KR20140051308A - 고체 상태 광원들을 위한 공명 구동기 - Google Patents

고체 상태 광원들을 위한 공명 구동기 Download PDF

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빅터 시미
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오스람 실바니아 인코포레이티드
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Abstract

구동기 회로, 상기 구동기 회로를 포함하는 SSL(solid state light) 소스 조립체, 및 상기 구동기 회로를 구동시키는 방법이 제공된다. 상기 구동기 회로는 정류기(202), 인버터(206), 변압기(208), PFC 회로(204), 및 주파수 제어부(218)를 포함한다. 상기 정류기는 AC 전압을 수신하고, 조절되지 않은 DC 전압을 제공한다. 상기 인버터는 2개의 스위치들을 포함하고, 상기 조절되지 않은 DC 전압으로부터 공명 AC 신호를 발생시키도록, 상기 2개의 스위치들을 동작시키기 위해 각각의 제어 신호들을 수신한다. 상기 변압기는 상기 인버터에 커플링된 1차 권선(210), 출력 스테이지를 통해 SSL 소스에 커플링될 2차 권선(214), 및 피드백 권선(212)을 포함한다. 상기 PFC 회로는 상기 조절되지 않은 DC 전압 및 상기 인버터의 전류를 나타내는 신호들에 응답하여 상기 인버터를 제어한다. 상기 주파수 제어부는 상기 출력 스테이지의 전류 및 상기 피드백 권선의 전류를 나타내는 신호들에 응답하여 상기 인버터의 스위칭 주파수를 제어하기 위해 제어 신호들을 발생시킨다.

Description

고체 상태 광원들을 위한 공명 구동기 {RESONATE DRIVER FOR SOLID STATE LIGHT SOURCES}
본 발명은 전자장치들, 그리고 보다 구체적으로는 고체 상태 광원(solid state light source)들을 위한 구동기(driver)에 관한 것이다.
고-선명도(high-brightness) 고체 상태 광원들, 이를 테면 LED들(light emitting diodes) 등의 발전은, 다양한 조명 애플리케이션들 및 장치에서의 이러한 디바이스들의 이용을 초래하였다. 일반적으로, 고체 상태 광원을 이용하는 램프 또는 픽스처(fixture)는, 백열 광원 또는 가스 방전 광원을 이용하는 램프 또는 픽스처와 근본적으로 상이한 방식으로 동작한다. 동작에서의 주 차이는, 고체 상태 광원을 갖는 조명 장치가, 하나 또는 그 초과의 고전력 LED들과 같은(그러나, 이에 한정되지 않음) 이용되는 특정 유형의 고체 상태 광원을 구동시키도록 설계된 구동 회로망(전체에 걸쳐서, 구동기 및/또는 구동기 회로 및/또는 구동기 회로망으로 또한 지칭됨) 상에서 동작한다는 것이다.
고체 상태 광원을 이용하는 조명 장치를 위한 구동기 회로망은 통상적으로, AC(alternating current) 입력, 이를 테면 120V/60㎐ 라인 입력을, 안정된 DC(direct current) 전압으로 변환한다. 이러한 회로망은 통상적으로, 정류기 또는 동등한 회로망, 및 DC-DC 컨버터 회로 또는 동등한 회로망을 포함한다. 정류기는 AC 입력을 수신하고, 조절되지 않은(unregulated) DC 출력을 제공한다. DC-DC 컨버터 회로는 조절되지 않은 DC 출력을 정류기로부터 수신하여, 안정된, 조절된 DC 출력을 고체 상태 광원에 제공한다.
다양한 DC-DC 컨버터 회로 구성들이 당 분야에 잘 알려져 있다. 알려진 DC-DC 컨버터 회로 구성들의 특정 유형들, 이를 테면 벅(buck) 컨버터들, 부스트(boost) 컨버터들, 벅-부스트 컨버터들 등(그러나, 이에 한정되지 않음)은 일반적으로 스위칭 조절기들로서 분류된다. 이들 디바이스들은, 에너지가 에너지 저장 디바이스, 예를 들어 인덕터에 저장되고, 그리고 그 다음으로 하나 또는 그 초과의 필터 커패시터들에 전달되는 것을 허용하도록 선택적으로 동작되는 스위치, 예를 들어 트랜지스터를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 필터 커패시터들은 비교적 평활한(smooth) DC 출력 전압을 부하(즉, 고체 상태 광원)에 제공하고, 에너지 저장 사이클들 사이에서 본질적으로 연속적인 에너지를 부하에 제공한다.
종래의 스위칭 조절기 구성들은 통상적으로, 조절되지 않은 DC 전압과 조절된 DC 출력 전압 사이에 어떠한 보호 격리도 갖지 않는다. 몇몇 구성들에서, 조절되지 않은 DC 전압은 400 볼트(Volts) 또는 그 초과일 수 있다. 조절되지 않은 DC 전압은, 의도하지 않게 부하에 인가되는 경우, 위험할 수 있다(즉, 손상 또는 파괴를 초래함). 또한, 종래의 스위칭 조절기 구성들은 통상적으로, 최적의 역률(power factor) 미만을 초래하는 방식으로 AC 전력원으로부터의 펄스 전류 소모(pulsed current draw)를 수반한다. 시스템의 역률은 부하에 흐르는 실제 전력(real power) 대 겉보기 전력(apparent power)의 비율로서 규정되고, 0과 1 사이의 수이다(또는 퍼센티지로서 표현됨, 예를 들어 0.5 pf = 50% pf). 실제 전력은 부하에 의해 소모된 실제적인 전력이다. 겉보기 전력은 부하에 인가된 전류와 전압의 곱이다. 순수하게 저항성의 부하들을 갖는 시스템들에 있어서, 전압 및 전류 파형들은 동위상이어서, 각각의 사이클에서 동일 순간에 극성을 변경한다. 이러한 시스템들은, 보통 "유니티 역률(unity power factor)"로 지칭되는 1.0의 역률을 갖는다. 커패시터들, 인덕터들, 또는 변압기들을 포함하는 부하들을 갖는 것과 같이, 리액티브(reactive) 부하들이 존재하는 경우, 부하 내의 에너지 저장은 전류와 전압 파형들 사이에 시간 차이를 초래한다. 이러한 저장된 에너지는 소스로 리턴되고, 그리고 부하에서 동작하기 위해 이용가능하지 않다. 리액티브 부하들을 갖는 시스템들은 종종 유니티 역률 미만을 갖는다. 낮은 역률을 갖는 회로는 주어진 실제 전력의 양을 전달하기 위해, 높은 역률을 갖는 회로보다 더 높은 전류들을 이용할 것이다.
또한, 통상의 고체 상태 광원 구동기 회로들에서, 출력 리플(ripple) 전류 대(versus) 커패시턴스 사이에 설계 트레이드오프가 존재한다. 높은 출력 리플 전류는, 부하(즉, 고체 상태 광원 또는 광원들)에 현저한 점멸(flicker), 특히 일정한 일루미네이션(illumination)을 위해 의도된 조명 장치에 바람직하지 않은 출력을 초래할 것이다. 이러한 리플 전류는 출력 벌크(bulk) 커패시턴스를 증가시킴으로써 감소될 수 있다. 그러나, 출력 벌크 커패시턴스를 증가시키는 것은 더 큰 비용뿐만 아니라 감소된 전력 효율을 초래하며, 상기 더 큰 비용 및 감소된 전력 효율 양측 모두는 또한 바람직하지 않다.
일반적으로, 본 명세서에 기술된 실시예들은, 고체 상태 광원 기반 조명 장치를 위한 구동기 회로망을 제공함으로써 상술된 문제들을 극복하며, 여기서 상기 구동기 회로망은 낮은 전류 리플, 감소된 벌크 커패시턴스, 및 역률 보정을 갖는 정전류 출력을 제공한다. 조명 장치는 램프 및/또는 픽스처 및/또는 이들의 결합들일 수 있다. 고체 상태 광원은 단일 소스 또는 복수의 소스들일 수 있고, 하나 또는 그 초과의 LED들(light emitting diodes), OLED들(organic light emitting diodes), PLED들(polymer light emitting diodes), 및 이들의 다양한 결합들을 포함하는 것 등을 포함할 수 있다. 구동기 회로는 공명(resonate) 구동기로서 구성되고, 하프(half) 브리지 공명 구동기로서 추가로 구성될 수 있다. 전력 효율은, 출력 스테이지로부터 피드백을 통해 하프 브리지 인버터의 스위칭 주파수를 제어함으로써, 그리고 인버터 스위치들 상에서 제로 전압 스위칭을 유지함으로써 증가될 수 있다.
실시예에서, 구동기 회로가 제공된다. 상기 구동기 회로는: AC 입력 전압을 수신하고, 조절되지 않은 DC 전압을 제공하도록 구성된 정류기 회로; 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 갖는 인버터 회로 ― 상기 인버터 회로는, 상기 조절되지 않은 DC 전압으로부터 공명 AC 신호를 발생시키기 위해, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 각각 오픈 및 클로징하기 위해, 제 1 게이트 제어 신호 및 제 2 게이트 제어 신호를 수신하도록 구성됨 ―; 변압기 ― 상기 변압기는, 상기 인버터 회로에 커플링된 1차 권선, 출력 스테이지 회로를 통해 고체 상태 광원에 커플링되도록 구성된 2차 권선, 및 피드백 권선을 포함함 ―; 상기 조절되지 않은 DC 전압을 나타내는 제 1 신호 및 상기 인버터 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 2 신호에 응답하여 상기 인버터 회로를 제어하도록 구성된 역률 보정 회로; 및 상기 출력 스테이지 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 3 신호 및 상기 피드백 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 4 신호에 응답하여, 상기 인버터 회로의 스위칭 주파수를 제어하기 위해, 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호를 발생시키도록 구성된 주파수 제어 회로를 포함한다.
관련된 실시예에서, 상기 구동기 회로는, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 공칭으로(nominally) 제로 드레인 대 소스 전압(zero drain to source voltage)에서 클로징하도록, 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호의 타이밍을 조정하도록 구성된 ZVS(zero voltage switching) 회로를 더 포함할 수 있다. 추가의 관련된 실시예에서, 상기 ZVS 회로는, 상기 1차 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 5 신호에 응답하여 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호의 타이밍을 조정하도록 추가로 구성될 수 있다.
다른 관련된 실시예에서, 상기 제 3 신호는 상기 출력 스테이지 회로로부터 상기 주파수 제어 회로에 광학적으로 커플링될 수 있다. 또 다른 관련된 실시예에서, 상기 주파수 제어 회로는, 상기 출력 스테이지 회로의 전류 리플을 감소시키기 위해 상기 인버터 회로의 스위칭 주파수를 조정하도록 구성될 수 있다. 또한 다른 관련된 실시예에서, 상기 출력 스테이지 회로의 전류는 상기 스위칭 주파수의 감소에 응답하여 증가할 수 있고, 그리고 상기 출력 스테이지 회로의 전류는 상기 스위칭 주파수의 증가에 응답하여 감소할 수 있다.
다른 실시예에서, 고체 상태 광원을 구동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은: AC 입력 전압을 수신하는 단계; 정류기 회로 내에서, 상기 수신된 AC 입력 전압을 조절되지 않은 DC 전압으로 변환하는 단계; 인버터 회로 내에서, 상기 조절되지 않은 DC 전압으로부터 공명 AC 신호를 발생시키는 단계 ― 상기 발생시키는 단계는, 제 1 게이트 제어 신호 및 제 2 게이트 제어 신호를 수신하는 단계, 및 상기 수신된 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 수신된 제 2 게이트 제어 신호에 기초하여 상기 인버터 회로의 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 각각 오픈 및 클로징하는 단계를 포함함 ―; 상기 조절되지 않은 DC 전압을 나타내는 제 1 신호 및 상기 인버터 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 2 신호에 응답하여 상기 인버터 회로에서의 상기 공명 AC 신호의 상기 발생을 제어하는 단계; 상기 공명 AC 신호를 변압기의 1차 권선 및 2차 권선에 커플링하는 단계 ― 상기 변압기는 상기 인버터 회로에 연결됨 ―; 상기 커플링된 공명 AC 신호를 조절된 DC 출력으로 변환하는 단계; 및 상기 고체 상태 광원을 구동시키기 위해 출력 스테이지 회로를 통해 상기 조절된 DC 출력을 출력하는 단계를 포함한다.
관련된 실시예에서, 상기 방법은, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 공칭으로 제로 드레인 대 소스 전압에서 클로징하도록, ZVS(zero voltage switching) 회로를 통해, 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호의 타이밍을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 추가의 관련된 실시예에서, 상기 방법은, 상기 ZVS 회로를 통해, 상기 1차 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 5 신호에 응답하여 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호의 타이밍을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 관련된 실시예에서, 상기 방법은, 상기 인버터 회로의 스위칭 주파수를 제어하기 위해, 상기 출력 스테이지 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 3 신호 및 상기 변압기의 피드백 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 4 신호에 응답하여, 주파수 제어 회로에서, 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호를 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가의 관련된 실시예에서, 상기 방법은, 상기 출력 스테이지 회로로부터 상기 주파수 제어 회로에 상기 제 3 신호를 광학적으로 커플링하는 단계를 더 포함할 수 있다. 다른 추가의 관련된 실시예에서, 상기 방법은, 상기 출력 스테이지 회로의 전류 리플을 감소시키기 위해, 상기 주파수 제어 회로를 통해 상기 인버터 회로의 스위칭 주파수를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한 다른 추가의 관련된 실시예에서, 상기 방법은, 상기 스위칭 주파수의 감소에 응답하여 상기 출력 스테이지의 전류를 증가시키는 단계; 및 상기 스위칭 주파수의 증가에 응답하여 상기 출력 스테이지의 전류를 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 고체 상태 광원 조립체가 제공된다. 상기 고체 상태 광원 조립체는: 하우징; 상기 하우징 내에 배치된 고체 상태 광원; 및 상기 하우징 내에 배치된 구동기 회로를 포함하며, 상기 구동기 회로는, AC 입력 전압을 수신하고, 조절되지 않은 DC 전압을 제공하도록 구성된 정류기 회로, 제 1 및 제 2 스위치를 갖는 인버터 회로 ― 상기 인버터 회로는, 상기 조절되지 않은 DC 전압으로부터 공명 AC 신호를 발생시키기 위해, 상기 제 1 및 제 2 스위치를 각각 오픈 및 클로징하기 위해 제 1 및 제 2 게이트 제어 신호를 수신하도록 추가로 구성됨 ―, 변압기 ― 상기 변압기는, 상기 인버터 회로에 커플링된 1차 권선, 출력 스테이지 회로를 통해 상기 고체 상태 광원에 커플링되도록 구성된 2차 권선, 및 피드백 권선을 포함함 ―, 상기 조절되지 않은 DC 전압을 나타내는 제 1 신호 및 상기 인버터 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 2 신호에 응답하여 상기 인버터 회로를 제어하도록 구성된 역률 보정 회로, 및 상기 출력 스테이지 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 3 신호 및 상기 피드백 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 4 신호에 응답하여, 상기 인버터 회로의 스위칭 주파수를 제어하기 위해, 상기 제 1 및 제 2 게이트 제어 신호들을 발생시키도록 구성된 주파수 제어 회로를 포함한다.
관련된 실시예에서, 상기 구동기 회로는, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 공칭으로 제로 드레인 대 소스 전압에서 클로징하도록, 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호의 타이밍을 조정하도록 구성된 ZVS(zero voltage switching) 회로를 더 포함할 수 있다. 추가의 관련된 실시예에서, 상기 ZVS 회로는, 상기 1차 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 5 신호에 응답하여 상기 타이밍을 조정하도록 구성될 수 있다.
다른 관련된 실시예에서, 상기 제 3 신호는 상기 출력 스테이지 회로로부터 상기 주파수 제어 회로에 광학적으로 커플링될 수 있다. 또 다른 관련된 실시예에서, 상기 주파수 제어 회로는, 상기 출력 스테이지 회로의 전류 리플을 감소시키기 위해 상기 인버터 회로의 스위칭 주파수를 조정하도록 구성될 수 있다. 또한 다른 관련된 실시예에서, 상기 출력 스테이지 회로의 전류는 상기 스위칭 주파수의 감소에 응답하여 증가할 수 있고, 그리고 상기 출력 스테이지 회로의 전류는 상기 스위칭 주파수의 증가에 응답하여 감소할 수 있다.
본 명세서에 개시된 전술한 그리고 다른 목적들, 특징들 및 이점들은, 첨부된 도면들에서 예시되는 바와 같은, 본 명세서에 개시된 특정 실시예들의 아래의 설명으로부터 명백해질 것이며, 상기 도면들에서 같은 참조 문자들은 상이한 도면들에 걸쳐 동일한 부분들을 나타낸다. 도면들은 반드시 축척에 맞지 않으며, 대신에 본 명세서에 개시된 원리들을 예시할 때 강조가 이루어진다.
도 1은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 고체 상태 광원 조립체의 간략화된 블록도이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 공명 구동기 회로의 블록도이다.
도 3은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 공명 구동기 회로의 회로도이다.
도 4 내지 도 6은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따라 고체 상태 광원을 구동시키는 방법들의 블록 흐름도들이다.
도 1은 본 명세서에 기술된 실시예들에 따른 고체 상태 광원 조립체(100)의 블록도를 도시한다. 고체 상태 광원 조립체(100)는 공명 구동기 회로(102)를 포함하고, 상기 공명 구동기 회로(102)는 AC(alternating current) 입력(ACin)을 수신하고, LED-기반 광원(104)과 같은(그러나, 이에 한정되지 않음) 고체 상태 광원을 구동시키기 위해 조절된 DC(direct current) 출력(DCout)을 제공한다. LED-기반 광원(104)은, 직렬 및/또는 병렬 구성들로 상호접속된 단일 LED 또는 다수의 LED들일 수 있다(그러나, 이에 한정되지 않음). 몇몇 실시예들에서, ACin은 120VAC/60㎐ 라인 소스로부터 직접적으로 제공될 수 있다. 대안적으로, 또는 부가적으로, ACin은 50-60㎐에서 220-240 VAC와 같은(그러나, 이에 한정되지 않음) 임의의 유형의 AC 소스로부터 제공될 수 있다.
공명 구동기 회로(102)는 AC 입력 전압(ACin)을, 높은 역률, 높은 효율, 및 낮은 전류 리플을 갖는 조절된 DC 출력 전압(DCout)으로 변환한다. 몇몇 실시예들에서, 공명 구동기 회로(102) 및 LED-기반 광원(104)은 고체 상태 광원 조립체(100)를 생성하기 위해 단일 하우징 내에 제공된다. 몇몇 실시예들에서, 고체 상태 광원 조립체(100)는 램프를 포함한다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 몇몇 실시예들에서, 고체 상태 광원 조립체(100)는 조명기구(luminaire) 및/또는 픽스처를 포함한다. LED-기반 광원(104)을 포함하는 고체 상태 광원 조립체(100)는, 비-LED-기반 광원들을 포함하는 것들과 비교하여 긴 수명 및 낮은 전력 소비를 제공한다.
도 2는 공명 구동기 회로(102)의 블록도이다. 구동기 회로(102)는 정류기(202), 역률 보정 회로(204), 인버터 스위치(206), 변압기(208), 및 출력 스테이지 회로(216)를 포함한다. 변압기(208)는 1차 권선(210), 2차 권선(214), 및 피드백 권선(212)을 포함한다. 출력 스테이지 회로(216)는 변압기(208)의 2차 권선(214)에 커플링된다. 몇몇 실시예들에서, 구동기 회로(102)는 ZVS(zero voltage switching) 회로(222) 및 주파수 제어 회로(218)를 포함하고, 상기 주파수 제어 회로(218)는 출력 스테이지(216)의 전류 모니터(224)로부터의 피드백 루프(220)에 광학적으로 커플링될 수 있다.
AC 입력 전압(ACin)은 정류기 회로(202)에 커플링된다. 정류기 회로(202)는 조절되지 않은 DC 출력 전압, 즉 AC 입력 전압의 순시 변동(instantaneous variation)들을 따르는 DC 출력 전압을 제공하기 위해 ACin을 정류(즉, 변환)하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 정류기 회로(202)는 브리지 정류기(그러나, 이에 한정되지 않음)를 포함할 수 있다. 정류기(202)는, 자신의 출력에서, 역률 보정 회로(204), 주파수 제어 회로(218), 및 ZVS(zero voltage switching) 회로(222)의 제어 하에, 인버터 스위치(206)를 통해 변압기(208)의 1차 권선(210)에 커플링된다. 몇몇 실시예들에서, 인버터 스위치(206)는 스위칭 트랜지스터들의 상보 쌍(complementary pair)을 포함하는 하프 브리지 인버터(그러나, 이에 한정되지 않음)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 인버터 스위치(206)는 정류기 회로(202)로부터의 조절되지 않은 DC 출력 전압을, 변압기(208)의 1차 권선(210)에 커플링된 주파수 제어된 AC 전압으로 변환한다. 2차 권선(214)에 저장된 에너지는 출력 스테이지(216)에 커플링된다. 몇몇 실시예들에서, 출력 스테이지(216)는 2차 권선(214)로부터의 AC 전압을 DC 출력 전압으로 변환하기 위해 정류기 및 저역 통과 필터(도 2에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 저역 통과 필터는 RC(resistor and capacitor) 네트워크를 포함할 수 있다.
역률 보정 회로(204)는, 인버터 스위치(206)를 통하는 전류를 나타내는 신호 및 조절되지 않은 DC 전압을 나타내는 신호에 응답하여 스위치를 제어하기 위해, 출력을 인버터 스위치(206)에 제공하도록 구성된다. 역률 보정 회로(204)로부터의 출력은 인버터 스위치(206)를 제어하여서, LED-기반 광원(104)으로의 전류는 정류기 회로(202)로부터의 출력과 실질적으로 매칭하고 그리고 동위상인 파장을 가지며, 이에 의해 높은 역률을 제공한다.
ZVS 회로(222)는, 변압기(208)의 1차 권선(210)의 전류를 나타내는 신호에 응답하여 인버터 스위치(206) 내 스위칭 트랜지스터들의 상보 쌍의 스위칭 시간들을 제어하기 위해 출력을 인버터 스위치(206)에 제공하도록 구성된다. ZVS 회로(222)는, 스위칭 트랜지스터들의 상보 쌍이, 트랜지스터들의 드레인 대 소스 전압이 실질적으로 제로 볼트(volts)일 때 클로징하도록, 스위칭 시간들을 제어한다.
전류 모니터 회로(224)는 DC 출력 전압과 연관된 출력 스테이지 회로(216)의 전류를 모니터링하도록 구성된다. 출력 스테이지 회로(216)가 RC 네트워크를 포함하는 실시예들에서, 전류 모니터(224)는 RC 네트워크의 전류를 모니터링한다. 전류 모니터 회로(224)는 광학적으로 커플링된 피드백 경로(220)를 통해 출력을 주파수 제어 회로(218)에 제공한다. 주파수 제어 회로(218)는, 전류 모니터(224)로부터의 광학적으로 커플링된 피드백 신호 및 변압기(208)의 피드백 권선(212)의 전류를 나타내는 신호에 응답하여 스위치 주파수를 제어하기 위한 인버터 스위치(206)에 출력을 제공하도록 구성된다. 스위칭 주파수는, 전류 레벨을 조정하고 그리고 출력 스테이지(216)의 전류 리플을 감소시키도록 제어될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 출력 스테이지 회로(216)의 전류 레벨은 스위칭 주파수의 감소에 응답하여 증가하고 그리고 스위칭 주파수의 증가에 응답하여 감소한다. 피드백 권선(212)의 전류를 나타내는 신호는, 주파수 제어 회로의 과도(transient) 응답을 개선하기 위해 주파수 제어 회로(218)의 바이어스 공급(bias supply)을 조정하기 위해 이용될 수 있다. 주파수 제어 회로(218)는 또한, 크로바 전류(crowbar current)와 같은 접지에 대한 단락을 초래하는, 인버터 스위치(206)의 스위치들 양측 모두가 동시에 클로징하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
도 3은 구동기 회로(102)의 회로도이다. 도 3에 도시된 바와 같은 구동기 회로(102)는 정류기 회로(202), 역률 보정 회로(204), 인버터 스위치(206), 변압기(208) ― 상기 변압기는 1차 권선(210), 2차 권선(214), 및 피드백 권선(212)을 포함함 ―, 및 변압기(208)의 2차 권선(214)에 커플링된 출력 스테이지 회로(216)를 포함한다. 구동기 회로(102)는 ZVS(zero voltage switching) 회로(222) 및 주파수 제어 회로(218) ― 상기 주파수 제어 회로(218)는 출력 스테이지(216)의 전류 모니터(224)로부터 피드백 루프(220)에 광학적으로 커플링될 수 있음 ― 를 포함할 수 있고, 몇몇 실시예들에서는 포함한다.
AC 입력 전압(ACin)은 정류기 회로(202)에 커플링된다. 정류기 회로(202)는 조절되지 않은 DC 출력 전압, 즉 AC 입력 전압의 순시 변동들을 따르는 DC 출력 전압을 제공하기 위해 ACin을 정류하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 정류기 회로(202)는 다이오드 구성(D1)(304)과 같은(그러나, 이에 한정되지 않음) 풀(full) 브리지 정류기를 포함할 수 있다. 인덕터(L1)(302)는 AC 입력 전압(ACin)에 대한 라인 잡음을 필터링하기 위해 이용될 수 있다.
정류기 회로(202)의 출력은, 역률 보정 회로(204), 주파수 제어 회로(218), 및 ZVS(zero voltage switching) 회로(222)의 제어 하에, 인버터 스위치(206)를 통해 변압기(208)의 1차 권선(210)에 커플링된다. 몇몇 실시예들에서, 인버터 스위치(206)는, 도 3에 도시된 바와 같은 스위칭 트랜지스터들(Q1(306) 및 Q2(308))의 상보 쌍을 포함하는 하프 브리지 인버터(그러나, 이에 한정되지 않음)일 수 있다. 일반적으로, 인버터 스위치(206)는, 조절되지 않은 DC 출력 전압을, 변압기(208)의 1차 권선(210)에 커플링된 주파수 제어된 AC 전압으로 변환한다. 2차 권선(214)에 저장된 에너지는 출력 스테이지(216)에 커플링된다. 출력 스테이지(216)는 2차 권선(214)으로부터의 AC 전압을 DC 출력 전압으로 변환하기 위해 정류기(D5 및 D6) 및 저역 통과 필터를 포함할 수 있고, 몇몇 실시예들에서는 포함한다. 저역 통과 필터는 RC(resistor and capacitor) 네트워크(310)를 포함할 수 있고, 몇몇 실시예들에서는 포함한다.
역률 보정 회로(204)는, 인버터 스위치(206)를 통하는 전류를 나타내는 신호 및 조절되지 않은 DC 전압을 나타내는 신호에 응답하여 스위치를 제어하기 위해, 출력을 인버터 스위치(206)에 제공하도록 구성된다. 역률 보정 회로(204)로부터의 출력은 인버터 스위치(206)를 제어할 수 있어서, LED-기반 광원(104)으로의 전류는 정류기(202)의 출력과 실질적으로 매칭하고 그리고 동위상인 파장을 가지며, 이에 의해 높은 역률을 제공한다. 역률은 인덕터(L2)(316)의 전류를 증가시킴으로써 개선된다. 스위치(Q1)(306)가 클로징되는 경우, 인덕터(L2)(316)의 전류가 증가한다. 스위치(Q1)(306)가 개방되는 경우, 인덕터(L2)(316) 내의 이러한 저장된 에너지는 스위치(Q2)(308)를 통해 커패시터(C8)(318)에 전달된다.
ZVS 회로(222)는, 변압기(208)의 1차 권선(210)의 전류를 나타내는 신호에 응답하여 스위칭 트랜지스터들의 상보 쌍의 스위칭 시간들을 제어하기 위해 출력을 인버터 스위치(206)에 제공하도록 구성된다. ZVS 회로(222)는, 스위치들이, 트랜지스터들의 드레인 대 소스 전압이 공칭으로 제로 볼트(volts)일 때 클로징하도록, 스위칭 시간들을 제어할 수 있다. 상기 타이밍은, 인덕터(L3), 커패시터(C2), 및 변압기(208)의 2차 권선(214)의 누설(leakage) 인덕턴스에 의해 결정된다.
전류 모니터 회로(224)는 DC 출력 전압과 연관된 출력 스테이지 회로(216)의 RC 네트워크(310)의 전류를 모니터링하도록 구성된다. 전류 모니터 회로(224)는, 광학적으로 커플링된 피드백 경로(220)를 통해 출력을 주파수 제어 회로(218)에 제공할 수 있고, 몇몇 실시예들에서는 제공한다. 전류 모니터 회로(224)는, 내부 전압 기준과 연산 증폭기 사이의 피드백 루프의 부분으로서 출력 전류를 조절하는 집적 회로(U1)(320)를 이용할 수 있고, 몇몇 실시예들에서는 이용한다. 연산 증폭기에 대한 루프 이득이 증가함에 따라, 출력 전류 리플이 감소한다. 집적 회로(U1)(320)는, 예를 ST Microelectronics® TSM 1017 전압 및 전류 제어기(그러나, 이에 한정되지 않음)일 수 있다. 그러나, 당업자들은, 다른 알려진 제어기들이 도 3에 도시된 TSM 1017 제어기 대신 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
주파수 제어 회로는 출력을, 전류 모니터(224)로부터의 광학적으로 커플링된 피드백 신호 및 변압기(208)의 피드백 권선(212)의 전류를 나타내는 신호에 응답하여 스위치 주파수를 제어하기 위한 인버터 스위치(206)에 제공하도록 구성된다. 주파수 제어 회로(218)는 저항기 네트워크(R1, R17)(314)에 기초하여 초기 주파수를 설정하는 집적 회로(U2)(312)를 이용할 수 있고, 몇몇 실시예들에서는 이용한다. 초기화 위상 후에, 주파수는 집적 회로(U2)(312)의 RT 단자로부터의 전류 드레인에 의해 제어되고, 이는 광학적 커플러(U5)(220)로부터의 피드백 신호에 의존된다(tie). 전류 레벨을 조정하기 위해 그리고 출력 스테이지 회로(216)의 전류 리플을 감소시키기 위해 스위칭 주파수가 제어될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 출력 스테이지 회로(216)의 전류 레벨은 스위칭 주파수의 감소에 응답하여 증가하고, 그리고 스위칭 주파수의 증가에 응답하여 감소한다. 집적 회로(U2)(312)는, 예를 들어 Fairchild Semiconductor® FAN7711 Ballast Control Integrated Circuit(그러나, 이에 한정되지 않음)일 수 있다. 그러나, 당업자들은, 다른 알려진 제어기들이 도 3에 도시된 FAN7711 제어기 대신에 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 피드백 권선(212)의 전류를 나타내는 신호는, 주파수 제어 회로의 과도 응답을 개선하기 위해, 다이오드(D8) 및 저항기(R2)를 통해, 주파수 제어 회로(218)의 집적 회로(U2)(312)의 바이어스 공급을 조정하기 위해 이용될 수 있고, 몇몇 실시예들에서는 이용된다.
몇몇 실시예들에서, 주파수 제어 회로(218)는 또한, 크로바 전류로서 알려진 접지에 대한 단락을 초래하는, 인버터 스위치(206)의 스위치들 양측 모두가 동시에 클로징하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 이는 스위치들(Q1 및 Q2)에 대한 스위치 클로징들 사이에 적합한 데드(dead) 시간을 유지하도록 집적 회로(U2)(312)를 프로그래밍함으로써 달성될 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시예들에 따른 구동기 회로는, 그의 다양한 회로 컴포넌트들의 적합한 선택에 기초하는 다양한 입력 전압들을 이용한 동작을 위해 구성될 수 있다. 표 1은 아래에서, 120V RMs/60㎐ AC 입력 신호(옴(ohms) 단위의 저항기 값들)를 이용한 동작을 위해 도 3에 예시된 실시예를 구성하는 데 유용한 회로 컴포넌트들의 일 예를 식별한다.
Figure pct00001
도 4, 도 5, 도 6a, 및 도 6b는 LED-기반 광원과 같은(그러나, 이에 한정되지 않음) 고체 상태 광원을 구동시키는 다양한 방법들(400, 500, 600)의 흐름도들이다. 흐름도들은 본 발명에 따라 요구되는 프로세싱을 수행하도록 컴퓨터 소프트웨어를 발생시키기 위해 또는 회로들을 제조하기 위해 당업자가 요구하는 기능적인 정보를 예시한다. 본 명세서에서 달리 지시되지 않는 한, 기술되는 단계들의 특정 시퀀스는 단지 예시적이고, 본 발명의 사상으로부터 벗어남이 없이 변화될 수 있다는 것이 당업자들에게 인식될 것이다. 따라서, 달리 기술되지 않는 한, 아래에서 기술되는 단계들은 무질서하며, 이는 가능한 경우, 단계들이 임의의 편리한 또는 원하는 순서로 수행될 수 있다는 것을 의미한다.
보다 구체적으로, 도 4, 도 5, 및 도 6은 고체 상태 광원을 구동시키는 다양한 방법들(400, 500, 및 600)을 도시한다. 첫 번째로, AC 입력 전압이 수신된다(단계(401/501/601)). 수신된 AC 입력 전압은, 정류기 회로 내에서, 조절되지 않은 DC 전압으로 변환된다(단계(402/502/602)). 조절되지 않은 DC 전압으로부터 공명 AC 신호가 인버터 회로 내에서 발생된다(단계(403/503/603)). 제 1 게이트 제어 신호 및 제 2 게이트 제어 신호를 수신함으로써 공명 AC 신호가 발생되고(단계(404/504/604)), 그리고 그 다음으로 수신된 제 1 게이트 제어 신호 및 수신된 제 2 게이트 제어 신호에 기초하여 인버터 회로의 제 1 스위치 및 제 2 스위치가 각각 오픈 및 클로징된다(단계(405/505/605)).
인버터 회로 내 공명 AC 신호의 발생은, 조절되지 않은 DC 전압을 나타내는 제 1 신호 및 인버터 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 2 신호에 응답하여 제어된다(단계(406/506/606)). 그 다음으로, 공명 AC 신호는 변압기의 1차 권선 및 2차 권선에 커플링되고(단계(407/507/607)), 변압기는 인버터 회로에 연결된다. 커플링된 공명 AC 신호는 조절된 DC 출력으로 변환된다(단계(408/508/608)). 마지막으로, 조절된 DC 출력이, 고체 상태 광원을 구동시키기 위해, 출력 스테이지 회로를 통해 출력된다(단계(409/509/609)).
도 5에 도시된 방법(500)은 또한, 제 1 스위치 및 제 2 스위치가 공칭으로 제로 드레인 대 소스 전압에서 클로징하도록, ZVS(zero voltage switching) 회로를 통해, 제 1 게이트 제어 신호 및 제 2 게이트 제어 신호의 타이밍을 조정하는 단계(단계(510))를 포함한다. 방법(500)은, ZVS 회로를 통해, 1차 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 5 신호에 응답하여 제 1 게이트 제어 신호 및 제 2 게이트 제어 신호의 타이밍을 조정하는 단계(단계(511))를 더 포함한다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 방법(600)은 또한, 인버터 회로의 스위칭 주파수를 제어하기 위해, 출력 스테이지 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 3 신호 및 변압기의 피드백 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 4 신호에 응답하여, 주파수 제어 회로 내에서, 제 1 게이트 제어 신호 및 제 2 게이트 제어 신호를 발생시키는 단계(단계(610))를 포함한다. 방법(600)은, 출력 스테이지 회로로부터 주파수 제어 회로에 제 3 신호를 광학적으로 커플링하는 단계(단계(611))뿐만 아니라, 출력 스테이지 회로의 전류 리플을 감소시키기 위해, 주파수 제어 회로를 통해 인버터 회로의 스위칭 주파수를 조정하는 단계(단계(612))를 더 포함한다. 마지막으로, 방법(600)은 또한, 스위칭 주파수의 감소에 응답하여 출력 스테이지의 전류를 증가시키는 단계(단계(613)), 및 스위칭 주파수의 증가에 응답하여 출력 스테이지의 전류를 감소시키는 단계(단계(614))를 포함한다.
본 명세서에 기술된 방법들 및 시스템들은, 특정 하드웨어 또는 소프트웨어 구성으로 한정되지 않고, 많은 컴퓨팅 또는 프로세싱 환경들에서 적용가능성을 발견할 수 있다. 방법들 및 시스템들은 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 방법들 및 시스템들은 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 프로그램들로 구현될 수 있고, 여기서 컴퓨터 프로그램은 하나 또는 그 초과의 프로세서 실행가능 명령들을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 컴퓨터 프로그램(들)은 하나 또는 그 초과의 프로그램가능 프로세서들 상에서 실행될 수 있고, (휘발성 및 비휘발성 메모리 및/또는 저장 엘리먼트들을 포함하는) 프로세서, 하나 또는 그 초과의 입력 디바이스들, 및/또는 하나 또는 그 초과의 출력 디바이스들에 의해 판독가능한 하나 또는 그 초과의 저장 매체 상에 저장될 수 있다. 따라서, 프로세서는 입력 데이터를 획득하기 위해 하나 또는 그 초과의 입력 디바이스들에 액세스할 수 있고, 출력 데이터를 통신하기 위해 하나 또는 그 초과의 출력 디바이스들에 액세스할 수 있다. 입력 및/또는 출력 디바이스들은: RAM(Random Access Memory), RAID(Redundant Array of Independent Disks), 플로피 드라이브, CD, DVD, 자기 디스크, 내부 하드 드라이브, 외부 하드 드라이브, 메모리 스틱, 또는 본 명세서에서 제공된 바와 같은 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 다른 저장 디바이스 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있고, 여기서 이러한 상술된 예들은 총망라된 것은 아니고, 예시를 위한 것이며, 한정을 위한 것이 아니다.
컴퓨터 프로그램(들)은 컴퓨터 시스템과 통신하기 위해 하나 또는 그 초과의 고수준의 절차적인(procedural) 또는 객체-지향의 프로그래밍 언어들을 이용하여 구현될 수 있지만; 원하는 경우, 프로그램(들)은 어셈블리 또는 기계 언어로 구현될 수 있다. 언어는 컴파일링 또는 해석될 수 있다.
본 명세서에서 제공된 바와 같이, 프로세서(들)는 따라서, 네트워킹된 환경에서 독립적으로 또는 함께 동작될 수 있는 하나 또는 그 초과의 디바이스들에 임베딩될 수 있고, 여기서 네트워크는 예를 들어, LAN(Local Area Network), WAN(wide area network)를 포함할 수 있고, 및/또는 인트라넷 및/또는 인터넷 및/또는 다른 네트워크를 포함할 수 있다. 네트워크(들)는 유선 또는 무선 또는 이들의 결합일 수 있고, 상이한 프로세서들 사이의 통신들을 용이하게 하기 위해 하나 또는 그 초과의 통신 프로토콜들을 이용할 수 있다. 프로세서들은 분산형 프로세싱을 위해 구성될 수 있고, 몇몇 구현들에서는 필요에 따라 클라이언트-서버 모델을 활용할 수 있다. 따라서, 방법들 및 시스템들은 다수의 프로세서들 및/또는 프로세서 디바이스들을 활용할 수 있고, 프로세서 명령들은 이러한 단일- 또는 다수의-프로세서/디바이스들 사이에서 분할될 수 있다.
프로세서(들)와 통합되는 디바이스(들) 또는 컴퓨터 시스템들은, 예를 들어 퍼스널 컴퓨터(들), 워크스테이션(들)(예를 들어, Sun, Hp), PDA(들)(personal digital assistant(s)), 핸드헬드 디바이스(들), 이를 테면 셀룰러 전화(들) 또는 스마트 셀폰(들), 랩탑(들), 핸드헬드 컴퓨터(들), 또는 본 명세서에서 제공된 바와 같이 동작할 수 있는 프로세서(들)와 통합될 수 있는 다른 디바이스(들)를 포함할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 제공된 디바이스들은 총망라된 것은 아니고, 한정이 아닌 예시를 위해 제공된다.
"마이크로프로세서" 및 "프로세서"에 대한 참조들, 또는 "마이크로프로세서" 및 "프로세서"는, 독립형 및/또는 분산형 환경(들)에서 통신할 수 있는, 따라서, 유선 또는 무선 통신들을 통해 다른 프로세서들과 통신하도록 구성될 수 있는 하나 또는 그 초과의 마이크로프로세서들을 포함하는 것으로 이해될 수 있으며, 이러한 하나 또는 그 초과의 프로세서는, 유사한 또는 상이한 디바이스들일 수 있는 하나 또는 그 초과의 프로세서-제어 디바이스들 상에서 동작하도록 구성될 수 있다. 따라서, 이러한 "마이크로프로세서" 및 "프로세서" 전문용어의 이용은 중앙 처리 장치, 산술 논리 장치, 주문형 IC(integrated circuit), 및/또는 태스크 엔진을 포함하는 것으로 또한 이해될 수 있으며, 이때 이러한 예들은 한정이 아닌 예시를 위해 제공된다.
더욱이, 달리 명시되지 않은 한, 메모리에 대한 참조들은, 프로세서-제어된 디바이스 내부에, 프로세서-제어된 디바이스 외부에 있을 수 있고, 및/또는 다양한 통신 프로토콜들을 이용하여 유선 또는 무선 네트워크를 통해 액세스될 수 있는, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 외부 및 내부 메모리 디바이스들의 결합을 포함하도록 배열될 수 있는, 하나 또는 그 초과의 프로세서-판독가능 및 액세스가능 메모리 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들을 포함할 수 있으며, 여기서 이러한 메모리는 연속적일 수 있고 및/또는 애플리케이션에 기초하여 파티셔닝될 수 있다. 따라서, 데이터베이스에 대한 참조들은, 하나 또는 그 초과의 메모리 연관성들을 포함하는 것으로 이해될 수 있고, 여기서 이러한 참조들은 상업적으로 이용가능한 데이터베이스 제품들(예를 들어, SQL, 인포믹스(Informix), 오라클(Oracle)) 및 또한 사유(proprietary) 데이터베이스들을 포함할 수 있고, 또한 링크들, 큐들, 그래프들, 트리들과 같은, 메모리를 연관시키기 위한 다른 구조들을 포함할 수 있고, 이때 이러한 구조들은 한정이 아닌 예시를 위해 제공된다.
달리 제공되지 않는 한, 네트워크에 대한 참조들은, 하나 또는 그 초과의 인트라넷들 및/또는 인터넷을 포함할 수 있다. 상기에 따라, 본 명세서에서, 마이크로프로세서 명령들 또는 마이크로프로세서-실행가능 명령들에 대한 참조들은 프로그램가능 하드웨어를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
달리 기술되지 않는 한, 단어 "실질적으로(substantially)"의 이용은 정확한 관계, 상태, 배열, 배향, 및/또는 다른 특성 및 당업자에 의해 이해되는 바와 같은 이들의 변형들을, 이러한 변형들이, 개시된 방법들 및 시스템들에 실질적으로 영향을 미치지 않는 정도까지 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
본 개시내용의 전체에 걸쳐, 명사를 수식하기 위한 단수 표현 및/또는 "상기"의 이용은, 편의를 위해 이용되는 것으로, 그리고 달리 구체적으로 기술되지 않는 한, 수식되는 명사의 하나, 또는 하나보다 많은 수를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 용어 "포함하다" 및 "갖는다"는 포괄적이도록 의도되며, 리스트된 엘리먼트들 외에 부가적인 엘리먼트들이 존재할 수 있다는 것을 의미한다.
다른 것과 통신하는 것으로, 연관되는 것으로, 그리고/또는 기초하는 것으로 기술되는 및/또는 그렇지 않으면 도면들에 걸쳐 묘사되는 엘리먼트들, 컴포넌트들, 모듈들, 및/또는 그들의 부분들은, 본 명세서에서 다르게 규정되지 않는 한, 직접적인 및/또는 간접적인 방식으로 그렇게 통신하고, 연관되고, 및/또는 기초하는 것으로 이해될 수 있다.
방법들 및 시스템들이 그들의 특정 실시예에 관하여 기술되었지만, 이들은 그와 같이 한정되지 않는다. 명백하게, 많은 수정들 및 변형들이 상기 교시들을 고려하여 명백해질 것이다. 본 명세서에 기술되고 예시된 부분들의 배열, 자료들, 및 세부사항들에 있어서의 많은 부가적인 변화들이 당업자들에 의해 이루어질 수 있다.

Claims (19)

  1. 구동기(driver) 회로로서,
    AC 입력 전압을 수신하고, 조절되지 않은(unregulated) DC 전압을 제공하도록 구성된 정류기 회로;
    제 1 스위치 및 제 2 스위치를 갖는 인버터 회로 ― 상기 인버터 회로는, 상기 조절되지 않은 DC 전압으로부터 공명(resonate) AC 신호를 발생시키기 위해, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 각각 오픈 및 클로징하기 위해, 제 1 게이트 제어 신호 및 제 2 게이트 제어 신호를 수신하도록 구성됨 ―;
    변압기 ― 상기 변압기는,
    상기 인버터 회로에 커플링된 1차 권선,
    출력 스테이지 회로를 통해 고체 상태 광원에 커플링되도록 구성된 2차 권선, 및
    피드백 권선
    을 포함함 ―;
    상기 조절되지 않은 DC 전압을 나타내는 제 1 신호 및 상기 인버터 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 2 신호에 응답하여 상기 인버터 회로를 제어하도록 구성된 역률 보정 회로; 및
    상기 출력 스테이지 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 3 신호 및 상기 피드백 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 4 신호에 응답하여, 상기 인버터 회로의 스위칭 주파수를 제어하기 위해, 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호를 발생시키도록 구성된 주파수 제어 회로
    를 포함하는,
    구동기 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 공칭으로(nominally) 제로 드레인 대 소스 전압(zero drain to source voltage)에서 클로징하도록, 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호의 타이밍을 조정하도록 구성된 ZVS(zero voltage switching) 회로
    를 더 포함하는,
    구동기 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 ZVS 회로는, 상기 1차 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 5 신호에 응답하여 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호의 타이밍을 조정하도록 추가로 구성되는,
    구동기 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 신호는 상기 출력 스테이지 회로로부터 상기 주파수 제어 회로에 광학적으로 커플링되는,
    구동기 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 제어 회로는, 상기 출력 스테이지 회로의 전류 리플(current ripple)을 감소시키기 위해 상기 인버터 회로의 스위칭 주파수를 조정하도록 구성되는,
    구동기 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 스테이지 회로의 전류는 상기 스위칭 주파수의 감소에 응답하여 증가하고, 그리고
    상기 출력 스테이지 회로의 전류는 상기 스위칭 주파수의 증가에 응답하여 감소하는,
    구동기 회로.
  7. 고체 상태 광원을 구동시키는 방법으로서,
    AC 입력 전압을 수신하는 단계;
    정류기 회로 내에서, 상기 수신된 AC 입력 전압을 조절되지 않은 DC 전압으로 변환하는 단계;
    인버터 회로 내에서, 상기 조절되지 않은 DC 전압으로부터 공명 AC 신호를 발생시키는 단계 ― 상기 발생시키는 단계는,
    제 1 게이트 제어 신호 및 제 2 게이트 제어 신호를 수신하는 단계, 및
    상기 수신된 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 수신된 제 2 게이트 제어 신호에 기초하여 상기 인버터 회로의 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 각각 오픈 및 클로징하는 단계
    를 포함함 ―;
    상기 조절되지 않은 DC 전압을 나타내는 제 1 신호 및 상기 인버터 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 2 신호에 응답하여 상기 인버터 회로 내에서 상기 공명 AC 신호의 상기 발생을 제어하는 단계;
    상기 공명 AC 신호를 변압기의 1차 권선 및 2차 권선에 커플링하는 단계 ― 상기 변압기는 상기 인버터 회로에 연결됨 ―;
    상기 커플링된 공명 AC 신호를 조절된 DC 출력으로 변환하는 단계; 및
    상기 고체 상태 광원을 구동시키기 위해 출력 스테이지 회로를 통해 상기 조절된 DC 출력을 출력하는 단계
    를 포함하는,
    고체 상태 광원을 구동시키는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 공칭으로 제로 드레인 대 소스 전압에서 클로징하도록, ZVS(zero voltage switching) 회로를 통해, 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호의 타이밍을 조정하는 단계
    를 더 포함하는,
    고체 상태 광원을 구동시키는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 ZVS 회로를 통해, 상기 1차 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 5 신호에 응답하여, 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호의 타이밍을 조정하는 단계
    를 더 포함하는,
    고체 상태 광원을 구동시키는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 인버터 회로의 스위칭 주파수를 제어하기 위해, 상기 출력 스테이지 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 3 신호 및 상기 변압기의 피드백 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 4 신호에 응답하여, 주파수 제어 회로에서, 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호를 발생시키는 단계
    를 더 포함하는,
    고체 상태 광원을 구동시키는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 출력 스테이지 회로로부터 상기 주파수 제어 회로에 상기 제 3 신호를 광학적으로 커플링하는 단계
    를 더 포함하는,
    고체 상태 광원을 구동시키는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 출력 스테이지 회로의 전류 리플을 감소시키기 위해, 상기 주파수 제어 회로를 통해 상기 인버터 회로의 스위칭 주파수를 조정하는 단계
    를 더 포함하는,
    고체 상태 광원을 구동시키는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 스위칭 주파수의 감소에 응답하여 상기 출력 스테이지의 전류를 증가시키는 단계; 및
    상기 스위칭 주파수의 증가에 응답하여 상기 출력 스테이지의 전류를 감소시키는 단계
    를 더 포함하는,
    고체 상태 광원을 구동시키는 방법.
  14. 고체 상태 광원 조립체로서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 배치된 고체 상태 광원; 및
    상기 하우징 내에 배치된 구동기 회로
    를 포함하고,
    상기 구동기 회로는,
    AC 입력 전압을 수신하고, 조절되지 않은 DC 전압을 제공하도록 구성된 정류기 회로,
    제 1 및 제 2 스위치를 갖는 인버터 회로 ― 상기 인버터 회로는, 상기 조절되지 않은 DC 전압으로부터 공명 AC 신호를 발생시키기 위해, 상기 제 1 및 제 2 스위치를 각각 오픈 및 클로징하기 위해 제 1 및 제 2 게이트 제어 신호를 수신하도록 추가로 구성됨 ―,
    변압기 ― 상기 변압기는,
    상기 인버터 회로에 커플링된 1차 권선,
    출력 스테이지 회로를 통해 상기 고체 상태 광원에 커플링되도록 구성된 2차 권선, 및
    피드백 권선
    을 포함함 ―,
    상기 조절되지 않은 DC 전압을 나타내는 제 1 신호 및 상기 인버터 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 2 신호에 응답하여 상기 인버터 회로를 제어하도록 구성된 역률 보정 회로, 및
    상기 출력 스테이지 회로를 통하는 전류를 나타내는 제 3 신호 및 상기 피드백 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 4 신호에 응답하여, 상기 인버터 회로의 스위칭 주파수를 제어하기 위해, 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호를 발생시키도록 구성된 주파수 제어 회로
    를 포함하는,
    고체 상태 광원 조립체.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 구동기 회로는, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 공칭으로 제로 드레인 대 소스 전압에서 클로징하도록, 상기 제 1 게이트 제어 신호 및 상기 제 2 게이트 제어 신호의 타이밍을 조정하도록 구성된 ZVS(zero voltage switching) 회로를 더 포함하는,
    고체 상태 광원 조립체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 ZVS 회로는, 상기 1차 권선을 통하는 전류를 나타내는 제 5 신호에 응답하여 상기 타이밍을 조정하도록 구성되는,
    고체 상태 광원 조립체.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 3 신호는 상기 출력 스테이지 회로로부터 상기 주파수 제어 회로에 광학적으로 커플링되는,
    고체 상태 광원 조립체.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 주파수 제어 회로는, 상기 출력 스테이지 회로의 전류 리플을 감소시키기 위해 상기 인버터 회로의 스위칭 주파수를 조정하도록 구성되는,
    고체 상태 광원 조립체.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 출력 스테이지 회로의 전류는 상기 스위칭 주파수의 감소에 응답하여 증가하고, 그리고
    상기 출력 스테이지 회로의 전류는 상기 스위칭 주파수의 증가에 응답하여 감소하는,
    고체 상태 광원 조립체.
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