KR20080021060A - 플럭스 보상 ｌｅｄ 드라이버 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

이득 신호(34)에 응답하고 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 발생시키는 전력 변환기(22), 전력 변환기(22)에 조작 가능하게 접속되고 LED 스트링(26)을 수용하도록 조작할 수 있는 LED 접속기(24), 및 피감지 구동 전류 신호(38)와 구동 전류 설정점(28)을 비교하여 이득 신호(34)를 발생시키는 이득 블록(32)을 포함하는 관련 플럭스 빈 인덱스를 갖는 LED 스트링을 위한 드라이버를 포함하는 드라이버 시스템 및 방법에서 플럭스 보상이 이루어진다. 이득 블록(32)은 플럭스 인덱스 셀렉터(30)에 응답하여 관련 플럭스 빈 인덱스를 위한 이득 신호(34)를 조절한다.
LED, 플럭스, 보상, 인덱스, 구동, 전류, 이득, 신호, 조절

Description

플럭스 보상 ＬＥＤ 드라이버 시스템 및 방법{FLUX COMPENSATION LED DRIVER SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 일반적으로 LED(light emitting diode) 드라이버에 관한 것이며, 더 자세하게는 플럭스 보상이 되는 LED 구동을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
LED는 교통 신호 및 신호계와 같은 다양한 응용분야에서 매우 광범위하게 이용되고 있다. LED는 가까운 장래에 자동차 응용분야에서 백열 전구를 대체할 것으로 기대되고 수년 내에 많은 일반적인 조명 응용분야에서 백열 전구, 할로겐 램프 및 형광등을 대체할 것으로 기대된다. LED는 고효율의 밝은 조명을 제공한다.
그러나, LED는 작동상의 특성 및 제조상의 제한으로 인한 다소간의 문제가 있다. LED는 전압의 작은 변화에 의해 전류에 큰 변화를 노출하므로, LED 드라이버는 LED에 대한 전류를 제어해야만 한다. LED와 직렬로 저항기(resistor)를 설치함으로써 전류를 제한하려는 한 해결책이 있지만, 그러한 해결책은 특정한 응용분야에서의 특정한 LED의 기능 및 효율 요구조건들을 위해 최적화하지 못한다.
LED의 제조에서의 큰 프로세스 변화는 작동 특성에서의 큰 변화로 귀결된다. 작동 특성 변화의 원인을 제시하기 위해, 제조자들은 작동 특성들의 샘플을 취하고 LED들을 빈(bin)이라고 지칭되는 유사한 작동 특성을 갖는 배치(batch)들로 분류한다. 빈의 예로는 전압 차이의 원인이 되는 전압 빈(voltage bin), 정해진 구동 전류에서의 광 출력 차이의 원인이 되는 플럭스 빈(flux bin), 및 색차(color difference)의 원인이 되는 색 빈(color bin)이 있다. 제조자는 통상적으로 특정한 특성을 갖는 LED에 빈 코드(bin code)를 할당한다. 예를 들어, 정해진 전류에서 20 내지 30 루멘(lumen) 플럭스를 생성하는 LED들에 대해 플럭스 빈 코드 P가 할당될 수 있고, 동일한 전류에서 30 내지 40 루멘 플럭스를 생성하는 LED들에 대해 플럭스 빈 코드 Q가 할당될 수 있다.
LED 드라이버는 전류 제어에 의해 전압 빈들 사이의 변화를 보상할 수 있지만, 플럭스 빈들 사이의 변화를 보상하기 위해서 이용 가능한 단순한 수정방안은 없다. 현재, 상이한 구동 전류 설정들을 갖는 상이한 LED 드라이버들이 각각의 플럭스 빈을 위해 이용되거나, 또는 원하는 구동 전류 설정을 갖는 LED 드라이버를 제공하기 위해 LED 드라이버들이 내부적으로 수정된다. 상이한 플럭스 빈들을 위해 상이한 LED 드라이버들을 이용하는 것은 각각의 상이한 구동 전류 설정으로 인해 상이한 LED 드라이버들의 제조 및 비축에 추가적 비용을 유발한다.
위와 같은 단점을 극복하는 LED 구동 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 한 양태는 이득 신호(gain signal)에 응답하는 전력 변환기(power converter)를 포함하고 플럭스 인덱스된 구동 전류(flux indexed drive current)를 발생시키는 관련 플럭스 빈 인덱스(associated flux bin index), 전력 변환기에 조작 가능하게 접속되고 LED 스트링을 수용하도록 조작할 수 있는 LED 접속기, 및 피감지 구동 전류 신호(sensed drive current signal)와 구동 전류 설정점(drive current setpoint)을 비교하여 이득 신호를 발생시키는 이득 블록(gain block)을 갖는 LED 스트링을 위한 드라이버를 제공한다. 이득 블록은 플럭스 인덱스 셀렉터(flux index selector)에 응답하여 관련 플럭스 빈 인덱스를 위한 이득 신호를 조절한다.
본 발명의 다른 한 양태는 LED 스트링을 위한 플럭스 빈 인덱스를 결정하는 단계, 구동 전류 설정점을 제공하는 단계, LED 스트링을 통해 구동 전류를 전달하는 단계, 구동 전류를 감지하여 피감지 구동 전류 신호를 발생시키는 단계, 및 피감지 구동 전류 신호와 구동 전류 설정점 사이의 차이에 응답하여 구동 전류를 제어하는 단계를 포함하는 LED 스트링을 위한 플럭스 제어 방법을 제공한다. 피감지 구동 전류 신호와 구동 전류 설정점 중 적어도 하나는 플럭스 빈 인덱스에 응답하여 스케일(scale)된다.
본 발명의 다른 한 양태는 LED 스트링을 위한 플럭스 빈 인덱스를 결정하는 수단, 구동 전류 설정점을 제공하는 수단, LED 스트링을 통해 구동 전류를 전달하는 수단, 구동 전류를 감지하여 피감지 구동 전류 신호를 발생시키는 수단, 피감지 구동 전류 신호와 구동 전류 설정점 사이의 차이에 응답하여 구동 전류를 제어하는 수단, 및 플럭스 빈 인덱스에 응답하여 피감지 구동 전류 신호와 구동 전류 설정점 중 적어도 하나를 스케일하는 수단을 포함하는 LED 스트링을 위한 플럭스 제어 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 한 양태는 LED 접속기를 갖고 피감지 구동 전류 신호에 응답하는 LED 드라이버, 및 제1 관련 컴포넌트(associated component)에 조작 가능하게 접속된 제1 LED 스트링을 갖는 제1 LED 어셈블리를 포함하는 조명 시스템을 제공한다. 제1 LED 어셈블리는 LED 접속기에 조작 가능하게 접속되고, 제1 관련 컴포넌트는 피감지 구동 전류 신호를 발생시킨다.
본 발명의 상기 및 기타의 특징 및 장점은 현재의 양호한 실시예에 대한 아래의 상세한 기술을 첨부된 도면과 관련하여 읽으면 더 명백해질 것이다. 상세한 기술 및 도면은 본 발명의 제한이라기보다는 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 범위는 부속된 특허청구의 범위 및 그 균등물에 의해 정의된다.
도 1은 본 발명에 따라 플럭스 보상이 이루어지는 LED 구동 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 2 내지 4는 본 발명에 따라 플럭스 보상이 이루어지는 LED 구동 회로의 실시예들을 위한 개략적 다이어그램이다.
도 5 및 6은 본 발명에 따라 제조되는 조명 시스템의 개략적 다이어그램이다.
도 1은 본 발명에 따라 플럭스 보상이 이루어지는 LED 구동 시스템의 블록 다이어그램이다. LED 드라이버는 특정한 LED 스트링의 플럭스 빈 인덱스에 따라 특정한 LED 스트링을 통한 구동 전류를 제어함으로써 LED 스트링들 사이의 제조 플럭스 변화들을 보상한다. LED 드라이버는 접속 점(connection point), 변경 가능한 컴포넌트(changeable component), 및/또는 데이터 접속부(data connection)와 같은 플럭스 인덱스 셀렉터에서의 정보로부터 적절한 플럭스 인덱스된 구동 전류를 결정한다.
LED 드라이버(20)는 전력 변환기(22), LED 접속기(24), 및 이득 블록(32)을 포함한다. 전력 변환기(22)는 이득 블록(32)으로부터의 이득 신호(34)에 응답하며 도 1에서 화살표로 나타낸 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 발생시킨다. LED 접속기(24)는 전력 변환기(22)에 조작 가능하게 접속되어 관련 플럭스 빈 인덱스를 갖는 LED 스트링(26)에 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 제공한다. 이득 블록(32)은 피감지 구동 전류 신호(38)와 구동 전류 설정점(28)을 비교하여 이득 신호(34)를 발생시킨다. 이득 블록(32)은 플럭스 인덱스 셀렉터(30)에 응답하여 관련 플럭스 빈 인덱스를 위한 이득 신호(34)를 조절한다.
LED 스트링(26)은 LED 접속기(24)의 양단에 접속된 하나 이상의 LED를 포함한다. LED 스트링(26)은 정해진 구동 전류에서의 LED 스트링(26)의 LED들을 위한 광 출력을 나타내는 관련 플럭스 빈 인덱스를 갖는다. 관련 플럭스 빈 인덱스는 LED 제조자로부터 얻어진 플럭스 빈 코드(flux bin code)이거나, 또는 실험적으로 결정될 수 있다. 전력 변환기(22)는 LED 스트링(26)에 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 제공할 수 있는 어떤 전력 변환기이든 될 수 있다.
도 1과 유사한 구성요소들이 유사한 인용 번호들을 공유하는 도 2 내지 4는 본 발명에 따라 플럭스 보상이 이루어지는 LED 구동 회로의 실시예들을 위한 개략적 다이어그램이다. 도 2의 실시예는 접속 점들을 플럭스 인덱스 셀렉터로서 이용하며, LED 스트링을 위한 임의의 접속 점이 이득 블록을 통한 피감지 구동 전류 신호를 조절한다. 도 3의 실시예는 변경 가능한 컴포넌트를 플럭스 인덱스 셀렉터로서 이용하며, 변경 가능한 컴포넌트를 위한 임의의 컴포넌트 값이 이득 블록을 통한 구동 전류 설정점을 조절한다. 도 4의 실시예는 데이터 접속부를 플럭스 인덱스 셀렉터로서 이용하며, 데이터 접속부에 의해 제공되고 LED 드라이버에 저장된 임의의 플럭스 데이터(flux data)가 플럭스 인덱스된 구동 전류를 결정한다.
도 2를 보면, 플럭스 인덱스 셀렉터(30)가 제1 접속 점(50) 및 제2 접속 점(52)을 포함한다. LED 접속기(24)는 상류 단자(upstream terminal)(54) 및 하류 단자(downstream terminal)(56)을 포함한다. 접속 점들 중 하나에 대한 하류 단자(56)의 접속은 피감지 구동 전류 신호(38)를 스케일함으로써 이득 블록(32)의 이득 신호를 조절한다.
이득 블록(32)은 제1 접속 점(50)과 제2 접속 점(52) 사이에 접속된 제1 저항기(58), 제2 접속 점(52)과 공통부(common) 사이에 접속된 제2 저항기(60), 제1 저항기(58)와 제2 저항기(60)를 가로질러 접속된 전류 피드백 증폭기(64), 전류 피드백 증폭기(64)의 네거티브 입력부와 출력부 사이에 접속된 제3 저항기(62), 및 전류 피드백 증폭기(64)의 출력부와 구동 전류 설정점(28)을 가로질러 접속된 오류 증폭기(66)를 포함한다. 오류 증폭기(66)의 출력부는 이득 신호(34)를 전력 변환기(22)에 제공한다. 플럭스 인덱스 셀렉터(30)와 전류 피드백 증폭기(64)의 출력 부 사이의 피감지 구동 전류 회로에서 피감지 구동 전류 신호(38)가 발생된다. 오류 증폭기(66)에 대한 입력부에서의 구동 전류 설정점 회로에서 구동 전류 설정점(28)이 발생된다.
조작과정에서, 사용자는 LED 스트링을 위한 플럭스 빈 인덱스를 결정하고, 하류 단자(56)을 플럭스 빈 인덱스에 대응하는 접속 점에 접속한다. 제1 플럭스 빈 인덱스를 예로 들자면, 사용자는 하류 단자(56)을 제1 플럭스 빈 인덱스에 대응하는 제1 접속 점(50)에 접속한다. 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)가 제1 저항기(58)와 제2 저항기(60)를 가로지르는 전압 강하에 의해 감지되어 피감지 구동 전류 전압(68)을 발생시킨다. 피감지 구동 전류 전압(68)은 전류 피드백 증폭기(64)에 의해 스케일되어 피감지 구동 전류 신호(38)를 발생시킨다. 오류 증폭기(66)가 피감지 구동 전류 신호(38)와 구동 전류 설정점(28)를 감지하고, 이득 신호(34)를 전력 변환기(22)에 제공하여 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 제어한다. 피감지 구동 전류 신호(38)는 제1 플럭스 빈 인덱스에 응답하여 스케일된다. 제2 플럭스 빈 인덱스를 예로 들자면, 사용자는 하류 단자(56)을 제2 플럭스 빈 인덱스에 대응하는 제2 접속 점(52)에 접속한다. 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)가 제2 저항기(60)를 가로지르는 전압 강하에 의해 감지되어 피감지 구동 전류 전압(68)을 발생시킨다. 피감지 구동 전류 전압(68)은 전류 피드백 증폭기(64)에 의해 스케일되어 피감지 구동 전류 신호(38)를 발생시킨다. 오류 증폭기(66)는 피감지 구동 전류 신호(38)와 구동 전류 설정점(28)을 비교하고, 이득 신호(34)를 전력 변환기(22)에 제공하여 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 제어한다. 피감지 구동 전류 신호(38)는 제2 플럭스 빈 인덱스에 응답하여 스케일된다.
당 기술분야에서 숙련된 자는 제1 저항기(58) 및 제2 저항기(60)를 포함하는 직렬 감지 저항기들이 원하는 바에 따라 추가적 저항기들 및 추가적 감지 저항기들 사이의 추가적 접속 점들로 연장되어 많은 플럭스 빈 인덱스들을 수용할 수 있음을 알 것이다.
도 2와 유사한 구성요소들이 유사한 인용 번호들을 공유하는 도 3을 보면, 플럭스 인덱스 셀렉터(30)가 컴포넌트 접속기(82)에 조작 가능하게 접속된 저항기 등과 같은 변경 가능한 컴포넌트(80)이다. 변경 가능한 컴포넌트(80)는 제1 저항기(86)와 병렬로 접속된다. 제1 저항기(86) 및 제2 저항기(84)는 기준 전압(Vref)과 공통부 사이에 직렬로 접속된다. 전압 분할기(voltage divider)(85)는 제1 저항기(86), 제2 저항기(84), 및 변경 가능한 컴포넌트(80)를 포함한다. 전압 분할기(85)는 제1 저항기(86)와 제2 저항기(84)의 접합부로부터 구동 전류 설정점(28)을 제공한다. 변경 가능한 컴포넌트(80)는 구동 전류 설정점(28)을 스케일함으로써 이득 블록(32)의 이득 신호를 조절한다.
이득 블록(32)은 기준 전압(Vref)과 공통부 사이에 직렬로 접속된 제1 저항기(86) 및 제2 저항기(84), LED 스트링(26)와 직렬이고 전류 피드백 증폭기(64)의 양단에 접속된 제3 저항기(88), 및 전류 피드백 증폭기(64)의 출력부 및 제1 저항기(86)와 제2 저항기(84)의 접합부에 접속된 오류 증폭기(66)를 포함한다. 오류 증폭기(66)의 출력부는 이득 신호(34)를 전력 변환기(22)에 제공한다. 피감지 구동 전류 신호(38)는 제3 저항기(88)와 전류 피드백 증폭기(64)의 출력부 사이의 피 감지 구동 전류 회로에서 발생된다. 구동 전류 설정점(28)은 플럭스 인덱스 셀렉터(30)와 오류 증폭기(66)의 입력부 사이의 구동 전류 설정점 회로에서 발생된다.
조작과정에서, 사용자는 LED 스트링(26)을 위한 플럭스 빈 인덱스를 결정하고, 플럭스 빈 인덱스에 대응하는 컴포넌트 값에 대응하는 변경 가능한 컴포넌트(80)를 선택하며, 컴포넌트 접속기(82)에서 변경 가능한 컴포넌트(80)를 접속한다. 이 예에서의 변경 가능한 컴포넌트(80)는 저항기이다. 제1 저항기(86)와 병렬로 접속된 변경 가능한 컴포넌트(80)는 제2 저항기(84)와 제1 저항기(86)의 접합부와 공통부 사이의 전압 분할기(85)의 저항을 낮춰서, 구동 전류 설정점(28)을 감소시킨다. 이것은 구동 전류 설정점(28)와 피감지 구동 전류 신호(38) 사이의 차이를 유발하므로, 전력 변환기(22)가 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 감소시켜 피감지 구동 전류 신호(38)를 감소시키고 시스템이 평형을 이룬다. 구동 전류 설정점(28)은 플럭스 빈 인덱스에 응답하여 스케일된다.
당 기술분야에서 숙련된 자는 변경 가능한 컴포넌트(80)가 저항기로 제한되는 것이 아님을 알 것이다. 변경 가능한 컴포넌트(80)는 수동적 또는 능동적 회로일 수 있고, 저항기, 온도 보상 저항기, 커패시터(capacitor), 인덕터(inductor) 등과 같은 하나 이상의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 원한다면, 포지티브 또는 네거티브 온도 보상 저항기들이 이용되어 작동 온도 변화에 따른 구동 전류 요구조건들에서의 변화를 보상할 수 있다. 또한, 변경 가능한 컴포넌트(80)의 설치는 도 3에 예시된 예로 제한되지 않으며 구동 전류 설정점(28)을 스케일하는 것으로 제한되지 않는다. 대안적 실시예들에서는, 변경 가능한 컴포넌트(80)가 제3 저항 기(88)와 직렬 또는 병렬로 접속되어 피감지 구동 전류 신호(38)를 스케일할 수 있다. 다른 대안적 실시예들에서는, 변경 가능한 컴포넌트(80)가 기준 전압(Vref)과 오류 증폭기(66)에 대한 입력부 사이에 접속되어 구동 전류 설정점(28)을 스케일할 수 있다.
도 4를 보면, 플럭스 인덱스 셀렉터(30)는 LED 드라이버(20)에 저장된 플럭스 데이터를 제공하는 데이터 접속부(100)이다. 데이터 접속부(100)는 메모리(106)를 갖는 마이크로프로세서(104)에 조작 가능하게 접속되며 플럭스 데이터를 갖는 데이터 신호(102)를 마이크로프로세서(104)에 제공한다. 마이크로프로세서(104)는 피감지 구동 전류 신호(38)를 수신하고 이득 신호(34)를 전력 변환기(22)에 제공한다. LED 스트링(26)은 LED 접속기(24)에 접속되어 전력 변환기(22)로부터 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 수신한다.
조작과정에서, 도 4의 예에서의 LED 드라이버(20)는 도 2 및 3에서 기술된 실시예들과 매우 흡사한 기능을 하지만, 마이크로프로세서(104)가 이득 블록으로서 작용하여 별도의 컴포넌트들이 아니라 마이크로프로세서에서 값을 비교하고 스케일한다. 구동 전류 설정점은 그 차이에 응답하여 마이크로프로세서(104)에 의해 발생된 이득 신호(34) 및 피감지 구동 전류 신호(38)에 비교되어 전력 변환기(22)로부터의 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 제어한다. 플럭스 데이터를 포함하는 데이터 신호(102)가 제조시에 LED 드라이버(20)에 제공되거나 및/또는 LED 드라이버(20)가 설치된 후, 전력선들을 통한 전송, 무선 접속 등에 의해 제공될 수 있다.
플럭스 데이터는 구동 전류 설정점, 특정한 LED 스트링(26)의 플럭스 빈 인 덱스에 대응하는 구동 전류 설정점을 위한 스케일링 팩터(scaling factor), 특정한 LED 스트링(26)의 플럭스 빈 인덱스에 대응하는 피감지 구동 전류 신호(38)를 위한 스케일링 팩터 및/또는 특정한 LED 스트링(26)의 플럭스 빈 인덱스를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 플럭스 데이터는 특정한 LED 스트링(26)의 플럭스 빈 인덱스를 위한 구동 전류 설정점인 구동 전류 설정점을 포함한다. 다른 한 실시예에서는, 구동 전류 설정점이 메모리(106)에 저장된 상수이고, 플럭스 데이터는 특정한 LED 스트링(26)의 플럭스 빈 인덱스에 대응하는 구동 전류 설정점 스케일링 팩터를 포함한다. 또다른 한 실시예에서는, 플럭스 데이터가 특정한 LED 스트링(26)의 플럭스 빈 인덱스에 대응하는 피감지 구동 전류 신호 스케일링 팩터를 포함한다. 또다른 한 실시예에서는, 플럭스 데이터가 특정한 LED 스트링(26)의 플럭스 빈 인덱스를 포함한다. 메모리는 플럭스 빈 인덱스를 구동 전류 설정점 및/또는 피감지 구동 전류 신호(38)를 위한 스케일링 팩터들로 변환하기 위한 함수 또는 표를 포함한다. 당 기술분야에서 숙련된 자는 다양한 설정점, 스케일링 팩터, 함수, 및 표가 원한다면 데이터 접속부(100)를 통해 새로운 값들을 다운로드함으로써 메모리(106)에서 변경될 수 있음을 알것이다.
도 1과 유사한 구성요소들이 유사한 인용 번호들을 공유하는 도 5 및 6은 본 발명에 따라 제조되는 조명 시스템의 개략적 다이어그램이다. 도 5는 단일의 LED 어셈블리를 포함하고, 도 6은 병렬 LED 어셈블리들을 포함한다. 이 실시예에서는, 각각의 LED 어셈블리가 LED 스트링 및 관련 컴포넌트를 포함한다.
도 5를 보면, LED 드라이버(20)는 LED 접속기(24)를 통해 LED 어셈블리(110) 에 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 제공한다. LED 어셈블리(110)는 하나 이상의 LED 및 관련 컴포넌트(112)를 갖는 LED 스트링(26)을 포함하며, 관련 컴포넌트(112)는 LED 스트링(26)에 조작 가능하게 접속되고 피감지 구동 전류 신호(38)를 LED 드라이버(20)에 제공한다. LED 스트링(26)은 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)가 LED 스트링(26)에 입력되는 고전압단(high voltage end) 및 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)가 LED 스트링(26)에 입력되는 저전압단(low voltage end)을 갖는다. LED 드라이버(20)는 피감지 구동 전류 신호(38)에 응답하여 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 조절한다. 관련 컴포넌트(112)의 컴포넌트 값은 LED 스트링(26)의 플럭스 빈 인덱스에 대응하게 선택될 수 있다. 이 예에서는, 관련 컴포넌트(112)가 저항기이다. 관련 컴포넌트(112)는 LED 어셈블리(110) 및/또는 LED 스트링(26)에 합체될 수 있다.
도 6을 보면, LED 접속기(142)를 LED 접속기(24)에 접속함으로써 제2 LED 어셈블리(130)가 LED 어셈블리(110)와 병렬로 접속될 수 있다. 제2 LED 어셈블리(130)는 하나 이상의 LED 및 관련 컴포넌트(134)를 갖는 LED 스트링(26)을 포함하며, 관련 컴포넌트(134)는 LED 스트링(132)에 조작 가능하게 접속되고 관련 컴포넌트(112)와 조작 가능하게 접속되어 피감지 구동 전류 신호(38)를 LED 드라이버(20)에 제공한다. 이 예에서는, 관련 컴포넌트(134)가 저항기이다. 제2 LED 어셈블리(130)는 LED 어셈블리(110)와 상이한 전류 요구조건들을 가질 수 있지만, 통상적으로 동일한 전압 요구조건을 갖는다.
조작과정에서, 병렬 LED 어셈블리들을 위한 관련 컴포넌트들을 병렬화하면 피감지 구동 전류 신호(38)를 스케일하여 적절한 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 생성한다. 예를 들어, LED 접속기를 가로질러 100V의 전압이 가해지는 관련 컴포넌트들에 대해 100Ω의 저항 값을 가정하자. 도 5에 예시된 바와 같이 단일의 LED 어셈블리인 경우, 피감지 구동 전류 신호(38)는 100V/100Ω 또는 1A의 구동 전류에 대응한다. 도 6에 예시된 바와 같이 병렬 LED 어셈블리들인 경우, 피감지 구동 전류 신호(38)는 단일의 LED 어셈블리인 경우의 2배인 100V/(50)Ω 또는 2A의 구동 전류에 대응한다. 관련 컴포넌트들의 저항 값은 같을 필요가 없으며 상이한 구동 전류 요구조건들에 따라 LED 어셈블리별로 다를 수 있다. LED 접속기를 가로질러 100V의 전압이 가해지는 앞서의 예를 계속하자면, 0.5A를 요구하고 200Ω인 관련 컴포넌트 저항 값을 갖는 하나의 LED 어셈블리의 경우, 및 0.1A를 요구하고 1000Ω인 관련 컴포넌트 저항 값을 갖는 3개의 LED 어셈블리의 경우, 피감지 구동 전류 신호(38)는 100V/125Ω 또는 0.8A의 구동 전류 대응한다.
당 기술분야에서 숙련된 자는 도 5 및 6의 예에 대해 수많은 유용한 변화들이 이루어질 수 있음을 알 것이다. 한 실시예에서, 관련 컴포넌트들은 수동적 또는 능동적 회로일 수 있으며, 저항기, 온도 보상 저항기, 커패시터, 인덕터 등과 같은 하나 이상의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 인덕터인 경우, LED 드라이버(20)는 인덕터를 탐지하기 위해 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)에 고주파 신호를 올려놓을 수 있다. 저항기인 경우에, 저항기들은 원하는 대로 작동 온도 변화에 따른 구동 전류 요구조건들에서의 변화를 보상하기 위해 포지티브 또는 네거티브 온도 보상 저항기일 수 있다. 또한, 관련 컴포넌트들의 설치는 예시된 예로 제한 되지 않는다. 관련 컴포넌트들은 LED 스트링의 하이 사이드(high side)에 접속되거나 또는 LED 스트링과 병렬로 접속될 수 있다. 병렬 접속인 관련 컴포넌트로서의 저항기인 경우, LED 드라이버(20)는 저항기 값을 탐지하기 위해, 회로에 전압이 가해질 때, 주기적으로 또는 일정하게 작은 역전압(reverse voltage)을 가할 수 있다. 한 실시예에서, 관련 컴포넌트는 관련 LED 스트링의 고장을 탐지하고 LED 드라이버(20)가 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 차단하게 하여 남아 있는 양호한 LED 어셈블리들의 손상을 회피할 수 있다. 다른 한 실시예에서는, 동일한 정격 전류 요구조건들을 갖는 LED 어셈블리들이 직렬로 접속되고, LED 어셈블리들 중 하나의 관련 컴포넌트가 LED 드라이버(20)에 접속되어 피감지 구동 전류 신호(38)를 제공한다. 단일의 관련 컴포넌트가 직렬 LED 어셈블리들의 전부를 위한 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 제어한다.
여기에 기재된 본 발명의 실시예들은 현재 양호한 것으로 간주되지만, 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변화 및 수정이 이루어질 수 있다. 당 기술분야에서 숙련된 자는 도 1 내지 6에 대해 기술된 실시예들은 예시적인 것이고 특정한 응용분야들을 위해 원하는 대로 대안적 회로들이 이용될 수 있음을 알 것이다. 본 발명의 범위는 부속된 특허청구의 범위에 표시되어 있고, 균등물의 의미 및 범위 내에 드는 모든 변화들이 거기에 포함될 것을 의도한다.

Claims (24)

  1. 관련 플럭스 빈 인덱스를 갖는 LED 스트링을 위한 드라이버에 있어서,
    전력 변환기(22) - 상기 전력 변환기(22)는 이득 신호(34)에 응답하고 플럭스 인덱스된 구동 전류(36)를 발생시킴 -,
    LED 접속기(24) - 상기 LED 접속기(24)는 상기 전력 변환기(22)에 조작 가능하게 접속되며 상기 LED 스트링(26)를 수용하도록 조작할 수 있음 -, 및
    이득 블록(32) - 상기 이득 블록(32)은 피감지 구동 전류 신호(38)와 구동 전류 설정점(28)을 비교하여 상기 이득 신호(34)를 발생시킴 - 을 포함하고,
    상기 이득 블록(32)이 플럭스 인덱스 셀렉터(30)에 응답하여 상기 관련 플럭스 빈 인덱스를 위한 상기 이득 신호(34)를 조절하는 드라이버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플럭스 인덱스 셀렉터(30)가 다수의 접속 점들을 포함하고, 상기 접속 점들의 각각은 대응 플럭스 빈 인덱스를 가지며, 상기 접속 점들 중 하나에 대한 상기 LED 접속기(24)의 접속이 상기 대응 플럭스 빈 인덱스를 위한 상기 피감지 구동 전류 신호(38)를 조절하는 드라이버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플럭스 인덱스 셀렉터(30)가 변경 가능한 컴포넌트(80)를 포함하고, 상 기 변경 가능한 컴포넌트(80)는 대응 플럭스 빈 인덱스를 가지며, 상기 변경 가능한 컴포넌트(80)의 선택이 상기 대응 플럭스 빈 인덱스를 위한 상기 피감지 구동 전류 신호(38)를 조절하는 드라이버.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변경 가능한 컴포넌트(80)가 저항기, 온도 보상 저항기, 커패시터, 및 인덕터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 드라이버.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플럭스 인덱스 셀렉터(30)가 데이터 접속부(100)를 포함하고, 상기 이득 블록(32)이 마이크로프로세서(104)를 포함하는 드라이버.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 데이터 접속부(100)가 상기 마이크로프로세서(104)에 플럭스 데이터를 제공하고, 상기 플럭스 데이터는 상기 구동 전류 설정점, 제1 대응 플럭스 빈 인덱스를 갖는 구동 전류 설정점 스케일링 팩터, 제2 대응 플럭스 빈 인덱스를 갖는 피감지 구동 전류 신호 스케일링 팩터, 및 상기 관련 플럭스 빈 인덱스로 이루어진 그룹으로부터 선택된 드라이버.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(104)가 상기 플럭스 데이터를 저장하기 위한 메모리(106)를 갖는 드라이버.
  8. 제1항에 있어서,
    플럭스 인덱스 셀렉터(30)가 관련 컴포넌트(112)를 포함하고, 상기 관련 컴포넌트(112)는 상기 LED 스트링(26)에 합체된 드라이버.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 관련 컴포넌트(112)가 저항기, 온도 보상 저항기, 커패시터, 및 인덕터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 드라이버.
  10. 제1항에 있어서,
    플럭스 인덱스 셀렉터(30)가 병렬로 조작 가능하게 접속된 다수의 관련 컴포넌트(112)들을 포함하고, 상기 다수의 관련 컴포넌트(112)들의 각각이 다수의 LED 스트링들 중 하나와 관련되는 드라이버.
  11. LED 스트링을 위한 플럭스 제어 방법에 있어서,
    상기 LED 스트링을 위한 플럭스 빈 인덱스를 결정하는 단계,
    구동 전류 설정점을 제공하는 단계,
    상기 LED 스트링를 통해 구동 전류를 전달하는 단계,
    상기 구동 전류를 감지하여 피감지 구동 전류 신호를 발생시키는 단계, 및
    상기 피감지 구동 전류 신호와 상기 구동 전류 설정점 사이의 차이에 응답하여 상기 구동 전류를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 피감지 구동 전류 신호와 상기 구동 전류 설정점 중 적어도 하나가 상기 플럭스 빈 인덱스에 응답하여 스케일되는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 피감지 구동 전류가,
    다수의 접속 점들을 제공하는 단계 - 상기 접속 점들의 각각은 대응 플럭스 빈 인덱스를 가짐 -, 및
    상기 LED 스트링을 위해 결정된 상기 플럭스 빈 인덱스에 대응하는 상기 접속 점에 상기 LED 스트링을 접속하는 단계에 의해 스케일되는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 피감지 구동 전류 신호는 피감지 구동 전류 회로에서 발생되고, 상기 피감지 구동 전류 신호는 상기 피감지 구동 전류 회로의 임피던스를 조절함으로써 스케일되는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 구동 전류 설정점은 구동 전류 설정점 회로에서 발생되고, 상기 구동 전류 설정점은 상기 구동 전류 설정점 회로의 임피던스를 조절함으로써 스케일되는 방법.
  15. LED 스트링을 위한 플럭스 제어 시스템에 있어서,
    상기 LED 스트링을 위한 플럭스 빈 인덱스를 결정하기 위한 수단,
    구동 전류 설정점을 제공하기 위한 수단,
    상기 LED 스트링을 통해 구동 전류를 전달하기 위한 수단,
    상기 구동 전류를 감지하여 피감지 구동 전류 신호를 발생시키기 위한 수단,
    상기 피감지 구동 전류 신호와 상기 구동 전류 설정점 사이의 차이에 응답하여 상기 구동 전류를 제어하기 위한 수단, 및
    상기 플럭스 빈 인덱스에 응답하여 상기 피감지 구동 전류 신호와 상기 구동 전류 설정점 중 수단 적어도 하나를 스케일하기 위한 수단을 포함하는 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 스케일하기 위한 수단이 LED 스트링들을 접속하기 위한 다수의 수단을 포함하고, 상기 접속하기 위한 수단의 각각이 대응 플럭스 빈 인덱스를 갖는 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 스케일하기 위한 수단이 상기 제공하기 위한 수단의 임피던스를 조절하 기 위한 수단 및 상기 감지하기 위한 수단의 임피던스를 조절하기 위한 수단으로 이루어진 그룹에서 선택된 수단을 포함하는 시스템.
  18. 조명 시스템에 있어서,
    LED 드라이버(20) - 상기 LED 드라이버(20)는 LED 접속기(24)를 가지며 피감지 구동 전류 신호(38)에 응답함 -, 및
    제1 LED 어셈블리(110) - 상기 제1 LED 어셈블리(110)는 제1 관련 컴포넌트(112)에 조작 가능하게 접속된 제1 LED 스트링(26)을 가짐 - 를 포함하고,
    상기 제1 LED 어셈블리(110)는 상기 LED 접속기(24)에 조작 가능하게 접속되며, 상기 제1 관련 컴포넌트(112)는 상기 피감지 구동 전류 신호(38)를 발생시키는 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 LED 스트링(132)은 고전압단 및 a 저전압단을 가지며, 및 상기 제1 관련 컴포넌트(112)는 상기 고전압단과의 직렬 접속, 상기 저전압단과의 직렬 접속, 및 상기 고전압단과 상기 저전압단 사이의 병렬 접속으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방식으로 상기 제1 LED 스트링(26)에 조작 가능하게 접속되는 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    제2 LED 어셈블리(130) - 상기 제2 LED 어셈블리(130)는 제2 관련 컴포넌 트(134)에 조작 가능하게 접속된 제2 LED 스트링(132을 가짐 - 를 더 포함하며,
    상기 제2 LED 어셈블리(130)는 상기 제1 LED 어셈블리(110)에 병렬로 조작 가능하게 접속되며, 상기 제2 관련 컴포넌트(134)는 상기 제1 관련 컴포넌트(112)에 병렬로 조작 가능하게 접속된 시스템.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 제1 관련 컴포넌트(112)가 저항기, 온도 보상 저항기, 커패시터, 및 인덕터로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 시스템.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 제1 관련 컴포넌트(112)는 상기 제1 LED 스트링(132)에 병렬로 조작 가능하게 접속된 저항기이고, 상기 LED 드라이버(20)는 상기 제1 관련 컴포넌트(112)에 역전압을 가하도록 조작할 수 있는 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 LED 드라이버(20)가 상기 LED 드라이버(20)에 전압이 가해지는 때 및 주기적인 때로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 한 때에 역전압을 가하도록 조작할 수 있는 시스템.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 제1 관련 컴포넌트(112)가 상기 제1 LED 스트링(132)의 고장시에 상기 LED 드라이버(20)를 차단하도록 조작할 수 있는 시스템.
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