KR20130038250A - 적어도 하나의 ｌｅｄ를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트에 관한 것으로, 상기 회로 어레인지먼트는, 상기 적어도 하나의 LED에 결합되기 위한 출력부를 갖는 적어도 하나의 스위칭 제어기(14); 제어 전극을 갖는 적어도 하나의 단락 스위치(KS) ― 상기 단락 스위치(KS)가 상기 적어도 하나의 LED와 병렬로 연결됨 ―; 및 방사선 신호(VS)를 공급하기 위한 적어도 하나의 방사선 신호 입력부와, 상기 단락 스위치(KS)의 상기 제어 전극에 결합되는 제1 출력부를 갖는 제어 장치(10)를 갖고, 상기 적어도 하나의 스위칭 제어기(14)는, 더욱이, 스위칭 제어기(14)를 시작시키고 중지시키기 위한 시작/중지 입력부를 포함하고, 상기 제어 장치(10)는 상기 적어도 하나의 스위칭 제어기(14)의 상기 시작/중지 입력부에 결합되는 제2 출력부를 더욱이 포함하고, 상기 방사선 신호(VS)에 따라, 상기 제어 디바이스(10)는 상기 적어도 하나의 스위칭 제어기(14)를 시작시키고 그리고 중지시키기 위한 시작/중지 신호를 상기 제어 장치의 상기 제2 출력부에 제공하도록 설계된다. 더욱이, 본 발명은 이러한 스위칭 어레인지먼트를 이용하여 적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 대응하는 방법에 관한 것이다.

Description

적어도 하나의 ＬＥＤ를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트 및 방법{CIRCUIT ARRANGEMENT AND METHOD FOR OPERATING AT LEAST ONE LED}
본 발명은 적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트에 관한 것으로, 상기 회로 어레인지먼트는, 적어도 하나의 LED에 결합되기 위한 출력부를 갖는 적어도 하나의 스위칭 제어기; 제어 전극을 갖는 적어도 하나의 단락 스위치 ― 상기 단락 스위치가 상기 적어도 하나의 LED와 병렬로 연결되는 것이 가능함 ― 을 갖고, 그리고 방사선(radiation) 신호를 공급하기 위한 적어도 하나의 방사선 신호 입력부와 상기 단락 스위치의 상기 제어 전극에 결합되는 출력부를 갖는 제어 디바이스를 갖는다.
또한, 본 발명은, 이러한 스위칭 방법을 이용하여, 적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 대응하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 밑에 있는 문제점은 LED들, 특히 파워 LED들의 동작과 이미징 유닛들, 예컨대 프로젝터들 내에서의 상기 LED들의 사용에 관한 것이다. 아래에서는, 방사선 신호란 용어가 특히 가시 파장 범위 및 적외선 파장 범위 내의 방사선을 의미하는 것으로 이해된다. 현재, LED들의 최단 턴-온 시간은 약 4 ㎲이다. 이러한 짧은 시간 기간들을 달성하기 위하여, 광 출력에서의 빠른 상승 및 하강이 보증되어야 한다.
또한, 두 개의 절차들이 종래 기술로부터 알려진다: 전압원에 대한 선형 제어기를 이용하여, 광 출력의 원하는 빠른 상승 및 하강 시간들이 달성될 수 있고, 실제로, LED들을 통과해 흐르는 전류가 높은 분해능으로 셋팅되는 것이 가능하다. 그러나, 선형 제어기들의 사용은 높은 전력 손실을 동반한다. 제2 절차는 LED를 트리거링하기 위한 스위칭 제어기를 사용하는 것에 있고, 상기 스위칭 제어기는 연속적으로 동작되는 것이 가능하고 그리고 LED가 광을 방출시키도록 의도되지 않는 시간들 동안에 LED와 병렬로 연결된 단락 스위치가 LED를 단락시키기 위해 사용되는 것이 가능하다. LED가 단락되는 시간들 동안에, 단락 스위치는 스위칭 제어기의 출력 전류를 수용한다. 전류의 진폭이 스위칭 제어기에 의하여 셋팅된다. 이러한 변형은 또한 원치 않는 높은 손실들을 처리한다.
그러므로, 본 발명의 문제점은, LED들의 원하는 짧은 턴-온 시간들이 최저 가능 손실들과 함께 보증될 수 있는 방식으로 일반적인 회로 어레인지먼트를 개발하는 것에 있다. 더욱이, 문제점은 적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 대응하는 방법을 제공하는 것에 있다.
이들 문제점들은, 청구항 제1항의 특징들을 갖는 회로 어레인지먼트 그리고 청구항 제13항의 특징들을 갖는 방법에 의해 해결된다.
본 발명은, 더 긴 시간 기간에 걸쳐서 고려된다면, LED를 트리거링하기 위해 스위칭 제어기에 의해 공급되는 출력 전류가 상대적으로 짧은 시간 인터벌들 동안에만 실제로 요구된다는 지식에 기초한다. 시간의 대부분 동안에, 스위칭 제어기의 출력 전류는 사용되지 않고 그리고 전력 손실로 변환된다. LED의 턴-온 시간과 턴-오프 시간 사이의 차이는 복수 개의 LED들을 사용하는 프로젝터들 내에서 특히 중요하고, LED들이 상이한 파장들로 방사선을 방출시키는 것이 가능하고 그리고 방사선을 방출시키기 위해 순차적으로만 제어되는 것이 가능하다. 그러므로, 전력 손실을 감소시키기 위하여, 본 발명은 방사선 신호에 따라, 다시 말해 상황이 요구하는 대로, 스위칭 제어기를 동작시키는 것을 제안한다. 더욱이, 본 발명에 따라, 적어도 하나의 스위칭 제어기는 그러므로 스위칭 제어기를 시작시키고 그리고 중지시키기 위한 시작/중지 입력부를 포함하고, 더욱이 스위칭 디바이스가 적어도 하나의 스위칭 제어기의 시작/중지 입력부에 결합되는 제2 출력부를 포함하는 것이 가능하고, 방사선 신호에 따라, 제어 디바이스가 적어도 하나의 스위칭 제어기를 시작시키고 그리고 중지시키기 위한 시작/중지 신호를 제어 디바이스의 제2 출력부에 공급하도록 설계되는 것이 가능하다. 그 결과는, 냉각 조치들, 예컨대 송풍기가 고장날 가능성이 더 낮다는 것이다. 결과적으로, 냉각 조치들을 위해 요구되는 에너지가 감소될 수 있다. 더욱이, 예컨대 송풍기에 의해 유발된 잡음 방출들이 또한 감소된다.
이러한 조치 때문에, 방사선을 방출시키기 위해 적어도 하나의 LED가 트리거링될 필요가 없는 시간들 동안의 전력 손실이 방지될 수 있다. 이러한 시간은 회로 어레인지먼트의 동작 시간의 최대 3분의 2에 동등하다. 적어도 하나의 LED를 통과해 흐르는 전류가 대략 30 A일 수 있음을 고려하면, 방지된 전력 손실의 범위가 특히 명확하다. 그러므로, 본 발명에 따른 스위칭 제어기의 사용은, 그럼에도 불구하고 3 ㎲ 미만의 영역 내의 턴-온 시간들이 실행가능하더라도, 선형 제어기의 사용보다 상당히 더 낮은 손실들을 야기한다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예는, 제어 디바이스가 적어도 하나의 스위칭 제어기를 시작시키기 위한 시작 신호를 상기 제어 디바이스의 제2 출력부에 제공하도록 설계되고, 상기 시작 신호는 단락 스위치의 비-전도 스위칭을 위한, 상기 제어 디바이스의 제1 출력부에 공급되는 신호를 제1 특정된 시간 기간만큼 앞서는 것으로 특징지어진다. 이는, 스위칭 레귤레이터의 인덕턴스의 적절한 자화를 생성하기 위하여, 스위칭 제어기의 스위치의 대략 2회 내지 3회의 스위칭 기간들이 필요하다는 것을 고려한다. 결과적으로, 전력 컴포넌트들 내에서 발생하는 스위칭 손실들 때문에, 이러한 시간 기간을 단축시키기 위해, 스위칭 주파수의 증가는 바람직하지 않다. 그러므로, 방사선을 방출시키기 위해 LED가 언제 트리거링될지에 관한 정보가 특히 비디오 전자장치로서 설계되는 제어 디바이스 내에서 이용가능하므로, 스위칭 제어기를 적절한 시간에 미리 시작시키는 것이 가능하고, 그래서 LED가 턴 온 되는 순간에, 스위칭 제어기는 세트포인트 전류를 이미 제공할 수 있다. 이와 관련하여, 약 5 내지 50 ㎲, 바람직하게 10 ㎲의 셋-업 시간들이 적절하다.
더욱이, 제어 디바이스는 적어도 하나의 스위칭 제어기를 중지시키기 위한 중지 신호를 상기 제어 디바이스의 제2 출력부에 제공하도록 설계될 수 있고, 상기 중지 신호는 단락 스위치의 전도-스위칭을 위한, 상기 제어 디바이스의 제1 출력부에 공급되는 신호에 연대순으로 관련되고, 특히 상기 중지 신호는 상기 단락 스위치의 전도-스위칭을 위한 신호를 제2 특정된 시간 기간만큼 뒤지게 하거나 또는 상기 단락 스위치의 전도-스위칭을 위한 신호와 동시에 발생한다. 이러한 경우에, 방사선을 더 이상 방출시키지 않기 위해 LED가 어느 순간에 트리거링되는지에 관하여, 제어 디바이스 내에 존재하는 정보가, 스위칭 제어기를 스위칭 오프시키기 위해 사용된다. 이러한 조치 때문에, 특정된 세트포인트 전류를 원하는 시간 기간 동안에 LED에 공급하기 위하여 필요한 시간들 동안에만 스위칭 제어기가 동작된다. 이는, 전력 손실이 최소화되는 것을 가능케 한다.
더욱이, 제어 디바이스는 이미징 엘리먼트, 특히 DLP(digital light processor)에 결합되기 위한 제3 출력부를 바람직하게 포함하고, 제어 디바이스는 상기 제어 디바이스의 제3 출력부에 공급되는 신호를 통해 이미징 엘리먼트를 제어하도록 설계되는 것이 가능하다. 이러한 조치는, 제어 디바이스의 제1 출력부, 제2 출력부 및 제3 출력부에 공급되는 신호들이 서로에 대하여 조정되는 것을 가능케 한다.
또한, 제어 디바이스는 적어도 하나의 스위칭 제어기에 결합되는 제4 출력부를 가질 수 있고, 제어 디바이스가 상기 제어 디바이스의 제4 출력부에 공급되는 신호를 통해, 적어도 하나의 스위칭 제어기의 출력부에 공급될 전류의 전류 세기를 제어하도록 설계되는 것이 가능하다. 그 결과, 이는, 방사선을 방출시키기 위해 LED가 트리거링되는 시간 기간 내에서의 사용을 위해 조정되는 정확한 세기의 전류를 스위칭 제어기가 LED에 공급하는 것을 보장한다. 이러한 조치는, 특히, LED에 의해 방출된 광의 세기의 에이징(aging)-관련 변동(fluctuation)들이 보상되는 것을 가능케 한다.
제어 디바이스는 메모리 디바이스를 바람직하게 포함하고, 제어 디바이스가 방사선 신호에 상관된 신호를 메모리 디바이스 내에 저장시키도록 설계되는 것이 가능하다. 이러한 버퍼 스토리지는 스위칭 제어기를 시작시키기 위한 시작 신호가, 단락 스위치의 비-전도 스위칭을 위한 신호보다 앞에 연대순으로 공급되는 것을 가능케 한다. 현재 이미지에 따라 적어도 하나의 LED의 안정적인 트리거링을 보장하기 위하여, 이러한 목적을 위한 메모리 디바이스들이 어쨌든 프로젝터들 내에 보통 존재하는 반면에, 적어도 하나의 후속 이미지의 컬러 정보는 프로젝터 내에서 프로세싱된다.
방사선 신호가 많은 개수의 프레임들을 포함한다면, 제어 디바이스가 방사선 신호로부터, 상기 많은 개수의 프레임들의 각각의 프레임의 시작을 결정하도록 설계되는 것이 바람직하고, 더욱이 제어 디바이스가 적어도 하나의 스위칭 제어기를 시작시키기 위한 시작 신호를 제2 출력부에 공급하도록 설계되는 것이 가능하고, 상기 시작 신호는 단락 스위치의 비-전도 스위칭을 위한, 상기 제어 디바이스의 제1 출력부에 공급된 신호를 제3 특정된 시간 기간만큼 앞선다. 이러한 조치는 제어 디바이스 내에서의 컴퓨팅 노력이 감소되는 것을 가능케 한다. 그러므로, 스위칭 제어기는 더 이상 각각의 LED의 실제의 원하는 턴-온 시간을 고려함으로써 스위칭 온 되는 것이 아니라, 프레임-관련된다.
따라서, 제어 디바이스는 방사선 신호로부터, 많은 개수의 프레임들의 각각의 프레임의 끝을 결정하도록 설계될 수 있고, 더욱이 제어 디바이스가 적어도 하나의 스위칭 제어기를 중지시키기 위한 중지 신호를 제2 출력부에 공급하도록 설계되는 것이 가능하며, 상기 중지 신호는 단락 스위치의 전도-스위칭을 위한, 상기 제어 디바이스의 제1 출력부에 공급되는 신호를 제4 특정된 시간 기간만큼 뒤지게 한다. 그러므로, LED가 대응하는 프레임 동안의 더 짧은 기간 동안 동작될지 또는 더 긴 기간 동안 동작될지와 관계없이, 스위칭 제어기는 전체 프레임 동안에 스위칭 온 되고, 그래서 세트포인트 전류가 전체 프레임 동안에 LED에 공급될 수 있다. 더 긴 시간 기간에 걸쳐서 고려되면, 이는, 방사선을 방출시키기 위해 LED가 트리거링될 시간 기간에 대한 실제 조정의 경우에서보다, 스위칭 제어기의 더 긴 턴-온 시간을 확실히 야기시키지만, 제어 디바이스 내에서의 컴퓨팅 노력의 상당한 감소를 야기시킨다. 전력 손실에서의 동반된 상승이 상대적으로 작다.
특히 유리한 실시예는, 상기 실시예가 적어도 하나의 제1 스위칭 제어기, 하나의 제2 스위칭 제어기 및 하나의 제3 스위칭 제어기를 포함하고, 제1 스위칭 제어기의 출력부가 방사선을 제1 파장 범위로, 특히 적색으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 LED에 결합되는 것이 가능하고, 제2 스위칭 제어기의 출력부가 방사선을 제2 파장 범위로, 특히 녹색으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 LED에 결합되는 것이 가능하고, 그리고 제3 스위칭 제어기의 출력부가 방사선을 제3 파장 범위로, 특히 청색으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 LED에 결합되는 것이 가능하고, 제어 디바이스가, 적어도, 제1 스위칭 제어기의 시작/중지 입력부에 결합되는 제1 제2 출력부를 포함하고 그리고 제2 스위칭 제어기의 시작/중지 입력부에 결합되는 제2 제2 출력부를 포함하고 그리고 제3 스위칭 제어기의 시작/중지 입력부에 결합되는 제3 제2 출력부를 포함하는 것이 가능하다는 것을 특징으로 한다. 이러한 변형은, 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출시키기 위한 LED들을 포함하는 종래의 프로젝터가 구현되는 것을 가능케 한다. 자연스레, 대응하는 트리거링을 갖는 추가의 LED들, 예컨대 방사선을 적외선 파장 범위로 방출시키도록 설계되는 LED들을 이용가능할 수 있다.
대안적으로, 적어도 하나의 제1 스위칭 제어기, 하나의 제2 스위칭 제어기 및 하나의 제3 스위칭 제어기를 포함하는 회로 어레인지먼트가 제공될 수 있고, 제1 스위칭 제어기의 출력부가 방사선을 제1 파장 범위로, 특히 적색으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 LED에 결합되는 것이 가능하고, 제2 스위칭 제어기의 출력부가 방사선을 제2 파장 범위로, 특히 녹색으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 LED에 결합되는 것이 가능하고, 그리고 제3 스위칭 제어기의 출력부가 방사선을 제3 파장 범위로, 특히 청색으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 LED에 결합되는 것이 가능하고, 그리고 제어 디바이스의 제2 출력부가 적어도 상기 제1 스위칭 제어기, 상기 제2 스위칭 제어기, 및 상기 제3 스위칭 제어기의 시작/중지 입력부에 결합되는 것이 가능하다. 스위칭 제어기를 트리거링하기 위해, 이러한 변형은, 상기 제1 스위칭 제어기, 상기 제2 스위칭 제어기, 및 상기 제3 스위칭 제어기가 결합되는 LED 구동기에 대하여, 프로젝터들 내에서 종종 이용가능한 주기적인 동기화 신호를 사용한다. 이는, 제어 디바이스와 LED 구동기 사이의 전도체들을 감소시키고 그리고 결과적으로 비용들에서의 감소가 이루어진다.
이와 관련하여, 제어 디바이스의 제2 출력부에 공급되는 신호는, 순차적인 방식으로, 적어도 상기 제1 스위칭 제어기, 상기 제2 스위칭 제어기 및 상기 제3 스위칭 제어기에 대한 시작/중지 신호를 포함한다.
각각의 시작/중지 신호를 각각의 스위칭 제어기에 공급하기 위하여, 제1 필터 디바이스가 적어도 제어 디바이스의 제2 출력부와 제1 스위칭 제어기 사이에 결합될 수 있고, 제2 필터 디바이스가 제어 디바이스의 제2 출력부와 제2 스위칭 제어기 사이에 결합될 수 있고, 그리고 제3 필터 디바이스가 제어 디바이스의 제2 출력부와 제3 스위칭 제어기 사이에 결합될 수 있다. 자연스레, 제1 필터 디바이스 내지 제3 필터 디바이스는 공통 필터 디바이스 내에 결합될 수 있다.
추가의 유리한 실시예들이 종속항들에서 드러난다.
적용가능한 경우에, 바람직한 실시예들 및 상기 바람직한 실시예들의 장점들은, 본 발명의 회로 어레인지먼트를 참조하여 표현되고, 적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 본 발명의 방법에 대응하게 적용된다.
이제, 본 발명의 예시적 실시예들이 동반된 도면들을 참조하여 아래에 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 회로 어레인지먼트의 제1 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 표현된 본 발명의 회로 어레인지먼트의 실시예들의 다양한 신호들의 시간 특성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 회로 어레인지먼트의 제2 예시적 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 표현된 본 발명의 회로 어레인지먼트의 실시예의 다양한 신호들의 시간 특성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 회로 어레인지먼트의 제3 예시적 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 6은 도 5에 표현된 본 발명의 회로 어레인지먼트의 실시예의 다양한 신호들의 시간 특성을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 회로 어레인지먼트의 제1 예시적 실시예의 개략도를 나타낸다. 상기 본 발명의 회로 어레인지먼트는 제어 디바이스(10)를 포함하고, 비디오 신호(VS)가 상기 제어 디바이스(10)의 제1 입력부에 공급된다. 제어 디바이스(10)는 메모리 디바이스(12)를 포함하고, 상기 메모리 디바이스(12) 내에서, 현재 이미지에 대한 인입 비디오 정보가 버퍼링되는 반면에 후속 이미지에 대한 비디오 정보는 프로세싱되고 있다, 특히 디스플레이 디바이스 상의 디스플레이를 위해 컨디셔닝된다. 출력부 측에서, 제어 디바이스(10)는 스위칭 제어기(14)에 결합되고, 상기 스위칭 제어기(14)는 벅(Buck) 컨버터로서 현재 설계된다. 스위칭 제어기(14)는 스위칭 제어기 제어 유닛(16)을 포함하고, 상기 스위칭 제어기 제어 유닛(16)은 스위칭 제어기(14)의 전자식 스위치(S)를 트리거링한다, 즉 상기 전자식 스위치(S)는 공급 전압(Uin)에 결합된다. 또한, 스위칭 제어기(14)는 인덕턴스(L) 및 커패시터(C)뿐만 아니라 다이오드(D)를 포함한다. 커패시터(C) 양단에서 강하되는 전압은 UC로 표기된다. 단락 스위치(KS)와 LED의 병렬 회로는 스위칭 제어기의 출력부에 결합되고, 분로 저항기(RS)가 이러한 병렬 회로와 직렬로 결합되는 것이 가능하다. 제어 디바이스(10)는 U인에이블 신호 및 U전류 신호를 스위칭 제어기 제어 유닛(16)에 제공한다. 제어 디바이스(10)는 U인에이블 신호를 통해 스위칭 제어기(14)를 시작시키거나 또는 중지시킨다. 제어 디바이스(10)는 U전류 신호를 통해, 스위칭 제어기(14)에 의해 LED에 공급될 출력 전류(Ia)를 셋팅한다.
더욱이, 제어 디바이스(10)는 U스트로브 신호를 통해 단락 스위치(KS)를 트리거링한다. 제어 디바이스(10)는 신호(BE)를 통해 이미징 유닛(18), 예컨대 DLP를 트리거링한다. 특히 작은 출력 전류들(Ia)을 제공하기 위하여, 저항기(RS) 양단에서 강하되는 전압(URS)이 제어 디바이스(10)에 의해 공급되는 신호(CM)를 통해 수정되는 것이 제공된다. 부가 전압을 부가시킴으로써, 스위칭 제어기 제어 유닛(16)에서의 전압 강하는 실제의 경우보다 겉보기에는 더 크다. 그 결과, 스위칭 제어기 제어 유닛(16)은, 따라서 스위치(S)를 트리거링함으로써 출력 전류(Ia)를 감소시킨다.
본 발명에 따라, 제어 디바이스(10)는, 방사선 신호(VS)에 따라 스위칭 제어기(14)를 시작시키고 그리고 중지시키도록 설계된다. 이는, 도 2를 참조하여 명확하게 도시된다.
도 2는 도 1에 표현된 본 발명의 회로 어레인지먼트의 예시적 실시예의 다양한 신호들의 시간 특성을 나타낸다. 무엇보다도, 곡선 트레이스 a)는 U인에이블 신호의 시간 특성을 나타낸다. 그러므로, 스위칭 제어기(14)는 시간(t1)에서 스위칭 온 되고 그리고 시간(t4)에서 스위칭 오프 된다. 곡선 트레이스 b)는, 동작 동안에 커패시터(C) 양단에서 강하되는 전압(UC)의 대응하는 파형을 나타낸다. 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 스위칭 제어기(14)는, 전압(U세트포인트)에 도달할 시간 기간(T1)을 요구하고, 상기 전압(U세트포인트)은 요구되는 출력 전류(Ia)를 LED에 공급하기 위해 필요하다. 곡선 트레이스 c)는 단락 스위치(KS)에 대한 트리거 신호의 시간 특성을 나타낸다. 상기 단락 스위치(KS)는 비-전도 방식으로 시간(t2)에서 스위칭 되고 그리고 전도 방식으로 시간(t3)에서 다시 스위칭 된다. 이는, 곡선 트레이스 d)에서 도시된 바와 같이, 동작 동안에 LED 양단에서 강하되는 전압(ULED)의 파형을 야기한다. 곡선 트레이스 a)와 곡선 트레이스 c) 사이의 비교가 나타내는 바와 같이, 스위칭 제어기(14)의 출력 신호는 단락 스위치(KS)의 전도 스위칭 신호를 시간 기간(T2)만큼 뒤지게 한다. 곡선 트레이스 c)와 곡선 트레이스 d) 사이의 비교가 나타내는 바와 같이, 그리고 단락 스위치(KS)의 매우 짧은 스위칭 시간들을 가정하면, 이들은 실질적으로 서로 반대로 실행된다.
도 3은 복수 개의 스위칭 제어기들(14)을 갖는 본 발명의 회로 어레인지먼트의 예시적 실시예의 개략도를 나타낸다. 스위칭 제어기(14a)의 출력부 측은 적색광을 방출시키기 위한 LED1에 결합된다; 스위칭 제어기(14b)의 출력부 측은 녹색광을 방출시키기 위한 LED2에 결합되고 그리고 스위칭 제어기(14c)는 청색광을 방출시키기 위한 LED3에 결합된다. 도 3에서, 각각의 단락 스위치들(KS)은 각각의 스위칭 제어기들(14a 내지 14c)을 포함한다. 그러므로, 도 3에 따라, 제어 디바이스(10)는 U인에이블 R, U전류R 및 U스트로브 R 신호들을 스위칭 제어기(14a)에 공급하고, U인에이 블G, U전류G 및 U스트로브 G 신호들을 스위칭 제어기(14b)에 공급하고, 그리고 U인에이블 B, U전류B 및 U스트로브 B 신호들을 스위칭 제어기(14c)에 공급한다. 더욱이, 명확성을 위해, 요구된다면 공급될 CM 신호들은 도시되지 않는다.
도 4는 U인에이블 R, ULED1, U인에이블 G, ULED2, U인에이블 B, ULED3 신호들의 시간 특성들을 나타낸다. 도 4의 곡선 트레이스 a), 곡선 트레이스 c) 및 곡선 트레이스 e)는 도 2의 곡선 트레이스 a)에 대응한다. 도 4의 곡선 트레이스 b), 곡선 트레이스 d) 및 곡선 트레이스 f)는 도 2의 곡선 트레이스 d)에 대응한다. 이미 언급된 바와 같이, 각각의 신호들 U스트로브 R, U스트로브 G, U스트로브 B는 신호들 ULED1, ULED2 및 ULED3에 각각 반대로 실행된다.
도 5에 도시된 본 발명의 회로 어레인지먼트의 실시예는 도 3에 도시된 예시적 실시예에 주로 대응하고, 그래서 차이점들만이 다루어질 것이다. 도 5에 도시된 예시적 실시예에서, 제어 디바이스(10)에 의해 공급되는 신호(U동기화)는, 스위칭 제어기들(14a, 14b, 14c)을 스위칭 온 그리고 스위칭 오프시키기 위해 사용된다. U동기화 신호는 주기적인 동기화 신호이고, 상기 주기적인 동기화 신호로부터, 적용가능하다면 방사선을 방출시키기 위해 LED1이 어느 프레임에서 트리거링될 것인지, 적용가능하다면 방사선을 방출시키기 위해 LED2가 어느 프레임에서 트리거링될 것인지, 또는 방사선을 방출시키기 위해 LED3이 어느 프레임에서 트리거링될 것인지에 관한 현재 정보가 평가된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 제어 디바이스(10)가 계산에 의해 시간들(t1, t2, t3, t4)을 이미지마다 결정하도록 설계되는 반면에, 도 5에 도시된 스위칭 제어기의 실시예에서는, 실제 턴-온 시간에 관계없이, 대응하는 프레임 직전에 대응하는 LED가 스위칭 온 되고 그리고 프레임 직후에 스위칭 오프된다. 이는, 대응하는 이미지 내에, 연관된 LED의 스펙트럼 컴포넌트들이 필요하지 않더라도, 필요하다면 대응하는 스위칭 제어기(14a 내지 14c)가 스위칭 온 된다는 장점을 제공한다; 그 결과, 그러나, 도 2의 시간들(t1 내지 t4)을 결정하기 위해 제어 디바이스(10) 내에서 필요한 컴퓨팅 노력이 생략될 수 있다. 각각의 스위칭 제어기(14a 내지 14c)에 이용가능한 U동기화 신호 내에 존재하는 순차적인 프레임 정보를 만들기 위해 필터 디바이스들(20a, 20b, 20c)이 제공된다. 그러므로, 필터 디바이스들(20a 내지 20c)은, 각각의 스위칭 제어기(14a 내지 14c)를 스위칭 온시키기 위한 프레임 정보를 사용하도록 설계된다. 다른 한편으로, U스트로브 R, U스트로 브 G, U스트로브 B 신호들은, 대응하는 단락 스위치가 비-전도 방식으로 작동되는 시간에 스위칭 제어기들(14a 내지 14c)이 요구되는 출력 전류를 이미 공급할 수 있도록, 충분히 긴 기간 동안 뒤진다.
일 실시예 ― 미도시 ― 에서, 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 제어 디바이스(10) 내에서의 컴퓨팅 노력을 감소시키기 위한 프레임 정보의 평가의 원리가 도 1에 도시된 바와 같은 단 한 개의 스위칭 제어기를 갖는 일 실시예에서 또한 사용된다.
도 6은 도 5의 예시적 실시예에 대한 U동기화, U스트로브 R, U스트로브 G 및 U스트로브 B 신호들의 시간 특성들을 나타낸다. 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, U동기화 신호는 적색광 방출 LED1, 녹색광 방출 LED2 및 청색광 방출 LED3에 대한 프레임 정보를 순차적인 방식으로 포함한다. 도 4의 도면과 비교할 때, 시간들(t4R, t4G 및 t4B)이 도 6에서 고정된 반면에, 도 4에서는 상기 시간들(t4R, t4G 및 t4B)이 대응하는 시간들(t3R, t3G 및 t3B)에서만 고정된다. U동기화 신호의 생성을 위한 동기화 신호가 U스트로 브R, U스트로브 G 및 U스트로브 B 신호의 특성으로부터 획득될 수 있다.

Claims (13)

  1. 적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트로서,
    상기 적어도 하나의 LED에 결합되기 위한 출력부를 갖는 적어도 하나의 스위칭 제어기(14);
    제어 전극을 갖는 적어도 하나의 단락 스위치(KS) ― 상기 단락 스위치(KS)가 적어도 하나의 LED와 병렬로 연결되는 것이 가능함 ―; 및
    방사선 신호(VS)를 공급하기 위한 적어도 하나의 방사선 신호 입력부와, 상기 단락 스위치(KS)의 상기 제어 전극에 결합되는 제1 출력부를 갖는 제어 디바이스(10)
    를 갖고,
    더욱이, 상기 적어도 하나의 스위칭 제어기(14)는, 상기 스위칭 제어기(14)를 시작시키기 위한 시작/중지 입력부를 포함하고, 상기 제어 디바이스(10)가 상기 적어도 하나의 스위칭 제어기(14)의 상기 시작/중지 입력부에 결합되는 제2 출력부를 더욱이 포함하는 것이 가능하고, 상기 방사선 신호(VS)에 따라, 상기 제어 디바이스(10)가 상기 적어도 하나의 스위칭 제어기(14)를 시작시키고 그리고 중지시키기 위한 시작/중지 신호를 상기 제어 디바이스(10)의 제2 출력부에 공급하도록 설계되는 것이 가능한,
    적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스(10)는 상기 적어도 하나의 스위칭 제어기(14)를 시작시키기 위한 시작 신호(U인에이블)를 상기 제어 디바이스(10)의 제2 출력부에 제공하도록 설계되고, 상기 시작 신호(U인에이블)는 상기 단락 스위치(KS)의 비-전도 스위칭을 위한, 상기 제어 디바이스(10)의 제1 출력부에서의 신호(U스트로브)를 제1 특정된 시간 기간만큼 앞서는,
    적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스(10)는 상기 적어도 하나의 스위칭 제어기(14)를 중지시키기 위한 중지 신호(U인에이블)를 상기 제어 디바이스(10)의 제2 출력부에 제공하도록 더욱이 설계되고, 상기 중지 신호(U인에이블)는 상기 단락 스위치(KS)의 전도 스위칭을 위한, 상기 제어 디바이스(10)의 제1 출력부에 공급되는 신호(U스트로브)에 연대순으로 관련되고, 특히 상기 중지 신호(U인에이블)는 상기 신호(U스트로브)를 제2 특정된 시간 기간(T2)만큼 뒤지게 하거나 또는 상기 신호(U스트로브)와 동시에 발생하는,
    적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스(10)는 이미징 엘리먼트, 특히 DLP에 결합되기 위한 제3 출력부를 더욱이 갖고, 상기 제어 디바이스(10)가 상기 제어 디바이스(10)의 제3 출력부에 공급되는 신호(BE)를 통해 상기 이미징 엘리먼트를 제어하도록 설계되는 것이 가능한,
    적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스(10)는 상기 적어도 하나의 스위칭 제어기(14)에 결합되는 제4 출력부를 추가로 갖고, 상기 제어 디바이스(10)가 상기 제어 디바이스의 상기 제4 출력부에 공급되는 신호(CM)를 통해, 상기 적어도 하나의 스위칭 제어기(14)의 상기 출력부에 공급될 전류의 전류 세기를 제어하도록 설계되는 것이 가능한,
    적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스(10)는 메모리 디바이스(12)를 포함하고, 상기 제어 디바이스(10)가 상기 방사선 신호(VS)에 상관된 신호를 상기 메모리 디바이스(12) 내에 저장시키도록 설계되는 것이 가능한,
    적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 신호(VS)는 많은 개수의 프레임들을 포함하고, 상기 제어 디바이스(10)가 상기 방사선 신호(VS)로부터 상기 많은 개수의 프레임들의 각각의 프레임의 시작을 결정하도록 설계되는 것이 가능하고, 더욱이, 상기 제어 디바이스(10)가 상기 적어도 하나의 스위칭 제어기(14)를 시작시키기 위한 시작 신호(U동기화)를 상기 제2 출력부에 공급하도록 설계되는 것이 가능하고, 상기 시작 신호(U동기화)는 상기 단락 스위치(KS)의 비-전도 스위칭을 위한, 상기 제어 디바이스(10)의 제1 출력부에 공급된 신호(U스트로브)를 제3 특정된 시간 기간만큼 앞서는,
    적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스(10)는 상기 방사선 신호(VS)로부터 상기 많은 개수의 프레임들의 각각의 프레임의 끝을 결정하도록 설계되고, 더욱이, 상기 제어 디바이스(10)가 상기 적어도 하나의 스위칭 제어기(14)를 중지시키기 위한 중지 신호(U동기화)를 상기 제2 출력부에 공급하도록 설계되는 것이 가능하며, 상기 중지 신호(U동기화)는 상기 단락 스위치(KS)의 전도 스위칭을 위한, 상기 제어 디바이스(10)의 제1 출력부에 공급되는 신호(U스트로브)를 제4 특정된 시간 기간만큼 뒤지게 하는,
    적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회로 어레인지먼트는, 적어도 하나의 제1 스위칭 제어기(14a), 하나의 제2 스위칭 제어기(14b) 및 하나의 제3 스위칭 제어기(14c)를 포함하고, 상기 제1 스위칭 제어기(14a)의 출력부가 방사선을 제1 파장 범위로, 특히 적색으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 LED(LED1)에 결합되는 것이 가능하고, 상기 제2 스위칭 제어기(14b)의 출력부가 방사선을 제2 파장 범위로, 특히 녹색으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 LED(LED2)에 결합되는 것이 가능하고, 그리고 상기 제3 스위칭 제어기(14c)의 출력부가 방사선을 제3 파장 범위로, 특히 청색으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 LED(LED3)에 결합되는 것이 가능하고, 상기 제어 디바이스(10)가, 적어도, 상기 제1 스위칭 제어기(14a)의 시작/중지 입력부에 결합되는 제1 제2 출력부를 포함하고, 뿐만 아니라 상기 제2 스위칭 제어기(14b)의 시작/중지 입력부에 결합되는 제2 제2 출력부를 포함하고, 그리고 상기 제3 스위칭 제어기(14c)의 시작/중지 입력부에 결합되는 제3 제2 출력부를 포함하는 것이 가능한,
    적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회로 어레인지먼트는, 적어도 하나의 제1 스위칭 제어기(14a), 하나의 제2 스위칭 제어기(14b) 및 하나의 제3 스위칭 제어기(14c)를 포함하고, 상기 제1 스위칭 제어기(14a)의 출력부가 방사선을 제1 파장 범위로, 특히 적색으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 LED(LED1)에 결합되는 것이 가능하고, 상기 제2 스위칭 제어기(14b)의 출력부가 방사선을 제2 파장 범위로, 특히 녹색으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 LED(LED2)에 결합되는 것이 가능하고, 그리고 상기 제3 스위칭 제어기(14c)의 출력부가 방사선을 제3 파장 범위로, 특히 청색으로 방출시키기 위한 적어도 하나의 LED(LED3)에 결합되는 것이 가능하고, 상기 제어 디바이스(10)의 상기 제2 출력부가 적어도 상기 제1 스위칭 제어기(14a), 상기 제2 스위칭 제어기(14b), 및 상기 제3 스위칭 제어기(14c)의 시작/중지 입력부에 결합되는 것이 가능한,
    적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스(10)의 상기 제2 출력부에 공급되는 신호(U동기화)는, 순차적인 방식으로, 적어도 상기 제1 스위칭 제어기(14a), 상기 제2 스위칭 제어기(14b), 및 상기 제3 스위칭 제어기(14c)에 대한 시작/중지 신호를 포함하는,
    적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    제1 필터 디바이스(20a)가 적어도 상기 제어 디바이스(10)의 상기 제2 출력부와 상기 제1 스위칭 제어기(14a) 사이에 결합되고, 제2 필터 디바이스(20b)가 상기 제어 디바이스(10)의 상기 제2 출력부와 상기 제2 스위칭 제어기(14b) 사이에 결합되고, 그리고 제3 필터 디바이스(20c)가 상기 제어 디바이스(10)의 상기 제2 출력부와 상기 제3 스위칭 제어기(14c) 사이에 결합되는,
    적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  13. 회로 어레인지먼트를 이용하여 적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 방법으로서,
    상기 회로 어레인지먼트는,
    상기 적어도 하나의 LED에 결합되기 위한 출력부를 갖는 적어도 하나의 스위칭 제어기(14); 제어 전극을 갖는 적어도 하나의 단락 스위치(KS) ― 상기 단락 스위치(KS)가 상기 적어도 하나의 LED와 병렬로 연결되는 것이 가능함 ―; 및 방사선 신호(VS)를 공급하기 위한 적어도 하나의 방사선 신호 입력부와, 상기 단락 스위치(KS)의 상기 제어 전극에 결합되는 제1 출력부를 갖는 제어 디바이스(10)
    를 갖고,
    상기 방법은,
    상기 방사선 신호에 따라, 상기 제어 디바이스(10)에 의하여, 상기 스위칭 제어기(14)를 시작시키고 그리고 중지시키는 단계
    를 포함하는,
    회로 어레인지먼트를 이용하여 적어도 하나의 LED를 동작시키기 위한 방법.
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