KR20140039232A - Led 어레이 보조 파워 서플라이 - Google Patents

Led 어레이 보조 파워 서플라이 Download PDF

Info

Publication number
KR20140039232A
KR20140039232A KR1020137033911A KR20137033911A KR20140039232A KR 20140039232 A KR20140039232 A KR 20140039232A KR 1020137033911 A KR1020137033911 A KR 1020137033911A KR 20137033911 A KR20137033911 A KR 20137033911A KR 20140039232 A KR20140039232 A KR 20140039232A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
leds
led array
auxiliary
led
Prior art date
Application number
KR1020137033911A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101991973B1 (ko
Inventor
브루스 리차드 로버츠
Original Assignee
제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제너럴 일렉트릭 캄파니 filed Critical 제너럴 일렉트릭 캄파니
Publication of KR20140039232A publication Critical patent/KR20140039232A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101991973B1 publication Critical patent/KR101991973B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006—Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

LED 어레이에 구동 전압을 제공하는 LED 드라이버에 의해 구동되는 LED 어레이를 탭핑(tapping)하고/하거나 이러한 탭을 사용하여 그 자체로 LED 드라이버에 구동 전압을 공급하는 것에 의하여, 하나 이상의 보조 부하들로 하나 이상의 구동 전압들 및 전류들을 제공하는 방법 및 장치.

Description

LED 어레이 보조 파워 서플라이{LED ARRAY AUXILIARY POWER SUPPLY}
본 출원은 일반적으로 보조 부하들을 구동시키는 LED 파워 서플라이를 사용하는 것에 관한 것이고, 보다 구체적으로 본 출원은 하나 이상의 보조 부하들을 구동시키는 출력 전압(들)을 조절하도록 어레이에 적응된 파워 서플라이에 의해 구동되는 LED 어레이의 LED들을 사용하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
제조 개선으로 인하여 LED들의 비용이 낮아졌으므로, 조명 기기들에 대한 LED들의 사용은 점점 더 인기가 많아지고 있다. 흔히, LED 조명은 직렬로 연결된 복수의 LED들과 같은, 개별 LED들의 어레이를 사용하여 원하는 양으로 출력된 광의 양을 증가시킨다. 이러한 LED들은 다른 컴포넌트들도 또한 구비하고 있는 디바이스들에서 종종 사용된다. 그러나, LED 어레이가 작동되는 전압은 종종 다른 컴포넌트들의 작동 전압보다 매우 더 높다. LED 어레이 및 다른 보조 컴포넌트들 양쪽 모두를 작동시키는 전압 범위를 제공하기 위해 추가 회로를 부가하는 것은, 디바이스들에 대한 추가적인 무게, 복잡도, 및 비용을 부여하게 된다. LED 어레이 및 보조 컴포넌트들 중의 적어도 일부 양쪽 모두에 대한 적절한 전압들을 제공하면서 이러한 추가 회로 및 비용을 회피하는 방법이 바람직할 것이다.
본 발명의 다수 실시예들은, 조명을 제공하기 위하여 직렬로 연결된 복수의 LED들을 포함하는 LED 어레이와, 상기 LED 어레이에 대해 구동 전압을 제공하는 드라이버와, 상기 구동 전압보다 작은 보조 전압을 제공하기 위해 상기 LED 어레이에 있는 상기 LED들 중의 2개의 LED들 사이에 연결되는 탭(tap)과, 상기 탭에 연결되는 보조 컴포넌트로서, 상기 보조 전압이 상기 보조 컴포넌트에 전력을 공급하는데 사용되도록 하는, 상기 보조 컴포넌트를 포함하는 장치를 제공하며, 이에 한정되지 않는다.
또한, 조명을 제공하기 위해 직렬로 연결되는 복수의 LED들을 포함하는 LED 어레이와, 상기 LED 어레이에 대한 구동 전압을 제공하는 드라이버와, 상기 구동 전압보다 작은 보조 전압을 제공하기 위해 상기 LED 어레이에 있는 상기 LED들 중의 2개의 LED들 사이에 연결되는 탭을 포함하고, 상기 보조 탭은 상기 드라이버에 대한 구동 전압으로서 상기 보조 전압을 제공하기 위해 상기 드라이버에 연결되는 장치가 제공된다.
또한, 조명을 제공하기 위해 직렬로 연결되는 복수의 LED들을 포함하는 LED 어레이와, 상기 LED 어레이에 대해 구동 전압을 제공하는 드라이버와, 상기 드라이버에 대해 구동 전압을 제공하기 위해 상기 LED 어레이에 있는 상기 LED들 중의 2개의 LED들 사이에 연결되는 제 1 탭과, 보조 전압을 제공하기 위해 상기 LED들 중의 다른 2개의 LED들 사이에 연결되는 제 2 탭과, 상기 제 2 탭에 연결되는 보조 컴포넌트로서, 상기 보조 전압이 상기 보조 컴포넌트에 전력을 공급하는데 사용되도록 하는, 상기 보조 컴포넌트를 포함하는 장치가 더 제공된다.
또한, LED 어레이를 탭핑(tapping)하는 것에 의해 컴포넌트들에 대한 전압을 제공하는 방법으로서, 직렬로 연결된 복수의 LED들을 포함하는 LED 어레이를 사용하여 일 영역을 조명하는 단계와, 전압 또는 전류 소스로부터 출력되는 전압을 사용하여 상기 LED 어레이를 구동시키는 단계와, 부하에 전력을 공급하기 위해 상기 LED 어레이의 상기 LED들 중의 2개의 LED들 사이로부터 보조 전압을 탭핑하는 단계를 포함하고, 상기 보조 전압은 상기 전압 소스로부터 출력되는 전압보다 작은 방법이 제공된다.
또한, 조명 기구의 조명 요소로서, 상기 조명 요소는 상기 디바이스들이나 유사 디바이스들 중의 하나를 포함하고, 또는 상기 방법이나 유사 방법들을 사용하는, 상기 조명 기구의 조명 요소가 제공된다.
또한, 본 발명의 추가 실시예들이 제공되며, 이것의 전부가 아닌 일부는 아래에 보다 상세히 기술되어 있다.
여기에 기술된 본 발명의 예시들의 특징들과 이점들은 첨부 도면들을 참조하는, 다음의 설명을 이해하여 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1은 디바이스의 일 실시예에 대한 블록도를 도시한다.
도 1a는 디바이스의 다른 실시예에 대한 블록도를 도시한다.
도 2는 균일한 LED들 및 규칙적인 탭들을 갖는 예시적 LED 어레이를 탭핑 오프(tapping off)한 개략도를 도시한다.
도 3은 불균일한 LED들 및 규칙적인 탭들을 갖는 다른 예시적 LED 어레이를 탭핑 오프한 개략도를 도시한다.
도 3a는 병렬로 연결된 3개의 직렬 서브세트들에서 불균일한 LED들을 갖는 다른 예시적 LED 어레이를 탭핑 오프한 개략도를 도시한다.
도 4는 임의의 위치들에 균일한 LED들 및 탭들을 갖는 다른 예시적 LED 어레이를 탭핑 오프한 개략도를 도시한다.
도 5는 임의의 LED 어레이들을 갖는 다른 예시적 LED 어레이를 탭핑 오프한 블록도를 도시한다.
도 6은 균일한 LED들 및 보조 부하를 구동하는 탭을 갖는 다른 예시적 LED 어레이를 탭핑 오프한 개략도를 도시한다.
도 7은 드라이버 회로로 피드백하는 탭으로 LED 어레이를 구동시키는 예시적 LED 어레이 드라이버에 대한 개략도를 도시한다.
다수의 LED가 직렬로 연결된 방식("어레이")으로 구성된 LED들의 그룹들은 불연속적이며 잘 알려진 순전압 범위에서 작동된다. 이러한 LED들은 병렬로 제공된 LED들의 서브세트들을 포함할 수 있으며, 그때 서브세트들은 예를 들어 직렬에 연결되어 있다. 어떤 상황들에서는 LED 어레이가 제공될 보조 컴포넌트들에 대한 전원 공급 필요성이 더 낮은 전압 및 LED들을 통과하는 전류의 정도 또는 그 미만일 수 있기 때문에, LED 어레이는 LED들 자체의 작동에 최소의 영향을 미치면서 전압 조절 회로로서 LED 직렬 스트링을 이용하는 것에 의해 적응될 수 있다. 예를 들어, 작동 중에 각 LED에 걸쳐 3V 전압 강하들을 갖는 LED들을 사용하는 통상적인 직렬 어레이에서는, 어떤 것이 직렬 LED 스트링을 탭핑 오프 함으로써, 그러한 추가 전압들을 제공하는 추가 전자장치들 없이도, 보조 디바이스, 예컨대 팬(fan), 합성 제트, 또는 펠티어 타입 디바이스들과 같은 능동 냉각 디바이스에 대하여 예를 들어 3 볼트, 6 볼트, 9 볼트 또는 12 볼트(또는 3V의 다른 배수들)를 직접 제공할 수 있다. 공간 또는 효율 제한적인 LED 환경에서, 추가적 드라이버 공간 요구 없이도 보조 전압을 사용할 수 있게 하는 것은 유익하다.
도 1은 본 제안된 수정사항을 사용하는 예시적 장치의 일반 개념을 보여주는 단순 블록도를 제공하고 있다. 직렬로 연결된 일련의 LED들로 구성된 LED 조명 어레이(30)는 소스 파워 서플라이(10)(예를 들어, 120V 또는 240V인 AC 메인 서플라이)에 연결된 LED 드라이버(20) 컴포넌트에 의해 전력이 공급된다. 하나 이상의 탭들은 하나 이상의 보조 부하들(41, 42...43)로 전력을 공급하기 위해 LED 어레이(30)에서 분리된다. 선택적으로, 도 1a에서 도시된 바와 같이, 탭은 LED 드라이버(21)(피드백 경로로서)에 다시 DC 전력을 공급하도록 사용됨으로써, 어레이를 구동하기 위해 사용되는 드라이버 회로의 컴포넌트 요구들을 감소시킬 수 있다.
도 2는 단순 LED 어레이를 탭핑하는 단순 실시예의 개략도를 보여주고 있으며, 여기서 DC 파워 서플라이(201)(예를 들어, 어레이 드라이버 회로에 의해 공급될 수 있는 것과 같은)는 4개의 동일한 LED들(301)을 이용하여 4개의 LED 어레이로 Vcc 전압을 제공한다. 각각의 LED들(301) 사이에 탭들 부가하는 것에 의하여, Vcc, 3/4 Vcc, 1/2 Vcc, 및 1/4 Vcc의 전압들이 제공될 수 있으며, 여기서 1/4 Vcc는 LED들(301) 중의 하나에 걸친 전압 강하이다.
물론, 더 많거나 적은 LED들이 원하는 조명에 따라 직렬로 사용될 수 있으며, 탭들은 전력이 공급될 보조 컴포넌트들의 전압 필요에 기초하여 선택되기 때문에, 탭들이 모든 LED들 사이에 규칙적으로 배치될 필요는 없다.
도 3은 4개 LED 어레이의 보다 일반적인 구현에 대한 개략도를 보여주며, 여기서 각각의 LED들은 예를 들어 상이한 색상을 제공하는 것과 같은 상이한 구성을 가질 수도 있다. 이러한 상황들에서, 각각의 LED(302, 303, 304, 및 305)는 그 LED에 걸친 상이한 전압 강하를 가질 수 있으며, 이 경우에 탭 전압들은 Vcc의 단순 적은 부분들이 아닐 수도 있다. 이 경우에, 탭들의 전압은 여러 LED들에 걸친 전압 강하에 기초한다. 그러므로, Vcc 이외에, 탭들에 공급된 전압들은 아래 주어진 등식 1, 등식 2, 및 등식 3으로 나타난다.
등식 1: V1 = Vcc - Vfl = Vf2 + Vf3 + Vf4;
등식 2: V2 = Vcc - Vfl - Vf2 = Vf3 + Vf4;
등식 3: V3 = Vcc - Vfl - Vf2 - Vf3 = Vf4;
다시, LED들의 개수, 탭들의 위치들, 및 탭들의 개수는 원하는 광 출력, 원하는 전압들, 및 그 탭들을 사용하는 부하들의 타입에 기초하여 선택된다.
도 3a는 3개의 직렬 서브세트들이 LED들에 연결된 다른 실시예를 보여주고 있으며, 도 3에서와 같이 제 1 서브세트는 LED(302), LED (303), LED (304), 및 LED (305)로 구성되고; 제 2 서브세트는 LED(302'), LED(303'), LED (304'), 및 LED(305')로 구성되고, 또한 제 3 서브세트는 LED(302"), LED(303"), LED(304"), 및 LED(305")로 구성되며; 이들 3개의 서브세트들은 병렬로 연결되어 있다(이에 따라, 동일한 공급 전압 Vcc로 구동됨). 하나는 1 직렬로 다른 하나는 1/3 직렬로 제공되는, 2개의 탭들이 제공되고, 어떤 탭도 1/2 직렬로 제공되지 않으며, (도면에 도시된 바와 같이) 전압들은 전술한 바와 유사한 방식으로 결정된다. 분명하게도, 임의의 바람직한 위치에 제공되는 탭들을 갖는, 각종 병렬 및 직렬 구성의 다수의 상이한 배열의 LED들이 지원될 수 있다. 도 4의 실시예에서, 탭들에 의해 제공되는 부하 전류들은 상이한 직렬 LED들의 서브세트들에 의해 담당되며, 이에 따라 상이한 부하들에 대한 전류 및 전압 필요성을 지원하는 매우 큰 유연성을 지원할 수 있다.
도 4는 4개의 탭(V1 내지 V4)(물론, 필요에 따라, 1개에서부터 직렬로 연결된 LED들보다 적은 개수까지의 임의 개수의 탭들이 사용될 수 있음)을 가진 임의 개수의 동일 LED들(306)을 사용하는, 도 2의 예의 더 복잡한 실시예를 보여주고 있다. AC 전원(211)에 의해 전력이 공급되는 LED 드라이버(210)는 제어된 DC 전원을 제공함으로써 LED들의 어레이로 제어된 전압(Vout)을 제공하도록 사용된다.
이러한 도 4의 예에서, 제 1 탭(V1)은 복수 n의 LED들(LED1, LED2, 내지 LEDn) 이후에 제공된다. 제 2 탭(V2)은 복수 m-n의 LED들(LEDn +1 , LEDn +2, 내지 LEDm) 이후에 제공된다. 제 3 탭(V3)은 복수 p-m-n의 LED들(LEDm +1, LEDm +2, 내지 LEDp) 이후에 제공된다. 제 4 탭(V4)은 복수 q-p-m-n의 LED들(LEDp +1 , LEDp +2, 내지 LEDq) 이후에 제공된다. 그러므로, Vout 이외에, 상기 탭들에서 제공된 전압들은 아래에 주어진 등식 4, 등식 5, 등식 6 및 등식 7에 의해 나타난다(여기서 r은 직렬로 있는 LED들의 전체 개수이다).
등식 4: V1 = (r-n)(Vout)/r
등식 5: V2 = (r-m)(Vout)/r
등식 6: V3 = (r-p)(Vout)/r
등식 7: V4 = (r-q)(Vout)/r
따라서, 동일한 LED들이 이러한 예로 사용되기 때문에 각 LED들(306)에 걸친 전압 강하는 동일하므로, 출력 전압들은 입력 전압에 대한 정수(whole number) 부분들이다. 하나에서 임의 개수의 범위로 존재할 수 있는 탭들 사이에 제공되는 LED들의 개수는 LED 어레이(보다 많은 LED들에 의해 보다 많은 광 출력이 제공됨)의 조명 요구조건에 기초하여 선택되며, 다르게는 조명 출력이 그들 기준에 대한 2차 중요요소인 경우, 탭들에서의 원하는 출력 전압들 또는 소스 전압(Vout)의 가용성에 의해 선택될 수 있다. 이 예에서는, 5개의 상이한 전압들(Vout, V1, V2, V3 및 V4)이 보조 부하들에 대해 사용가능하도록 이루어져 있지만, 드라이버 회로에는 하나의 전압(Vout)만 제공할 것을 필요로 한다. 따라서, 직렬 LED 어레이는, 드라이버로 회로의 부가 없이도 또는 추가 파워 서플라이들을 부가함 없이도, 추가적인 전압들을 공급할 수 있게 한다.
그에 반해, 더욱 일반적인 실시예에서는, 도 3에 관하여 위에서 논의한 바와 같이, 그 각각이 LED에 걸치는 상이한 전압 강하들을 개별적으로 가질 수 있는 상이한 구성의 LED들을 사용할 수 있다. 이 경우에, 탭들의 전압들은 개별 LED들에 걸친 전압 강하들에 의해 결정된다. 원하는 전압 강하를 가진 LED들을 선택하는 것에 의해, 탭들에 제공될 수 있는 전압들에서의 추가적 유연성이 제공될 수 있다.
도 5는 이러한 더욱 일반적인 예를 블록도로 보여주고 있다. LED 어레이 드라이버(220)는 LED 어레이들(311, 312, 및 313)의 3개 뱅크(bank)들을 구동하며, 이 중의 어떤 것은 임의의 바람직한 병렬 및/또는 LED 직렬 구성의 LED들을 포함하는 다양한 방식들로 구성된 각종 타입의 하나 이상의 LED들로 구성될 수 있으며, 이것은 Va1, Va2 및 Va3 중의 각각의 임의 전압 강하를 갖는다. 이 경우에, 등식들 8 및 9는 탭들(V1 및 V2)의 각각의 출력 전압들을 제공한다:
등식 8: V1 = Vout - Val = Va2 - Va3
등식 9: V2 = Vout - Va1 - Va2 = Va3
예를 들어, 하나의 탭을 제공하는 실시예로 도 6에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 직렬로 500ma에서 작동하는 9개의 백색 Cree XPG LED들(307)은 각 LED가 대략 3V로 떨어지기 때문에, LED 어레이 드라이버(230)에 의해 제공되는, 전체 스트링 전부에 걸쳐 대략 27V로 구동되게 된다. 따라서, 예를 들어, 스트링의 안쪽(bottom)에서 네번째인 LED로부터의 전압을 탭핑 오프하는 것에 의하여, 팬을 동작시키기 위한 12V 보조 서플라이가 제공될 수 있다. 플라이백 또는 벅 컨버터(230)는 전체 LED 직렬에 대해 연속적인 DC 전류로의 오프-라인 변환을 제공하도록 하기 위해 LED 어레이 드라이버에 사용될 수 있다.
따라서, 이 예에서, 보조 서플라이가 약 lOma의 전류를 필요로 하는 경우, 보조 부하가 10ma를 인출하는 동안, 안쪽 4개의 LED들이 490ma를 나타나게 된다. 다른 모든 LED들은 여전히 500ma 이다. 그러므로, 추가 컴포넌트들 없이도 27V 컨버터로부터 12V 회로에 전력을 공급하는 방법이 제공된다. 안쪽 3개 LED들의 구동 전류에서의 적은 감소는 전체 시스템 전력의 아주 적은 퍼센트이어서, LED 어레이 성능에 악 영향을 미치지 않게 된다. 필요한 경우, 추가 탭들이 다른 위치에 제공되어 다른 부하들을 구동시킬 수 있다. 이 예에서는, 적절한 탭들을 사용하여 3V 내지 27V 까지의 임의의 3V 배수의 전압들이 제공될 수 있다.
병렬 서브세트들로 존재하는 LED들을 사용하는 방식(예를 들어, 도 3a 등에 제공된 예)으로 LED들을 배열하는 것에 의하여, 더 많은 양의 전류가 보조 부하들에 대해 제공될 수 있으며, 이에 따라 탭 이후에 제공된 LED 서브세트들은 더 적은 개수의 LED들을 사용하여 그 탭 이후의 LED들에 대해 충분한 전류가 흐르는 것을 확보할 수 있게 되어 그들 LED들을 적절히 조명할 수 있는 한편, 더 높은 전류 보조 부하에도 또한 충분한 전류가 공급되게 된다는 것에 유의한다.
상이한 전압 강하들을 가진 상이한 타입의 LED들을 사용하는 것에 의해, 탭 전압들은 3V 배수가 아닌 것으로 더 재정의될 수 있다. 예를 들어, 2V의 전압 강하들을 가진 LED들이 또한 사용되는 경우, 2V 와 3V의 어떤 조합인 전압들이 제공될 수 있으며, 직렬로 존재하는 모든 LED에 걸친 전압들의 합이 어레이 드라이버에 의해 제공된 소스 전압에 가산되는 한, 예컨대 2V, 3V, 4V, 5V, 6V, 7V 등으로 제공될 수 있다.
적절한 탭핑 위치를 제공하는 것에 의해, 보조 부하들에 전원을 공급하는 직렬 스트링의 LED들에는, 임의 배수의 LED 전압 강하(Vf)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 청색 다이 LED(백색이 청색 다이에 의해 펌핑됨) 및 녹색 다이 LED의 Vf는 대략 3V 이고, 적색 다이 LED의 Vf는 대략 2V이며, 이것은 멀티 컬러 LED 시스템에서 보조 전압 크기(granularity)를 결정하게 된다.
구동되는 LED 어레이의 동작 전압 및 전류에 관계없이, 대부분의 LED 조명 회로들은 전자 드라이버들을 사용하며, 대부분의 이러한 드라이버들은 작동을 위해 저 전압 파워 서플라이를 필요로 하는 집적회로들(IC)(이들은 브랜드에 따라 5에서 20볼트의 공급 전압(Vcc)을 필요로 한다)을 제어한다. 따라서, IC에 제공하기 위해 이렇게 전압을 탭핑하는 어레이를 사용하는 것은 본 명세서에 개시된 개념의 또 다른 양호한 응용이다.
도 7은 LED 어레이(LED(D28)와 LED(D29) 사이)에 탭(503)을 사용하는 회로를 이용하여 AC 파워 서플라이(500)로부터 LED 어레이(505)를 구동시킴으로써 집적회로(501)에 전력 공급에 필요한 Vcc를 제공하는 변형된 플라이백 회로의 예를 나타낸다. 이 경우에, IC에 제공된 전압은 어레이를 구동시키기 위해 제공되는 전압의 4/7가 된다(또한 이것은 각각의 다이오드에 걸친 4배의 전압 강하가 된다). 이것은, 그렇지 않으면 IC(501)를 구동하기 위해 소정 전압을 제공하는 것이 필요했을, 다수의 다이오드들 및 커패시터들을 제거하는 것에 의한 컴포넌트들의 감소를 가능하게 한다.
보조 전력을 제공하도록 LED 조명 어레이를 탭핑하는 것에 의하여, 조명 목적으로 LED 어레이들을 사용하는 다양한 디바이스들은 보조 컴포넌트들에 대한 특수 구동 전압 파워 서플라이들을 제공할 필요가 없이도, 그들 보조 컴포넌트들을 구동하도록 변경될 수 있다. 예를 들어, 열 발생으로 추가 냉각이 필요한 경우, 고전력 레벨 LED 조명 회로들에 대해 팬이 요구될 수 있다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이 LED 어레이를 탭핑하는 것에 의하면, 팬과 LED 드라이버 양쪽 모두에 대해 그들이 필요로 하는 구동 전압이 제공될 있으며, 더 복잡한 파워 서플라이들이 필요치 않다.
이러한 접근방식의 예시적 일 응용은 LED 어레이를 사용하는 100 와트 A-19 백열등의 대체가 될 것이다. 이러한 작은 공간에서 큰 광 출력을 제공하도록 다수의 LED들이 필요한 경우, 추가 냉각을 제공하기 위해 팬이 필요할 가능성이 크다.
본 기술이 적용될 수 있는 다른 예들은 LED 어레이의 탭핑 오프를 사용하여 전력이 공급될 수 있는 다른 특징들과 함께 LED 지시등을 사용할 수 있는 각종 저-전류 전자 디바이스들을 포함한다. 고전력 플래시라이트, 전자 부품들(예컨대, 타이머, 배터리 표시기 등)을 구비한 플래시라이트와 같은 디바이스들, 또는 다른 조명 디바이스들이 이러한 접근방식을 사용할 수 있다. 또한, 타이밍 제어, 휘도 제어, 조광, 또는 다른 기능을 포함하는 각종 기능들을 위한 제어 부품들을 사용하는 스마트 조명도 본 기술을 사용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 다수의 실시예들이 위에 기술된 특징들의 여러 가지 조합들을 통해 제공될 수 있다. 특정 예들과 실시예들을 사용하여 위에서 본 발명을 기술하였지만, 본 발명의 의도된 범위로부터 필연적으로 일탈되지 않는 범위 내에서는, 다양한 대체물들이 사용될 수 있고, 또한 등가물들이 여기에 기술된 구성요소들 및/또는 단계들을 대신할 수도 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 본 발명의 의도된 범위로부터 일탈하지 않는 범위 내에서는, 특정 상황 또는 특정 필요로 본 발명을 적응시키기 위한 변형들이 필요할 수도 있다. 본 발명은 여기에 기술된 특정 구현들 및 실시예들로 한정되지 않으며, 본 청구범위들은 본 명세서에 포함된, 개시되었거나 개시되지 않은, 문자 그대로이거나 균등한, 모든 새롭고 자명하지 않은 실시예들을 포괄하도록 최광의의 합리적 해석이 주어지는 것으로 의도된다.

Claims (21)

  1. 조명을 제공하기 위하여 직렬로 연결된 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이와,
    상기 LED 어레이에 대해 구동 전압을 제공하는 드라이버와,
    상기 구동 전압보다 작은 보조 전압을 제공하기 위해 상기 LED 어레이의 상기 복수의 LED 중의 2개의 LED 사이에 연결되는 탭(tap)과,
    상기 탭에 연결되는 보조 컴포넌트 - 상기 보조 전압은 상기 보조 컴포넌트에 전력을 공급하는데 사용됨 - 를 포함하는
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 컴포넌트는 상기 장치를 냉각시키는 디바이스인
    장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    추가의 보조 전압을 제공하기 위해 상기 LED 어레이의 상기 복수의 LED 중의 다른 2개의 LED 사이에 연결되는 추가의 탭을 더 포함하는
    장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 추가의 탭은, 상기 드라이버에 대한 구동 전압으로서 상기 추가의 보조 전압을 제공하기 위해 상기 드라이버에 연결되는
    장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 LED 중의 적어도 하나의 LED에 걸친 전압 강하가 상기 복수의 LED 중의 다른 LED에 걸친 전압 강하와 상이한
    장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 조명 기구(light fixture)의 조명 요소(lighting element)를 대체하도록 구성되는
    장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보조 컴포넌트는 상기 장치를 냉각시키는 디바이스인
    장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 조명 기구의 조명 요소를 대체하도록 구성되며,
    상기 LED 어레이의 상기 복수의 LED 중의 2개의 LED 사이에 연결된 추가의 탭은 상기 드라이버에 대해 구동 전압을 제공하는 추가의 보조 전압을 제공하기 위한 것인
    장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보조 컴포넌트는 상기 장치를 냉각시키는 디바이스인
    장치.
  10. 조명을 제공하기 위해 직렬로 연결되는 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이와,
    상기 LED 어레이에 대한 구동 전압을 제공하는 드라이버와,
    상기 구동 전압보다 작은 보조 전압을 제공하기 위해 상기 LED 어레이의 상기 복수의 LED 중의 2개의 LED 사이에 연결되는 탭을 포함하고,
    상기 보조 탭은, 상기 드라이버에 대한 구동 전압으로서 상기 보조 전압을 제공하기 위해 상기 드라이버에 연결되는
    장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 드라이버는 집적 회로를 포함하고, 상기 보조 전압은 상기 집적 회로에 대한 구동 전압을 제공하기 위해 제공되는
    장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    보조 컴포넌트에 전력을 공급하도록 상기 보조 컴포넌트에 대해 제 2 보조 전압을 제공하기 위해, 상기 보조 컴포넌트에 연결된 상기 LED 어레이의 상기 복수의 LED 중의 다른 2개의 LED 사이에 연결되는 제 2 탭을 더 포함하는
    장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보조 컴포넌트는 상기 장치를 냉각시키는 디바이스인
    장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 장치는 조명 기구의 조명 요소를 대체하도록 구성되는
    장치.
  15. 조명을 제공하기 위해 직렬로 연결되는 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이와,
    상기 LED 어레이에 대해 구동 전압을 제공하는 드라이버와,
    상기 드라이버에 대해 구동 전압을 제공하기 위해 상기 LED 어레이의 상기 복수의 LED 중의 2개의 LED 사이에 연결되는 제 1 탭과,
    보조 전압을 제공하기 위해 상기 복수의 LED 중의 다른 2개의 LED 사이에 연결되는 제 2 탭과,
    상기 제 2 탭에 연결되는 보조 컴포넌트 - 상기 보조 전압은 상기 보조 컴포넌트에 전력을 공급하는데 사용됨 - 를 포함하는
    장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 장치는 조명 기구의 조명 요소를 대체하도록 구성되며, 상기 보조 컴포넌트는 상기 장치를 냉각시키는 디바이스인
    장치.
  17. LED 어레이를 탭핑(tapping)하는 것에 의해 컴포넌트들에 대한 전압을 제공하는 방법으로서,
    직렬로 연결된 복수의 LED를 포함하는 LED 어레이를 사용하여 일 영역을 조명하는 단계와,
    전압 소스로부터 출력되는 전압을 사용하여 상기 LED 어레이를 구동시키는 단계와,
    부하에 전력을 공급하기 위해 상기 LED 어레이의 상기 복수의 LED 중의 2개의 LED 사이로부터 보조 전압을 탭핑하는 단계를 포함하고,
    상기 보조 전압은 상기 전압 소스로부터 출력되는 전압보다 작은
    전압 제공 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 부하는 상기 전압 소스를 제공하는 드라이버인
    전압 제공 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 부하는 상기 LED 어레이를 냉각시키는 디바이스인
    전압 제공 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    다른 부하에 전력을 공급하기 위해 상기 LED 어레이의 상기 복수의 LED 중의 다른 2개의 LED 사이에로부터 다른 보조 전압을 탭핑하는 단계를 더 포함하는
    전압 제공 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 전압 소스를 제공하도록 드라이버에 전력을 공급하기 위하여 상기 LED 어레이의 상기 복수의 LED 중의 다른 2개의 LED 사이에로부터 다른 보조 전압을 탭핑하는 단계를 더 포함하는
    전압 제공 방법.
KR1020137033911A 2011-06-21 2012-06-13 Led 어레이 보조 파워 서플라이 KR101991973B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/164,985 2011-06-21
US13/164,985 US9167651B2 (en) 2011-06-21 2011-06-21 LED array auxiliary power supply
PCT/US2012/042209 WO2012177457A1 (en) 2011-06-21 2012-06-13 Led array auxiliary power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140039232A true KR20140039232A (ko) 2014-04-01
KR101991973B1 KR101991973B1 (ko) 2019-09-30

Family

ID=46331718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137033911A KR101991973B1 (ko) 2011-06-21 2012-06-13 Led 어레이 보조 파워 서플라이

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9167651B2 (ko)
EP (1) EP2724594A1 (ko)
KR (1) KR101991973B1 (ko)
CN (1) CN103609199B (ko)
AU (1) AU2012273291B2 (ko)
CA (1) CA2838664C (ko)
WO (1) WO2012177457A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150022087A1 (en) * 2013-07-16 2015-01-22 GE Lighting Solutions, LLC Method and apparatus for providing supplemental power in a led driver
US9661711B2 (en) * 2013-08-19 2017-05-23 Infineon Technologies Austria Ag Multi-function pin for light emitting diode (LED) driver
US9332602B2 (en) * 2013-12-12 2016-05-03 Genereal Electric Company LED driver with transformerless hysteretic boost
US10375795B2 (en) 2016-05-27 2019-08-06 Abl Ip Holding Llc Powering an auxiliary circuit associated with a luminaire
US9794992B1 (en) * 2016-07-27 2017-10-17 Vastview Technology Inc. Universal method for driving LEDs using high voltage
US12012137B2 (en) * 2019-09-24 2024-06-18 Railway Equipment Company, Inc. Railroad crossing gate light out detector apparatus and method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010040222A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置
WO2011027299A2 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting diode circuit

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10358447B3 (de) 2003-12-13 2005-05-25 Insta Elektro Gmbh Beleuchtungseinrichtung
US7852009B2 (en) * 2006-01-25 2010-12-14 Cree, Inc. Lighting device circuit with series-connected solid state light emitters and current regulator
JP4523016B2 (ja) * 2007-05-22 2010-08-11 株式会社沖データ 駆動回路、ｌｅｄヘッドおよび画像形成装置
ATE525892T1 (de) 2007-07-23 2011-10-15 Nxp Bv Selbstversorgte led-bypassschalterkonfiguration
US20090026957A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Forcecon Technology Co., Ltd. Led lighting module with a heat-sinking failsafe device
US8230690B1 (en) * 2008-05-20 2012-07-31 Nader Salessi Modular LED lamp
CN101482255B (zh) * 2009-01-22 2011-03-16 广州南科集成电子有限公司 带风扇的大功率led灯具电路
JP2010135136A (ja) * 2008-12-03 2010-06-17 Panasonic Electric Works Co Ltd Ｌｅｄ点灯装置
TW201105172A (en) * 2009-07-30 2011-02-01 Advanced Connectek Inc Light emitting diode (LED) device and driving method thereof
KR101154347B1 (ko) * 2009-08-24 2012-06-13 한양대학교 산학협력단 그래핀 박막과 나노 입자를 이용한 광검출기 및 그 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010040222A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置
WO2011027299A2 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting diode circuit

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012273291B2 (en) 2015-05-07
WO2012177457A1 (en) 2012-12-27
CN103609199A (zh) 2014-02-26
CA2838664C (en) 2019-12-31
AU2012273291A1 (en) 2014-01-16
EP2724594A1 (en) 2014-04-30
US9167651B2 (en) 2015-10-20
KR101991973B1 (ko) 2019-09-30
CN103609199B (zh) 2016-09-07
CA2838664A1 (en) 2012-12-27
US20120326508A1 (en) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101991973B1 (ko) Led 어레이 보조 파워 서플라이
US20140312791A1 (en) Solid-state lighting apparatus and methods using energy storage
KR20120082468A (ko) 발광 다이오드 구동장치 및 발광 다이오드의 점등 제어 방법
US20130069535A1 (en) Solid-state lighting apparatus and methods using energy storage
EP2670220A2 (en) LED lighting apparatus
WO2009019634A1 (en) Solid state lighting system and a driver integrated circuit for driving light emitting semiconductor devices
JP6032764B2 (ja) 負荷、特にｌｅｄアセンブリを駆動する駆動デバイス及び駆動方法
US9210748B2 (en) Systems and methods of driving multiple outputs
KR20120069512A (ko) 상용전원 2 종류를 지원하는 교류구동 엘이디 조명장치
US8604699B2 (en) Self-power for device driver
KR101610617B1 (ko) 발광 다이오드 조명 장치
US20160037599A1 (en) Lighting apparatus
KR20130113168A (ko) 발광 다이오드 구동 장치
EP3453230B1 (en) Multi-pad, multi-junction led package with tapped linear driver
US9648687B2 (en) Lighting apparatus using series-connected current sources and methods of operating same
KR101945263B1 (ko) 발광장치
US12058788B2 (en) AC LED circuit with standard dimmer compatibility
KR20090068045A (ko) Ｌｅｄ 구동장치
Lun et al. Implementation of bi-level current driving technique for improved efficacy of high-power LEDs
KR101422036B1 (ko) 발광 다이오드 조명 장치
KR101422035B1 (ko) 발광 다이오드 조명 장치
KR101618818B1 (ko) 발광소자 구동회로 및 그 동작방법
KR20150050145A (ko) 발광 다이오드 구동 장치 및 이의 제어 방법
CN114097305A (zh) 控制照明装置的方法、照明控制电路和照明系统
KR20090068103A (ko) Ｌｅｄ 구동장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant