KR20120071365A - 형광 조명 시스템들을 위한 발광 다이오드 개장 시스템 - Google Patents

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KR20120071365A
KR20120071365A KR1020110140331A KR20110140331A KR20120071365A KR 20120071365 A KR20120071365 A KR 20120071365A KR 1020110140331 A KR1020110140331 A KR 1020110140331A KR 20110140331 A KR20110140331 A KR 20110140331A KR 20120071365 A KR20120071365 A KR 20120071365A
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voltage
led
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fluorescent lamp
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KR1020110140331A
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비주 안토니
샤샨크 바크레
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오스람 실바니아 인코포레이티드
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Abstract

형광 조명 시스템들을 위한 발광 다이오드 개장 시스템
형광 램프 부착물을 포함하는 형광 조명 시스템들을 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템이 기재된다. 형광 램프 부착물은 프레임, AC 전원에 결합되도록 구성된 기존 안정기, 및 기존 안정기의 출력부에 결합된 적어도 하나의 커넥터를 포함한다. 커넥터는 형광 램프에 결합되도록 구성된다. LED 개장 시스템은, 커넥터에 탈착 가능하게 결합되고 기존 안정기로부터 고전압 AC 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 핀을 포함한다. LED 개장 시스템은 적어도 하나의 LED 광원, 핀에 결합되고 고전압 AC 신호를 수신하며 저전압 AC 신호를 출력하도록 구성된 변압기 회로, 및 저전압 AC 신호를 수신하고, LED 광원을 구동시키기 위해 DC 전압을 생성하도록 구성된 정류기 회로를 포함한다.

Description

형광 조명 시스템들을 위한 발광 다이오드 개장 시스템{LIGHT EMITTING DIODE RETROFIT SYSTEM FOR FLUORESCENT LIGHTING SYSTEM}
본 출원은 고체 조명원들에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 형광 조명 시스템들을 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템에 관한 것이다.
형광 조명은 많은 애플리케이션들에서 폭넓게 사용된다. 하나의 타입의 형광 조명 시스템은 형광 램프 부착물을 포함하고, 상기 형광 램프 부착물은 교류(AC) 전압원에 결합된 안정기 및 하나 이상의 형광 램프들을 상기 안정기에 전기적으로 결합시키기 위한 복수 개의 핀들을 갖는다. 상기 안정기는 레귤레이팅된 AC 전력원을 상기 형광 램프들에 제공하도록 구성될 수 있다. 형광 조명이 일반적으로 백열 조명보다 더욱 효율적일 수 있는 반면에, 형광 조명은 여러 결점들을 경험한다. 하나의 결점은, 많은 형광 램프들이 인, 수은 등과 같은 위험하거나 또는 유독성의 재료들을 사용한다는 것이고, 상기 위험하거나 또는 유독성의 재료들은 환경적 문제들을 생성할 수 있다. 다른 단점은, 형광 램프들의 수명이 상기 램프가 자주 스위칭 온 그리고 스위칭 오프 되는 애플리케이션에서는 크게 단축될 수 있다는 것이다.
일반적으로, 본 기재는 형광 조명 부착물에 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 조명원들을 개장하기 위한 시스템들 및 방법들을 제공한다. 특히, LED 광원을 포함하는 LED 개장 시스템은 형광 조명 부착물의 기존 핀들에 전기적으로 결합될 수 있다. LED 개장 시스템은 형광 조명 부착물과 연관된 안정기로부터 고전압 AC 입력을 수신할 수 있다. LED 개장 시스템은, 절연(isolation)을 제공하고 상기 고전압 AC를 상기 LED 개장 시스템의 LED 광원을 구동시키기에 적절한 더 낮은 AC 전압으로 스텝 다운시키기 위한 변압기 회로를 포함할 수 있다. 그 다음에 정류기가 상기 더 낮은 전압 AC를 더 낮은 직류(DC) 전압으로 변환시킬 수 있다. 상당한 양의 AC 리플링을 가질 수 있는 정류기의 출력은 예컨대 평활화(smoothing) 커패시터 등의 사용을 통해 선택적으로 평활화될 수 있다.
유리하게도, 본 기재의 시스템들 및 방법들은, 형광 조명 부착물의 어떠한 수정을 요구하지 않고도, LED 광원에 전력을 공급하기 위해 형광 조면 부착물이 개장될 수 있도록 할 수 있다. 부가하여, 본 기재의 시스템들 및 방법들은 안정기 효율에 가까운 높은 효율을 제공할 수 있다. 부가하여, 본 기재의 시스템들 및 방법들은, 증가된 역률 효율로 바뀔 수 있는 감소된 컴포넌트 총수(count) 및/또는 사이즈를 제공할 수 있고, 종래의 LED 구동 시스템들보다 상당한 비용 절약들을 제공할 수 있고, 그리고/또는 더 폭넓은 범위의 애플리케이션들에 적절한 LED 개장 시스템을 만들 수 있다. 게다가, 본 기재의 시스템들 및 방법들은, 안정기 출력의 절연을 제공하기 위한 변압기 회로를 포함할 수 있고, 상기 절연은 설치 동안에 임의의 잠재적인 전기적 쇼크들 또는 위험들을 감소시키거나 그리고/또는 제거시킬 수 있고 설계상 광학 컴포넌트들의 더 넓은 선택을 허용할 수 있다.
실시예에서, 기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템이 제공된다. LED 개장 시스템은, 적어도 하나의 LED 광원; 기존 안정기로부터 고전압 AC 신호를 수신하고, 저전압 AC 신호를 출력하도록 구성된 변압기 회로; 상기 저전압 AC 신호를 수신하고, 상기 LED 광원을 구동시키기 위해 DC 전압을 생성하도록 구성된 정류기 회로; 및 상기 변압기 회로를 상기 기존 안정기에 전기적으로 결합시키도록 구성된 적어도 하나의 핀;을 포함하고, 상기 LED 개장 시스템은 형광 램프 부착물에 탈착 가능하게(removably) 결합되도록 구성된다.
관련된 실시예에서, LED 개장 시스템은, 지지 기판 ― 상기 적어도 하나의 핀, 상기 LED 광원, 상기 변압기 회로, 및 상기 정류기 회로가 상기 지지 기판에 결합됨 ― 을 더 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 핀은 LED 개장 시스템을 형광 램프 부착물의 적어도 하나의 커넥터에 탈착 가능하게 결합시키도록 구성될 수 있다. 다른 관련된 실시예에서, 상기 정류기 회로는, 변압기 회로로부터의 저전압 AC 신호로부터 전파 정류된 AC 전압을 생성하도록 구성된 전파 브릿지 정류기 회로, 및 LED 광원과 병렬인 필터링 커패시터를 포함할 수 있고; 상기 필터링 커패시터는 LED 광원을 구동시키기 위해 상기 전파 정류된 AC 전압을 상기 DC 전압으로 필터링하도록 구성될 수 있다. 여전히 다른 관련된 실시예에서, 상기 변압기 회로는 기존 안정기의 정격 사양들에서 동작하기 위해 부하를 기존 안정기에 제공하도록 구성된 변압기를 포함할 수 있다. 추가의 관련된 실시예에서, 상기 변압기 회로는 대략 350 Ω의 부하를 제공하도록 구성된 변압기를 포함할 수 있다. 다른 추가의 관련된 실시예에서, 상기 변압기는 20 ㎑에서 또는 그를 초과하는 주파수에서 동작하도록 구성된 고주파수 변압기를 포함할 수 있다. 추가의 관련된 실시예에서, 상기 고주파수 변압기는 일차 권선 및 이차 권선을 포함할 수 있고, 상기 일차 권선은 기존 안정기로부터 고전압 AC 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 이차 권선은 LED 광원에 기초한 전압을 갖는 저전압 AC 신호를 제공하도록 구성된다. 추가의 관련된 실시예에서, 상기 변압기의 일차 측은 형광 램프 ― 상기 형광 램프를 위해 기존 안정기가 평가됨 ― 의 인덕턴스 및 동작 주파수에 기초하여 튜닝될 수 있다.
다른 관련된 실시예에서, LED 개장 시스템은 LED 광원으로의 전력을 레귤레이팅하도록 구성된 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 추가의 관련된 실시예에서, 상기 제어 회로는 제어기, 스위치 회로, 및 온도 센서를 포함할 수 있고, 상기 제어기는 LED 광원의 온도를 표현하는 신호를 온도 센서로부터 수신하고, 스위치 회로의 전도 상태를 제어하기 위해 PWM 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 다른 추가의 관련된 실시예에서, 상기 제어 회로는 제어기, 스위치 회로, 및 전류 감지 회로를 포함할 수 있고, 상기 제어기는 LED 광원을 통과하는 전류를 표현하는 신호를 전류 감지 회로로부터 수신하고, 과전류 상황을 방지하기 위해 스위치 회로의 전도 상태를 제어하기 위한 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 개장 조명 시스템이 제공된다. 개장 조명 시스템은 형광 램프 부착물, 및 상기 형광 램프 부착물에 탈착 가능하게 결합되도록 구성된 발광 다이오드(LED) 개장 시스템을 포함한다. 형광 램프 부착물은: 프레임, AC 전력원에 결합되고, 형광 램프를 구동시키도록 구성되는 고전압 AC 신호를 제공하도록 구성된 기존 안정기, 및 상기 기존 안정기의 출력부에 결합된 적어도 하나의 커넥터를 포함하고, 상기 적어도 하나의 커넥터는 형광 램프에 결합되도록 구성된다. LED 개장 시스템은, 상기 적어도 하나의 커넥터에 탈착 가능하게 결합되고, 기존 안정기로부터 고전압 AC 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 핀; 적어도 하나의 LED 광원; 상기 적어도 하나의 핀에 결합되고, 고전압 AC 신호를 수신하고 저전압 AC 신호를 출력하도록 구성된 변압기 회로; 및 상기 저전압 AC 신호를 수신하고, LED 광원을 구동시키기 위해 DC 전압을 생성하도록 구성된 정류기 회로를 포함한다.
관련된 실시예에서, 상기 정류기 회로는, 상기 변압기 회로로부터의 저전압 AC 신호로부터 전파 정류된 AC 전압을 생성하도록 구성된 전파 브릿지 정류기 회로, 및 LED 광원과 병렬인 필터링 커패시터를 포함하고; 상기 필터링 커패시터는 LED 광원을 구동시키기 위해 상기 전파 정류된 AC 전압을 상기 DC 전압으로 필터링하도록 구성될 수 있다. 다른 관련된 실시예에서, 상기 변압기 회로는 기존 안정기의 정격 사양들에서 동작하기 위해 부하를 기존 안정기에 제공하도록 구성된 변압기를 포함할 수 있다. 추가의 관련된 실시예에서, 상기 변압기는 일차 권선 및 이차 권선을 포함하고, 상기 일차 권선은 기존 안정기로부터 고전압 AC 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 이차 권선은 LED 광원에 기초한 전압을 갖는 저전압 AC 신호를 제공하도록 구성되며, 상기 변압기의 일차 측은 형광 램프의 인덕턴스 및 동작 주파수에 기초하여 튜닝될 수 있다.
다른 관련된 실시예에서, LED 개장 시스템은, 제어기, 스위치 회로, 및 온도 센서를 포함하는 제어 회로를 더 포함할 수 있고, 상기 제어기는 LED 광원의 온도를 표현하는 신호를 온도 센서로부터 수신하고, 스위치 회로의 전도 상태를 제어하기 위한 PWM 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 여전히 다른 관련된 실시예에서, LED 개장 시스템은, 제어기, 스위치 회로, 및 전류 감지 회로를 포함하는 제어 회로를 더 포함하고, 상기 제어기는 LED 광원을 통과하는 전류를 표현하는 신호를 전류 감지 회로로부터 수신하고, 과전류 상황을 방지하기 위해 스위치 회로의 전도 상태를 제어하기 위한 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
실시예에서, 형광 램프 부착물의 기존 안정기를 이용하여 LED 광원을 구동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 형광 램프 부착물의 기존 안정기로부터 고전압 AC 신호를 수신하는 단계; 변압기 회로를 이용하여, 상기 고전압 AC 신호를 저전압 AC 신호로 변환시키는 단계; 정류기 회로를 이용하여 정류된 DC 전압을 생성하기 위해, 상기 저전압 AC 신호를 정류시키는 단계; 및 LED 광원을 상기 DC 전압으로 구동시키는 단계를 포함한다.
관련된 실시예에서, 정류시키는 단계는, 변압기 회로로부터의 저전압 AC 신호로부터 전파 정류된 AC 전압을 생성하도록 구성된 전파 브릿지 정류기 회로, 및 LED 광원과 병렬인 필터링 커패시터를 포함할 수 있고; 상기 필터링 커패시터는 LED 광원을 구동시키기 위해 상기 전파 정류된 AC 전압을 상기 DC 전압으로 필터링하도록 구성될 수 있고; 상기 변압기 회로는 일차 권선 및 이차 권선을 갖는 변압기를 포함하고, 상기 일차 권선은 기존 안정기로부터 고전압 AC 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 이차 권선은 LED 광원에 기초한 전압을 갖는 저전압 AC 신호를 제공하도록 구성되며, 상기 변압기의 일차 측은, 상기 변압기가 기존 안정기의 정격 사양들에서 동작하기 위해 부하를 기존 안정기에 제공하도록, 형광 램프 ― 상기 형광 램프를 위해 기존 안정기가 평가됨 ― 의 인덕턴스 및 동작 주파수에 기초하여 튜닝될 수 있다.
본 명세서에 기재되는 전술 및 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들에 도시된 바와 같이 본 명세서에 기재되는 특정한 실시예들의 아래의 설명으로부터 명백할 것이고, 상기 첨부된 도면들에서는 같은 참조 부호들이 상이한 도면들을 통틀어 동일한 부분들을 지칭한다. 도면들은 반드시 스케일링되는 것은 아니며, 대신에 본 명세서에 기재되는 원리들을 도시하는 강조가 주어진다.
도 1은 본 명세서에 설명되는 실시예들에 따른 LED 개장 시스템을 포함하는 개장 조명 시스템을 도시하는 시스템 도면이다.
도 2는 본 명세서에 설명되는 실시예들에 따라, 도 1의 LED 개장 시스템을 더욱 상세하게 도시하는 시스템 도면이다.
도 3은 본 명세서에 설명되는 실시예들에 따른 개장 조명 시스템을 도시하는 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시된 개장 조명 시스템의 성능을 도시하는 전류 및 전압 대 시간의 플롯들을 포함한다.
도 5는 본 명세서에 설명되는 실시예들에 따른 LED 개장 시스템을 도시하는 회로도이다.
도 6은 본 명세서에 설명되는 실시예들에 따른 방법을 도시하는 블록 흐름도이다.
본 기재는 본 명세서에 전개되는 특정 형태들로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 상황들이 방책을 제안하거나 줄 수 있으므로 대등물들의 다양한 생략들 및 대체들이 고려된다는 것이 이해된다. 본 명세서에서 사용되는 어법 및 용어가 설명을 목적으로 한 것이고 제한하는 것으로서 간주되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다.
도 1은 본 명세서에 설명되는 실시예들에 따른 개장 조명 시스템(100)을 도시하는 시스템 도면이다. 도 1에서, 개장 조명 시스템(100)은 AC 전압원(102), 형광 램프 부착물(104), 및 LED 개장 시스템(106)을 포함한다. AC 전압원(102)은 AC 전압, 예컨대 정현파 AC 전압을 생성하도록 구성된다. 예컨대, AC 전압원(102)은 120 VAC/60 ㎐, 277 VAC/60 ㎐, 204 VAC/60 ㎐ 및/또는 220V-240 VAC/50 ㎐, 347 VAC/60 ㎐ 전력원을 포함할 수 있다. 본 기술분야의 당업자는 다른 타입들의 AC 전력원들(102)이 개장 조명 시스템(100)을 구동시키기 위해 사용될 수 있다는 것을 인지할 것이다.
형광 램프 부착물(104)은 임의의 형광 램프 부착물 설계를 포함할 수 있고, 하나 이상의 형광 램프들(미도시)과 기계적으로 및/또는 전기적으로 연결되도록 구성된 하나 이상의 커넥터들(108, 110)을 포함할 수 있다. 커넥터들(108, 110)은 프레임(112)에 결합될 수 있고, 이들로 제한되는 것은 아니지만, 표준 선형 실린더형 튜브 T8, T10, T12 구성, U-형상의 만곡된 램프 구성, 원형 T5 램프 구성, 콤팩트 형광 램프(CFL)들 구성, PL 램프들 구성 등과 같은 형광 램프와 결합되기 위한 임의의 커넥터 구성을 취할 수 있다.
형광 램프 부착물(104)은 또한 하나 이상의 안정기들(114)을 포함할 수 있다. 안정기(114)의 출력은, 직접적으로든 또는 간접적으로든, 커넥터들(108, 110) 중 하나 이상에 결합될 수 있다. 안정기(114)는, 형광 램프(미도시)의 전극들 사이에 아크를 설정하기 위해 적절한 전압을 커넥터들(108, 110)에 제공하도록, 그리고 제어된 양의 전기 에너지를 형광 램프에 제공하도록, 즉 형광 램프의 설계된 동작 사양들에 기초하여 제어된 전압을 이용하여 형광 램프로의 전류량을 제어하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 안정기(114)는 25 ㎑ 내지 100 ㎑의 주파수에서 동작하는, 200-600 VAC(예컨대, 400 VAC)의 범위 내의 출력 전압을 공급하도록 구성될 수 있다. 안정기(114)의 설계는, 적어도 부분적으로, AC 전압원(102) 그리고 형광 램프들의 개수 및 타입들에 기초하여 결정될 수 있다. 안정기(114)는, 이들로 제한되는 것은 아니지만, 즉시 시작, 신속한 시작, 및/또는 프로그램 가능 안정기들과 같은 다양한 타입들 중 예컨대 자기 안정기, 전자식 안정기, 및/또는 하이브리드 안정기로서 구성될 수 있다. 안정기(114)는 프레임(112)과 일체형(integral) 컴포넌트를 형성할 수 있고, 그리고/또는 예컨대 안정기(114)의 교체를 허용하기 위해, 프레임(112)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
LED 개장 시스템(106)은 커넥터들(108, 110)을 통해 안정기(114)에 결합될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, LED 개장 시스템(106)은 변압기 회로(116), 정류기 회로(118), LED 광원(120), 및 하나 이상의 전기적 및/또는 기계적 커넥터들(예컨대, 핀들(122a-122n))을 포함한다. LED 광원(120)은 지지 기판(124)에 결합된 하나 이상의 LED들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 예컨대, LED 광원(120)은, 동시에 및/또는 독립적으로 제어될 수 있는, 직렬로 결합된 다수 개의 LED들 또는 LED 스트립들의 하나 이상의 어레이들을 포함할 수 있다. LED 광원(120) 내의 LED들은, 이들로 제한되는 것은 아니지만, 종래의 고-휘도 반도체 LED들, 유기 발광 다이오드(OLED)들, 바이-컬러(bi-color) LED들, 트리-컬러 LED들, 폴리머 발광 다이오드들(PLED), 전자-발광(EL:electro-luminescent) 스트립들 등과 같은 반도체 광원 및/또는 임의의 고체 광원을 포함할 수 있다. LED 광원(120) 내의 LED들은, 이들로 제한되는 것은 아니지만, 패키징된 LED 및 넌-패키징된 LED, 칩-온-보드 LED들, 게다가 표면 장착(surface mount) LED들을 포함할 수 있다. LED들은 또한, 상기 LED로부터 방출된 에너지를 상이한 파장의 광으로 변환시키기 위한 형광체 등을 갖는 LED들을 포함할 수 있다.
LED 광원(120)에 부가하여, 변압기 회로(116), 정류기 회로(118), 및 핀들(122a-122n)은 전부 지지 기판(124)에 결합될 수 있고, 그래서 전체 LED 개장 시스템(106)은 형광 램프 부착물(104)의 커넥터들(108, 110)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 도 2에 추가로 도시된 바와 같이, 핀들(122a-122n)은 지지 기판(124)의 반대 단부들에 위치된 단부 캡들(121a, 121b)에 피팅될 수 있다. 단부 캡들(121a-121b)은, 핀들(122a-122n)이 도 1에 도시된 커넥터들(108, 110)과 (전기적으로 및/또는 기계적으로) 메이팅(mating)하도록, 핀들(122a-122n)을 이격시키도록 구성될 수 있다. LED 개장 시스템(106)(예컨대, 지지 기판(124))의 전체적인 사이즈 및/또는 형상은 LED 개장 시스템(106)이 교체되도록 표준 형광 튜브의 사이즈 및/또는 형상에 대등할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지지 기판(124)은, 변압기 회로(116), 정류기 회로(118), LED 광원(120), 및 핀들(122a-122n)이 결합될 수 있는 하나 이상의 인쇄 회로 기판(PCB)들 및/또는 다른 기판들을 포함할 수 있다. 지지 기판(124)은, 이들로 제한되는 것은 아니지만, 산광기, 렌즈 등과 같은 하나 이상의 옵틱(optic)들(126)을 선택적으로 포함할 수 있다. 옵틱(126)은, 원하는 조망 각도 및/또는 분산 패턴이 달성되도록, LED 광원(120)에 의해 제공되는 광을 형상화하도록 구성될 수 있다. 옵틱(126)은 대략 지지 기판(124)의 일부분에만 (예컨대, LED 광원(120)에 근접한 영역 내에) 위치될 수 있고, 일반적으로 전체 지지 기판(124)을 커버할 수 있고, 그리고/또는 LED 광원(120) 내부의 각각의 LED 또는 LED들의 서브세트 상에 위치될 수 있다.
따라서, LED 개장 시스템(106)이 형광 램프 부착물(104)에 탈착 가능하게 결합될 수 있는 반면에, LED 개장 시스템(106)은 형광 램프 부착물(104)과 분리된 그리고 별개의 컴포넌트로 간주된다. 그러므로, LED 개장 시스템(106)은, 형광 램프(미도시)와 함께 사용되도록 설계된 형광 램프 부착물(104) 안으로 개장될 수 있다. 따라서, LED 개장 시스템(106)은, 안정기(114)를 제거하거나 또는 기존(예컨대, 설치된) 형광 램프 부착물(104)의 와이어링에 대한 수정을 할 필요 없이, 본래 장비 형광 램프 부착물(104)을 위한 직접적인 교체 광원으로서 기능할 수 있다.
변압기 회로(116)는 LED 개장 시스템(106)의 나머지로부터 안정기(114)의 고전압 출력의 절연을 제공할 수 있다. 이러한 절연을 제공하는 것은, 유리하게도, LED 개장 시스템(106)의 나머지에서의 위험한 전압들을 감소시키거나 그리고/또는 제거하고, 다양한 채널들 사이의 혼선을 감소시키거나 그리고/또는 제거하는 동시에, 변압기 회로(116)가 더 넓은 범위의 컴포넌트들, 예컨대 LED 광원들(120)에 전력을 제공하게 할 수 있다. 일반적으로, 변압기 회로(116)는 안정기(114)에 의해 생성된 고 AC 입력 전압을 더 낮은 AC 출력 전압으로 스텝 다운시킬 수 있다. 변압기 회로(116)의 상기 더 낮은 AC 출력 전압은, 적어도 부분적으로, LED 광원(120) 내에서 사용되는 LED들의 개수 및 타입에 따라 좌우될 수 있다. 변압기 회로(116)는 접지에 결합될 수 있고, 따라서 부유(floating) 조건이 제거된다. 안정기(114)가 (이들로 제한되는 것은 아니지만, 적어도 20 ㎑, 예컨대 40 ㎑ 또는 그를 초과하는 주파수와 같은) 고주파수에서 동작할 수 있으므로, 변압기 회로(116)는 도 2에 도시된 바와 같이, 안정기(114)의 주파수와 호환될 수 있도록 구성된 고주파수 변압기(117)를 포함할 수 있다. 예컨대, 고주파수 변압기(117)는 고주파수, 예컨대 25 ㎑ 내지 100 ㎑에서 효율적으로 작동하는 페라이트들을 포함하는 알려진 변압기 구성일 수 있다. 일반적으로, 변압기(117)는 LED 개장 시스템(106)의 나머지로부터 안정기(114)의 고전압 출력의 절연을 달성하기 위해, 일차 권선 및 하나 이상의 이차 권선들(예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각, L2 및 L3)을 포함할 수 있다. 일차 권선 및 이차 권선 사이의 권선비는 변압기 회로(116)에 의해 전달되는 전압을 결정할 수 있다. 고주파수 변압기(117)의 사용은 변압기 회로(116)의 감소된 사이즈를 허용할 수 있고, 그리고 차례로, 전체 LED 개장 시스템(106)의 감소된 사이즈를 허용할 수 있다.
정류기 회로(118)는 변압기 회로(116)로부터의 AC 출력을 DC 출력(또는 DC 출력의 형태)으로 변환시키기 위한 임의의 정류기를 포함할 수 있다. 예컨대, 정류기 회로(118)는 전파 정류기를 포함할 수 있다. 선택적으로, 정류기 회로(118)는 평활화 회로 또는 필터(128)를 포함할 수 있다. 평활화 회로/필터(128)는 AC 전압으로부터 사실상 안정적인 DC 전압 출력을 생성하기 위해 상기 전파 정류기(118)와 연관된 리플을 감소시킬 수 있다. 예컨대, 평활화 회로/필터(128)는 정류기(118)의 DC 출력부에 놓인 저수 커패시터 또는 평활화 커패시터를 포함할 수 있다. 필터 커패시터(128)가 정류된 DC 전압을 DC 또는 준-DC 신호로 평활화할 수 있는 반면에, 이러한 평활화된 신호는 AC 소스(102)의 피크-대-피크 값들에 관련하여 상당한 AC 변동(variation)들을 여전히 나타낼 수 있다. 따라서, 필터 커패시터의 불완전한 평활화 효과로 인해 시각적으로 지각될 수 있는 깜박거림(flicker)을 감소시키거나 또는 제거하기 위해, 필터 커패시터(128)는, 예컨대 AC 소스(102)의 동작 주파수 및 LED 광원(120)으로의 요구되는 공급 전류에 기초하여 시간 상수를 갖도록 선택될 수 있다. 이 리플을 추가로 감소시키기 위해, 알려진 커패시터-입력 필터가 사용될 수 있다. 이는, 초크(인덕터) 및 제2 필터 커패시터로 상기 저수 커패시터를 보완할 수 있고, 그래서 안정된 DC 출력이 필터 커패시터(128)의 단자들 양단에서 획득될 수 있다.
이제 도 3으로 가면, 개장 조명 시스템(100a)의 회로도가 도시된다. 개장 조명 시스템(100a)은 안정기 회로(114a), 변압기 회로(116a), 정류기 회로(118a), 및 LED 광원(120a)을 포함할 수 있다. 안정기 회로(114a)는 형광 조명 시스템과 연관된 기존 안정기일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 구절 "기존 안정기"는, 형광 조명 시스템의 형광 램프와 함께 사용하기 위해 설계되었거나 그리고/또는 판매된 안정기를 지칭하도록 의도되고, LED-기반 조명 시스템을 위해 설계되었거나 그리고/또는 판매된 안정기를 지칭하도록 의도되지 않는다. 안정기 회로(114a)는 AC 신호(V1), 예컨대 120 V/60 ㎐ AC 신호에 전기적으로 결합된 하나 이상의 인덕터들(L1) 및 안정기 커패시터들(C1, C2)을 포함할 수 있다. 안정기 회로(114a)(예컨대, 기존 안정기)는, 상기 안정기 회로(114a)(예컨대, 기존 안정기)가 구동시키도록 의도된 형광 램프 구성에 기초하여, 이들로 제한되는 것은 아니지만, 600 VAC에서의 40 ㎑ 및 350 옴들과 같은 특정된 주파수 및 부하에서 동작하도록 설계될 수 있다. 안정기 회로(114a)는, 예컨대 UL(the Underwriters Laboratories, Inc.), 미국 직업 안전 보건국(OSHA:Occupational Safety and Health Administration), CE 마크, 산업 표준들 등에 의해, 형광 램프들을 위해 설정된 표준, 일반적으로 허용되는 동작 파라미터들에 기초하여 설계될 수 있다.
안정기 회로(114a)의 출력은 예컨대 도 1에 도시된 커넥터들(108, 110)과 같은 커넥터들을 통해 변압기 회로(116a)에 결합될 수 있다. 변압기 회로(116a)는 일차 권선(L2) 및 이차 권선(L3)을 포함하는 고주파수 변압기(117a)를 포함할 수 있다. 특히, 안정기 회로(114a)의 출력은 일차 측 권선(l2)에 의해 수신될 수 있고, 상기 일차 측 권선(l2)은, 이차 권선(l3)과 함께, 안정기 회로(114a)로부터의 AC 전압을 이차 권선(L3) 상의 더 낮은 AC 전압으로 스텝 다운시킬 수 있다. 일차 권선(L2) 및 이차 권선(L3) 사이의 권선비는 변압기 회로(116a)에 의해 전달되는 전압을 결정할 수 있고, 적어도 부분적으로, LED 광원(120a)을 구동시키기 위해 필요한 최소 전압에 기초될 수 있다.
변압기 회로(116a)는 안정기 회로(114a)의 설계 사양들과 호환되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 변압기 회로(116a)는 부하를 안정기 회로(114a)에 제공하도록 구성될 수 있고, 상기 안정기 회로(114a)는, 최대 전력(예컨대, 이에 제한되는 것은 아니지만, 40 ㎑에서의 350 옴들)을 전달하기 위하여, 상기 부하를 상기 안정기 회로(114a)가 구동시키도록 설계된 부하로 근사화시킨다. 변압기 회로(116a)는 또한 안정기 회로(114a)의 동작 주파수(예컨대, 이에 제한되는 것은 아니지만, 40 ㎑)에서 및/또는 안정기 회로(114a)의 동작 주파수(예컨대, 이에 제한되는 것은 아니지만, 40 ㎑) 근처에서 동작하도록 구성될 수 있다. 변압기 회로(116a)의 일차 권선(L2)은 예컨대 레지스터(R3)를 통해 접지(332)에 선택적으로 결합될 수 있다.
정류기 회로(118a)는 변압기 회로(116a)의 출력부에 결합될 수 있고, 변압기 회로(116a)의 AC 출력을 정류하고 필터링하도록 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 변압기 회로(116a)의 AC 출력을 전파-정류된 DC 출력으로 정류시키기 위하여, 정류기 회로(118a)는 전파 브릿지 내에 배열된 네 개의 다이오드들(D1-D4)을 포함한다. 이 어레인지먼트는 전파 정류기로서 알려지고, 본 명세서에서 전파 브릿지(FWB: full wave bridge)로서 또는 전파 정류기로서 어느 쪽으로든지 지칭될 수 있다. 필터 커패시터(Cf)는, 전파 정류기의 정류된 DC 출력을 필터링하고 감소된 리플을 갖는 DC 또는 준-DC 출력을 생성하기 위해 제공될 수 있다. 필터 커패시터(Cf)가 정류된 DC 출력을 DC 또는 준-DC 신호로 평활화할 수 있는 반면에, 이러한 평활화된 신호는, 도 1에 도시된 AC 소스(102)와 같이, 시스템에 전력을 제공하는 AC 소스의 피크-대-피크 값들에 관련하여 상당한 AC 변동들을 여전히 나타낼 수 있다. 따라서, 필터 커패시터(Cf)의 불완전한 평활화 효과로 인해 시각적으로 지각될 수 있는 깜박거림을 감소시키거나 또는 제거하기 위해, 필터 커패시터(Cf)는, 예컨대 AC 소스의 동작 주파수 및 LED 광원(120a)을 구동시키기 위해 요구되는 공급 전압에 기초하여 시간 상수를 갖도록 선택될 수 있다.
도 3에서, LED 광원(120a)은 정류기 회로(118a)의 DC 출력 양단, 즉 필터 커패시터(Cf) 양단에 직렬로 연결된 복수 개의 LED들(321a-321n)을 포함한다. 따라서, 정류기 회로(118a)의 출력은 LED들(321a-321n)을 구동시킬 수 있고, LED들(321a-321n)이 광을 방출하도록 유발한다. LED 광원(120a)은 접지(332)에 선택적으로 결합될 수 있고, 상기 접지(332)는 예컨대 시스템 메인즈(MAINS) 접지 및/또는 공통 (지구) 접지를 포함할 수 있다. LED 광원(120a)을 접지(332)에 결합시키는 것은, LED 광원(120a)이 "부유" 상태에 있는 것을 방지할 수 있고, 이는 LED 광원(120a)에 의해 발해지거나 또는 수신되는 전-자기 간섭(즉, 잡음)을 감소시키거나 또는 제거할 수 있다. 단일 LED 광원(120a)이 도시된 반면에, LED 광원(120a)은 복수 개의 LED 광원들(120a)을 포함할 수 있고, 상기 복수 개의 LED 광원들(120a) 각각은 상이한 개수 및/또는 타입의 LED들(321a-321n)을 포함할 수 있다. 예컨대, 변압기 회로(116a)는, 단일 AC 전압원(V1)으로부터 복수 개의 LED 채널들(예컨대, 복수 개의 LED 광원들(120a))을 구동시키도록 구성된 복수 개의 이차 권선들(L3)을 포함할 수 있고, 각각의 LED 채널에는 상기 각각의 LED 채널의 고유의 정류기 회로(118a)가 제공될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 개장 조명 시스템(100a)의 성능을 도시하는 전류 및 전압 대 시간의 플롯들(402, 404, 406, 408)을 포함한다. 특히, 플롯(402)은 도 3에 도시된 안정기 회로(114a)의 예시적 출력을 도시한다. 도시된 바와 같이, 안정기 회로의 출력부에서의 전압은 대략 200 VAC(400 VAC 피크-대-피크)일 수 있다. 플롯(404)은, 상기 플롯(402)에 도시된 안정기 회로 출력 전압에 응답하여, 변압기 회로(116a)의 출력, 즉 이차 권선(L3)의 출력을 도시한다. 도시된 바와 같이, 변압기 회로의 출력부에서의 전압은 대략 40 VAC일 수 있다. 플롯(406)은, 상기 플롯(404)에 도시된 변압기 회로(116a) 출력 전압에 응답하여, 정류기 회로(118a)의 출력, 즉 LED 광원(120a)에 대한 정류된 DC 전압을 도시한다. 도시된 바와 같이, 정류기 회로(118a)의 출력부에서의 전압은 대략 40 VDC일 수 있다. 플롯(408)은, 상기 플롯(406)에 도시된 정류기 회로(118a) 출력 전압에 응답하여, LED 광원(120a)에 의해 인출(draw)되는 전류를 도시한다. 도시된 바와 같이, 개장 조명 시스템(100a)은, 기존 안정기 회로(114a)를 이용하여 LED 광원(120a)을 구동시키기 위해, 사실상 일정한 전압 및/또는 전류를 제공할 수 있다.
도 5는 개장 조명 시스템(100b)을 도시한다. 도시된 개장 조명 시스템(100b)은 안정기 회로(114), 변압기 회로(116), 정류기 회로(118), 및 LED 광원(120)을 포함하고, 전부는 도 1-도 3과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이 구성된다. 개장 조명 시스템(100b)은 또한 제어 회로(550)를 포함한다. 제어 회로(550)는, LED 광원(120)으로의 전력을 제어하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제어 회로(550)는, 과전류 상황시 예컨대 LED 광원(120)에 대한 손상을 방지하기 위해 LED 광원(120)에 전달되는 전력을 제어하도록 그리고/또는 예컨대 LED 광원(120)으로부터 일정한 전체 휘도(광도)를 제공하기 위해 LED 광원(120)의 온도 변화들을 보상하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 회로(550)는 제어기(552), 온도 센서(554), 및 스위치 회로(556)를 포함할 수 있다. 제어기(552)는, LED 광원(120)의 온도, 예컨대 LED 광원(120) 내부의 LED들의 온도 및/또는 LED 광원(120)에 근접한 주위 온도를 표현하는 신호를 온도 센서(554)로부터 수신하도록 구성된 프로세서, 마이크로프로세서, 주문형 반도체(ASIC) 등을 포함할 수 있다. 제어기(552)는 그 다음에 상기 신호를, 룩-업 테이블(LUT)(558)에 저장된 값과 비교할 수 있고, 스위치 회로(556)의 전도 상태를 제어하기 위해 상기 차이에 기초하여 펄스-폭 변조(PWM) 신호(560)를 생성할 수 있다. 스위치 회로(556)가 일반화된 스위칭 회로로서 도시된 반면에, 본 기술분야의 당업자는, 스위치 회로(556)가 FET 스위치(예컨대, 이에 제한되는 것은 아니지만, MOSFET), BJT 스위치 또는 전도 상태들을 스위칭할 수 있는 다른 회로를 포함할 수 있다는 것을 인지할 것이다.
알려진 바와 같이, 제어기(552)에 의해 생성된 PWM 신호(560)는 LED 광원(120)의 휘도 및/또는 색을 제어하기 위해 제어 가능한 듀티 주기(duty cycle)를 가질 수 있다. 예컨대, 50% 듀티 주기를 가정하면, 구동 전류는 스위치 회로(556)의 ON 시간 동안 LED 광원(120)에 전달되고 스위치 회로(556)의 OFF 시간 동안 인터럽팅된다. LED 광원(120)으로부터 출력되는 광의 전체 휘도를 제어하기 위해, PWM 신호(560)의 듀티 주기가 조절될 수 있다. 예컨대, 듀티 주기는 LED 광원(120)의 전체 휘도(광도) 및/또는 색을 제어하기 위해 0%(스위치가 항상 열림)에서 100%(스위치가 항상 닫힘) 사이에 있을 수 있다. PWM 신호(560)가 ON(하이(high))일 때, 스위치 회로(556)는 닫힐 수 있고, 따라서 스위치 회로(556), LED 광원(120), 및 정류기 회로(118)를 통과하는 전도 경로가 생성된다. PWM 신호(560)가 OFF일 때, 스위치 회로(556)는 열릴 수 있고, 따라서 LED 광원(120) 및 스위치 회로(556)가 정류기 회로(118)로부터 결합 해제된다. 따라서, LED 광원(120)을 통과해 흐르는 전류는 레귤레이팅될 수 있고, 이로써 LED 광원(120)의 광도가 온도에 대하여 정정되게 된다. PWM 신호(560)의 주파수는 LED 광원(120)으로부터 시각적으로 지각할 수 있는 깜박거림을 방지하도록 선택될 수 있다.
부가하여 또는 대안적으로, 제어 회로(550)는 전류 감지 회로(562)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 전류 감지 회로(562)는, 예컨대 감지 레지스터(R감지)를 이용하여, LED 광원(120)을 통과해 흐르는 전류를 표현하는 신호(564)를 생성할 수 있다. 제어기(552)는 신호(564)를 수신할 수 있고, 상기 신호(564)를 하나 이상의 임계 값들, 예컨대 LUT(558)에 저장된 하나 이상의 임계 값들과 비교할 수 있다. 신호(564)가 제1 임계 값보다 더 클 경우(예컨대, 과전류 상황), 제어기(552)는 스위치 회로(556)를 열기 위해 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 제어기(552)는 0%의 듀티 주기를 갖는 PWM 신호(560)를 생성할 수 있고, 스위치 회로(556)가 열리도록 유발되며, 이로써 LED 광원(120) 및 스위치 회로(556)가 정류기 회로(118)로부터 결합 해제된다. 대안적으로, 제어기(552)는, 스위치 회로(556)의 상태를 제어할 수 있는 간단한 온/오프 신호를 생성할 수 있다.
제어 회로(550)는, 제어기(552) 및/또는 제어 회로(550)의 다른 컴포넌트들에 의해 요구되는 필요한 공급 전압을 제공하도록 구성된 전원(566)을 포함할 수 있다. 예컨대, 전원(566)은 알려진 제너 다이오드 전압 레귤레이터 구성을 포함할 수 있고, 상기 알려진 제너 다이오드 전압 레귤레이터 구성은, 예컨대 5 VDC 또는 3.3 VDC 출력을 제어기에 제공하기 위해 도시된 바와 같이 구성된 하나 이상의 제너 다이오드들(568), 커패시터들(570) 및/또는 레지스터들(572)을 선택적으로 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제어기(552)는 접지(532)에 결합되고, 상기 접지(532)는 예컨대 시스템 메인즈(MAINS) 접지 및/또는 공통 (지구) 접지를 포함할 수 있다. 제어기(552)를 접지(532)에 결합시키는 것은, 제어기(552)가 "부유" 상태에 있는 것을 방지할 수 있고, 이는 스위치(556)에서의 고조파 잡음을 감소시키거나 또는 제거할 수 있고 LED 광원(120)보다 더 미세한 제어를 가능하게 할 수 있다.
물론, 도 5는 사용될 수 있는 제어 회로(550)의 일예만을 도시하고, 본 기술분야의 당업자는 제어 회로(550)의 다른 실시예들이 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(550)는 제어기(552)가 아닌 다른 회로에 제공될 수 있다. 대안적으로(또는 부가하여), 광검출기는, 광을 수신하고, LED 광원(120)에 의해 방출되는 광에 비례하는 피드백 신호를 생성하기 위해, LED 광원(120) 근처에 위치될 수 있다. 제어기(552)는, 제어기(552)(또는 대안적으로, PWM 회로)에 의해 생성되는 PWM 신호(560)의 듀티 주기를 제어하기 위한, 그리고 궁극적으로, LED 광원(120)의 광도를 제어하기 위해 스위치 회로(556)의 전도 상태를 제어하기 위한 제어 신호들을 생성하기 위해, 상기 피드백 신호를 사용자-정의된 및/또는 미리셋팅된 값들(예컨대, LUT(558)에 저장된 값들)과 비교하도록 구성될 수 있다.
도 6은 본 명세서에 설명되는 실시예들에 따라, 형광 램프 부착물의 기존 안정기를 이용하여 LED 광원을 구동시키는 하나의 방법의 블록 흐름도(600)를 나타낸다. 상기 블록 흐름도는 단계들의 특정한 시퀀스를 포함하는 것으로 도시되고 설명될 수 있다. 그러나, 단계들의 시퀀스가 단지, 본 명세서에 설명되는 일반적인 기능이 어떻게 구현되는지의 예를 제공한다는 것이 이해될 것이다. 상기 단계들은, 그렇지 않다고 표시되지 않는 한, 제시된 순서로 실행될 필요가 없다.
도 6에서, 고전압 AC 신호가 형광 램프 부착물의 기존 안정기로부터 수신된다(610). 변압기 회로를 이용하여, 상기 고전압 AC 신호는 저전압 AC 신호로 변환된다(620). 정류기 회로를 이용하여 정류된 DC 전압을 생성하기 위해, 상기 저전압 AC 신호는 정류된다(630). LED 광원은 상기 DC 전압에 의해 구동된다(640). 일부 실시예들에서, 설명된 방법은 제어기, 예컨대 도 5의 제어기(552), 및/또는 다른 프로그램 가능 디바이스를 이용하여 구현될 수 있다. 그러기 위해, 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 방법들은 유형의 컴퓨터 판독가능 매체 상에 구현될 수 있고, 상기 컴퓨터 판독가능 매체는 상기 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되는 명령들을 갖고, 상기 명령들은 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 방법들을 수행한다. 따라서, 예컨대, 도 5의 제어기(552)는 본 명세서에 설명된 동작들을 수행하기 위한 명령들을 (예컨대, 펌웨어 또는 소프트웨어에) 저장하기 위한 저장 매체(도 5에서는 미도시)를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 임의의 실시예에서 사용된 바와 같이, "회로(circuit)" 또는 "회로(circuitry)"는, 예컨대, 단독으로 또는 임의의 조합으로, 배선(hardwired) 회로, 프로그램 가능 회로, 상태 기계 회로, 및/또는 프로그램 가능 회로에 의해 실행되는 명령들을 저장하는 펌웨어를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 본 명세서에 설명되는 회로들 및/또는 회로는 집합적으로 또는 개별적으로 하나 이상의 집적 회로들을 포함할 수 있다. "집적 회로"는 예컨대, 이에 제한되지는 않지만, 반도체 집적 회로 칩과 같은, 디지털, 아날로그 또는 혼합된-신호 반도체 디바이스 및/또는 마이크로전자 디바이스를 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 방법들 및 시스템들은 특정한 하드웨어 또는 소프트웨어 구성으로 제한되지 않고, 많은 컴퓨팅 또는 프로세싱 환경들에서 응용성을 발견할 수 있다. 상기 방법들 및 시스템들은 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 상기 방법들 및 시스템들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로 구현될 수 있고, 여기서 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서 실행 가능 명령들을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 컴퓨터 프로그램(들)은 하나 이상의 프로그램 가능 프로세서들 상에서 실행될 수 있고, 상기 프로세서(휘발성 및 비-휘발성 메모리 및/또는 저장 엘리먼트들을 포함함), 하나 이상의 입력 디바이스들, 및/또는 하나 이상의 출력 디바이스들에 의해 판독 가능한 하나 이상의 저장 매체 상에 저장될 수 있다. 따라서, 프로세서는 입력 데이터를 획득하기 위해 하나 이상의 입력 디바이스들에 액세스할 수 있고, 출력 데이터를 통신(communicate)하기 위해 하나 이상의 출력 디바이스들에 액세스할 수 있다. 입력 및/또는 출력 디바이스들은 아래: 랜덤 액세스 메모리(RAM), 복수 배열 독립 디스크(RAID:Redundant Array of Independent Disks), 플로피 드라이브, CD, DVD, 자기 디스크, 내장 하드 드라이브, 외장 하드 드라이브, 메모리 스틱, 또는 본 명세서에 제공되는 바와 같은 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 다른 저장 디바이스 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 여기서 이러한 전술된 예들은 전부가 아니며, 실례를 위한 것이고, 제한적인 것이 아니다.
컴퓨터 프로그램(들)은 컴퓨터 시스템과 통신하기 위해 하나 이상의 고급(high level) 절차적 또는 객체-지향적 프로그래밍 언어들을 이용하여 구현될 수 있다; 그러나, 프로그램(들)은, 원한다면, 어셈블리어 또는 기계어로 구현될 수 있다. 언어는 컴파일링 또는 인터프리팅될 수 있다.
본 명세서에 제공된 바와 같이, 프로세서(들)는 따라서, 네트워킹된 환경에서 독립적으로 또는 함께 동작될 수 있는 하나 이상의 디바이스들에 내장될 수 있고, 여기서 네트워크는 예컨대, 로컬 영역 네트워크(LAN), 광역 네트워크(WAN)를 포함할 수 있고, 그리고/또는 인트라넷 및/또는 인터넷 및/또는 다른 네트워크를 포함할 수 있다. 네트워크(들)는 유선 또는 무선 또는 그들의 조합일 수 있고, 상이한 프로세서들 사이의 통신들을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 통신 프로토콜들을 사용할 수 있다. 프로세서들은 분산 프로세싱을 위해 구성될 수 있고, 일부 실시예들에서, 필요하다면 클라이언트-서버 모델을 사용할 수 있다. 따라서, 상기 방법들 및 시스템들은 다중 프로세스들 및/또는 프로세서 디바이스들을 사용할 수 있고, 프로세서 명령들은 이러한 단일- 또는 다중-프로세서/디바이스들 사이에서 분할될 수 있다.
프로세서(들)와 통합되는 디바이스(들) 또는 컴퓨터 시스템들은, 예컨대, 개인용 컴퓨터(들), 워크스테이션(들)(예컨대, 선, HP), 개인용 디지털 보조장치(들)(PDA(s)), 휴대폰(들) 또는 스마트 셀폰(들)과 같은 핸드헬드 디바이스(들), 랩톱(들), 핸드헬드 컴퓨터(들), 또는 본 명세서에 제공된 바와 같이 동작될 수 있는 프로세서(들)와 통합될 수 있는 다른 디바이스(들)를 포함할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 제공된 디바이스들은 전부가 아니며, 실례를 위해 제공되고, 제한적인 것이 아니다.
"마이크로프로세서" 및 "프로세서" 및 "제어기", 또는 "상기 마이크로프로세서" 및 "상기 프로세서" 및 "상기 제어기"에 대한 참조는, 독립적 및/또는 분산적 환경(들)에서 통신할 수 있는 하나 이상의 마이크로프로세서들을 포함하는 것으로 이해될 수 있고, 따라서 유선 또는 무선 통신들을 통해 다른 프로세서들과 통신하도록 구성될 수 있으며, 여기서 이러한 하나 이상의 프로세서는 유사하거나 또는 상이한 디바이스들일 수 있는 하나 이상의 프로세서-제어된 디바이스들 상에서 동작하도록 구성될 수 있다. 따라서, 이러한 "마이크로프로세서" 또는 "프로세서" 또는 "제어기"라는 용어의 사용은 또한, 중앙처리장치, 산술 논리 유닛, 주문형 반도체(ASIC), 및/또는 태스크 엔진을 포함하는 것으로 이해될 수 있고, 이때 이러한 예들은 실례를 위해 제공되고, 제한적인 것이 아니다.
게다가, 그렇지 않다고 특정되지 않는 한, 메모리 및/또는 저장 매체에 대한 참조는 하나 이상의 프로세서-판독가능 및 액세스 가능 메모리 엘리먼트들, 및/또는 프로세서-제어된 디바이스의 내부에 있을 수 있거나, 프로세서-제어된 디바이스 외부에 있을 수 있거나, 그리고/또는 다양한 통신 프로토콜들을 이용하여 유선 또는 무선 네트워크를 통해 액세스될 수 있으며, 그렇지 않다고 특정되지 않는 한, 외부 및 내부 메모리 디바이스들의 조합을 포함하기 위해 배열될 수 있는 컴포넌트들을 포함할 수 있고, 여기서 이러한 메모리는 연속적일 수 있거나 그리고/또는 애플리케이션에 기초하여 파티셔닝될 수 있다. 따라서, 데이터베이스에 대한 참조들은 하나 이상의 메모리 연관들을 포함하는 것으로 이해될 수 있고, 여기서 이러한 참조들은 상용화된 데이터베이스 제품들(예컨대, SQL, 인포믹스, 오라클) 그리고 또한 사유 데이터베이스들을 포함할 수 있고, 링크들, 큐들, 그래프들, 트리들과 같이 메모리를 연관시키기 위한 다른 구조들을 또한 포함할 수 있으며, 여기서 이러한 구조들은 실례를 위해 제공되고, 제한적인 것이 아니다.
그렇지 않다고 제공되지 않는 한, 네트워크에 대한 참조는 하나 이상의 인트라넷들 및/또는 인터넷을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 마이크로프로세서 명령들 또는 마이크로프로세서-실행 가능 명령들에 대한 참조는, 위에 따르면, 프로그램 가능 하드웨어를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "결합된"은, 하나의 시스템 엘리먼트에 의해 운반되는 신호들이 "결합된" 엘리먼트에 수여되도록 하는 임의의 접속, 결합, 링크 등을 지칭한다. 이러한 "결합된" 디바이스들, 또는 신호들 및 디바이스들은, 반드시 서로 직접적으로 접속되는 것은 아니며, 이러한 신호들을 조작하거나 또는 수정할 수 있는 중간 컴포넌트들 또는 디바이스들에 의해 분리될 수 있다.
명세서에서 본 기재의 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 참조는, 실시예에 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 기재의 적어도 일 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 명세서를 통틀어 다양한 위치들에서 나타나는 구절 "일 실시예에서"의 등장들이 반드시 동일한 실시예를 전부 참조하는 것은 아니다.
본 명세서에서 용어들 "제1", "제2" 등은 임의의 순서, 수량, 또는 중요성을 표시하는 것이 아니라 하나의 엘리먼트를 다른 엘리먼트와 구별하기 위해 사용되고, 본 명세서에서 용어들 단수는 수량의 제한을 표시하는 것이 아니라 참조된 아이템 중 적어도 하나의 존재를 표시한다.
그렇지 않다고 언급되지 않는 한, 단어 "사실상"의 사용은, 본 기술분야의 당업자 중 한 명에 의해 이해되는 바와 같이, 정확한 관계, 조건, 어레인지먼트, 방향, 및/또는 다른 특성, 및 그들의 편차들을, 이러한 편차들이 기재된 방법들 및 시스템들에 중대하게 영향을 끼치지 않는 한, 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 기재의 전체를 통틀어, 명사를 수식하기 위한 관사들 "a" 및/또는 "an" 및/또는 "the"의 사용은, 구체적으로 그렇지 않다고 언급되지 않는 한, 편의를 위해 사용되고 수식된 명사 중 하나 또는 하나보다 많은 개수를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 용어들 "포함하는(comprising)", "포함하는(including)" 및 "갖는(having)"은 포괄적인 것으로 의도되고, 열거된 엘리먼트들이 아닌 부가적인 엘리먼트들이 존재할 수 있다는 것을 의미한다.
무언가와 통신하기 위해, 연관되기 위해, 그리고/또한 기초되기 위해, 도면들을 통해 설명되거나 그리고/또는 그렇지 않으면 묘사되는 엘리먼트들, 컴포넌트들, 모듈들, 및/또는 그들의 부분들은 본 명세서에 그렇지 않다고 규정되지 않는 한, 직접적 방식으로 및/또는 간접적 방식으로, 그렇게 통신하고, 연관되고, 그리고 또는 기초되기 위한 것으로 이해될 수 있다.
비록 방법들 및 시스템들이 상기 방법들 및 시스템들의 특정 실시예에 관련하여 설명되었더라도, 상기 방법들 및 시스템들이 그렇게 제한되지는 않는다. 분명히, 많은 수정들 및 변형들이 위의 지침들의 관점에서 명확해질 수 있다. 본 명세서에서 설명되고 도시된, 세부사항들, 재료들, 및 부분들의 어레인지먼트에서의 많은 부가적인 변경들이 본 기술분야의 당업자에 의해 이루어질 수 있다.

Claims (19)

  1. 기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장(retrofit) 시스템으로서,
    적어도 하나의 LED 광원;
    상기 기존 안정기로부터 고전압 AC 신호를 수신하고, 저전압 AC 신호를 출력하도록 구성된 변압기 회로;
    상기 저전압 AC 신호를 수신하고, 상기 LED 광원을 구동시키기 위해 DC 전압을 생성하도록 구성된 정류기 회로; 및
    상기 변압기 회로를 상기 기존 안정기에 전기적으로 결합시키도록 구성된 적어도 하나의 핀;
    을 포함하고,
    상기 LED 개장 시스템은 상기 형광 램프 부착물에 탈착 가능하게 결합되도록 구성된,
    기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    지지 기판 ― 상기 적어도 하나의 핀, 상기 LED 광원, 상기 변압기 회로, 및 상기 정류기 회로가 상기 지지 기판에 결합됨 ―
    을 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 핀은 상기 LED 개장 시스템을 상기 형광 램프 부착물의 적어도 하나의 커넥터에 탈착 가능하게 결합시키도록 구성되는,
    기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류기 회로는, 상기 변압기 회로로부터의 상기 저전압 AC 신호로부터 전파 정류된 AC 전압을 생성하도록 구성된 전파 브릿지 정류기 회로, 및 상기 LED 광원과 병렬인 필터링 커패시터를 포함하고,
    상기 필터링 커패시터는, 상기 LED 광원을 구동시키기 위해, 상기 전파 정류된 AC 전압을 상기 DC 전압으로 필터링하도록 구성되는,
    기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 변압기 회로는, 상기 기존 안정기의 정격 사양들에서 동작하기 위해 부하를 상기 기존 안정기에 제공하도록 구성된 변압기를 포함하는,
    기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 변압기 회로는, 대략 350 Ω의 부하를 제공하도록 구성된 변압기를 포함하는,
    기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 변압기는, 20 ㎑에서 또는 그를 초과하는 주파수에서 동작하도록 구성된 고주파수 변압기를 포함하는,
    기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고주파수 변압기는 일차 권선 및 이차 권선을 포함하고, 상기 일차 권선은 상기 기존 안정기로부터 상기 고전압 AC 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 이차 권선은 상기 LED 광원에 기초된 전압을 갖는 상기 저전압 AC 신호를 제공하도록 구성되는,
    기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 변압기의 일차 측은 형광 램프 ― 상기 형광 램프를 위해 상기 기존 안정기가 평가됨 ― 의 인덕턴스 및 동작 주파수에 기초하여 튜닝되는,
    기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 광원으로의 전력을 레귤레이팅하도록 구성된 제어 회로
    를 더 포함하는,
    기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 제어기, 스위치 회로, 및 온도 센서를 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 LED 광원의 온도를 표현하는 신호를 상기 온도 센서로부터 수신하고, 상기 스위치 회로의 전도 상태를 제어하기 위해 PWM 신호를 출력하도록 구성되는,
    기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 제어기, 스위치 회로, 및 전류 감지 회로를 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 LED 광원을 통과하는 전류를 표현하는 신호를 상기 전류 감지 회로로부터 수신하고, 과전류 상황을 방지하기 위해 상기 스위치 회로의 전도 상태를 제어하기 위한 신호를 출력하도록 구성되는,
    기존 안정기를 갖는 형광 램프 부착물과 함께 사용하기 위한 발광 다이오드(LED) 개장 시스템.
  12. 개장 조명 시스템으로서,
    프레임;
    AC 전력원에 결합되고, 형광 램프를 구동시키도록 구성되는 고전압 AC 신호를 제공하도록 구성된 기존 안정기; 및
    상기 기존 안정기의 출력부에 결합된 적어도 하나의 커넥터 ― 상기 적어도 하나의 커넥터는 상기 형광 램프에 결합되도록 구성됨 ―;
    를 포함하는,
    형광 램프 부착물; 및
    상기 형광 램프 부착물에 탈착 가능하게 결합되도록 구성된 발광 다이오드(LED) 개장 시스템
    을 포함하고,
    상기 LED 개장 시스템은,
    상기 적어도 하나의 커넥터에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 기존 안정기로부터 상기 고전압 AC 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 핀;
    적어도 하나의 LED 광원;
    상기 적어도 하나의 핀에 결합되고, 상기 고전압 AC 신호를 수신하고 저전압 AC 신호를 출력하도록 구성된 변압기 회로; 및
    상기 저전압 AC 신호를 수신하고, 상기 LED 광원을 구동시키기 위해 DC 전압을 생성하도록 구성된 정류기 회로
    를 포함하는,
    개장 조명 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 정류기 회로는, 상기 변압기 회로로부터의 상기 저전압 AC 신호로부터 전파 정류된 AC 전압을 생성하도록 구성된 전파 브릿지 정류기 회로, 및 상기 LED 광원과 병렬인 필터링 커패시터를 포함하고, 상기 필터링 커패시터는 상기 LED 광원을 구동시키기 위해 상기 전파 정류된 AC 전압을 상기 DC 전압으로 필터링하도록 구성되는,
    개장 조명 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 변압기 회로는, 상기 기존 안정기의 정격 사양들에서 동작하기 위해 부하를 상기 기존 안정기에 제공하도록 구성된 변압기를 포함하는,
    개장 조명 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 변압기는 일차 권선 및 이차 권선을 포함하고, 상기 일차 권선은 상기 기존 안정기로부터의 상기 고전압 AC 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 이차 권선은 상기 LED 광원에 기초된 전압을 갖는 상기 저전압 AC 신호를 제공하도록 구성되며, 상기 변압기의 일차 측은 상기 형광 램프의 인덕턴스 및 동작 주파수에 기초하여 튜닝되는,
    개장 조명 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 LED 개장 시스템은,
    제어기, 스위치 회로, 및 온도 센서를 포함하는 제어 회로
    를 더 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 LED 광원의 온도를 표현하는 신호를 상기 온도 센서로부터 수신하고, 상기 스위치 회로의 전도 상태를 제어하기 위해 PWM 신호를 출력하도록 구성되는,
    개장 조명 시스템.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 LED 개장 시스템은,
    제어기, 스위치 회로, 및 전류 감지 회로를 포함하는 제어 회로
    를 더 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 LED 광원을 통과하는 전류를 표현하는 신호를 상기 전류 감지 회로로부터 수신하고, 과전류 상황을 방지하기 위해 상기 스위치 회로의 전도 상태를 제어하기 위한 신호를 출력하도록 구성되는,
    개장 조명 시스템.
  18. 형광 램프 부착물의 기존 안정기를 이용하여 LED 광원을 구동시키는 방법으로서,
    상기 형광 램프 부착물의 상기 기존 안정기로부터 고전압 AC 신호를 수신하는 단계;
    변압기 회로를 이용하여, 상기 고전압 AC 신호를 저전압 AC 신호로 변환시키는 단계;
    정류기 회로를 이용하여 정류된 DC 전압을 생성하기 위해, 상기 저전압 AC 신호를 정류시키는 단계; 및
    상기 LED 광원을 상기 DC 전압으로 구동시키는 단계
    를 포함하는,
    형광 램프 부착물의 기존 안정기를 이용하여 LED 광원을 구동시키는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 정류시키는 단계는,
    변압기 회로로부터의 상기 저전압 AC 신호로부터 전파 정류된 AC 전압을 생성하도록 구성된 전파 브릿지 정류기 회로, 및 상기 LED 광원과 병렬인 필터링 커패시터;
    를 포함하고,
    상기 필터링 커패시터는, 상기 LED 광원을 구동시키기 위해 상기 전파 정류된 AC 전압을 상기 DC 전압으로 필터링하도록 구성되고; 그리고
    상기 변압기 회로는, 일차 권선 및 이차 권선을 갖는 변압기를 포함하고, 상기 일차 권선은 상기 기존 안정기로부터 상기 고전압 AC 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 이차 권선은 상기 LED 광원에 기초된 전압을 갖는 상기 저전압 AC 신호를 제공하도록 구성되며, 상기 변압기의 일차 측은 상기 형광 램프 ― 상기 변압기가 상기 기존 안정기의 정격 사양들에서 동작하기 위해 부하를 상기 기존 안정기에 제공하도록, 상기 형광 램프를 위해 상기 기존 안정기가 평가됨 ― 의 인덕턴스 및 동작 주파수에 기초하여 튜닝되는,
    형광 램프 부착물의 기존 안정기를 이용하여 LED 광원을 구동시키는 방법.
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