KR20120031298A - 발광 다이오드 램프를 위한 적응 조광 감지 및 제어 - Google Patents

발광 다이오드 램프를 위한 적응 조광 감지 및 제어 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드 램프는 발광 다이오드의 출력 광 세기에서 제공된다 발광 다이오드 램프는 발광 다이오드 램프에 입력 전압에 기반되어 조정된다. 조광 제어 유닛은 구성 절차 동안 조광 스위치의 형태를 감지한다. 감지된 조광 형태를 사용하여, 조광 제어 유닛은 원하는 조광 효과를 달성하기 위해 발광 다이오드에 규정된 전류를 제공하기 위해 감지된 조광 형태에 적절한 제어 신호를 생성한다. 발광 다이오드 램프는 기존 조광 스위치를 사용하는 주거 상업 빌딩 조명 애플리케이션에서 찾아진 전형적인 쓰기 구성에서 기존 백열 램프의 직접 대체일 수 있다.

Description

발광 다이오드 램프를 위한 적응 조광 감지 및 제어{ADAPTIVE DIMMER DETECTION AND CONTROL FOR LED LAMP}
본 발명은 발광 다이오드 램프를 구동하고, 더 특히, 발광 다이오드(LED: Light-Emitting Diode) 램프를 조광하기 위한 것이다.
발광 다이오드는 예를 들어, 건축 조명, 자동차 헤드와 후방 조명, 액정 표시 장치의 백라이트, 손전등 다양한 전자 장치에 채용되고 있다. 백열등과 형광등처럼 기존 조명 소스에 비해, 발광 다이오드는 고효율, 좋은 방향, 컬러 안정성, 높은 신뢰성, 긴 수명 시간, 작은 크기, 및 환경 안전을 포함하는, 상당한 장점을 가진다.
조명 애플리케이션에서 발광 다이오드의 사용은 확정 예정이다, 그들은 전력 효율(와트 당 루멘)과 스펙트럼 품질에서 백열등(전구)에 비해 상당한 장점을 제공한다. 또한, 발광 다이오드 램프는 형광등 처리의 결과로 수은 오염을 일으킬 수 있는 형광등 조명 시스템(형광 램프와 함께 형광등 안정기)에 비해 낮은 환경 영향을 나타낸다.
그러나, 기존 발광 다이오드 램프는 백열 전구 주변에 만들어진 구성 요소 인프라와 현재 배선에 조정 없이 백열등과 형광등의 직접 교체할 수 없다. 이것은 기존 백열등은 전압 구동 장치이기 때문이다, 반면 발광 다이오드는 전류 구동 장치이다, 이들 각각의 조명 출력의 강도를 조절하기 위한 다른 기술을 요구한다.
도 1은 기존 주거 및 상업 조명 애플리케이션에서 전형적인 조광 배선 구성을 보여준다. 주로, 백열등은 교체 전류 시스템에 동작한다. 특히, 조광 스위치(10)는 입력 전압 소스(15)와 백열 램프(20)에 직렬로 배치된다. 조광 스위치(10)는 조광 입력 신호(25)를 수신하고, 이것은 백열 램프(20)의 원하는 광 출력을 설정한다. 백열 램프(20)의 광 세기의 제어는 백열 램프(20)에 적용된 램프 입력 전압(V-RMS)(30)의 RMS 전압 값을 조정함에 의해 달성된다. 입력 신호(25)를 조광함은 자동 조명 제어 시스템을 통해 또는 수동으로(노브 또는 슬라이더 스위치를 통해) 제공될 수 있다.
많은 조광 스위치는 백열 램프를 조광하기 위해 백열 램프에 적용된 교류 입력 전원의 위상 각을 제어함에 의해 V-RMS를 조정한다. 도 2a, 2b, 및 2c는 백열 램프(20)로 출력하는 전형 램프 입력 전압 파형을 도시한다. 도 2a는 조광 스위치(10)가 존재하지 않을 때, 또는 조광 스위치(10)가 최대 광 세기에 설정될 때 입력 전압 소스(15)로부터 전압 신호가 조광 스위치(10)에 의해 영향받지 않을 때 전형 램프 입력 전압 파형(30)을 도시한다. 도 2b는 선도적인 에지 위상 각 변조(즉, 선도적인 에지 조광)에 기반된 조광 효과로 램프 입력 전압(30)을 도시한다. 선도적인 에지 조광에서, 조광 스위치(10)는 교류 반 사이클의 제로 크로싱 후 피크 전에 램프 입력 전압(30)의 기간(Td_off)을 가지는 섹션(32)을 제거한다. 입력 전압(30)은 기간(Td_on) 동안 변하지 않는다. 조광 입력 신호(25)가 원하는 조광 효과를 증가시키는 것처럼, 제거된 섹션(32)의 기간(Td_off)은 증가하고, 기간(Td_on)은 감소하고, 출력 광 세기는 감소한다. 최소 조광(최대 광 세기)에 대해, 제거된 섹션(32)의 기간(Td_off)은 매우 작게 또는 영이 된다.
도 2c는 후행 에지 위상 각 변조(즉, 후행 에지 조광)에 기반된 조광 효과로 램프 입력 전압(30)을 도시한다. 후행 에지 조광 스위치는 피크 후와 제로 크로싱 전, 교류 전압 반 사이클의 후행 부분(34)을 제거함에 의해 동작한다. 입력 전압(30)은 기간(Td_on) 동안 변하지 않는다. 다시, 조광 입력 신호(25)가 원하는 조광 효과를 증가시키는 것처럼, 제거된 섹션(34)의 기간(Td_off)은 증가하고, 기간(Td_on)은 감소하고, 광 세기는 감소한다. 최소 조광(최대 광 세기)에 대해 제거된 섹션(34)의 기간(Td_off)은 매우 작거나 영이 된다.
위상 각을 제어함은 백열 전구에 공급되는 RMS 전압을 조정하기 위해 매우 효과적이고 단순한 방법이고 조광 기능을 제공한다. 그러나, 입력 전압의 위상 각을 제어하는 기존 조광 스위치는 기존 발광 다이오드 램프, 발광 다이오드이기 때문에, 따라서 발광 다이오드 램프, 전류 구동 장치와 호환되지 않는다.
이러한 호환성 문제의 한 가지 방법은 조광 스위치(10)의 동작 듀티 사이클을 결정하기 위해 램프 입력 전압(30)을 감지하고 조광 스위치(10)의 동작 듀티 사이클이 낮아지는 것처럼 발광 다이오드 램프를 통해 규정된 앞 전류를 낮추는 발광 다이오드 드라이버를 사용한다. 그러나, 이들 기존 해법에 도입된 제어 방법은 조광 스위치의 단일 형태, 예, 선도하는 에지 또는 후행 에지와 호환한다. 선도적인 에지 조광 스위치와 사용을 위해 설계된 발광 다이오드 램프가 후행 에지 조광 스위치 또는 그 반대를 사용하여 램프 입력 전압(30)에 연결되면, 발광 다이오드 램프는 고장 및/또는 실패 가능성이 있다.
본 발명의 제1 측면에서, 실시예는 하나 이상의 발광 다이오드, 조광 제어 유닛, 및 전력 변환기를 가지는 발광 다이오드 램프를 포함한다. 조광 제어는 입력 전압을 제공하는 조광 스위치의 형태를 결정하고, 조광의 감지된 형태에 대한 입력 전압 사이에 감지된 조광을 결정하고, 발광 다이오드를 통해 규정된 전류를 제어하기 위해 하나 이상의 제어 신호를 생성한다 이에 따라 발광 다이오드의 출력 광 세기는 감지된 조광 량에 비례한다. 전력 변환기는 제어 신호를 수신하고 발광 다이오드에 규정된 전류를 제공한다. 전력 변환기는 감지된 조광 량에 비례하는 출력 광 세기를 달성하기 위해 제어 신호로 지시되는 것처럼 발광 다이오드로 규정된 전류를 조정한다.
일실시예에서, 조광 제어 유닛은 감지된 조광 량의 대표적인 입력 전압의 감지된 위상 각 변조를 결정하는 위상 감지기를 포함한다. 위상 감지기는 임계 값을 결정하기 위해 감지된 조광 형태를 사용하고 위상 각 변조를 결정하기 위해 입력 전압과 임계 값을 비교한다. 초핑 생성 회로는 전력 변환기에 공급 전력을 효율적으로 제공하기 위한 초핑 회로의 스위칭을 제어하는 초핑 제어 신호를 생성하기 위한 감지된 위상 각 변조를 사용한다. 조광 제어기는 원하는 조광 효과를 달성하기 위해 전력 변환기의 스위칭을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하기 위해 감지된 위상 각 변조를 사용한다.
본 발명의 제2 측면에서, 방법은 발광 다이오드 램프에 연결된 조광 스위치의 형태를 결정한다. 제1 감지 단계에서, 조광 형태 감지기는 램프 입력 전압을 수신하고 이전 사이클 동안 발생된 램프 입력 전압의 최대 파생을 계산한다. 조광 형태 감지기는 또한 제1 임계 값을 계산한다. 최대 파생이 제1 임계 값을 초과하면, 조광 형태 감지기는 입력 전압이 선도적인 에지 조광 스위치로부터 출력됨을 결정한다. 임계가 초과하지 않으면, 조광 형태 감지기는 후행 에지 임계 값 아래 존재하는 램프 입력 전압 동안 시간 기간을 결정한다. 조광 형태 감지기는 미리 정의된 시간 임계를 초과하는 시간 기간에 응답하여 후행 에지 조광 스위치로부터 입력 전압이 출력됨을 결정한다. 그렇지 않으면, 조광 형태 감지기는 입력 전압이 조광 스위치로부터 출력되지 않음을 결정한다.
일실시예에서, 제2 감지 단계는 제1 감지 단계 후 수많은 사이클을 수행된다. 제1 및 제2 감지 단계의 결과는 매칭되지 않으면, 제3 감지 단계가 또다른 사이클 수 후에 수행된다. 제2 및 제3 감지 단계로부터 결과가 매칭하면, 그 다음 조광 형태는 제2 및 제3 단계로부터 결과를 매칭하도록 설정된다. 결과가 매칭하지 않으면, 조광 형태 감지기는 지원되지 않는 조광 형태의 신호 지시를 출력한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 발광 다이오드 램프는 장점을 가진다 발광 다이오드 램프는 주거 상업 빌딩 조명 애플리케이션에서 찾아진 전형 배선 구성에서 기존 백열 램프의 직접 대체할 수 있다, 발광 다이오드 램프는 입력 전압을 변화함에 의해 조광을 실행하는 기존 조광 스위치와 사용될 수 있다.
명세서에 기술된 기능과 장점은 모두 포함하는 것은 아니며, 특히, 많은 부가 기능과 장점이 도면, 명세서, 및 청구항의 보기에서 기술에 숙련된 이에게 명백할 것이다. 또한, 이것은 주시되야 한다 명세서에 사용된 언어는 가독성과 교육 목정을 위해 원리적으로 선택될 수 있고, 발명 주제를 윤곽을 그리거나 경계선을 긋기 위해 선택되지 않을 수 있다.
본 발명의 실시예의 가르침은 첨부된 도면과 함께 다음 상세 설명을 고려함에 의해 쉽게 이해될 수 있다.
도 1은 기존 주거 상업 조명 애플리케이션에서 전형적인 조광 배선 구성을 도시한다.
도 2a, 2b, 및 2c는 조광 스위치의 다른 형태에 의해 출력되는 전형 램프 입력 전압 파형을 도시한다.
도 3은 기존 조광 스위치로 사용된, 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 램프를 포함하는 발광 다이오드 램프 시스템을 도시한다.
도 4는 기존 조광 스위치의 회로를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드 램프 회로를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른, 초핑 회로의 동작을 보이는 파형을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른, 조광 제어 유닛을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 조광 형태를 감지하기 위한 절차를 도시하는 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른, 감지 및 재감지 조광 형태를 위한 다중 단계 처리를 도시하는 플로우차트이다.
도 10a와 10b는 본 발명의 일실시예에 따른 감지된 기간과 램프 입력 전압의 온 시간을 보이는 파형을 도시한다.
도면과 다음 기술은 도시의 방법에 의해 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것이다. 다음 기술로부터 주시돼야 한다, 여기 공개된 구조와 방법의 대체 실시예는 청구된 발명의 원리로부터 출발함이 없이 적용될 수 있는 유력한 대안으로 쉽게 인식될 수 있다.
참조는 본 발명의 몇가지 실시예에 상세히 만들어질 수 있다, 이러한 예는 첨부된 도면에서 도시된다. 실용적인 같은 또는 유사한 참조 번호는 도면에 사용될 수 있고 유사 또는 같은 기능을 지시할 수 있음이 주시된다. 도면은 도시의 목적을 위해 본 발명의 실시예를 묘사한다. 기술에 숙련된 이는 여기 기술된 발명의 원리로부터 출발함이 없이 적용될 수 있는 여기 도시된 구조와 방법의 대체 실시예는 다음 기술로부터 쉽게 인식할 수 있다.
도면에 참조로 아래 상세히 보다 설명되는 것처럼, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 발광 다이오드 램프 시스템과 방법은 (1) 조광 회로로부터 입력 전압을 감지하고 조광 시스템의 형태를 결정한다(즉, 선도적인 에지 조광, 후행 에지 조광, 조광 없음, 또는 지원되지 않는 조광); (2) 입력 전압과 결정된 조광 형태에 기반된 조광 제어 신호를 생성하고; 및 (3) 발광 다이오드의 원하는 광 세기를 달성하기 위해 조광 제어 신호에 기반된 발광 다이오드 램프에서 발광 다이오드로 해당 출력 구동 전류를 제공한다. 또한, 발광 다이오드 램프 시스템은 "안전 모드"로 갈 수 있다 시스템이 조광 시스템의 형태를 식별할 수 없을 때, 또는 감지된 조광 형태가 지원되지 않을 때. 따라서 발광 다이오드 램프는 적용된 조광 스위치의 형태를 유리하게 감지하고, 감지된 조광 형태로 호환되도록 제어를 조정한다 발광 다이오드 램프는 전형 배선 구성에서 백열 램프를 직접적으로 대체할 수 있다.
도 3은 기존 조광 스위치(10)로 사용되는 발광 다이오드 램프(300)를 포함하는 발광 다이오드 램프 시스템을 도시한다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 발광 다이오드 램프(300)는 도 1에 세팅처럼, 기존 조광 스위치 세팅에서 백열 램프(20)의 직접 대체이다. 조광 스위치(10)는 교류 입력 전압 소스(15)와 발광 다이오드 램프(300)와 직렬로 배치된다. 조광 스위치(10)는 기존 하나이고, 예를 들어 도 4의 참조로 아래 상세히 더 기술될 수 있다. 조광 스위치(10)는 조광 입력 신호(25)를 수신하고, 이것은 발광 다이오드 램프(300)의 원하는 광 출력 세기를 설정하도록 사용된다. 조광 스위치(10)는 교류 입력 전압 신호(82)를 수신하고 조광 입력 신호(25)에 응답하여 램프 입력 전압(84)의 V-RMS 값을 조정한다. 즉, 조광 스위치(10)에 의해 발광 다이오드 램프(300)에 의해 출력된 광 세기의 제어는 기존 방식에서, 발광 다이오드 램프(300)에 적용된 램프 입력 전압(84)의 V-RMS 값을 조정함에 의해 달성된다. 발광 다이오드 램프(300)는 램프 입력 전압(84)에 비례하여 변화하도록 발광 다이오드 램프(300)의 광 출력 세기를 제어한다, 백열 램프에 유사한 행위를 나타내고, 발광 다이오드는 전류 구동 장치이고 전압 구동 장치가 아닐지라도. 또한, 발광 다이오드 램프(300)는 조광 스위치(10)의 형태를 감지할 수 있다(예, 선도적인 에지, 후행 에지, 조광 없음, 또는 지원되지 않는 조광) 내부 제어를 조정하고 발광 다이오드 램프(300)는 감지된 형태와 호환된다. 조광 입력 신호(25)는 수동으로(노브 또는 슬라이더 스위치를 통해, 여기 미도시) 또는 자동 조명 제어 시스템(미도시)을 통해 제공될 수 있다.
조광 스위치
도 4는 본 발명과 사용을 위해 기존 조광 스위치(10)의 회로를 도시한다. 도 4가 조광의 선도적인 에지 형태로 조광 스위치(10)를 도시할지라도, 대체 실시예는 다른 형태의 조광 스위치(10)를 포함할 수 있고, (예, 후행 에지 조광), 또는 어떤 조광 스위치(10) 존재를 가질 수 없다. 조광 스위치(10)는 전위 차계 저항(가변 저항)(150), 저항(151), 캐패시터(153, 157), 다이액(diac)(155), 트라이액(triac)(156), 및 인덕터(154)처럼 구성 요소를 포함한다.
트라이액(156)은 교류 입력 전압(82)의 제로 크로싱에 상대적으로 실행된다. 트라이액(156)이 실행될 때, 이것은 도전을 유지하고 트라이액(156)을 통해 흐르는 전류가 다음 제로 크로싱에 영으로 가고 부하가 순수 저항이면, 전구처럼. 트라이액(156)에서 위상 변화가 실행됨에 의해, 램프 입력 전압(84)의 듀티 사이클은 변화할 수 있다. 단순 가변 저항을 통해 트라이액의 장점은 이들은 매우 작은 전력을 소모하는 것이다 이들이 완전이 온이거나 완전히 오프인 것처럼. 일반적으로 트라이액은 1-1.5V의 전압 강하를 야기한다 이것은 부하 전류를 통과할 때.
다이액(155)/트라이액(156) 조합에서 전위 차계(150)와 지연 캐패시터(153)의 목적은 제로 크로싱으로부터 다이액(155)의 발사 지점을 지연하는 것이다. 플러스 저항(151) 피딩(feeding) 지연 캐패시터(153) 저항 전위 차계(150)가 커지면, 캐패시터(153)에 걸친 전압에 걸림이 길어지고 다이액(155) 발사 지점으로 상승하고, 트라이액(156)을 켠다. 필터 캐패시터(157)와 인덕터(154)는 단순 라디오 주파수 간섭 필터를 만들고, 회로가 많은 간섭을 생성함이 없이 교류 위상의 중간에서 트라이액(156)의 발사는 빠른 상승 전류 서지(surges)를 야기하기 때문에. 조광 입력(25)은 전위 차계(150)를 조정하도록 사용될 수 있고, 다이액(155)의 발사 지점을 변경하고, 따라서 램프 입력 전압(84)을 변경한다.
발광 다이오드 램프
도 5는 발광 다이오드 램프(300)의 예 실시예를 도시하는 상세 보기이다. 발광 다이오드 램프(300)는 브리지 정류기(310), 초핑 회로(320), 전력 변환기 회로(330), 조광 제어 유닛(340), 및 발광 다이오드(302)를 포함한다. 발광 다이오드 램프(300)는 또한 EMI 억제를 위한 캐패시터(C1)을 포함한다.
브리지 정류기(310)는 조광 스위치(10)로부터 램프 입력 전압(84)을 정류하고 초핑 회로(320)로 정류된 전압 신호(Vin)를 제공한다. 초핑 회로(320)는 공급 전압(Vcd)으로 전력 변환기(330)로 전력을 공급하는 스위칭 회로이다. 초핑 회로(320)는 아래 상세히 더 기술된 발광 다이오드 램프(300)의 구성 모드 동안 감지된 조광 스위치(10)의 형태에 부분에서 기반되어 생성된 스위칭 제어 신호(Chop_out)에 따른 전력 변환기(330)로 전력을 효율적으로 공급한다. 초핑 회로(320)는 또한 조광 제어 유닛(340)으로 감지 전압(Vin_a)을 출력한다. 구성 모드 동안, 조광 제어 유닛(340)은 감지 전압(Vin_a)에 부분에서 기반된 조광 스위치(10)의 형태를 결정한다. 정상 동작 동안, 조광 제어 유닛(340)은 초핑 회로(320)의 스위칭을 제어하도록 제어 신호(Chop_out)를 출력하고, 전력 변환기(330)를 제어하도록 제어 신호(Dim_control)를 출력한다. 전력 변환기(330)는 아래 상세히 기술된 것처럼 원하는 조광 효과를 달성하기 위해 Dim_control에 기반된 발광 다이오드(302)를 구동한다. 오직 세 개의 발광 다이오드(302)가 도시될 지라도, 전력 변환기(330)는 발광 다이오드의 어떤 수를 가지는 발광 다이오드 스트링을 구동할 수 있고, 또는 병렬로 발광 다이오드(302)의 다중 스트링을 구동할 수 있음이 이해될 수 있다.
초핑 회로(Chopping Circuit)
일실시예에서, 초핑 회로(320)는 저항(R1, R2, Rc), 인덕터(Lc), 다이오드(D1, D2), 및 스위치(Qc)를 포함한다. 초핑 인덕터(Lc)는 초핑 스위치(Qc)가 켜질 때 입력 전압(Vin)으로부터 전력을 저장하기 위해 입력 전압(Vin)과 스위치(Qc) 사이에 직렬로 연결된다 초핑 스위치(Qc)가 꺼질 때 전력 변환기로 전력을 방출한다. 다이오드(D2)는 초핑 인덕터(Lc)와 전력 변환기(330) 사이에 직렬로 연결되고, 스위치(Qc)가 꺼질 때 초핑 인덕터(Lc)로부터 전력 변환기(330)로 전력을 제공한다. 초핑 저항(Rc)은 초핑 스위치(Qc)와 초핑 인덕터(Lc)에 직렬로 연결되고 스위치(Qc)가 켜질 때 초핑 인덕터(Lc)로부터 전력을 소모한다. 다이오드(D1)는 입력 전압(Vin)과 전력 변환기(330) 사이에 연결되고, 전압(Vcb)이 입력 램프 전압 보다 낮을 때 캐패시터(Cb)를 충전한다. 저항(R1, R2)는 입력 전압(Vin)에 비례하는 감지 전압(Vsense)을 제공하기 위해 전압 분배기를 형성한다.
스위치(Qc)는 전력 변환기(330)로 공급 전압(Vcb)을 효율적으로 전달하는 방식에서 켜고 끄기 위한 스위치 제어 신호(Chop_out)에 의해 제어된다. 위에 기술된 것처럼, 조광 스위치(10)는 일반적으로 트라이액 장치(64)를 포함한다. 그러나, 트라이액 장치(64)는 기생 캐패시턴스를 포함하고, 제어되지 않으면, 트라이액 장치(64)가 오프 상태일 때 전력 변환기(330)로 원하지 않는 전류를 전달할 수 있다. 또한, 캐패시터(C1)는 트라이액 장치(64)가 오프 상태일 때 전력 변환기(330)로 부가적인 원하지 않는 전류를 전달할 수 있다. 이러한 원하지 않는 전류는 램프 입력 전압(Vin)의 왜곡을 야기할 수 있고 발광 다이오드 램프(300)를 고장으로 야기할 수 있다. 스위치 제어 신호(Chop_out)는 트라이액 장치(64)가 오프 상태일 때 입력 전압(Vin)에 저항 부하를 제공하기 위해 스위치(Qc)를 제어하고 원하지 않는 전류를 소모한다. 일실시예에서, Chop_out는 조광의 오프 시간(Td_off)의 감지된 평가 동안 Qc를 켜도록 제어하고(또한 "발사 기간(fire period)"으로 여기 기술됨), 따라서 바이패스 저항(Rc)을 통해 원하지 않는 전류를 재지시하고 입력 전압(Vin)에 왜곡을 방지한다. 조광의 온 시간(Td_on)의 감지된 측정 동안(또한 "초핑 기간"으로 여기 언급됨), Chop_out은 다이오드(D2)를 통해 브리지 정류기(310)로부터 전력 변환기(330)로 전류가 흐르도록 허용하게 Qc를 제어한다. 일실시예에서, 다이오드(D1)는 트라이액(64)이 켜질 때 전류 유입을 낮추도록 돕기 위해 전압(Vcb)이 입력 램프 전압(Vin)보다 낮을 때 캐패시터(Cb)를 충전한다.
좋은 전력 효율을 제공하기 위해, 스위치 제어 신호(Chop_out)는 오프 상태에 Qc를 유지하는 것 보다 초핑 기능에 따라 초핑 기간 동안 주기적으로 켜고 끄도록 Qc를 제어한다. 예를 들어, 일실시예에서, 초핑 기간은 다중 초핑 사이클을 포함하고, 각각의 초핑 사이클(i)은 온 시간(Ton_Qci)과 오프 시간(Toff_Qci)을 포함한다. 일실시예에서, 초핑 사이클(i) 동안 스위치(Qc)의 온 시간(Ton_Qci)은 다음 방정식에 의해 주어진다:
Figure pct00001
여기서 K1은 실험적으로 결정된 상수이고, Vini는 초핑 사이클(i)의 시작에서 입력 전압(Vin)이다.
초핑 사이클(i)동안 오프 시간(Toff_Qc--i)은 다음 방정식에 의해 주어진다.
Figure pct00002
여기서 K2는 제2 실험적으로 결정된 상수이다. 따라서, 스위치(Qc)는 초핑 기간동안 다중 시간 켜고 끈다 다양한 입력 전압(Vin)에 기반된 변화하는 온 시간과 오프 시간에 따라.
도 6은 초핑 회로(320)의 동작을 보이는 예제 파형을 도시한다. 파형은 선도적인 에지 조광 형태를 따르는 예제 입력(Vin_a)(저항(R1, R2)를 포함하는 전압 분배기를 통해 감지됨)으로 도시된다. 그러나, 초핑 회로(320)는 다른 형태의 조광이 존재(예, 후행 에지 조광)할 때 유사하게 동작한다. 발사 기간 동안, Chop_out은 하이로 설정되고, 스위치(Qc)를 켠다. 인덕터(Lc)는 포화되고 초핑 저항(Rc)을 통해 소모되는 정전류를 공급한다. 전압(Vcb)은 발사 기간 동안 떨어진다 다이오드(D2)를 통해 전력 변환기(330)로 전류가 흐르지 않기 때문에.
초핑 기간 동안, Chop_out는 초핑 기능의 방정식 1과 2에 따라 켜지고 꺼진다. Vin이 증가함에 따라, 제어 신호(Chop_out)의 온 기간(Ton_Qci)과 오프 기간(Toff_Qci)은 둘 다 감소한다. 따라서, 일실시예에서, 온 기간(Ton_Qci)과 오프 기간(Toff_Qci)은 입력 전압(Vin)에 역으로 비례한다. 초핑 인덕터(Lc)는 Qc가 켜질 때 에너지를 저장하고, 그 다음 Lc를 통해 전류 스파이크에 의해 도시된 것처럼 Qc가 꺼질 때 캐패시터(Cb)로 에너지를 방출한다. 인덕터(Lc)로부터 에너지는 캐패시터(Cb)를 충전하고 전압(Vcb)은 증가한다. 초핑 기간 동안, Lc의 평균 전류는 입력 교류 라인 전압과 같은 위상이고, 본질적으로 고 역률을 제공한다.
전력 변환기
도 5에 뒤로 참조하여, 일실시예에서, 전력 변환기(330)는 다이오드(D3), 캐패시터(Co), 스위치(Q1), 저항(R3, R4, Rs), 정전류 제어기(335), 주 권선(P1)을 가지는 변압기(T1), 보조 권선(S1), 및 보조 권선(A1)을 포함하는 플라이백 변환기를 포함한다. 정전류 제어기(335)는 스위치(Q1)를 구동하는 출력 구동 신호(336)를 생성한다. 공급 전압(Vcb)으로부터 입력 전력은 변압기(T1)에 저장된다 스위치(Q1)는 켜질 때 다이오드(D3)는 역 바이어스되기 때문에. 입력 전력은 캐패시터(Co)를 거쳐 발광 다이오드(302)로 전달되고 스위치(Q1)가 꺼질 때 다이오드(D3)는 순방향 바이어스되기 때문에. 다이오드(D3)는 출력 정류기처럼 기능하고 캐패시터(Co)는 출력 필터로 기능한다. 결과적인 규정된 출력 전압(V_LED)은 발광 다이오드(302)로 전달된다.
정전류 제어기(335)는 변환기(330)의 스위치(Q1)를 제어하기 위해 스위치 제어 신호(336)를 생성한다 이에 따라 정전류는 발광 다이오드(302)를 통해 유지된다. 정전류 제어기(335)는 많은 잘 알려진 변조 기술을 적용할 수 있다, 펄스폭 변조(PWM) 또는 펄스 주파수 변조(PFM), 온과 오프 상태와 전력 스위치(Q1)의 듀티 사이클을 제어하기 위해. PWM과 PFM은 출력 전력 규정을 달성하기 위해 스위치(Q1)를 구동하는 출력 구동 펄스(336)의 각각, 폭 또는 주파수를 제어함에 의해 스위칭 전력 변환기를 제어하기 위해 사용되는 기존 기술이다. 따라서, 정전류 제어기(335)는 전력 스위치(Q1)의 온 시간을 제어하기 위해 적절한 스위치 구동 펄스(336)를 생성하고 발광 다이오드(302)를 통해 출력 전류를 규정한다.
전류(Isense)은 감지 저항(Rs)을 통해 전압의 형태에서 주 권선(P1)을 통해 주 전류(Ip)를 감지하기 위해 사용된다. 전압(Vsense)은 저항(R3, R4)를 포함하는 저항 전압 분배기를 통해 변압기(T1)의 보조 권선(A1)을 거쳐 전압을 감지하기 위해 사용된다. 플라이백 변환기에서, 출력 전류는 변압기(T1)의 리셋 시간과 전류 감지 저항(Rs)(Isense에 의해 대표됨)에 피크 전압의 곱에 비례한다. 변압기(T1)의 리셋 시간은 스위치(Q1)가 꺼질 때와 변압기 보조 전압(Vsense에 의해 대표됨)의 하강 에지 사이에 시간이다. 정전류 제어기(335)는 전압(Isense)를 감지하고 Isense가 임계 값(Vipeak)을 초과할 때 스위치(Q1)를 끄기 위해 제어 신호(336)를 생성함에 의해 주 전류(Ip)를 제한하기 위해 피크 전류 스위칭을 구현한다. 정전류 제어기(335)는 또한 변압기(T1)의 리셋 시간을 측정하기 위해 전력 변환기(330)의 각각의 스위칭 사이클의 종료에서 전압(Vsense)을 샘플링한다. 정전류 규정은 이전 사이클에서 변압기(T1)의 측정된 리셋 시간에 역 비례하는 임계 값(Vipeak)을 조정함에 의해 유지된다. 정전류 제어기(335)의 예제 실시예는 2008년 10월 28일에 발행된, "플라이백 전력 공급 장치에 정전류 모드에 대한 시간 제어"의 제목인 미국 특허 번호 7,443,700에 상세히 기술된다, 이 컨텐츠는 완전히 참조로 여기 통합된다.
조광 제어 유닛(Dimmer Control Unit)
도 7은 조광 제어 유닛(340)의 일실시예를 보인다. 조광 제어 유닛(340)은 아날로그-디지털 변환기(701), 조광 형태 감지기(712), 위상 감지기(716), 초핑 생성기(714), 및 조광 제어기(718)를 포함한다. 기술에 숙련된 이는 다른 실시예는 여기 기술된 모듈보다 다른 모듈을 가질 수 있고 기능은 다른 방식에서 모듈 사이에 분배될 수 있음을 인지할 수 있다. 또한, 다양한 모듈에 주어진 기능은 다중 모듈에 의해 수행될 수 있다.
ADC(701)은 초핑 회로(320)로부터 아날로그 신호(Vin_a)를 수신하고 신호(Vin_a)을 디지털 신호(Vin_d)로 변환한다. 위에 기술된 것처럼, 입력 신호(Vin_a)(해당 디지털 신호(Vin_d))는 램프 입력 전압(Vin)에 비례한다. 조광 형태 감지기(712)는 도 8-9에 참조로 아래 상세히 기술될 구성 절차동안 조광의 형태(D_type에 의해 지시됨)를 결정한다. 위상 감지기(716)는 입력 신호(Vin_d)를 관찰하고 D_type에 기반된 감지 알고리즘을 사용하여 위상 변조의 양을 결정한다. 위상 감지기(716)는 조광 스위치(10)의 감지된 기간(Td_period)과 감지된 온 시간(Td_on)을 출력한다. Td_period과 Td_on은 초핑 회로(320)의 스위칭을 제어하기 위해 초핑 제어 신호(Chop_out)를 생성하기 위해 초핑 생성기(714)에 의해 사용된다. Td_period과 Td_on은 또한 제어 신호(Dim_control)를 생성하기 위해 조광 제어기(718)에 의해 사용되고, 이것은 원하는 조광 효과를 달성하기 위해 전력 변환기(330)로 출력된다.
조광 형태 감지를 위한 구성 절차
조광 스위치(10)의 형태를 결정하기 위한 조광 제어 유닛(712)에 의해 수행되는 예제 절차는 도 8에 도시된다. 일반적으로, 감지 절차는 발광 다이오드 램프(300)의 미리 정의된 구성 기간 동안 시작한다(802). 구성 기간은 일반적으로 교류 전력 소스(15)가 켜진 후 짧게 시작하지만 충분한 사이클 후 경과하고 절차는 스타트-업 잡음에 의해 영향을 받지 않는다(예, 스타트-업 후 3번째 교류 반-사이클 동안). 조광 형태 감지기(712)는 디지털 신호(Vin_d)를 수신한다(804). 조광 형태 감지기(712)는 그 다음 Vin_d의 파생을 계산하고 교류 사이클 동안 발생한 최대 양 파생(Max_dl)을 결정한다(806). 일부 실시예에서, 조광 형태 감지기(712)는 Max_dl에 추가 또는 대신 교류 사이클 동안 발생한 최소 파생(Min_dl)으 결정한다.
조광 형태 감지기(712)는 이전 교류 사이클(Vin_max) 동안 감지된 최대 입력 전압의 기능으로 하나 이상의 적응 임계 값을 계산한다(808). 예를 들어, 일실시예에서, 적응 임계 값은 직접적으로 Vin_max에 비례한다. 다른 대체 실시예에서, 임계는 최소 필터링된 파생(Min_dl)의 기능으로 대신 계산된다.
선도적인 에지 조광을 감지하기 위해, 조광 형태 감지기(712)는 Max_dl와 선도적인 에지 임계(Th_LE)를 비교한다(810). 선도적인 에지 임계(Th_LE)는 설정되고 이에 따라 Max_dl는 임계(Th_LE)를 초과할 수 있다 선도적인 에지 조광이 켜질 때(선도적인 에지 조광이 켜질 때 발생하는 매우 가파른 선도적인 전압 때문에), 그러나 Max_dl은 임계(Th_LE)를 초과할 수 없다 조광이 존재하지 않을 때 또는 후행 에지 조광이 존재할 때(변조되지 않은 교류 사이클의 보다 점진적인 선도적인 전압 때문에). Max_dl이 임계(Th_LE)를 초과하면, 조광 형태 감지기(712)는 선도적인 에지 조광이 감지됨을 결정한다(812).
임계(Th_LE)가 초과하지 않으면, 조광 형태 감지기(712)는 다음 후행 에지 조광이 입력 전압(Vin)을 공급하는지 또는 조광 스위치(10)가 설치되지 않은지를 결정한다. 일실시예에서, 조광 형태 감지기(712)는 시간 t0와 시간 t1 사이에 시간 기간을 측정한다, 여기서 t0는 시간에 해당한다 Vin_d이 후행 에지 임계 전압(Th_TE) 아래로 떨어질 때 t1은 시간에 해당한다 Vin_d이 후행 에지 임계 전압(Th_TE) 위로 상승할 때. 조광 형태 감지기(712)는 그 다음 측정된 시간 기간(t1-t0)이 시간 임계(Th_t)보다 낮은지를 결정한다(814). 측정된 시간 윈도우(t1-t0)가 시간 임계(Th_t)를 초과하는데 실패하면, 그 다음 조광 형태 감지기(712)는 조광 스위치가 존재하지 않음을 결정한다(816). 그럼에도 불구하고, 측정된 시간 윈도우(t1-t0)가 시간 임계(Th_t)를 초과하면, 그 다음 조광 형태 감지기(712)는 후행 에지 조광이 감지됨을 결정한다(818). 이러한 감지 기술은 사실에 의존한다 후행 에지 조광의 출력 전압은 교류 반 사이클의 완성 전 영 가까이 떨어진다, 따라서 입력 전압(Vin_d)은 보다 긴 시간 기간(t1-t0)동안 임계 전압(Th_TE) 아래에 존재할 수 있다 조광 스위치가 설치되지 않을 때보다 후행 에지 조광 스위치가 설치될 때.
어떤 조광은 워밍-업 기간을 필요로 한다 이들이 적절한 선도적인-에지 또는 후행-에지 전압 파형을 출력할 수 있기 전. 이들 조광을 지지하기 위해, 일부 실시예에서, 조광 형태 감지기(712)는 초기 구성 기간 후 하나 이상의 조광 재감지 절차를 실행한다. 도 9는 조광 재감지를 사용하여 조광 감지를 위한 절차의 예를 도시한다. 절차는 교류 전력 공급 장치(15)의 스타트업 후 짧게 시작한다(902). 교류 반-사이클(N1)(예, N1=3)에서, 조광 형태 감지기(712)는 도 8을 참조로 위에 기술된 절차처럼 제1 조광 감지 절차(즉, 단계1 감지)를 수행한다(904). 교류 반-사이클(N2)(예, N2=20)에서, 조광 형태 감지기(712)는 단계 1 감지 절차로 식별된 제2 조광 감지 절차(즉, 단계2 감지)를 수행한다(906). 조광 형태 감지기(712)는 그 다음 단계 1과 단계 2 감지의 결과를 비교한다(908). 단계 1과 단계 2 감지 절차가 감지된 조광 형태와 동일하면, 그 다음 단계1과 단계 2에 의해 결정된 조광 형태는 확인되고 출력(D_type)은 조광 형태에 동일하도록 설정된다(910). 결과가 일치하지 않으면, 조광 형태 감지기(712)는 교류 반-사이클(N3)(예, N3=30)에서 제3 감지 절차(즉, 단계 3 감지)를 수행한다(912). 조광 형태 감지기(712)는 그 다음 단계 2와 단계 3 감지의 결과를 비교한다(914). 감지 절차가 동일하면, 그 다음 단계2와 단계 3에 의해 결정된 조광 형태는 확인되고 출력(D_type)은 조광 형태에 동일하도록 설정된다(916). 결과가 동일하지 않으면, 그 다음 조광 형태 감지기(712)는 지원되지 않는 조광 형태가 사용됨을 결정하고 이에 따라 출력(D_type)을 설정한다(918).
일실시예에서, 발광 다이오드 램프(300)는 "안전 모드"를 입력한다 조광 형태 감지기(712)가 조광 형태가 지원되지 않음을 결정할 때. "안전 모드"에서, 발광 다이오드 램프(300)는 발광 다이오드(302)로 전력의 전달을 방지할 수 있다. 일실시예에서, 발광 다이오드 램프(300)는 지원되지 않는 조광 형태가 감지될 때 적절한 코스 액션을 결정하게 최종 사용자를 지원하도록 코딩된 신호(예, 깜박이는 패턴의 형태로)를 출력한다.
위상 감지
도 7로 뒤로 참조하여, 위상 감지기(716)는 결정된 조광 형태(D_type)에 부분에서 기반된 조광 스위치(10)에 의해 적용된 위상 변조의 양을 결정한다. 예를 들어, 일실시예에서, 위상 감지기(716)는 감지된 기간(Td_period)과 조광의 감지된 온 시간(Td_on)을 결정한다. 위상 감지를 보이는 예제 파형은 선도적인 에지 조광 형태에 대해 도 10a에서 후행 에지 조광 형태에 대해 도 10b에서 도시된다. 일실시예에서, 위상 감지기(716)는 D_type에 의존한 임계 값에 입력 전압(Vin_d)을 비교하기 위한 비교기를 포함한다. 일반적으로, 기간(Td_period)은 입력 전압(Vin_d)의 선도적인 부분이 선도적인 임계 전압(V_Le)을 가로지를 때 시작하고 선도적인 임계 전압(V_Le)을 다시 가로지르는 입력 전압(Vin_d)의 선도적인 부분의 지점에서 종료한다. 조광 온 시간(Td_on)은 선도적인 임계 전압(V_Le)을 가로지르는 입력 전압(Vin_d)의 선도적인 부분의 지점에서 시작하고 후행 임계 전압(V_Tr)을 가로지르는 입력 전압의 후행 부분에 지점에서 종료한다. 조광 오프 시간은 다음처럼 주어진다.
Figure pct00003
D_type이 조광이 존재하지 않음을 지시할 때, 오직 선도적인 임계 비교는 파형이 항상 온(즉, Td_on = Tperiod)이기 때문에 필요로 된다. 임계 전압(V_Le, V_Tr)은 감지된 조광의 형태에 기반되어 설정된다. 조광이 존재하지 않을 때, 임계 전압(V_Le)은 다음처럼 주어진 이전 사이클의 최대 전압의 함수이다.
Figure pct00004
여기서 K3은 실험적으로 결정된 상수이다. 조광이 존재(선도적인 에지 또는 후행 에지)할 때, 선도적인 후행 임계 전압은 고정된 값(예, V_Le = 53 V, V_Tr = 26V)이다. 또한, 일실시예에서, 위상 감지기(716)는 저역 통과 필터를 포함한다. 선도적인 에지 조광이 감지될 때, 필터는 바이패스되고 필터링 않 된 입력 전압(Vin_d)은 선도적인 임계(V_Le)와 비교된다. 모든 다른 경우에, 저역 통과 필터링된 입력 전압은 임계 비교를 위해 사용된다.
초핑 생성기(714)는 감지된 조광 온 시간(Td_on)과 오프 시간(Td_off)을 사용하여 위에 기술된 Chop_out 신호를 생성한다. 일반적으로, 초핑 생성기(714)는 조광의 감지된 오프 시간(Td_off) 동안 트랜지스터(Qc)를 켜도록 을 출력하고 조광의 감지된 온 시간(Td_on) 동안 초핑 기능에 따라 스위치(Qc) 온 오프한다, 방정식 1과 2에 응답하여 위에 기술된 것처럼.
조광 제어기(718)는 조광 제어 신호(Dim_Control)를 생성하기 위해 감지된 조광 온 시간(Td_on)과 오프 시간(Td_off)을 사용한다. 일실시예에서, 조광 제어기(718)는 다음과 같이 조광 위상(Dphase)을 계산한다.
Figure pct00005
조광 제어기(718)는 그 다음 원하는 조광을 달성하기 위해 발광 다이오드로 전달할 전력의 부분을 지시하는 범위 [0, 1] 에서 발광 다이오드 조광 비율(D_ratio)에 조광 위상(Dphase)을 변환한다. 따라서, D_ratio = 1일 때, 전력 변환기(330)는 발광 다이오드(302)로 전력의 100%를 출력한다. D_ratio = 0.1일 때, 전력 변환기(330)는 발광 다이오드(302)로 전력의 10%를 출력한다. 일실시예에서, 발광 다이오드 조광 비율(D_ratio)는 다음처럼 계산된다.
Figure pct00006
K4와 K5는 백열 전구와 발광 다이오드 사이의 서로 다른 광도 곡선에 따라 실험적으로 결정된 상수이다. 상수 K4와 K5는 선택되고 이에 따라 발광 다이오드 램프(300)는 조광 제어 신호(25)에 밝기 응답에서 백열 전구처럼 동작할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 조광 스위치(10)가 50% 조광으로 설정되면, 발광 다이오드 램프(300)는 발광 다이오드(302)를 통해 전류를 제어할 수 있다 발광 다이오드는 최대 출력 광도의 50%를 출력한다.
두 개의 다른 접근이 발광 다이오드(302)의 출력 전력을 변조하기 위해 사용될 수 있다. 제1 접근에서, PWM 디지털 조광이 사용된다, Dim_control은 원하는 조광 효과를 달성하기 위해 전력 변환기(330)에 의해 사용되는 듀티 사이클의 지시이다. PWM 조광에서, 원하는 조광 효과는 원하는 조광에 기반된 듀티 사이클에 따라 발광 다이오드(302)를 온 오프 스위칭에 의해 달성된다. 발광 다이오드(302)의 인식 빛 강도는 평균 농도 출력에 의해 결정된다. 일실시예에서, 전력 변환기(330)는 정전류 상태와 오프 상태 사이에 스위칭에 의해 원하는 조광 효과를 달성한다. 정정류 상태에서(즉, On_period), 정전류 제어기(335)는 위에 기술된 것처럼 스위치(Q1)를 온 오프하고 이에 따라 정전류는 발광 다이오드(302)를 통해 유지되고 발광 다이오드는 온이다. 오프 상태(즉, Off_period)에서, 정전류 제어기(335)는 스위치(Q1)를 오프하고 발광 다이오드(302)는 오프한다. On_period(변환기(330)가 정전류 상태에서 동작하는 동안)는 아래로 주어진다:
Figure pct00007
여기서 Dimming_period는 최대 허용 조광 기간에 상응하는 소액 값이다. 오프 상태에서, 발광 다이오드는 아래에 주어진 off-period에 대해 꺼진다.
Figure pct00008
제2 접근에서, 발광 다이오드(302)의 출력 전력은 진폭 조광을 사용하여 변조된다. 출력 조광에서, 원하는 조광 효과는 주 측 권선을 통해 피크 전류를 낮춤에 의해 달성된다, 이것은 전력 변환기(330)의 출력 전류를 비례하게 낮춘다, 따라서, 제어 신호(Dim_control)는 원하는 조광 효과를 달성하기 위해 전력 변환기(330)에 의해 사용되는 피크 전류의 지시이다. 이러한 접근에서, 전류 규정에서 정전류 제어기(335)에 의해 사용되는 임계 신호(Vipeak)는 다음처럼 변조된다.
Figure pct00009
여기서 Vipeak_nom은 최대 허용 발광 다이오드 전류에 비례하는 소액 임계 값이다. 위에서 설명된 것처럼, 정전류 제어기(335)는 감지된 전압(Isense)와 Vipeak를 비교하고 Isense가 Vipeak를 초과할 때 스위치(Q1) 오프한다. 따라서, 조광 효과는 주 측 권선을 통해 허용된 피크 전류를 축소함에 의해 달성된다.
일반적으로, PWM 조광 접근은 고 효율의 장점을 가진다, 그러나 깜박임의 문제를 가질 수 있다. 진폭 조광 접근은 깜박임 문제를 가지지 않지만 대신 PWM 조광 접근에 상대적인 더 낮은 효율을 가질 수 있고 더 제한된 조광 범위를 가진다. 일실시예에서, 하이브리드 조광 접근은 따라서 효율과 성능의 최상의 조합을 얻기 위해 사용된다. 하이브리드 조광 접근에서, 조광 제어기(718)는 전력 변환기(330)를 제어하기 위해 조정된 듀티 사이클(On_period에 의해 대표됨)을 지시하는 제1 제어 신호와 조정된 피크 전류 값(Vipeak)을 지시하는 제2 제어 신호를 포함하는 제어 신호(Dim_control)를 출력한다. 이러한 실시예에서, On_period와 Vipea은 다음처럼 D_ratio의 함수로 변조된다.
Figure pct00010
여기서 ｆ1와 ｆ2함수는 실험적으로 결정된 함수이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 발광 다이오드 램프는 장점을 가진다 발광 다이오드 램프는 주거 및 상업 빌딩 조명 애플리케이션에서 찾아진 전형적인 배선 구성에서 기존 백열 램프의 직접 대체일 수 있다, 발광 다이오드 램프는 램프로 입력 전압을 변경함에 의해 조광을 실행하는 기존 조광 스위치로 사용될 수 있다.
이러한 공개를 읽을 때, 기술에 숙련된 이는 발광 다이오드 램프를 위한 부가 대체 설계를 인식할 수 있다. 따라서, 본 발명의 특정 실시예와 애플리케이션은 도시되고 기술될 때, 이것은 발명은 여기에 공개된 정확한 구조와 구성 요소에 제한되지 않고 다양한 조정, 변화 및 변경은 기술에 숙련된 이에게 명백할 수 있고 첨부된 청구에서 정의된 것처럼 발명의 사상과 범위로부터 출발함이 없이 여기 공개된 본 발명의 방법과 장치에 상세히 배열, 동작에 만들어질 수 있다.

Claims (26)

  1. 하나 이상의 발광 다이오드(LED; Light-Emitting Diode);
    입력 전압을 제공하는 조광 스위치의 형태를 결정하고, 조광 스위치의 감지된 형태에 대해 상기 입력 전압의 감지된 조광량을 결정하고, 상기 LED를 통해 규정된 전류를 제어하기 위해 하나 이상의 제어 신호를 생성하고 이에 따라 상기 LED의 출력 광 강도가 감지된 조광량에 비례하도록 구성된 조광 제어 유닛; 및
    상기 제어 신호를 수신하고 상기 하나 이상의 LED에 규정된 전류를 제공하도록 구성된 전력 변환기를 포함하고, 상기 전력 변환기는 상기 감지된 조광량에 비례하는 출력 광 세기를 달성하기 위해 상기 제어 신호에 의해 지시된 것처럼 상기 하나 이상의 LED에 상기 규정된 전류를 조정하도록 구성되는 발광 다이오드 램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조광 제어 유닛은,
    상기 입력 전압을 수신하고 상기 감지된 형태의 조광 스위치를 결정하도록 구성된 조광 형태 감지기;
    상기 입력 전압을 수신하고 상기 감지된 형태의 조광 스위치에 다르게 의존하게 설정된 하나 이상의 임계 전압에 상기 입력 전압을 비교함에 의해 상기 감지된 조광량의 대표적인 상기 입력 전압의 감지된 위상 각 변조를 결정하도록 구성된 위상 감지기; 및
    상기 LED의 조광을 제어하기 위해 위상 각 변조의 상기 감지된 양을 이용하여 상기 제어 신호를 생성하도록 구성된 조광 제어기
    를 포함하는 발광 다이오드 램프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 조광 제어 신호는,
    상기 LED를 구동하기 위한 피크 전류의 제1 제어 신호 지시를 포함하고, 상기 피크 전류는 위상 각 변조의 상기 감지된 양의 기능이고, 상기 전력 변환기는 상기 LED의 광 세기가 상기 감지된 조광 량에 비례하도록 상기 피크 전류에 상기 변환기를 통해 전류를 제한하는 정전류 모드에서 상기 LED를 구동하는 발광 다이오드 램프.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 조광 제어 신호는,
    상기 LED를 구동하기 위한 듀티 사이클의 제2 제어 신호 지시를 포함하고, 상기 듀티 사이클은 위상 각 변조의 상기 감지된 양의 기능이고; 상기 전력 변환기는 상기 LED의 평균 광 세기가 상기 감지된 조광 량에 비례하도록 상기 듀티 사이클의 오프 기간 동안 상기 LED를 끄고 상기 듀티 사이클의 온 기간동안 상기 LED를 켜는 발광 다이오드 램프.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 위상 감지기는,
    감지된 온 시간의 시작을 결정하기 위해 선도적인 임계값으로 상기 입력 전압을 비교하고, 상기 감지된 온 시간의 종료를 결정하기 위해 후행 임계값으로 상기 입력 전압을 비교하기 위한 비교기를 포함하고,
    상기 위상 각 변조의 량은 상기 감지된 온 시간으로부터 결정되고, 상기 선도적인 임계값과 상기 후행 임계값은 상기 감지된 형태의 조광 스위치에 기반되어 설정되는 발광 다이오드 램프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 선도적인 임계값은 상기 조광 형태 감지기가 조광 스위치가 존재하지 않음을 결정할 때 이전 사이클의 최대 전압의 기능이고, 상기 선도적인 임계값은 상기 조광 형태 감지기가 선도적인 에지 조광 또는 하강 에지 조광이 감지됨을 결정할 때 고정된 값인 발광 다이오드 램프
  7. 제2항에 있어서,
    상기 위상 감지기는,
    상기 감지된 형태의 조광 스위치가 후광 에지 조광일 때 또는 조광이 존재하지 않을 때 상기 선도적인 임계값으로 상기 입력 전압을 비교하기 전 상기 입력 전압을 필터링하기 위한 저역 통과 필터를 포함하고, 상기 저역 통과 필터는 상기 감지된 형태의 조광 스위치가 선도적인 에지 조광일 때 바이패스되는 발광 다이오드 램프.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 입력 전압의 감지된 오프 시간 동안, 상기 입력 전압으로부터 소모된 전력과 상기 입력 전압의 감지된 온 시간 동안 상기 전력 변환기로 상기 입력 전압으로부터 제공하는 전력 사이에 사이클 동안 상기 입력 전압으로부터 전력을 소모하도록 구성된 초핑(chopping) 회로를 더 포함하는 발광 다이오드 램프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조광 제어 유닛은,
    상기 초핑 회로의 스위칭을 제어하기 위한 초핑 제어 신호를 생성하기 위해 구성된 초핑 생성 회로를 더 포함하고, 상기 초핑 회로는 상기 입력 전압에 역으로 비례하는 초핑 온 시간 동안 상기 전력 변환기에 상기 입력 전압으로부터 전력을 제공하고, 상기 입력 전압에 역으로 비례하는 초핑 오프 시간 동안 상기 입력 전압으로부터 전력을 소모하는 발광 다이오드 램프.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 초핑 회로는,
    초핑 스위치;
    상기 입력 전압과 상기 초핑 스위치 사이에 직렬로 연결되는 초핑 인덕터, 상기 초핑 인덕터는 상기 초핑 스위치가 켜질 때 상기 입력 전압으로부터 전력을 저장하고 상기 초핑 스위치가 꺼질 때 전력을 방출함;
    상기 초핑 인덕터와 상기 전력 변환기 사이에 직력로 연결되는 초핑 다이오드, 상기 초핑 다이오드는 상기 초핑 스위치가 꺼질 때 상기 초핑 인덕터로부터 상기 전력 변환기로 전력을 제공함; 및
    상기 초핑 스위치와 상기 초핑 인덕터에 직렬로 연결되는 초핑 저항, 상기 초핑 저항은 상기 초핑 스위치가 켜질 때 상기 초핑 인덕터로부터 전력을 소모함.
    을 포함하는 발광 다이오드 램프.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전력 변환기는 플라이백 전력 변환기를 포함하는 발광 다이오드 램프.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 조광 제어 유닛은 상기 발광 다이오드 램프의 시작 후 고정된 수의 사이클을 발생하는 구성 단계 동안 상기 감지된 형태의 조광 스위치를 결정하는 발광 다이오드 램프.
  13. 램프 입력 전압을 수신함;
    상기 램프 입력 전압을 출력하는 조광 스위치의 형태를 결정하기 위한 제1 조광 감지 단계를 수행함;
    상기 감지된 형태의 조광 스위치에 대해 상기 램프 입력 전압의 감지한 조광 양을 결정함;
    상기 램프 입력 전압과 상기 감지된 조광 량에 기반된 발광 다이오드 램프를 구동하기 위한 제어 신호를 결정함; 및
    상기 발광 다이오드 램프의 출력 광 세기가 상기 감지된 조광 량에 비례하도록 상기 제어 신호에 기반된 상기 발광 다이오드 램프를 구동함.
    을 포함하는 발광 다이오드 램프를 조광하기 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 감지 단계는 발광 다이오드 램프의 시작 후 고정된 수의 사이클을 발생하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 조광 감지 단계를 수행함은,
    상기 램프 입력 전압의 이전 사이클 동안 상기 램프 입력 전압의 최대 파생을 계산함;
    제1 임계 값을 계산함;
    상기 최대 파생이 상기 제1 임계 값을 초과하는지를 결정함; 및
    상기 최대 파생이 상기 제1 임계 값을 초과함에 응답하여, 상기 램프 입력 전압이 선도적인 에지 조광 스위치로부터 출력됨을 결정함
    을 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    제2 임계 값을 계산함;
    상기 제2 임계 값 아래 존재하는 상기 램프 입력 전압 동안 시간 기간을 결정함; 및
    상기 시간 기간이 미리 결정된 시간 임계를 초과함에 응답하여, 상기 램프 입력 전압이 후행 에지 조광 스위치로부터 출력됨을 결정함
    을 더 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 제1 및 제2 임계 값은 상기 램프 입력 전압의 이전 사이클 동안 상기 램프 입력 전압의 최대 값의 기능인 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1 조광 감지 단계 후 제1 수의 사이클에 제2 조광 감지 단계를 수행함;
    상기 제1 조광 감지 단계에서 결정된 조광 형태는 상기 제2 조광 감지 단계에서 결정된 조광 형태에 매칭하지 않음에 응답하여, 상기 제2 조광 감지 단계 후 제2 수의 사이클에 제3 조광 감지 단계를 수행함;
    상기 제2 조광 감지 단계에서 결정된 조광 형태는 상기 제3 조광 감지 단계에서 결정된 조광 형태에 매칭함에 응답하여, 감지된 형태의 조광처럼 상기 제2 또는 제 3 감지 단계에서 결정된 조광 형태를 사용함; 및
    상기 제2 조광 감지 단계에서 결정된 조광 형태는 상기 제3 조광 감지 단계에서 결정된 조광 형태에 매칭하지 않음에 응답하여, 지원되지 않는 조광 형태의 신호 지시를 출력함
    을 더 포함하는 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 감지된 조광 량을 결정함은,
    상기 감지된 형태의 조광 스위치에 의존하여 다르게 설정된 하나 이상의 임계 전압과 상기 입력 전압을 비교함에 의해 상기 감지된 조광 량의 상기 입력 전압 대표적인 감지된 위상 각 변조를 결정함을 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 램프 입력 전압의 상기 감지된 위상 각 변조를 결정함은,
    상기 감지된 형태의 조광 스위치에 적어도 부분에 기반된 선도적인 임계와 후행 임계를 결정함;
    상기 조광 스위치의 감지된 온 시간의 시작을 결정하기 위해 상기 램프 입력 전압과 상기 선도적인 임계를 비교함;
    상기 조광 스위치의 감지된 온 시간의 종료를 결정하기 위해 상기 램프 입력 전압과 후행 임계를 비교함;
    상기 감지된 온 시간의 두 개 연속된 시작 사이에 시간을 결정함에 의해 상기 입력 전압의 기간을 결정함; 및
    상기 조광 스위치의 기간과 온 시간의 비율로 상기 램프 입력 전압의 상기 위상 각 변조를 결정함
    을 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    조광이 존재하지 않음을 감지함에 응답하거나 상기 감지된 조광 형태가 후행 에지 조광에 응답하여 상기 램프 입력 전압과 상기 선도적인 임계를 비교하기 전 상기 램프 입력 전압에 저역 통과 필터를 적용함; 및
    상기 감지된 조광 형태가 선도적인 에지 조광임에 응답하여 상기 저역 통과 필터를 바이패스함
    을 더 포함하는 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 선도적인 임계를 결정함은,
    상기 조광 형태 감지기가 조광 스위치가 존재하지 않음을 결정할 때 이전 사이클의 최대 전압의 기능에 상기 선도적인 임계를 설정함; 및
    선도적인 에지 조광 또는 하강 에지 조광이 감지됨을 상기 조광 형태 감지기가 결정할 때 고정된 값으로 상기 선도적인 임계를 설정함
    을 포함하는 방법.
  23. 제13항에 있어서,
    하나 이상의 제어 신호를 결정함은,
    상기 감지된 조광 량의 기능으로 피크 전류를 결정함을 포함하고, 상기 발광 다이오드 램프는 피크 전류로 발광 다이오드 램프를 통해 전류를 제한하는 정전류 모드에서 동작하고 발광 다이오드 램프의 광 세기는 상기 감지된 조광 량에 비례하는 방법.
  24. 제13항에 있어서,
    하나 이상의 제어 신호를 결정함은,
    상기 감지된 조광 량의 기능으로 듀티 사이클을 결정함을 포함하고, 상기 발광 다이오드 램프는 상기 듀티 사이클의 온 기간동안 켜지고 상기 발광 다이오드 램프는 상기 듀티 사이클의 오프 기간 동안 꺼지고 상기 발광 다이오드 램프의 평균 출력 광 세기는 상기 감지된 조광 량에 비례하는 방법.
  25. 제13항에 있어서,
    상기 입력 전압의 감지된 오프 시간 동안, 상기 입력 전압으로부터 전력을 소모함과 상기 입력 전압의 감지된 온 시간 동안 상기 발광 다이오드 램프의 전력 변환기로 상기 입력 전압으로부터 전력을 제공함 사이에 사이클 동안 상기 입력 전압으로부터 전력을 소모함을 더 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 입력 전압으로부터 전력을 소모함과 상기 입력 전압으로부터 전력 변환기로 전력을 제공함 사이에 사이클링은,
    상기 입력 전압에 역으로 비례하는 초핑 온 시간 동안 상기 입력 전압으로부터 상기 전력 변환기로 전력을 제공함; 및
    상기 입력 전압에 역으로 비례하는 초핑 오프 시간 동안 상기 입력 전압으로부터 전력을 소모함
    을 포함하는 방법.
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