KR20100120151A

KR20100120151A - 적어도 하나의 ｌｅｄ에 전류를 제공하기 위한 벅 컨버터 및 방법

Info

Publication number: KR20100120151A
Application number: KR1020107018140A
Authority: KR
Inventors: 베른트 루돌프
Original assignee: 오스람 게젤샤프트 미트 베쉬랭크터 하프퉁
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2010-11-12
Also published as: TW200935973A; EP2232950B1; TWI466590B; US8207684B2; US20110050130A1; CN101919307A; EP2232950A1; WO2009089912A1; CN101919307B

Abstract

본 발명은 DC 전압원(V1)을 접속하기 위한 제 1 입력 단자(E1) 및 제 2 입력 단자(E2)를 가진 입력부; 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)를 접속하기 위한 제 1 출력 단자(A1) 및 제 2 출력 단자(A2)를 가진 출력부; 및 벅 다이오드(D1), 벅 쓰로틀(buck throttle)(L1), 그리고 제어 전극, 작동 전극 및 기준 전극을 가진 벅 메인 스위치(Q2)를 포함하는 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 전류를 제공하기 위한 벅 컨버터에 관한 것으로서, 상기 벅 다이오드(D1) 및 상기 벅 메인 스위치(Q2)는 상기 제 1 입력 단자(E1)와 상기 제 2 입력 단자(E2) 사이에 직렬로 결합되고, 상기 벅 쓰로틀(L1)은 상기 벅 다이오드(D1)와 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 대한 접속점, 및 상기 제 1 출력 단자(A1) 사이에 결합되며, 상기 벅 컨버터는 또한 상기 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 제공된 상기 전류(I_LED)와 상관된 제 1 전압(U_R3)이 공급되는 제 1 보조 스위치(Q4); 및 상기 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 제공된 상기 전류와 상관된 제 2 전압(U_R2)이 공급되는 제 2 보조 스위치(Q5)를 포함하고, 상기 제 1 보조 스위치(Q4) 및 상기 제 2 보조 스위치(Q5)는 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 대한 셧-오프 순간의 상기 제 1 전압에 의해 확립되고 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 대한 시동 순간이 상기 제 2 전압에 의해 확립되도록 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 결합된다. 부가하여, 본 발명은 벅 컨버터를 사용하여 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 전류를 제공하기 위한 대응 방법에 관한 것이다.

Description

적어도 하나의 ＬＥＤ에 전류를 제공하기 위한 벅 컨버터 및 방법 {BUCK CONVERTER AND METHOD FOR PROVIDING A CURRENT FOR AT LEAST ONE LED}

본 발명은 DC 전압원을 접속하기 위한 제 1 입력 접속부 및 제 2 입력 접속부를 갖는 입력부, 적어도 하나의 LED를 접속하기 위한 제 1 출력 접속부 및 제 2 출력 접속부를 갖는 출력부, 그리고 벅 다이오드(Buck diode), 벅 인덕터, 및 제어 전극, 작동 전극 및 기준 전극을 갖는 벅 메인 스위치를 포함하는 적어도 하나의 LED에 전류를 제공하기 위한 벅 컨버터에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은 벅 컨버터를 사용하여 적어도 하나의 LED에 전류를 제공하기 위한 적절한 방법에 관한 것이다.

LED가 일반 조명의 폭넓은 분야들로 진출함으로써, 이러한 컴포넌트들에 대한 간단하고 저렴한 전원 회로들에 대한 필요성이 크게 존재한다. 이제는 그러한 수요들을 위해 설계된 특히 다수의 집적 회로들이 존재한다. 단지 예의 방식으로, National사로부터의 LM3402 칩들 및 Linear Technology사로부터의 LT3474 칩이 이러한 맥락에서 언급될 수 있다. 그러나, 그러한 집적 회로들은 종종 대량생산품들에 사용하기에 너무 값비싸다. 따라서, 적어도 하나의 LED에 대해 가능한, 가장 저렴한 전원 회로에 대한 필요성이 존재한다.

따라서 본 발명의 목적은 적어도 하나의 LED에 대해 가능한, 가장 저렴한 전원 회로로서 사용될 수 있도록 하는 도입부에서 언급된 벅 컨버터(Buck converter)를 개발하는 것에 있다. 부가하여, 본 발명의 목적은 벅 컨버터를 사용하여 적어도 하나의 LED에 전류를 제공하기 위한 적합한 방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적들은 청구범위 제1항의 특징들을 갖는 벅 컨버터 및 청구범위 제17항의 특징들을 갖는 벅 컨버터를 사용하여 적어도 하나의 LED에 전류를 제공하기 위한 방법에 의해 달성된다.

본 발명은 벅 컨버터가 적어도 하나의 LED에 대해 제공될 전류에 대한 2-포지션 제어기로서 설계될 때 상기 목적들이 달성될 수 있다는 통찰력에 기초한다. 특히, 벅 컨버터는 각각의 경우에 단지 작은-신호 바이폴라 트랜지스터의 베이스/에미터 순방향 전압에 의해서만 벅 메인 스위치의 스위치-온 및 스위치-오프 시간들을 결정하는 것이 가능해지도록 설계되어야 한다. 이것은 적어도 하나의 LED를 통과하는 전류의 최대값 및 최소값의 조정을 허용하고, 그리하여 상기 전류의 평균(mean) 값 및 리플의 조정을 허용한다. 저전압 DC 전압원으로부터의 본 발명에 따른 벅 컨버터의 선호되는 동작에 기초하여, 벅 컨버터는 연속 모드로 동작할 수 있고, 즉, 적어도 하나의 LED에 대해 제공된 전류의 최소값은 제로와 같지 않다.

특히 저렴한 방식으로서, 요구되는 임의의 추가 능동 스위치(active switch)들은 마찬가지로 바이폴라 트랜지스터들의 형태이다.

본 발명에 따른 구현예에서, 제 1 보조 스위치는 적어도 하나의 LED에 대해 제공된 전류의 최대값을 적절히 규정하고, 제 2 보조 스위치는 상기 전류의 최소값을 규정한다.

이러한 조치들은 극도로 간단하고 저렴한 전원 회로가 적어도 하나의 LED에대해 구현될 수 있게 한다. 전자 스위치들에 바이폴라 트랜지스터들을 사용하는 것은 집적 회로를 사용한 구현을 위한 대응하는 비교 변수들 미만의 구현 비용들 및 공간 요구조건을 야기한다.

비록 본 발명은 이하에서 저전압 DC 전압원, 예를 들어, 배터리로부터의 공급의 예를 사용하여 예시되었지만, 적어도 정류기 출력부에 병렬로 결합된 트랜지스터들이 고정-전압 트랜지스터들에 의해 구현됨을 조건으로, 본 발명은 업스트림에 적절한 정류 엘리먼트를 접속함으로써 범용 AC 전원 전압(mains voltage)(100 내지 230 V)로부터 쉽게 공급될 수 있다.

하나의 바람직한 실시예에 따라, 제 1 전압 및 제 2 전압은 벅 컨버터의 프리휠링 위상(freewheeling phase)에서 제 1 보조 스위치가 제 2 보조 스위치 이전에 비전도 상태로 변화하도록 디멘셔닝(dimensioning)된다. 이것은 제 1 전압 및 제 2 전압 양자 모두가 양쪽 모두 동일한 전류를 운반하는 넌리액턴스 저항기(nonreactive resistor)들로부터 탭 오프될 기회를 제공한다. 그에 의해 보조 스위치가 비전도 상태로 변화하는 시간은 관련 전압이 탭 오프되는 연관된 넌리액턴스 저항기를 디멘셔닝함으로써 특히 단순한 방식으로 조정될 수 있다.

바람직하게, 제 1 보조 스위치 및 제 2 보조 스위치는 각각 제어 전극, 기준 전극 및 작동 전극을 갖고, 여기서 제 1 전압 및 제 2 전압은 각각의 보조 스위치의 제어 전극 및 기준 전극 사이에 결합되며, 벅 컨버터의 프리휠링 위상에서, 제 2 전압은 제 1 전압보다 더 크다.

하나의 바람직한 실시예에 따라, 벅 컨버터는 또한 제 1 분로 저항기(shunt resistor) 및 제 2 분로 저항기를 포함하고, 제 1 분로 저항기 양단의 전압 강하는 제 1 전압이고, 제 2 분로 저항기 양단의 전압 강하는 제 2 전압이다. 이미 언급한 바와 같이, 분로 저항기들의 간단한 디멘셔닝은 벅 메인 스위치가 스위치 온 및 오프되는 때의 규정을 허용한다. 그 결과, 적어도 하나의 LED에 대해 제공된 전류의 최대값 및 최소값은 간단한 방식으로 규정된다.

바람직하게, 제 1 분로 저항기는 벅 컨버터의 충전 위상에서 적어도 하나의 LED에 대해 제공된 전류를 운반하도록 배열된다. 벅 컨버터의 충전 위상에서, 벅 다이오드를 포함하는 분기에서 흐르는 전류가 여전히 존재하지 않기 때문에, 그러한 제 1 분로 저항기의 배열은 적어도 하나의 LED에 대해 제공된 전류의 최대값의 조정을 허용한다.

이러한 경우에, 제 1 분로 저항기는 바람직하게 제 2 출력 접속부 및 기준 전위 사이에 결합된다. 그 결과, 제 1 전압은 기준 전위를 참조하고, 제 1 보조 트랜지스터의 기준 전극이 마찬가지로 기준 전위에 결합됨을 조건으로 제 1 보조 트랜지스터로의 특히 간단한 결합을 허용한다.

바람직하게, 제 2 분로 저항기는 벅 컨버터의 프리휠링 위상에서 적어도 하나의 LED에 대해 제공된 전류를 운반하나 벅 컨버터의 충전 위상에서는 그렇지 않도록 배열된다. 이것은 특히 벅 컨버터의 프리휠링 위상에서의 2개의 분로 저항기들 양단의 전압 강하들이 서로 링크되게 한다. 따라서 벅 컨버터의 충전 위상을 종료시킬 목적을 위한 제 1 보조 스위치의 활성화는 제 2 전압에 의해 영향받지 않는다.

바람직하게, 제 2 분로 저항기는 벅 다이오드와 기준 전위 사이에 결합된다. 이러한 경우에 역시, 만약 제 2 보조 트랜지스터가 마찬가지로 기준 전위에 결합되는 경우, 제 2 전압이 상기 제 2 보조 트랜지스터에 특히 용이하게 결합될 수 있다는 이점이 생긴다.

제 1 전압 및 제 2 전압이 관련된 분로 저항기들로부터 직접 탭 오프될 수 있고 관련된 보조 스위치들에 결합될 수 있도록, 제 1 분로 저항기는 바람직하게 제 2 분로 저항기보다 더 작다. 이것은 제 1 분로 저항기와 제 2 분로 저항기 양자 모두 동일 전류를 운반할 수 있고 그럼에도 불구하고 제 2 전압이 벅 컨버터의 프리휠링 위상에서 제 1 전압보다 더 크다는 보장이 존재함을 의미한다.

한 가지 특히 저렴한 구현예에서, 적어도 제 1 보조 스위치 및 제 2 보조 스위치는 바이폴라 트랜지스터들의 형태를 갖고, 제 1 분로 저항기 양단의 전압 강하는 베이스/에미터 전압으로서 제 1 보조 스위치에 결합되고, 제 2 분로 저항기 양단의 전압 강하는 에미터/베이스 전압으로서 제 2 보조 스위치에 결합된다.

하나의 바람직한 개선예에 따라, 벅 컨버터는 제어 전극, 작동 전극 및 기준 전극을 갖는 제 3 보조 스위치를 포함하고, 제 3 보조 스위치의 기준 전극은 기준 전위에 결합되며, 제 3 보조 스위치의 작동 전극은 벅 메인 스위치의 제어 전극에 결합되며, 제 3 보조 스위치의 제어 전극은 제 1 보조 스위치 및 제 2 보조 스위치에 결합된다. 이러한 조치의 결과로서, 제 1 보조 스위치 및 제 2 보조 스위치는 제 3 보조 스위치를 병렬로 작동시키고, 상기 제 3 보조 스위치는 차례로 벅 메인 스위치를 제어한다. 이러한 경우에, 제 1 보조 스위치 및 제 2 보조 스위치가 각각 제어 전극, 작동 전극 및 기준 전극을 갖는다면 특히 바람직하고, 제 1 보조 스위치의 작동 전극-기준 전극 경로 및 제 2 보조 스위치의 작동 전극-제어 전극 경로는 제 3 보조 스위치의 제어 경로, 즉, 제 3 보조 스위치의 제어 전극-기준 전극 경로에 병렬로 결합된다. 이것은 제 1 보조 스위치가 에미터 회로로서 동작하고 제 2 보조 스위치가 베이스 회로로서 동작할 기회를 제공한다. 이러한 경우에, 제 1 보조 스위치의 기준 전극 및 제어 전극은 그들 사이에 결합된 제 1 분로 저항기 양단의 전압 강하를 갖고, 제 2 보조 스위치의 제어 전극 및 기준 전극은 그들 사이에 결합된 제 2 분로 저항기 양단의 전압 강하를 갖는다.

특히 바람직하게, 제 3 보조 스위치의 제어 전극은 넌리액턴스 저항기를 경유하여 제 1 입력 접속부에 결합된다. 이것은 DC 공급 전압이 벅 컨버터의 입력부에 인가될 때, 본 발명에 따른 벅 컨버터가 시동될 수 있게 하기 위하여, 제 3 보조 스위치가 벅 메인 스위치를 스위치 온시킴을 보장한다.

바람직하게, 제 3 보조 스위치의 제어 전극 및 기준 전극은 이들 사이에 결합된 커패시터를 갖는다. 이것은 도전 상태들이 제 1 보조 스위치로부터 제 3 보조 스위치로 변화할 때 제 3 보조 스위치의 베이스 전위를 낮게 유지하기 위해 사용되어(벅 다이오드의, 제 1 보조 스위치의, 그리고 제 2 보조 스위치의 스위칭 시간들의 영향), 그 결과 제 3 보조 스위치가, 그리고 그에 따라 벅 메인 스위치가 목적하는 최소 전류로의 벅 인덕터의 탈자화 동안에 안전하게 오프 상태로 남아있게 된다.

마지막으로, 벅 메인 스위치의 제어 전극이 넌리액턴스 저항기를 경유하여 제 1 입력 접속부에 결합된다면 바람직하다. 이것은 벅 메인 스위치가 바이폴라 트랜지스터의 형태를 가짐을 조건으로, 벅 메인 스위치의 베이스의 클리어런스(clearance)를 가속시킨다.

추가의 바람직한 실시예들은 종속항들에서 발견될 수 있다.

본 발명에 따른 벅 컨버터를 참조하여 제시된 바람직한 실시예들 및 상기 실시예들의 이점들은 적용가능한 경우 대응하는 방식으로 본 발명에 따른 방법에 대해 유효하다.

본 발명에 따른 벅 컨버터의 예시적인 실시예가 이제 첨부 도면을 참조하여 이하에서 더 상세히 기술될 것이고, 도 1은 본 발명에 따른 컨버터의 예시적인 실시예의 개략적인 도시를 보여준다.

도 1은 본 발명에 따른 벅 컨버터의 예시적인 실시예에 대한 개략적인 도면을 보여준다. 이것은 제 1 입력 접속부(E1) 및 제 2 입력 접속부(E2)를 가진 입력부를 갖고, 제 1 입력 접속부(E1) 및 제 2 입력 접속부(E2) 사이에 본 경우에서 9V에 있는 저전압 DC 전압원(V1)이 결합된다. 입력 접속부(E2)는 기준 전위에 결합된다. 제 1 입력 접속부(E1) 및 제 2 입력 접속부(E2)는 벅 메인 스위치(Q2), 벅 다이오드(D1), 및 이들 사이에 결합된 넌리액턴스 저항기(R2)를 포함하는 직렬 회로를 갖는다. 한편으로, 벅 메인 스위치(Q2) 및 벅 다이오드(D1)에 대한 접속점, 및 제 1 출력 접속부(A1)는 이들 사이에 결합된 벅 인덕터(L1)를 갖는다. 상기 출력 접속부(A1) 및 제 2 출력 접속부(A2)는 LED를 갖고, LED는 회로도에서 제 1 출력 접속부(A1) 및 제 2 출력 접속부(A2) 사이에 결합된 D2, D3, D4 및 D5를 포함하는 직렬 회로에 의해 표현된다. 출력 접속부(A2) 및 기준 전위는 이들 사이에 결합된 넌리액턴스 저항기(R3)를 갖는다. 넌리액턴스 저항기(R3) 양단의 전압 강하는 넌리액턴스 저항기(R7)를 경유하여 제 1 보조 스위치(Q4)의 베이스에 결합되고, 제 1 보조 스위치(Q4)의 에미터는 마찬가지로 기준 전위에 결합된다. 제 1 보조 스위치의 콜렉터는 넌리액턴스 저항기(R4)를 통해 제 1 입력 접속부(E1)에 결합된다. 벅 컨버터는 또한 제 2 보조 스위치(Q5)를 갖고, 제 2 보조 스위치(Q5)의 에미터는 벅 다이오드(D1)와 넌리액턴스 저항기(R2) 사이의 접속점에 결합된다. 제 2 보조 스위치(Q5)의 베이스는 마찬가지로 넌리액턴스 저항기(R6)를 통해 기준 전위에 결합된다. 제 2 보조 스위치(Q5)의 콜렉터는 넌리액턴스 저항기(R5)를 경유하여 넌리액턴스 저항기(R4)와 제 1 보조 스위치(Q4)의 콜렉터 사이의 접속점에 결합된다. 상기 접속점은 제 3 보조 스위치(Q3)의 베이스에 결합되고, 제 3 보조 스위치(Q3)의 에미터는 기준 전위에 결합된다. 제 3 보조 스위치(Q3)의 콜렉터는 넌리액턴스 저항기(R1)를 경유하여 벅 메인 스위치(Q2)의 베이스에 결합된다. 제 3 보조 스위치(Q3)의 베이스 및 기준 전위는 그들 사이에 접속된 커패시터(C1)를 갖는다. 벅 메인 스위치(Q2)의 베이스 및 제 1 입력 접속부는 이들 사이에 접속된 넌리액턴스 저항기(R8)를 갖는다.

기능적인 원리는 이하와 같다: DC 전압원(V1)이 제 1 입력 접속부(E1)와 제 2 입력 접속부(E2) 사이에 인가되었을 때, 제 3 보조 스위치(Q3)는 넌리액턴스 저항기(R4)를 경유하여 전도 상태로 스위칭된다. 제 3 보조 스위치의 콜렉터로부터 에미터로 흐르는 전류는 벅 메인 스위치(Q2)를 넌리액턴스 저항기(R1)를 경유하여 전도 상태로 스위칭한다. 벅 컨버터의 충전 상태는 시작되었다. 이러한 경우에, 전류는 벅 메인 스위치를 경유하여 벅 인덕터, LED들(D2 내지 D5)을 통해, 넌리액턴스 저항기(R3) 및 기준 전위를 경유하여 입력 접속부(E2)로 되돌아 오도록 흐른다.

만약 넌리액턴스 저항기(R3) 양단의 전압 강하가 대략 0.6V로부터 제 1 보조 스위치(Q4)의 베이스/에미터 임계 전압을 초과한다면, 제 1 보조 스위치(Q4)는 전도 상태로 스위칭된다. 그 결과, 넌리액턴스 저항기(R4)를 경유하여 제 3 보조 스위치(Q3)에 대해 이전에 제공된 베이스 전류는 제 1 보조 스위치(Q4)를 통해 기준 전위로 라우팅된다. 결과적으로 제 3 보조 스위치(Q3)는 비전도 상태로 변화하고, 이것은 따라서 벅 메인 스위치(Q2)를 스위치 오프시킨다. 벅 컨버터의 프리휠링 위상이 시작되었다. 프리휠링 위상에서, 전류는 기준 전위로부터 넌리액턴스 저항기(R2), 벅 다이오드(D1), 벅 인덕터(L1) 및 LED들(D2 내지 D5), 그리고 넌리액턴스 저항기(R3)를 경유하여 기준 전위로 되돌아 오도록 흐른다. 넌리액턴스 저항기(R2) 양단의 전압 강하는 제 2 보조 스위치(Q5)를 전도 상태로 스위칭하고, 그에 의해 제 3 보조 스위치(Q3)가, 그에 따라 벅 메인 스위치(Q2)가 안전하게 스위치 오프된 상태로 남아 있음을 보장한다.

벅 컨버터의 프리휠링 위상에서, LED들(D2 내지 D5)에 대해 제공된 전류(I_LED)는 계속하여 감소하나, 선택된 디멘셔닝은 넌리액턴스 저항기(R2) 양단의 전압 강하가 항상 넌리액턴스 저항기(R3) 양단의 전압 강하보다 더 큼을 의미한다. 이것의 결과는 무엇보다도 제 1 보조 스위치(Q4)가 비전도 상태로 스위칭되는 것이다. 그러나, 제 2 보조 스위치(Q5)가 여전히 전도 상태에 있기 때문에, 무엇보다도 제 3 보조 스위치(Q3)가 스위치 오프된 상태로 남아 있고, 그리하여 벅 메인 스위치(Q2)가 스위치 오프된 상태로 남아 있다. 단지 넌리액턴스 저항기(R2) 양단의 전압 강하가 제 2 보조 스위치(Q5) 또한 비전도 상태로 변화할 만큼 하강되었을 때에만, 넌리액턴스 저항기(R4)를 경유하여 흐르는 전류가 제 3 보조 스위치(Q3)의 베이스로 되돌아 와 흐를 수 있고, 제 3 보조 스위치(Q3)를 스위칭 온 시키고, 그리하여 벅 메인 스위치(Q2)를 스위치 온 시킬 수 있다.

따라서, 전류(I_LED)에 대한 상한값은 이하와 같이 결정되고:

I_LEDmax = U_BEF(Q4)/R3

LED 전류의 하한값은 이하와 같이 결정된다:

I_LEDmin = U_BEF(Q5)/R2.

삼각(triangular) 전류(I_LED)의 주파수는 입력 전압(V1), LED들(D2 내지 D5) 양단의 전압 강하, 벅 인덕터(L1)의 인덕턴스 및 최소 LED 전류(I_LEDmin) 및 최대 LED 전류(I_LEDmax)에 대한 한계값들에 의해 결정된다.

Claims

적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 전류를 제공하기 위한 벅 컨버터로서,
DC 전압원(V1)을 접속하기 위한 제 1 입력 접속부(E1) 및 제 2 입력 접속부(E2)를 가진 입력부;
상기 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)를 접속하기 위한 제 1 출력 접속부(A1) 및 제 2 출력 접속부(A2)를 가진 출력부; 및
벅 다이오드(D1), 벅 인덕터(L1), 그리고 제어 전극, 작동 전극 및 기준 전극을 가진 벅 메인 스위치(Q2)
를 포함하고,
상기 벅 다이오드(D1) 및 상기 벅 메인 스위치(Q2)는 상기 제 1 입력 접속부(E1)와 상기 제 2 입력 접속부(E2) 사이에 직렬로 결합되고, 상기 벅 인덕터(L1)는 한편으로는 상기 벅 다이오드(D1) 및 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 대한 접속점, 및 다른 한편으로는 상기 제 1 출력 접속부(A1) 사이에 결합되며,
상기 벅 컨버터는 또한:
상기 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 제공된 상기 전류(I_LED)와 상관된 제 1 전압(U_R3)을 공급받는 제 1 보조 스위치(Q4); 및
상기 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 제공된 상기 전류와 상관된 제 2 전압(U_R2)을 공급받는 제 2 보조 스위치(Q5)
를 포함하고,
상기 제 1 보조 스위치(Q4) 및 상기 제 2 보조 스위치(Q5)는, 상기 제 1 전압이 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 대한 스위치-오프 시간을 규정하고 상기 제 2 전압이 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 대한 스위치-온 시간을 규정하도록 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 결합되는,
벅 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 제 1 전압(U_R3) 및 상기 제 2 전압(U_R2)은 상기 벅 컨버터의 프리휠링 위상(freewheeling phase)에서 상기 제 1 보조 스위치(Q4)가 상기 제 2 보조 스위치(Q5) 이전에 비전도 상태로 변화하도록 디멘셔닝(dimension)되는,
벅 컨버터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제 1 보조 스위치(Q4) 및 상기 제 2 보조 스위치(Q5) 각각은 제어 전극, 기준 전극 및 작동 전극을 갖고, 상기 제 1 전압(U_R3) 및 상기 제 2 전압(U_R2)은 각각의 보조 스위치(Q4; Q5)의 상기 제어 전극 및 상기 기준 전극 사이에 결합되며, 상기 벅 컨버터의 프리휠링 위상에서, 상기 제 2 전압(U_R2)은 상기 제 1 전압(U_R3)보다 더 큰,
벅 컨버터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 벅 컨버터는 또한:
제 1 분로(shunt) 저항기(R3),
제 2 분로 저항기(R2),
를 포함하고,
상기 제 1 분로 저항기(R3) 양단의 전압 강하는 상기 제 1 전압(U_R3)이고, 상기 제 2 분로 저항기(R2) 양단의 전압 강하는 상기 제 2 전압(U_R2)인,
벅 컨버터.
제4항에 있어서,
상기 제 1 분로 저항기(R3)는 상기 벅 컨버터의 충전 위상에서 상기 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 제공된 상기 전류(I_LED)를 운반하도록 배열되는,
벅 컨버터.
제5항에 있어서,
상기 제 1 분로 저항기(R3)는 상기 제 2 출력 접속부(A2)와 기준 전위 사이에 결합되는,
벅 컨버터.
제4항에 있어서,
상기 제 2 분로 저항기(R2)는 상기 벅 컨버터의 프리휠링 위상에서는 상기 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 제공된 상기 전류(I_LED)를 운반하나 상기 벅 컨버터의 충전 위상에서는 상기 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 제공된 상기 전류(I_LED)를 운반하지 않도록 배열되는,
벅 컨버터.
제7항에 있어서,
상기 제 2 분로 저항기(R2)는 상기 벅 다이오드(D1)와 기준 전위 사이에 결합되는,
벅 컨버터.
제4항에 있어서,
상기 제 1 분로 저항기(R3)는 상기 제 2 분로 저항기(R2)보다 더 작은,
벅 컨버터.
제4항에 있어서,
상기 제 1 보조 스위치(Q4) 및 상기 제 2 보조 스위치(Q5)는 바이폴라 트랜지스터들의 형태를 갖고, 상기 제 1 분로 저항기(R3) 양단의 전압 강하는 베이스/에미터 전압으로서 상기 제 1 보조 스위치(Q4)에 결합되며, 상기 제 2 분로 저항기(R2) 양단의 전압 강하는 에미터/베이스 전압으로서 상기 제 2 보조 스위치(Q5)에 결합되는,
벅 컨버터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 벅 컨버터는 제어 전극, 작동 전극 및 기준 전극을 갖는 제 3 보조 스위치(Q3)를 포함하고, 상기 제 3 보조 스위치(Q3)의 기준 전극은 기준 전위에 결합되고, 상기 제 3 보조 스위치(Q3)의 작동 전극은 상기 벅 메인 스위치(Q2)의 제어 전극에 결합되며, 상기 제 3 보조 스위치(Q3)의 제어 전극은 상기 제 1 보조 스위치(Q4)에, 그리고 상기 제 2 보조 스위치(Q5)에 결합되는,
벅 컨버터.
제11항에 있어서,
상기 제 1 보조 스위치(Q4) 및 상기 제 2 보조 스위치(Q5) 각각은 제어 전극, 작동 전극 및 기준 전극을 갖고, 상기 제 1 보조 스위치(Q4)의 작동 전극-기준 전극 경로 및 상기 제 2 보조 스위치(Q5)의 작동 전극-제어 전극 경로는 상기 제 3 보조 스위치(Q3)의 제어 경로, 즉, 상기 제 3 보조 스위치(Q3)의 제어 전극-기준 전극 경로에 병렬로 결합되는,
벅 컨버터.
제12항에 있어서,
상기 제 1 보조 스위치(Q4)의 기준 전극 및 제어 전극은 상기 제 1 보조 스위치(Q4)의 기준 전극 및 제어 전극 사이에 결합된 상기 제 1 분로 저항기 양단의 전압 강하를 갖고, 상기 제 2 보조 스위치(Q5)의 제어 전극 및 기준 전극은 상기 제 2 보조 스위치(Q5)의 제어 전극 및 기준 전극 사이에 결합된 상기 제 2 분로 저항기 양단의 전압 강하를 갖는,
벅 컨버터.
제11항에 있어서,
상기 제 3 보조 스위치(Q3)의 제어 전극은 넌리액턴스 저항기(R4)를 경유하여 상기 제 1 입력 접속부(E1)에 결합되는,
벅 컨버터.
제11항에 있어서,
상기 제 3 보조 스위치(Q3)의 제어 전극 및 기준 전극은 상기 제 3 보조 스위치(Q3)의 제어 전극 및 기준 전극 사이에 결합된 커패시터(C1)를 갖는,
벅 컨버터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 벅 메인 스위치의 제어 전극은 넌리액턴스 저항기(R8)를 경유하여 상기 제 1 입력 접속부(E1)에 결합되는,
벅 컨버터.
벅 컨버터를 사용하여 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 전류를 제공하기 위한 방법으로서,
상기 벅 컨버터는,
DC 전압원(V1)을 접속하기 위한 제 1 입력 접속부(E1) 및 제 2 입력 접속부(E2)를 가진 입력부;
상기 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)를 접속하기 위한 제 1 출력 접속부(A1) 및 제 2 출력 접속부(A2)를 가진 출력부; 및
벅 다이오드(D1), 벅 인덕터(L1), 그리고 제어 전극, 작동 전극 및 기준 전극을 가진 벅 메인 스위치(Q2)
를 포함하고,
상기 벅 다이오드(D1) 및 상기 벅 메인 스위치(Q2)는 상기 제 1 입력 접속부(E1)와 상기 제 2 입력 접속부(E2) 사이에 직렬로 결합되고, 상기 벅 인덕터(L1)는 한편으로는 상기 벅 다이오드(D1) 및 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 대한 접속점, 및 다른 한편으로는 상기 제 1 출력 접속부(A1) 사이에 결합되며,
상기 방법은:
a) 제 1 보조 스위치(Q4) 및 제 2 보조 스위치(Q5)가 제공되는 단계;
b) 상기 제 1 보조 스위치(Q4) 및 상기 제 2 보조 스위치(Q5)가 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 결합되는 단계;
c) 상기 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 제공된 상기 전류(I_LED)와 상관된 제 1 전압(U_R3)이 상기 제 1 보조 스위치(Q4)에 공급되는 단계;
d) 상기 적어도 하나의 LED(D2, D3, D4, D5)에 제공된 상기 전류와 상관된 제 2 전압(U_R2)이 상기 제 2 보조 스위치에 공급되는 단계;
를 포함하고,
단계 b)에서 상기 제 1 보조 스위치(Q4) 및 상기 제 2 보조 스위치(Q5)는, 상기 제 1 전압(U_R3)이 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 대한 스위치-오프 시간을 규정하고 상기 제 2 전압(U_R2)이 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 대한 스위치-온 시간을 규정하도록 상기 벅 메인 스위치(Q2)에 결합되는,
벅 컨버터를 사용하여 적어도 하나의 LED에 전류를 제공하기 위한 방법.