할 수 있는 엘이디 램프를 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 조광(dimming)을 수행하는 통상의 조광 스위치들에 사용될 수 있는 엘이디 램프를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 램프는 하나 또는 그 이상의 엘이디들(LEDs); 및 입력 전압을 수신하고, 레귤레이팅 된(regulated) 전류를 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들(lLEDs)에게 제공하는 엘이디 드라이버(LED driver) - 상기 엘이디 드라이버는 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들의 출력 광의 세기(output light intensity)를 조절(adjust)하기 위하여 상기 입력 전압에 따라 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들(lLEDs)에 대한 상기 레귤레이팅 된 전류를 조절함-를 포함한다.
상기 입력 전압을 감지하고, 상기 감지된 입력 전압을 지시하는 제어 신호를 생성하는 조광 팩터 회로(dimming factor circuit)를 더 포함하고, 상기 엘이디 드라이버는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들(LEDs)에대한 상기 레귤레이팅 된 전류를 조절할 수 있다.
상기 입력 전압을 수신하고, 정류된 입력 전압(rectified input voltage)을 제공하는 정류기(rectifier); 및 상기 정류된 입력 전압을 기준 전압(reference voltage)과 비교하고, 상기 감지된 입력 전압-상기 감지된 입력 전압은 상기 입력 전압이 제공되는 동안 제1 스테이트에 있고, 상기 입력 전압의 위상 각도 스위칭(phase angle switching)에 의해 상기 입력 전압이 제공되지 않는 동안 제2 스테이트에 있음-을 생성하는 제1 비교기(comparator)를 포함할 수 있다.
상기 조광 팩터 회로는 상기 제1 스테이트에 있는 상기 감지된 입력 전압의 펄스 폭(pulse width)을 지시(indicate)하기 위하여 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 조광 팩터 회로는 상기 제1 스테이트에 있는 상기 감지된 입력 전압의 상기 펄스 폭에 대한 전압 비율(voltage proportional)을 가지는 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 엘이디 드라이버는 플라이백 전력 변환기(flyback power converter)를 포함하고, 상기 플라이백 전력 변환기의 전력 스위치(power switch)는 상기 레귤레이팅 된 전류를 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들에게 제공하기 위하여 상기 감지된 입력 전압의 상기 펄스 폭에 따라 온 및 오프로 스위치되는 것일 수 있다.
상기 엘이디 드라이버는 스위치 제어 신호를 생성하기 위하여 상기 제어 신호와 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들을 통해 흐르는 상기 레귤레이팅 된 전류를 지시하는 전류 감지 신호를 비교하는 제2 비교기를 더 포함하고, 상기 스위치 제어 신호는 상기 제어 신호가 상기 전류 감지 신호보다 높은 전압을 가지는 동안 상기 플라이백 전력 변환기의 전력 스위치를 on으로 스위칭하고, 상기 제어 신호가 상기 전류 감지 신호보다 낮은 전압을 가지는 동안 상기 플라이백 전력 변환기의 전력 스위치를 off로 스위칭할 수 있다.
상기 입력 전압을 수신하고, 상기 입력 전압의 평균 DC 값을 지시하는 제어 신호를 생성하는 전압 평균화 회로(voltage averaging circuit)를 더 포함하고, 상기 엘이디 드라이버는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들에 대한 상기 레귤레이팅 된 전류를 조절할 수 있다.
수신한 상기 입력 전압과 커플링(coupled)되고, 스케일된(scaled) 입력 전압을 생성하는 전압 분배기(voltage divider); 및 상기 전압 분배기와 커플링되고, 상기 스케일된 입력 전압에 대한 평균 DC값을 지시하는 제어 신호를 생성하기 위하여 상기 스케일된 입력 전압의 AC 컴퍼넌트들(AC components)을 필터링하는 필터(filter)를 포함하고, 상기 엘이디 드라이버는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들에 대한 상기 레귤레이팅 된 전류를 조절할 수 있다.
상기 전압 분배기는 제1 저항 및 제2 저항을 포함하는 저항성(resistive) 전압 분배기이고, 상기 필터는 상기 제2 저항에 병렬로 연결(connected)된 커패시터(capacitor)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디(LED) 램프의 출력 광의 세기를 조절하는 방법은 엘이디(LED) 램프의 하나 또는 그 이상의 엘이디들(LEDs)의 출력 광의 세기를 조절하는 방법에 있어서, 상기 엘이디 램프에 대한 입력 전압을 감지하는 단계; 및 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들(LEDs)의 출력 광의 세기를 조절하기 위하여 상기 감지된 입력 전압에 따라 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들(LEDs)에 대한 레귤레이팅 된 전류를 조절하는 단계를 포함한다.
상기 감지된 입력 전압을 지시하는 제어 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 레귤레이팅 된 전류는 상기 제어 신호에 기초하여 조절될 수 있다.
상기 입력 전압을 정류하는 단계; 및 상기 감지된 입력 전압- 상기 감지된 입력 전압은 상기 입력 전압이 제공되는 동안 제1 스테이트에 있고, 상기 입력 전압의 위상 각도 스위칭(phase angle switching)에 의해 상기 입력 전압이 제공되지 않는 동안 제2 스테이트에 있음-을 생성하기 위하여, 상기 정류된 입력 전압을 기준 전압과 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어 신호는 상기 제1 스테이트에 있는 상기 감지된 입력 전압의 펄스 폭을 지시하기 위하여 생성될 수 있다.
상기 제어 신호는 상기 제1 스테이트에 있는 상기 감지된 입력 전압의 상기 펄스 폭에 대한 전압 비율(voltage proportional)을 가지도록 생성될 수 있다.
상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들은 플라이백 전력 변환기에 의해 드리븐(driven)되고, 상기 플라이백 전력 변환기의 전력 스위치(power switch)는 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들에게 상기 레귤레이팅 된 전류를 제공하기 위하여 상기 감지된 입력 전압의 상기 펄스 폭에 따라 온 및 오프로 스위치될 수 있다.
스위치 제어 신호를 생성하기 위하여 상기 제어 신호와 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들을 통해 흐르는 상기 레귤레이팅 된 전류를 지시하는 전류 감지 신호를 비교하는 단계를 포함하고, 상기 스위치 제어 신호는 상기 제어 신호가 상기 전류 감지 신호보다 높은 전압을 가지는 동안 상기 플라이백 전력 변환기의 전력 스위치를 on으로 스위칭하고, 상기 제어 신호가 상기 전류 감지 신호보다 낮은 전압을 가지는 동안 상기 플라이백 전력 변환기의 전력 스위치를 off로 스위칭할 수 있다.
상기 입력 전압의 평균 DC 값을 지시하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들에 대한 상기 레귤레이팅 된 전류는 상기 제어 신호에 기초하여 조절될 수 있다.
상기 입력 전압의 스케일된 전압을 생성하는 단계; 및 상기 스케일된 입력 전압에 대한 평균 DC값을 지시하는 제어 신호를 생성하기 위하여 상기 스케일된 입력 전압의 AC 컴퍼넌트들(AC components)을 필터링하는 단계를 포함하고, 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들에 대한 상기 레귤레이팅 된 전류는 상기 제어 신호에 기초하여 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 램프 장치는 램프 장치(lamp device)에 있어서, 발광 수단(light-emitting means)을 통한 전류 흐름에 따라 빛을 방출(emitting)하는 하나 또는 그 이상의 발광 수단; 및 입력 전압을 수신하고, 레귤레이팅 된 전류를 상기 하나 또는 그 이상의 발광 수단에게 제공하는 드라이버 수단 - 상기 드라이버 수단은 하나 또는 그 이상의 발광 수단에 대한 출력 광의 세기를 조절하기 위하여 상기 입력 전압에 따라 상기 하나 또는 그 이상의 발광 수단에 대한 레귤레이팅 된 전류를 조절함 -을 포함한다.
상기 입력 전압을 감지하고, 상기 감지된 입력 전압을 지시하는 제어 신호를 생성하는 감지 수단을 더 포함하고, 상기 드라이버 수단은 상기 제어 신호에 기초하여 상기 하나 또는 그 이상의 발광 수단에 대한 상기 레귤레이팅 된 전류를 조절할 수 있다.
상기 입력 전압을 수신하고, 상기 입력 전압에 대한 평균 DC 값을 지시하는 제어 신호를 생성하는 전압 평균화 수단을 더 포함하고, 상기 드라이버 수단은 상기 제어 신호에 기초하여 상기 하나 또는 그 이상의 발광 수단에 대한 레귤레이팅 된 전류를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 엘이디 램프는 입력 전압을 변경함으로써 조광(dimming)을 수행하는 통상의 조광 스위치들에 사용될 수 있으며, 일반적인 조광 스위치들(dimmer switches)을 사용하는 주거용 및 사무용 빌딩의 조명 장치에서 발견되는 전형적인 배선 구성을 가진 일반적인 백열등을 직접 대체할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 감지된 램프 입력 전압에 따라 엘이디(들)의 순방향 전류를 제어함으로써 엘이디들의 출력 광 세기를 조절할 수 있다.
도 1은 종래의 백열등의 동작 특성을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 주거용 및 상업용 조명 장치들에서의 전형적인 조광 배선 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3A, 3B, 및 3C는 페이즈 각도 스위칭에 이용되는 조광 스위치에 의해 출력되는 전형적인 램프 입력 전압 웨이브폼을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 종래의 엘이디의 동작 특성을 나타낸다.
도 5는 도 2에 나타난 것과 유사한 주거용 및 상업용 장치들의 통상의 조광 배선 구성에 설치된 종래의 엘이디 램프를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 폭 변조를 통해 엘이디를 조광하기 위한 입력 전류 드라이브 웨이폼을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨스턴트 전류 제어 하에서 조광된(dimmed) 엘이디의 전압-전류(V-I) 특성을 나타낸다.
도 8A는 종래의 조광 스위치에 사용된, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 램프를 포함하는 엘이디 램프 시스템을 나타낸다.
도 8B는 종래의 조광 스위치의 회로를 나타낸다.
도 9A는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 램프의 회로를 나타낸다.
도 9B는 본 발명의 일 실시예에 따른 조광 팩터 회로의 회로 구성을 나타낸다.
도 10A, 10B, 및 10C는 본 발명의 일 실시예에 따른 조광을 위한 다양한 페이즈 각도 스위칭을 조건으로 램프 입력 전압에 응답하는 조광 팩터 회로에 대한 센스 출력 신호(sense output signal)의 웨이브 폼들을 나타낸다.
도 10D는 본 발명의 일 실시예에 따른 센스 출력 신호와 엘이디 드라디버에 대한 엘이디 드라이브 신호 간의 관계를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 드라이버를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 램프의 회로를 나타낸 도면이다.
도면들 및 다음의 설명은 실시예를 거쳐 본 발명의 일 실시예에 우선 관련된다. 다음의 논의, 여기에 개시된 다른 실시예에 따른 구조 및 방법들은 청구된 발명의 원칙(principles)으로부터 분리되지 않고 이용되는 실현 가능한 대체(alternatives)로 용이하게 인식될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들 및 도면들과 함께 설명된 예들에 대한 참조가 가능하다. 도면들에 사용된 참조 번호들과 같거나 유사한 것이 어디서나 이용될 수 있으며, 유사하거나 같은 기능을 나타낸다. 도면들은 본 발명의 실시예들에 대한 설명을 목적으로 묘사한다. 해당 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다음의 기술로부터 여기서 묘사된 방법 및 다른 실시예에 따른 구조 및 방법이 여기 기술된 발명의 원칙으로부터 분리되지 않고 이용될 수 있음을 용이하게 인식할 수 있다.
도면들을 참조하여 상세하게 설명된 것과 같이 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 엘이디 램프 시스템 및 방법은 (1) 엘이디 램프로의 동작 입력 전압 및 그 웨이브 폼(위상 각도 스위칭)을 감지하고, (2) 입력 전압에 기초하여 조광 팰터 신호를 생성하고, (3) 조광 팩터 신호에 기초하여 엘이디 램프의 엘이디들에 대한 관련된 출력 드라이브 전류를 제공한다. 엘이디 램프 시스템은 또한 AC 입력 전압 수단과 엘이디 구성요소들(elements) 간의 갈바닉 절연을 제공하고, 백열등들 및/또는 복수의 조도 조절이 가능한(dimmable) 엘이디 램프들과 병렬로 설치(install)될 수 있다.
이 점에서, 엘이디 램프는 엘이디 램프의 AC 입력 웨이브 폼에 대한 AC 위상 스위칭을 감지하고, 이 정보를 조광 팩터 신호를 처음 만드는데(create) 이용한다. 조광 팩터 신호는 엘이디 드라이버들로 입력되고, 엘이디 드라이버들은 조광 팩터 신호를 엘이디 구성요소들에 대한 적절한 엘이디 드라이브 전류를 계산하기 위하여 이용한다.
따라서, 엘이디 드라이브 전류는 엘이디 램프에 대한 AC 입력 전압의 V-RMS 값에 직접적으로 기초하지 않고, 조광 팩터 신호에 기초하여 생성된다. 이것은 엘이디 램프가 조광을 위해 백열등(전구)처럼 "동작"하고(예를 들어, 백열 전압/세기 커브를 따르고), 통상적인 조광 스위치들을 사용하는 보통의 주거용 및 상업용 환경에서 설치될 수 있도록 한다.
엘이디 램프들에서 엘이디들의 휘도(brightness)는 펄스-폭-변조(pulse-width-modulation (PWM)) 또는 컨스턴트 전류 제어(constant current control)에 의해 제어된다. 펄스-폭-변조(PWM)에서, 엘이디에 대한 출력 드라이브 전류는 필수적으로 고정된 레벨에 있고, 높은 레이트(high rate)에서 켜지고 꺼진다(turned on-and-off).
이와 같이 평균 출력 드라이브 전류(average output drive current)는 입력 전류에 의해 곱해지는(multiplied) 듀티 싸이클 "D"(하나의 싸이클에서 출력 드라이브 전류가 on상태에 있는 시간의 퍼센티지)와 같다.
듀티 싸이클 D는 0%(평균 엘이디 출력 드라이브 전류가 0 Amps가 됨)에서 100%(평균 엘이디 출력 드라이브 전류 = 입력 전류)까지 변할 수 있다. 펄스-폭-변조(PWM) 설정(setting)은 조광 세팅에 의해 설정(set)됨에 따라 바람직한(desired) 광 출력 세기에 기초하여 결정된다.
엘이디에 의해 생성된 빛은 예를 들어 도 4에 기술된 동작 특성에서 서술된 평균 출력 드라이브 전류에 비례한다. 엘이디에 50% 듀티 싸이클 펄스-폭-변조(PWM) 신호를 적용하면 100% 듀티 싸이클이 적용된 때에 엘이디가 생성하는 빛의 거의 1/2에 해당하는 빛을 생성한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 폭 변조를 통해 엘이디를 조광하기 위한 입력 전류 드라이브 웨이폼(input current drive waveforms)을 나타낸다. 입력 전류(64)는 t-ON 타임(61) 동안 엘이디에게 제공되고, t-OFF 타임(62) 동안은 엘이디에 제공되지 않는다. 엘이디 드라이브 신호(60)에 의해 생성되는(도 4에 기술된 광 출력 세기에 따른 )평균 엘이디 전류(63)는 수학식 IAverage LED [63] = (tON [61]/ (tOFF [62]+ tON [61])) x IINPUT [64] 에 따라 결정된다.
컨스턴트 전류 드라이브에서, 고정된(fixed) 엘이디 전류가 엘이디에게 제공된다. 컨스턴트 전류의 레벨은 조광 세팅에 의해 설정됨으로써 바람직한 광 출력 세기에 기초하여 설정된다. 컨스턴트 전류 드라이브는 동작 전압 범위를 초과하는 엘이디에게 제공되고, 광 출력 세기는 동작 전압에서의 변화에 의해 영향 받지 않는다. 조광(Dimming)은 (도 4에 나타난 것과 같이 광 출력 세기에 관련된) 조광 세팅에 의해 설정되는 바람직한 광 출력 세기에 기초하여 컨스턴트 전류 세팅(setting)을 쉬프팅(shifting)시킴으로써 달성된다(achieved).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨스턴트 전류 제어 하에서 조광 가능한(dimmed) 엘이디의 전압-전류(V-I) 특성을 나타낸다.
도 7에 나타난 것과 같이, 엘이디 드라이브 신호(70)는 엘이디의 동작 전압 범위(73)를 초과하는 고정된 출력 드라이브 전류를 유지하는 전압-전류(V-I) 특성을 유지한다.
컨스턴트 전류 값 "A"는 조광 세팅에 의해 지시되는 바람직한 광 출력 세기와 관련된다. 만약 더 낮은 광 출력 세기가 바람직하다면, "B" 및 엘이디 드라이브 신호(71)에 의해 나타난 것과 같이 컨스턴트 전류 세팅은 감소될 수 있다. 만약 더 높은 광 출력 세기가 바람직하다면, "C" 및 엘이디 드라이브 신호(72)에 의해 나타난 것과 같이 컨스턴트 전류 세팅은 증가할 수 있다.
도 8A는 종래의 조광 스위치와 함께 사용된, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 램프를 포함하는 엘이디 램프 시스템을 나타낸다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 엘이디 램프(80)는 종래의 전형적인 조광 스위치 세팅에서 백열등의 직접 대체품(replacement)이 수 있다. 종래의 조광 스위치(10)는 입력 전압 소스(15) 및 엘이디 램프(80)와 직렬로 배치된다. 조광 스위치(10)는 종래의 것이고, 엘이디 램프(80)의 바람직한 광 출력 세기를 설정하는데 사용되는 조광 입력 신호(25)를 수신한다.
조광 스위치(10)는 AC 입력 전압 신호(82)를 수신하고, 조광 입력 신호(25)에 응답하여 램프 입력 전압(84)의 V-RMS 값을 조절한다. 다시 말해, 조광 스위치(10)에 의한 앨에디 램프(80)의 광 세기 조절은 종래의 방법으로 엘이디 램프(80)에 적용되는 램프 입력 전압(84)의 V-RMS 값을 조절함으로써 성취된다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 램프(80) 때문에, 엘이디들이 전류-드리븐 장치들이고 전압 드리븐 장치들이 아닐지라도, 엘이디 램프(80)의 광 출력 세기는 백열등과 같은 동작을 나타내는 램프 입력 전압(84)에 포지티브하게(positively) 변화될 수 있다.
조광 입력 신호(25)는 (미도시된 손잡이(knob) 또는 슬라이더 스위치(slider switch)를 통해) 수동에 의해 제공되거나, (미도시된)자동화된 조명 제어 시스템에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 조광 스위치(10)는, 도3A, 3B, 및 3C (또는 도 10A, 10B, 및 10C)에서 발견할 수 있는 웨이브 폼들에 의해 나타나듯이, 램프 입력 전압(84)을 조절하고 엘이디 램프의 조광을 수행하기 위해 램프 입력 전압(84)의 위상 각도 스위칭을 이용하는 것으로 추정될 수 있다.
도 8B는 종래의 조광 스위치의 회로를 나타낸다.
조광 스위치(10)은 포텐셔미터 저항(potentiometer resistor)(가변 저항)(150), 저항(151), 커패시터들(153,157), 다이액(diac)(155), 트라이액(triac)(156) 및 인덕터(154)와 같은 구성 요소들을 포함한다.
트라이액(triac)(156)은 AC 입력 전압(82)의 제로 크로싱(zero crossings)과 관련되어 트리거(trigger)된다. 트라이액(triac)(156)이 트리거 되면, 트라이액(triac)(156)는 그 부하(load)가 전구처럼 전적으로 저항성이면 정확하게 다음 제로 크로싱(next zero crossing)에서 트라이액(triac)(156)를 통과하는 전류가 제로(zero)가 될 때까지 컨덕팅(conducting)을 유지한다.
트라이액(triac)(156)이 트리거 되는 지점에서 위상을 변경(changing)함으로써, 램프 입력 전압(84)의 듀티 싸이클도 변경될 수 있다. 단순한 가변 저항들을 초과하는 트라이액의 장점은 그들이 완전히(fully) on 되거나 완전히 off 될 때 매우 작은 전력을 소비한다는 점이다. 전형적으로 트라이액들은 그들이 부하 전류(load current)를 통과한 때 1-1.5V의 전압 강하를 초래한다.
다이액(diac)(155)/트라이액(triac)(156) 조합에서 포텐셔미터 저항(potentiometer resistor)(150) 및 지연 커패시터(delay capacitor)(153)의 목적은 제로 크로싱으로부터 다이액(diac)(155)의 파이어링 포인트(firing point)를 지연시키는 것이다.
딜레이 커패시터(153)를 피딩(feeding)하는 저항(151) 및 포텐셔미터 저항 (potentiometer resistor)(150)이 커질수록, 딜레이 커패시터(153) 양단에 걸리는 전압이 다이액(diac)(155)가 점화(fires)되고, 트라이액(triac)(156)를 켜지는 포인트까지 상승하는데 더 많은 시간이 걸린다.
AC 위상 중간에서의 트라이액(triac)(156)의 파이어링(firing)은 빠른 상승 전류 서지(surges)를 초래하기 때문에, 많은 간섭을 생성하는 회로 없이, 필터 커패시터(157) 및 인덕터(154)는 간단한 라디오 주파수 간섭 필터를 생성한다. 조광 입력(25)은 다이액(155)의 파이어링 포인트를 변경하는 포텐셔미터 저항(150)을 조절하는데 이용될 수 있고, 따라서 램프 입력 전압(84)을 변경한다.
도 9A는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 램프의 회로를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 앨이디 램프(80)는, 엘이디(90)가 전류 드리븐 장치임에도, 엘이디(90)가 종래의 조광기(dimmer)(10)에 의해 생성된, 예를 들어, 도 3에 나타난 웨이브폼과 같이 조절된 램프 입력 전압 신호(84)에 대응하여 조광 되도록 한다(dimmed). 도 9A에 묘사된 엘이디 램프는 램프 입력 전압(84)에서 위상 각도 스위칭을 감지함으로써 엘이디(90)의 출력 광 세기를 조절한다.
엘이디 램프(80)는 파워 브리지 정류기(power bridge rectifier)(91), 엘이디 드라이버(92), 엘이디(90), 신호 브리지 정류기(signal bridge rectifier)(93), 감지 장치(sense device)(95)(여기서는 비교기(comparator)) 및 조광 팩터 회로(97)를 포함한다.
비록 하나의 엘이디(90) 및 하나의 엘이디 드라이버(92)가 도 9A의 엘이디 램프(80)에 나타나 있지만, 엘이디 램프(80)는 다수 개의 엘이디들(90) 및 각 엘이디 드라이버(92)는 하나 또는 그 이상의 엘이디들(90)을 드라이빙하는 다수 개의 엘이디 드라이버들(92)를 포함한다.
종래의 조광기(10)에 의해 램프 입력 전압(84) 출력은 엘이디 램프(80)로 입력된다. 파워 브리지 정류기(91)는 램프 입력 전압(84)을 정류하고, 엘이디 드라이버(92)를 통해 엘이디(90)에 제공되는 필수적인 에너지를 제공한다.
신호 브리지 정류기(93)는 센스 입력 신호(94)를 생성하기 위하여 램프 입력 전압(84)를 정류하고, 센스 입력 신호(94)를 감지 장치(95)에게 제공한다. 감지 장치(95)는 여기서 듀얼-스테이트 비교기(dual-state comparator)로 표현되나, 아날로그-투-디지털 컨버터(ADC)와 같은 다른 회로들 또한 사용될 수 있다.
감지 장치(95)는 센스 출력 신호(130)를 생성하는 기준 전압(96)과 센스 입력 신호(94)를 비교한다. 센스 출력 신호(130)는 센스 입력 신호(94)가 기준 전압(96)보다 크면 양(positive)(logic level “1”)가 되고, 센스 입력 신호(94)가 기준 전압(96)보다 크지 않으면 영(zero)(logic level “0”)가 된다.
이러한 관계는 본 발명의 일 실시예에 따른, 조광을 위한 다양한 위상 각도 스위칭에 종속되는 램프 입력 전압(94)에 응답하여 조광 팩터 회로(97)에 대한 센스 출력 신호(130)의 웨이브 폼을 나타내는 도 10A, 10B, 10C에 나타나 있다.
도 10A, 10B, 10C에 나타나 있듯이, 센스 입력 신호(94)는 도 10A로부터 더 나아가 도 10B 및 심지어 도 10C로부터 조광 입력 신호(25)에 응답하여 조광하기 위하여 위상 각도 스위칭에 종속(subject to)된다. 여기서, 센스 출력 신호(130)의 듀티 싸이클은 도 10A에서 도 10B 및 도 10C로 작아진다.
상술한 도 9A를 참조하면, 센스 출력 신호(130)는 조광 팩터 회로(97)로 입력된다. 조광 팩터 회로(97)는 조광 입력 신호(25)에 의해 지시되고, 램프 입력 전압(84)에 의해 반영(reflected)되는 바람직한 조광 정도(degree of dimming)를 결정한다.
조광 팩터 회로(97)는 센스 출력 신호(130)의 듀티-싸이클의 모니터링을 포함하는, 조광의 바람직한 정도를 결정하는 다수의 알고리즘들을 이용한다. 조광 팩터 회로(97)는 엘이디 드라이브 신호(98)를 엘이디 드라이버(92)로 출력한다.
여기서, 엘이디 드라이버(92)는 엘이디들(90)을 위하여 엘이디 드라이브 전류(131) 세팅을 설정한다. 엘이디 드라이버(92)는 상술한 바와 같이, 엘이디들(90)에서 바람직한 광출력 세기를 달성하기 위하여 펄스-폭-변조(PWM) 또는 컨스턴트 전류 제어를 이용할 수 있다.
도 9B는 본 발명의 일 실시예에 따른 조광 팩터 회로의 회로 구성을 나타낸다.
조광 팩터 회로(97)는 조광 팩터 회로(97)로 입력되는 센스 출력 신호(130)에서 포지티브-고잉(positive-going) 펄스의 다양한 길이들에 비례하는 출력 전압(엘이디 드라이브 신호)(98)을 생성하는데 사용될 수 있다. 이러한 경우, 센스 출력 신호(130)의 듀티 싸이클은 엘이디 드라이브 신호(98)의 전압을 바꾼다(varies).
조광 팩터 회로(97)는 위상 락 루프(phase lock loop)와 유사하나, 입력되는(incoming) 신호의 주파수 대신에 출력 센스 신호(130)의 펄스 길이를 따라간다(locks onto).
74HC/HCT74는 잘 알려진, 듀얼 포지티브-에지 트리거드(dual positive-edge triggered) D 타입 플립플롭이다. 74HC/HCT74는 원-샷 다중 진동 회로(one-shot multi-vibrator circuit)(100) 및 펄스-폭 비교기(pulse-width comparator)(104)를 구현하는데 사용된다.
원-샷 다중 진동 회로(one-shot multi-vibrator circuit)(100)는 출력 센스 신호(130)를 자신의 클럭(CLK) 입력으로 수신한다. 원-샷 다중 진동 회로(one-shot multi-vibrator circuit)(100)를 위한 시간 상수는 시간 상수 저항(time constant resistor)(101), 스위치의 ON-저항(ON-resistance of switch)(102) 및 시간 상수 커패시터(time constant capacitor)(103)에 의해 설정된다.
펄스-폭 비교기(pulse-width comparator)(104)는 원-샷 다중 진동 회로(one-shot multi-vibrator circuit)(100)로부터의 기준 펄스(134)를 입력 펄스(136)와 비교한다. 여기서, 입력 펄스(136)는 인버터(132)에 기인한 센스 출력 신호(130)의 역(inverse)이다.
만약, 원-샷 다중 진동 회로(one-shot multi-vibrator circuit)(100)의 QN 출력(134)이 하이(high)이면, 펄스-폭 비교기(104)의 D-입력 또한 하이(high)이다.
만약, 원-샷 다중 진동 회로(one-shot multi-vibrator circuit)(100)의 타임이 센스 출력 신호(130)가 떨어지기(fall) 전에 종료하면, 원-샷 다중 진동 회로(one-shot multi-vibrator circuit)(100)의 QN 출력(134)은 로우(low)가 되고, 펄스-폭 비교기(104)의 D 입력을 로우(low)로 드라이브(drive) 한다.
이것은 센스 출력 신호(130)가 떨어지면, 원-샷 다중 진동 회로(100)의 QP 출력을 하이(high)로 드라이브한다. 원-샷 다중 진동 회로(100)의 QP 출력은 저항(101)을 통해 스위치(102)로 연결된다. 펄스-폭 비교기(104)의 QP 출력은 다이오드(105) 및 저항(106)을 통해 스위치(102)로 연결된다.
커패시터(107)은 원-샷 다중 진동 회로(100)의 시간 상수가 입력 펄스(130)와 매치(match)하도록 조절하기 위하여 펄스-폭 비교기(104)의 QP 출력을 필터링 한다. 저항(131)은 커패시터(107) 및 스위치(102)를 위한 방출 저항(discharge resistor)이다. 비교기(104)의 QN 출력은 개방(open)으로 남겨지거나 풀-업 저항(미도시)을 통해 +5 V 전압과 연결된다.
따라서, 엘이디 드라이브 신호(98)로 출력되는, 커패시터(107) 양단 간의 전압은 센스 출력 신호(130)의 입력 펄스 폭을 지시(indication)한다. 다른 실시예에 따른 엘이디 드라이브 신호(98)는 또한 디지털화되거나 그렇지 않으면 센스 출력 신호(130)의 입력 펄스 폭을 지시하는 디지털 신호로 생성됨에 주의하자.
본 발명의 일 실시예에 따른 조광 팩터 회로(97)에 의해 생성된 엘이디 드라이버(92)로 향하는 엘이디 드라이브 신호(98)와 센스 출력 신호(130) 사이의 관계가 도 10D에 나타나 있다.
도 10D을 참조하면, 조광 팩터 회로(97)는 엘이디 드라이브 신호(커패시터 양단 간의)(98)의 전압을 센스 출력 신호(130)(입력 펄스 폭)의 듀티 싸이클에 비례하도록 생성한다. 여기서, 센스 출력 신호(130)는 차례로 기준 전압(96)보다 큰 센스 입력 신호(97)가 얼마나 긴가를 나타내는 듀티 싸이클에 비례한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 9A의 엘이디 드라이버(92)를 구체적으로 나타낸 도면이다. 엘이디 드라이버(92)는 컨스턴트 전류 모드의 동작에서 구동하는 잘 알려진 플라이 백 토폴로지를 이용한다.
엘이디 드라이버(92)는 입력 필터 커패시터(input filter capacitor)(122), 전력 변환기(power transformer)(121), 정류 다이오드(rectifier diode)(126), 출력 필터 회로(output filter circuit)(127), 스위치 제어부(switch controller)(123), 센스 저항(sense resister)(135), 및 비교기(comparator)(120)를 포함한다.
입력 필터 커패시터(input filter capacitor)(122)는 입력된 정류 AC 입력 전압(incoming recfied AC input voltage)(140)를 정류기(91)로부터의 출력으로 필터링 한다. 전력 변환기(power transformer)(121)는 제1 와인딩(windings)에서 제2 와인딩으로의 턴 레이쇼(turns ratio)에 기초한 전압 레벨 전환(conversion)뿐만 아니라 제1 와인딩에서 제2 와인딩으로의 절연(isolation)를 제공한다.
정류 다이오드(126) 및 출력 필터 회로(127)는 엘이디 드라이버 신호(128)에 대한 필수적인 출력 정류(rectification) 및 DC 필터링을 각각 제공한다.
전력 스위치(125)는 엘이디 드라이버(92)에 의해 전달된 에너지 펄스의 제어를 제공하고, 스위치 제어부(123)는 전력 스위치(125)의 on-times 및 off-times 에 대한 듀티 싸이클을 제어함으로써 엘이디(90)로 전달될 전류에 대한 규제(regulation)를 제공한다.
전류 감지 신호(99)는 센스 저항(135) 양단 간의 전압의 형태로, 엘이디(90)에게 전달되는 전류(131)의 양을 지시하는 전류 피드백을 제공한다.
비교기(120)는 전류 감지 신호(99) 및 엘이디 드라이브 신호(98) 둘 다를 감지하고, 그들의 전압들을 감지하며, 신호(142)를 출력한다. 실질적으로, 엘이디 램프(80)의 바람직한 조광 팩터를 나타내는 엘이디 드라이브 신호(98)는 비교기(120)의 기준 포인트를 설정한다.
바람직한 조광 팩터가 증가함에 따라, 엘이디 드라이브 신호(98)의 전압도 상승한다. 이것은 차례로 출력 전류(142)의 트립 포인트(trip point)를 상승시키며, 이에 따라 전력 스위치(125)가 on-times 에서 off-times으로의 이동할 때 보다 작은 듀티 싸이클을 가지도록 하며, 그렇게 함으로써 엘이디(들)(90)에 대한 평균 전류(131) 및 휘도(brightness)을 줄여 엘이디(들)(90)를 조광(dimming)한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 램프의 회로를 나타낸 도면이다.
도 12에 기술된 엘이디 램프(200)는 램프 입력 전압(84)의 평균 값을 감지함으로써 엘이디(90)의 출력 광 세기를 조절한다. 엘이디 램프(200)는 직류(DC 전압)을 포함하는, 모든 타입의 램프 입력 전압 웨이브 폼들에 응답한다.
램프 입력 전압(84)는 엘이디 램프(200)로 입력된다. 램프 입력 전압(84)는 도 11에 나타난 것과 같이, 엘이디 드라이버(92)를 통해(via) 엘이디(들)(90)에 제공되는 필수적인 에너지를 제공한다. (도 9A에 나타난 정류기(91)과 같은) 브리지 정류 회로는 램프 입력 전압(84)이 AC이면 사용된다.
램프 입력 전압(84)는 저항(112), 저항(113) 및 필터 커패시터(114)에 의해 구성되는 회로로 입력된다. 저항(112, 113)은 높은 입력 전압(84)을 엘이디 드라이버(92) 및 엘이디(들)(90)과 더 잘맞는(compatible with) 낮은 전압으로 스케일 하는(scales) 저항성 전압 분배기(resistive voltage divider)을 형성한다.
커패시터(114)는 스케일된 입력 전압의 AC 요소(components)를 필터링하여, 그것에 의해 저항(113) 양단 간의 스케일된 DC 전압 신호를 생성한다. 스케일된 DC 전압 신호는 엘이디 드라이브 신호(115)로 사용된다. 엘이디 드라이브 신호(115)는 엘이디(들)(90)을 조광(dim)하게 하기 위하여 엘이디 드라이버(92)로 입력된다. 예를 들어, 엘이디 드라이브 신호(115)는 도 9A, 9B 및 11에 나타난 실시예에서의 엘이디 드라이브 신호(98)와 대체로 같은 기능을 수행한다.
도 11을 참조하여 상술한 바와 같이, 엘이디 드라이버(92)는 드라이브 전류 피드백 신호(99)를 통해(via) 엘이디(90)를 통과해 흐르는 엘이디 드라이브 전류(131)를 조절(regulates)한다.
엘이디 드라이버(92)는 상술한 바와 같이, 바람직한 광 출력 세기를 달성하기 위하여, 펄스-폭-변조(PWM) 또는 컨스턴트 전류 제어를 이용할 수 있다. 저항(112), 저항(113) 및 필터 커패시터(114)에 의해 구성되는 평균화 회로를 이용하는 램프 입력 전압(84)을 평균화함에 더하여, 도 12에 따른 실시예는 램프 입력 전압의 root mean square (VRMS)에 기초하여 엘이디 램프가 광 출력 세기를 조절할 수 있도록 한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 엘이디 램프들은 엘이디 램프가 주거용 및 상업용 빌딩의 조명 장치들에서 발견되는 전형적인 배선 구성을 갖는 종래의 백열등의 직접 대체품이 될 수 있으며, 엘이디 램프의 입력 전압을 변화시킴으로써 조광(dimming)을 수행하는 일반적인 조광 스위치들(dimmer switches)과 함께 사용될 수 있는 엘이디 램프라는 장점을 갖는다. 이에 더하여 AC 입력 전압과 엘이디 구성 요소 간에 갈바닉 절연이 제공된다.
이 명세서를 독해(reading)함에 있어, 해당 분야의 기술을 가진 자는 엘이디 램프에 대한 추가적인 대체 디자인(alternative designs)을 인식할 수 있다. 따라서, 본 발명의 특정한 실시예들 및 응용들이 나타나고 기술되었으므로, 여기에 기술된 본 발명의 정신 및 추가된 청구항들에서 정의된 발명의 범위 및 정신으로부터 분리됨(departing from)이 없이 여기에 기술된 본 발명의 배열(arrangement), 동작(operation) 장치들 및 세부적인 방법에 의해 만들어지는 해당 분야에서 기술을 가진 자에게 명확한 다양한 변형(modifications), 변화(changes) 및 변경(variations)이 나타나고, 이 발명이 여기에 나타난 구성 요소 및 명확한 구조에 한정되지 않는다는 점이 이해되어야 한다.
10: 조광 스위치
15: 입력 전압 소스
25: 조광 입력 신호
80: 엘이디 램프
84: 램프 입력 전압

Claims (22)

  1. 하나 또는 그 이상의 엘이디들(LEDs);
    위상 각도 스위칭(phase angle switching)을 가지는 입력 전압을 수신하고, 상기 위상 각도 스위칭을 포함하는 정류된 입력 전압(rectified input voltage)을 제공하는 정류기(rectifier);
    상기 위상 각도 스위칭을 포함하는 상기 정류된 입력 전압을 기준 전압(reference voltage)과 비교하고, 감지된 입력 전압-상기 감지된 입력 전압은 상기 정류된 입력 전압이 상기 기준 전압보다 높은 동안 제1 스테이트에 있고, 상기 정류된 입력 전압이 상기 기준 전압보다 낮은 동안 제2 스테이트에 있음-을 생성하는 제1 비교기(comparator);
    상기 감지된 입력 전압을 수신하고, 상기 감지된 입력 전압에 기초하여 조광 제어 신호를 생성하는 조광 팩터 회로(dimming factor circuit); 및
    레귤레이팅 된(regulated) 전류를 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들(lLEDs)에게 제공하는 엘이디 드라이버(LED driver) -상기 엘이디 드라이버는 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들의 출력 광의 세기(output light intensity)를 조절(adjust)하기 위하여 상기 조광 제어 신호에 따라 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들(lLEDs)에 대한 상기 레귤레이팅 된 전류를 조절함 -
    를 포함하고,
    상기 엘이디 드라이버는
    상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들을 통해 흐르는 전류를 지시하는 전류 감지 신호를 생성하기 위하여 변환기(transformer)의 제1 와인딩-상기 제1 와인딩은 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들과 전기적으로 절연됨-과 커플링된 전류 감지 회로;
    스위치 제어 신호를 생성하기 위하여, 상기 조광 팩터 회로에 의해 생성된 상기 조광 제어 신호 및 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들을 통해 흐르는 상기 전류를 지시하는 상기 전류 감지 신호를 비교하는 제2 비교기; 및
    상기 스위치 제어 신호에 기초하여 전력 스위치의 온 타임 및 오프 타임에 대한 듀티 싸이클을 제어하는 스위치 제어부
    를 포함하는 엘이디(Light-Emitting Diode; LED) 램프.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조광 팩터 회로는
    상기 제1 스테이트에 있는 상기 감지된 입력 전압의 펄스 폭(pulse width)을 지시(indicate)하기 위하여 상기 조광 제어 신호를 생성하는 엘이디(LED) 램프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 조광 팩터 회로는
    상기 제1 스테이트에 있는 상기 감지된 입력 전압의 상기 펄스 폭에 대한 전압 비율(voltage proportional)을 가지는 상기 조광 제어 신호를 생성하는 엘이디(LED) 램프.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 엘이디 드라이버는
    플라이백 전력 변환기(flyback power converter)
    를 포함하는 엘이디(LED) 램프.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 엘이디(LED) 램프의 하나 또는 그 이상의 엘이디들(LEDs)의 출력 광의 세기를 조절하는 방법에 있어서,
    정류된 입력 전압(rectified input voltage)을 제공하기 위하여 상기 엘이디 램프에 대한 입력 전압-상기 입력 전압은 위상 각도 스위칭(phase angle switching)을 가지고, 상기 정류된 입력 전압 또한 상기 위상 각도 스위칭을 포함함-을 정류하는 단계;
    감지된 입력 전압-상기 감지된 입력 전압은 상기 정류된 입력 전압이 기준 전압(reference voltage)보다 높은 동안 제1 스테이트에 있고, 상기 정류된 입력 전압이 상기 기준 전압보다 낮은 동안 제2 스테이트에 있음-을 생성하기 위하여, 상기 위상 각도 스위칭을 포함하는 상기 정류된 입력 전압을 상기 기준 전압과 비교하는 단계
    상기 감지된 입력 전압에 기초하여 조광 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    변환기(transformer)의 제1 와인딩-상기 제1 와인딩은 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들과 전기적으로 절연됨-과 커플링된 전류 감지 회로를 이용하여, 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들을 통해 흐르는 전류를 지시하는 전류 감지 신호를 생성하는 단계;
    상기 조광 제어 신호 및 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들을 통해 흐르는 상기 전류를 지시하는 상기 전류 감지 신호를 비교함으로써, 스위치 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 스위치 제어 신호에 기초하여 전력 스위치의 온 타임 및 오프 타임에 대한 듀티 싸이클을 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 전력 스위치의 스위칭(switching)은 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들(LEDs)의 출력 광의 세기를 조절하기 위하여 상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들(LEDs)에 대한 레귤레이팅 된 전류를 조절하는 엘이디(LED) 램프의 출력 광의 세기를 조절하는 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 조광 제어 신호는
    상기 제1 스테이트에 있는 상기 감지된 입력 전압의 펄스 폭을 지시하기 위하여 생성되는 엘이디(LED) 램프의 출력 광의 세기를 조절하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 조광 제어 신호는
    상기 제1 스테이트에 있는 상기 감지된 입력 전압의 상기 펄스 폭에 대한 전압 비율(voltage proportional)을 가지도록 생성되는 엘이디(LED) 램프의 출력 광의 세기를 조절하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 엘이디들은 플라이백 전력 변환기에 의해 드리븐(driven)되는 엘이디(LED) 램프의 출력 광의 세기를 조절하는 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 램프 장치(lamp device)에 있어서,
    발광 수단(light-emitting means)을 통한 전류 흐름에 따라 빛을 방출(emitting)하는 하나 또는 그 이상의 발광 수단;
    위상 각도 스위칭(phase angle switching)을 가지는 입력 전압을 수신하고, 상기 위상 각도 스위칭을 포함하는 정류된 입력 전압(rectified input voltage)을 제공하는 정류 수단(rectifier means);
    상기 위상 각도 스위칭을 포함하는 상기 정류된 입력 전압을 기준 전압(reference voltage)과 비교하고, 감지된 입력 전압-상기 감지된 입력 전압은 상기 정류된 입력 전압이 상기 기준 전압보다 높은 동안 제1 스테이트에 있고, 상기 정류된 입력 전압이 상기 기준 전압보다 낮은 동안 제2 스테이트에 있음-을 생성하는 제1 비교 수단(comparator means);
    상기 감지된 입력 전압을 수신하고, 상기 감지된 입력 전압에 기초하여 조광 제어 신호를 생성하는 조광 제어 수단(dimming control means); 및
    레귤레이팅 된 전류를 상기 하나 또는 그 이상의 발광 수단에게 제공하는 드라이버 수단 -상기 드라이버 수단은 하나 또는 그 이상의 발광 수단에 대한 출력 광의 세기를 조절하기 위하여 상기 조광 제어 신호에 따라 상기 하나 또는 그 이상의 발광 수단에 대한 레귤레이팅 된 전류를 조절함-
    을 포함하고,
    상기 드라이버 수단은
    상기 하나 또는 그 이상의 발광 수단을 통해 흐르는 전류를 지시하는 전류 감지 신호를 생성하기 위하여 변환기(transformer)의 제1 와인딩-상기 제1 와인딩은 상기 하나 또는 그 이상의 발광 수단과 전기적으로 절연됨-과 커플링된 전류 감지 수단;
    스위치 제어 신호를 생성하기 위하여, 상기 조광 제어 수단에 의해 생성된 상기 조광 제어 신호 및 상기 하나 또는 그 이상의 발광 수단을 통해 흐르는 상기 전류를 지시하는 상기 전류 감지 신호를 비교하는 제2 비교 수단; 및
    상기 스위치 제어 신호에 기초하여 전력 스위치의 온 타임 및 오프 타임에 대한 듀티 싸이클을 제어하는 스위치 제어 수단
    을 포함하는 램프 장치.
  21. 삭제
  22. 삭제
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