KR20140102303A

KR20140102303A - Ａｃ 전압으로 ｌｅｄ 체인을 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트 및 방법

Info

Publication number: KR20140102303A
Application number: KR1020147019523A
Authority: KR
Inventors: 후베르트 마이발트; 로베르트 크라우스
Original assignee: 오스람 게엠베하
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-08-21
Also published as: US20140346959A1; CN103999548B; WO2013087526A1; EP2792213B1; DE102011088407A1; CN103999548A; EP2792213A1; KR101652307B1

Abstract

본 발명은 교류 전압으로 적어도 하나의 발광 다이오드(13)를 갖는 LED 체인(14)을 동작시키기 위한 회로 어셈블리(A)에 관한 것이고, 상기 회로 어셈블리(A)는, 교류 전압을 수신하기 위한 입력 회로(1, 2) 및 출력 회로(5, 6', 7, 8', 9-12) ― 정류된 교류 전압이 상기 출력 회로(5, 6', 7, 8', 9-12)로 출력됨 ― 를 갖는 정류기(3), 상기 출력 회로(5, 6', 7, 8', 9-12)에 놓인 에너지 스토어, 특히 저장 커패시터 ― 상기 저장 커패시터에는 LED 체인(14)이 병렬로 연결될 수 있음 ―, 동작 동안, 출력 회로의 전류가 특정 임계치 전류까지 상승했을 때마다 저장 커패시터(5)의 충전을 중단시키고, 그런 다음 출력 회로의 전압이 특정 임계치 전압, 특히 0 V로 강하했을 때 저장 커패시터의 충전을 다시 허용하는 전류 조절기(6')를 포함한다. 임계치 전류는 고정될 수 있거나, 또는 제어될 수 있다. 회로 어셈블리는 높은 돌입 전류들을 방지하고, 비교적 높은 효율성을 갖고, 몇 개의 단순한 컴포넌트들만을 요구하고, 견고하고 내성이 있으며, 깜박거림이 없는 광을 공급한다.

Description

ＡＣ 전압으로 ＬＥＤ 체인을 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트 및 방법{CIRCUIT ASSEMBLY AND METHOD FOR OPERATING AN LED CHAIN ON ALTERNATING VOLTAGE}

본 발명은 AC 전압으로 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하는 체인(LED 체인)을 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트들에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 회로를 포함하는 조명 장치들에 관한 것이다. 부가하여, 본 발명은 LED 체인을 동작시키기 위한 방법, 그리고 그러한 회로 어레인지먼트 및 LED 체인을 포함하는 조명 장치에 관한 것이다.

LED들이 미리결정된 레벨을 갖는 AC 전압으로, 예컨대 메인즈로 바로 동작되는 것이 의도된다면, 전압이 변환될 필요가 있거나, 또는 그 포워드 전압이 공급 전압의 구역에 있도록 LED 체인이 설계될 필요가 있거나 중 어느 하나이다. 후자의 경우, 고주파수들에서 스위칭되는 제어기들을 제외하고, 두 개의 변형들이 존재한다: LED 체인이 (전류-제한) 직렬 저항기를 통해 메인즈에 바로 연결되거나(소위 AC LED들), 또는 전력이 선형 직렬 조절기를 통해 LED 체인에 공급되거나 ― 여기서, 정류된 전압은 커패시터에 의해 사전에 평탄화됨 ― 중 어느 하나이다.

제1 변형에서, LED들이 메인즈 주파수의 두 배로 깜박거리고 절반 미만의 시간에 광을 출력하는 것은 불리하다.

또한, 제2 변형은 그 특정 단점들을 갖는다: 커패시터들의 흡수 전류들이 동작 전류와 비교할 때 매우 높다. 부가하여, 메인즈에서의 스위치온 시간이 정의되지 않기 때문에, 커패시터들 및 정류기들은 스위치온 동안 과부하 된다. 마지막으로, 총 메인즈 허용오차들을 견디는 것이 의도되도록 회로가 설계될 때, 제어기에서의 전력 손실이 매우 높다.

개설된 단점들을 감소시키기 위하여, 회로 면에서 적지 않은 양의 복잡성이 요구된다. 예컨대, 깜박거림을 댐핑시키는 것이 원해진다면, 에너지-저장 컴포넌트들이 부가될 필요가 있거나, 또는 눈에 더 이상 가시적이지 않은 휘도 변조들이 발생될 필요가 있다. 그러므로, 종종, 치료책들은 취해지지 않으며, 기존 결함들이 단지 수용된다.

본 발명의 목적은, 알려진 솔루션들의 단점들을 극복하고, 특히 처음에 언급된 타입의 회로 어레인지먼트를 특정하는데 있고, 상기 회로 어레인지먼트는 특히 단순하고 견고한 설계를 갖고, 프로세스에서 우수한 효율성 레벨들을 달성하며, 또한 안정-상태 페이즈에서보다 임계 스위치온 페이즈(critical switchon phase)에서 조금만 더 부하되고, 불가피한 메인즈 변동들을 견디고, 그리고/또는 특히 눈에 깜박거림이 없는 광을 생성할 수 있다.

목적은 AC 전압으로 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 체인(LED 체인)을 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트에 의해 달성되고, 상기 회로 어레인지먼트는,

- 정류되지 않은 AC 전압을 인출하기 위한 회로("입력 회로") 및 정류된 AC 전압이 그 안으로 출력되는 회로("출력 회로")를 갖는 정류기,

- 상기 출력 회로에 제공된 에너지 스토어(즉, 상기 출력 회로는 상기 정류기의 다운스트림에 연결됨), 특히 에너지-저장 커패시터("저장 커패시터") ― 상기 에너지 스토어에는 상기 LED 체인이 병렬 회로로 연결될 수 있음 ―,

- 동작 동안, 상기 출력 회로의 전류가 특정 최대 값("임계치 전류")까지 상승했을 때마다 상기 저장 커패시터의 충전을 중단시키고, 그런 다음 상기 출력 회로의 전압이 특정 값("임계치 전압")으로 떨어졌을 때 충전을 다시 인에이블링하는 전류 제어기

를 포함한다.

본 상황에서, 출력 회로의 전류가 크게 감소했을 때, 즉 명확하게 임계치 전류의 10% 미만, 바람직하게 5% 미만 그리고 특히 바람직하게 2% 미만일 때, 충전 동작이 중단되는 것으로 간주된다. 이를 제외하고, 임계치 전류 및/또는 임계치 전압에 대한 값들은 고정적으로 미리결정될 수 있거나 또는 조정될 수 있다.

그러므로, 입력 회로에 배열되는 회로 어레인지먼트의 엘리먼트들은 정류기의 업스트림에 연결되고, 출력 회로에 배열되는 회로 어레인지먼트의 엘리먼트들은 정류기의 다운스트림에 연결된다.

제안된 회로 어레인지먼트의 동작 모드는 다음의 기본 원리에 기초한다: 사용되는 커패시터는 에너지 스토어로서 동작한다. 임계치 전류에 도달할 때까지, 상기 커패시터가 충전된다. 충전 페이즈 동안, 전류는 저장 커패시터로 그리고 LED 체인을 통과해 흐른다. 임계치 값에 도달했다면, 커패시터 충전 전류는 급격히 감소되고, 그 결과 커패시터는 다시 방전된다. 방전 페이즈에서, 전하는 LED 체인으로 전도된다. 이러한 페이즈에서의 전류 제한은 생략될 수 있는데, 그 이유는 전류가 이미 제한된, 각각의 선행 충전 페이즈에서의 피크 전류로부터 야기되기 때문이다. 이 정도로, 엄밀히 말하면, 전류 제어기는 전하 균형 제어기로서 동작한다.

그러한 원리는 일련의 장점들을 제공한다:

- 스위치온 시간 및 정의된 레벨과 무관한 레벨을 갖는 메인즈 커패시터 및 정류기의 변형의 경우에서보다 돌입 전류 피크가 더 낮다. 그러므로, 제안된 회로 어레인지먼트는 또한, 이러한 시스템들 중 많은 시스템들에서 사용될 수 있다.

- 마찬가지로, 정류기 및 충전 커패시터를 갖는 솔루션들과 비교할 때 효율성이 더 우수하다.

- 반주기 내에서 인출된 전하량은, 또한 LED들에 출력되는 전하량과 대략 동일하다. 그러므로, LED 전류는, 충전 및 방전에 의해 유발되는 그 잔여 리플을 제외하고, 또한 실질상 일정하게 유지된다.

- 전류 잔여 리플은 비교적 낮고, 그러므로 지장을 주는 깜박거림이 방지될 수 있다.

- 컴포넌트들 면에서의 복잡성은 상상컨대 낮다; 특히, 트랜스포머들 또는 인덕턴스들이 요구되지 않는다. 대응하게, 회로 어레인지먼트 및 LED 체인은 특히 공통 인쇄 회로 보드 상에, 더 정확히 말하면 특히 하나의 면 상에 수용될 수 있고, 그 결과 편리한 냉각이 인에이블링되고, 이러한 방식으로, 특히 단순한 구성이 조명 모듈에 제공된다.

- 어레인지먼트는 매우 내성이 있다: 따라서, 전압 주파수가 예컨대 50㎐ 및 60㎐ 둘 다일 수 있고, 전압 레벨은 비교적 넓은 제한치들 내에서 변동할 수 있다. 커패시턴스에서의 비교적 큰 변동들, 동작 온도에서의 변화들 및 LED 특성 데이터에서의 분산(scatter)이 또한 손쉽게 견뎌지고, 특정 상황들 하에서 심지어 보상된다. 심지어 발광 다이오드들 중 하나가 고장나더라도, 이는 전압 면에서 어떠한 경우에도 악영향을 갖지 않는다.

회로 어레인지먼트는 특히 메인즈로부터의 공급 전압에 적절하지만, 다른 AC 전압원들이 또한 사용될 수 있다. 전압원의 선택과 관계없이, 임계치 전압을 제로 크로싱(zero crossing)에 적용하는 것이 추천되지만, 이러한 값은 또한 필수적이지 않다.

바람직하게, 회로 어레인지먼트는 LED 체인(Ufges)의 포워드 전압(정격 전압)이 0.5　Vcc　< UFges　< 0.9　Vcc가 되도록 치수화된다. 특히, 0.6　Vcc　< Ufges　< 0.8　Vcc이 딱 들어맞을 수 있고, 특히 0.65　Vcc　< Ufges　< 0.75　Vcc가 딱 들어맞는다. 이러한 경우, Vcc　=　Umin*1.41이다(Umin은 인출된 AC 전압의 최소 rms 값이고, Vcc는 그 피크 값이다; LED 체인의 정격 전압에 대해, Ufges　=　Uf*　N이고, 여기서 Uf = 개별 LED들의 정격 전압 또는 포워드 전압, 그리고 N = 체인에 있는 LED들의 개수). 그러므로, Ufges에 대해 200V의 Umin이 주어진다면, 140V 내지 250V의 특히 편리한 범위가 야기된다. 이러한 경우, 비교적 낮은 정격 전압들에서, 효율성이 감소하지만, 동시에 AC 전압 변화들에 대한 민감성이 또한 감소하는 것을 고려할 필요가 있다; 비교적 높은 정격 전압들에서, 정반대도 사실이다.

바람직하게, 임계치 전류에 대해, 1.5　Iled　< Ipeak　< 4　Iled가 딱 들어맞고, 여기서 Iled는 개별 LED들의 정격 전류이고, Ipeak는 임계치 전류이다. 1.5　Iled 미만의 Ipeak 값들에서, 커패시터는 아마도 불충분하게만 충전될 것이다; 4　Iled를 초과하는 Ipeak 값들에서, 아마도 더 높은 손실들 및 피크 전류들이 수용되어야 할 것이다.

바람직한 구성에서, 전류 제어기는 제어 엘리먼트를 포함하고, 상기 제어 엘리먼트는 출력 회로에서 저장 커패시터 및 LED 체인으로부터 형성된 병렬 회로와 직렬로 연결되고, 임계치 전류에 도달할 때 저-저항 상태로부터 고-저항 상태로 이동하고, 임계치 전압에 도달할 때 저-저항 상태로 되돌아간다.

특히 바람직한 구성에서, 제어 엘리먼트는 정류기의 출력 회로에서 서로 병렬인 두 개의 브랜치들을 포함하고, 그 중 하나의 브랜치(제1 브랜치)는 제어 엘리먼트의 저-저항 상태에서 전도적이고 고-저항 상태에서 오프이며, 다른 하나의 브랜치(제2 브랜치)는 저-저항 상태에서 오프이고 고-저항 상태에서 전도적이다. 가장 단순한 경우, 제1 브랜치는 저-저항 저항기와 직렬로 스위치(제1 스위치)를 포함하고, 제2 브랜치는 마찬가지로 스위치와 직렬로 고-저항 저항기를 포함한다. 예컨대, 바이폴라 트랜지스터가 제1 스위치로서 사용된다면, 특히 사이리스터가 제2 스위치로서 적절하다. 다른 한편으로, MOSFET이 제1 스위치로서 사용된다면, 특히 바이폴라 트랜지스터가 제2 스위치로서 적절하다. 바람직하게, 저-저항 및 고-저항 저항기는, 트랜지스터/사이리스터의 스위치 페어링(pairing)이 주어진다면, 트랜지스터의 에미터 쪽에 또는 그 콜렉터-베이스 회로에 있고, 고-저항 저항기의 다운스트림에 연결되는 사이리스터의 게이트는 스위칭 트랜지스터의 에미터와 저-저항 저항기 사이에서 제1 브랜치로 이어진다.

바람직하게, 고-저항 저항기는, 커패시터의 중단된 충전의 경우 LED들의 정격 전류의 기껏해야 10%가 흐를 수 있도록, 그러한 높은 저항 값을 갖는다. 트랜지스터/사이리스터의 결합이 사용된다면, 특히, 저항기가 충전 페이즈에서 스위칭 트랜지스터에 베이스 전류를 제공하고, 충전 중단 페이즈에서 사이리스터의 유지 전류가 언더슛되지 않음을 보장하도록, 상기 저항기가 치수화될 수 있다. 이는, 통상적으로 5㏀ 내지 20㏀에 있는 값들을 야기한다.

관계식 Rno　=　Uth/Ipeak(여기서, Rno는 저-저항 저항기의 저항 값이고, Uth는 사이리스터 게이트 트리거 전압임)을 통해 임계치 전류를 결정하는 저-저항 저항기는 바람직하게, 이러한 전류 값이 정격 LED 전류의 1.5배 내지 4배의 전술된 범위에 있도록 치수화된다.

제1 브랜치에 있는 스위치는 특히, 상기 스위치가 최대 정류 동작 전압 및 임계치 전류를 견디도록, 그리고 짧은 시간 기간 동안 양쪽 변수들의 곱으로부터 나오는 정격 전력을 또한 견디도록 설계된다.

제2 브랜치에 있는 스위치는 특히 최대 정류 동작 전압을 견딘다; 사이리스터는 바람직하게 정격 LED 전류의 0.1 미만의 유지 전류를 요구해야 한다.

바람직하게, 저장 커패시터의 커패시턴스는 LED 정격 전류의 암페어당 100㎌ 내지 1000㎌, 즉 20㎃의 정격 LED 전류가 주어진다면 2㎌ 내지 20㎌에 있다. 높은 값들은 잔여 리플을 감소시키고, 낮은 값들은 스위치온 시간을 감소시킨다. 저장 커패시터는 단순한 전해질 커패시터일 수 있는데, 그 이유는 저장 커패시터가 제어된 방식으로 충전 및 방전되고, 특정 무선 주파수 응답에 대한 종속성이 존재하지 않기 때문이다.

회로 어레인지먼트의 정류기에는 특정 요건들이 부과되지 않는다. 단지, 정류기가 임계치 전류 및 동작 전압에 대해 설계될 필요가 있다.

전류 제어기의 저-저항 저항기가 고정 값을 갖는다면, 임계치 전류는 바람직하게 마찬가지로 고정적으로 미리결정되는데, 즉 LED 전류가 간접적인 클로즈드-루프 제어에 영향받기 쉽다. 그런 다음, LED 체인의 설계에 따라, 특히 효율성 또는 제어 안정성 중 어느 한 쪽이 최적화될 수 있다. 동시에 고도의 효율성과 함께 고도의 제어 안정성이 원해진다면, 회로 어레인지먼트는 특히, LED 체인을 통과해 흐르는 전류의 직접적인 클로즈드-루프 제어를 도입함으로써 개발될 수 있다.

특히 단순한 방식으로, 그러한 직접적인 클로즈드-루프 LED 전류 제어가 다음의 기능들의 통합에 의해 달성된다: LED 전류의 검출 및 필터링, 실제 변수로서 필터링된 전류 값의 제어 스테이지로의 통신, 그리고 LED 전류가 예컨대 메인즈 전압 변동들에 덜 민감하도록, 바꿀 수 있는 저-저항 저항기 상에서 동작하는 조작된 변수를 형성하기 위한 세트포인트 변수와, 이러한 스테이지에서 상기 실제 변수의 비교.

회로 어레인지먼트에 언급된 부가 제어 루프가 제공된다면, 다음과 같이 그 엘리먼트들을 구성시키고 설계하는 것이 추천된다:

전류 검출을 위해, LED 체인의 다운스트림에 있는 오옴 저항기 양단에서 전압이 태핑 오프 된다. 이러한 저항기는, 동시에 손실들이 가능 한 한 낮고 신호가 가능한 한 크게 되도록 치수화된다; 그 값은 따라서, 통상적으로 오옴 범위, 바람직하게 0.5Ω 내지 15Ω에 있다.

전류 검출 및 필터링은 보통 ― 그러나, 반드시는 아님 ― 결합되어, 기능 블록이 형성된다. 이러한 블록은, 발생하는 고전압들을 견디는 차분 입력부를 가질 필요가 있다. 필터링은, 가능한 한, 전류 리플을 억제해야한다; 그 로우-패스 제한 주파수는 바람직하게, AC 전압원의 주파수보다 더 낮아야 한다.

제어 스테이지는 기준 전압원을 통해 자신의 세트포인트 값을 수신한다. 상기 기준 전압원은 바람직하게, 시스템이 스위치온 페이즈에서 또한 진동하지 않도록 구성되어야 한다. 충분히 정확하고 충분히 신속하게 이동하는 PI 제어기가 현재 목적들에 특히 적절하다.

저-저항 저항기와 직렬인 스위치로부터 형성된 제1 브랜치 및 추가 스위치와 직렬인 고-저항 저항기로부터 형성된 제2 브랜치를 포함하는 제어 엘리먼트를 전류 조절기가 포함하는 설계에 대해, 작동 엘리먼트가 특히 쉽게 조정될 수 있다. 이러한 경우, 추가 고정-값 저항기와 직렬인 스위치, 바람직하게 MOSFET을 포함하는 경로가 저-저항 저항기와 병렬로 연결될 수 있고, 제어 스테이지에 의해 출력된 조작된 변수가 스위치 상에서 동작할 수 있다. 이러한 구성을 이용하여, 제어 엘리먼트의 제1 브랜치에 있는 저-저항 저항기는, 정격 LED 전류가 최소 동작 전압 및 최대 LED 체인 전압에 도달되도록 설계되어야 한다. 스위치에 대한 직렬 저항기는 바람직하게, 두 개의 저항기들 및 스위치를 포함하는 병렬 회로에서, 정격 LED 전류가 최대 동작 전압 및 최소 LED 체인 전압에서 달성되도록 설계되어야 한다; 전통적으로, 스위치에 대한 직렬 저항기는 적어도 제1 제어 엘리먼트 브랜치에 있는 저항만큼 큰 값을 갖는다.

제어 스테이지 및 업스트림 기능 블록에 대한 동작 전압, 그리고 또한 기준 전압의 공급은 제어 엘리먼트의 입력부에서 피크 값 정류에 의해 편리하게 생성될 수 있다.

회로 어레인지먼트가 예시된 제어 루프를 포함하면, 이러한 브랜치에서, 어떠한 상당한 부가 복잡성 없이, 소위 열적 디레이팅(thermal derating)이 여전히 구현될 수 있다. 알려진 바와 같이, 동작 온도가 증가함에 따라 컴포넌트들의 경우의 고장율이 증가하고, 이에 맞대응하기 위하여, 예컨대 온도에 대한 적절한 종속성을 이용하여 세트포인트 전류 값이 쉽게 감소될 수 있다.

또한, 제어 루프는 결코 LED 전류를 반드시 직접적으로 조정할 필요가 없다. 또한, 다른 제어된 변수들, 특히 정류기 입력부에서의 평균된 AC 전압이 사용되는 것이 상당히 가능하다. 그러한 경우들에서도, 고효율성들은 우수한 LED 전류 안정화와 링크될 수 있다.

부가 제어 루프가 설치되는지 또는 아닌지의 여부와 관계없이, 본 발명의 범위 내에서, 회로 어레인지먼트는 출력 광이 특정 제한치들 내에서 디밍(dimming) 가능하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 그 자체로 알려진 방식으로, 펄스 폭 변조, 특히 페이즈 게이팅 제어가 사용될 수 있다. 이러한 경우 무효 전력을 보상하기 위하여, 바람직하게 100Ω 및 0.1㎌ 크기 정도의 값들을 각각 갖는, 입력 회로에 있는 RC 엘리먼트 형태의 로우-패스 필터를 사용하는 것이 추천된다.

일반적으로, 커패시터 대신에, 임의의 다른 적절한 에너지 스토어, 예컨대 재충전 가능한 배터리가 또한 사용될 수 있다.

또한, 목적은 제안된 타입의 회로 어레인지먼트가 LED 체인과 상호연결되는 조명 장치에 의해 달성된다. 이미 언급된 바와 같이, 이러한 장치는, 단순하고 공간-절약적인 회로 어레인지먼트로 인해, 특히 앞면에 실장되고 뒷면이 냉각되는 인쇄 회로 보드를 이용하여, 매우 콤팩트하고 비싸지 않은 방식으로 특히 구성될 수 있다.

부가하여, 목적은 AC 전압으로 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 LED 체인을 동작시키기 위한 방법에 의해 달성되고, 상기 방법은 적어도 다음의 단계들을 포함한다:

- 상기 AC 전압이 정류되는 단계,

- 정류된 AC 전압의 회로(출력 회로)에서 상기 LED 체인과 병렬로 연결되는 커패시터(저장 커패시터)가, 특정 최대 전류 값(임계값)에 도달할 때까지 정류된 AC 전압에 의해 충전되고, 그런 다음 특정 최소 전압 값(임계값)에 도달할 때까지 방전되는 단계, 여기서 안정 상태에서,

- 충전 페이즈 동안, 전류가 상기 저장 커패시터 및 상기 LED 체인 둘 다를 통과해 흐르는 단계, 및

- 방전 페이즈에서, 상기 저장 커패시터의 전하가 상기 LED 체인으로 전도되는 단계.

본 발명은 도면에서 예시된 세 개의 예시적 실시예들을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 도식적으로 설명될 것이다. 이러한 경우, 동일한 컴포넌트들에는 동일한 참조 심볼들이 제공되었다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 장치의 제1 예시적 실시예의 회로도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 장치의 회로 어레인지먼트의 스위치온 이후, 계산된 전류, 전압 및 전력 곡선들을 도시한다.
도 3은 메인즈 전압의 함수로서, 더 정확히 말하면 상이한 개수의 LED들에 대한, 도 1에 도시된 장치의 계산된 효율성을 도시한다.
도 4는 마찬가지로, 메인즈 전압의 함수로서 그리고 상이한 개수의 LED들에 대해, 도 1에 도시된 바와 같은 장치에서 계산된 LED 전류를 도시한다.
도 5는 제2 예시적 실시예의 회로도를 도시한다.
도 6은 제3 예시적 실시예의 회로도를 도시한다.

도 1에 도시된 조명 장치(LA)의 회로 어레인지먼트(A)는 두 개의 입력 연결부들(1 및 2)을 갖는 입력부를 갖고, AC 공급 전압, 본 경우 230V의 메인즈 전압이 상기 두 개의 입력 연결부들(1 및 2)에 인가될 수 있다. 인출된 AC 전압은 정류기(3), 이 경우 네 개의 다이오드들(4)로부터 형성된 브릿지 정류기에서 변환되어, 맥동 DC 전압이 제공된다. 그러므로, 입력 회로(1, 2)는 이 경우 두 개의 입력 연결부들(1 및 2)에 의해 형성된다.

10㎌의 구역에 있는 전해질 커패시터 형태의 저장 커패시터(5)가 맥동 DC 전압의 회로(출력 회로)에서 전류 제어기(6)와 직렬로 연결된다. 전류 제어기(6)는, 출력 회로에서 서로 병렬인 두 개의 브랜치들을 포함한다. 하나의 브랜치는, 스위치로서 예로서 바이폴라 트랜지스터(7), 그리고 10Ω의 구역의 값을 갖는 저-저항 저항기(8)(제1 저항기)를 포함한다(저-저항 브랜치). 바이폴라 트랜지스터(7)는 콜렉터 쪽에서 저장 커패시터(5)에 연결되고, 에미터 쪽에서 저항기(8)에 연결된다. 제2 브랜치는, 서로 직렬로, 10㏀의 구역의 저항 값을 갖는 고-저항 저항기(9)(제2 저항기) 및 사이리스터(10)를 포함한다(고-저항 브랜치). 저항기(9)가 이 경우 바이폴라 트랜지스터(7)의 베이스-콜렉터 회로에 있는 반면에, 사이리스터(10)는 바이폴라 트랜지스터(7)의 베이스와, 바이폴라 트랜지스터(7)로부터 떨어져 있는 저항기(8)의 그 면 사이에 연결된다. 사이리스터 게이트는 바이폴라 트랜지스터(7)의 에미터와 저항기(8) 사이에서 제1 브랜치로 안내된다. 저장 커패시터(5)의 업스트림 또는 다운스트림에 존재하는 두 개의 출력 연결부들(11 및 12)이 회로 어레인지먼트(A)의 출력부를 형성한다.

서로 직렬로 연결된 개별 발광 다이오드들(13)로부터 형성된 LED 체인(14)은, 예시된 분극을 이용하여, 이러한 출력 연결부들(11 및 12)에 연결된다. 개별 발광 다이오드들(13)은 대략 3.3V의 정격 전압 및 대략 20㎃의 정격 전류를 갖는다. 전체 LED 체인(14)은 대략 200V의 포워드 전압을 갖는다.

그러므로, 출력 회로(5-12)는 이 경우, 출력 연결부들(11 및 12)까지 그리고 출력 연결부들(11 및 12)을 포함하여, 정류기(3)의 다운스트림에 연결된 엘리먼트들에 의해 형성된다.

이 경우 회로 어레인지먼트(A)는 다음과 같이 기능한다: 초기 스타트업에서, 저장 커패시터(5)는 초기에 비어 있다. 정류된 메인즈 전압의 제1 반주기 동안, 저항기(8)를 통해 조정될 수 있는 임계치 전류에 도달할 때까지, 저장 커패시터(5)가 충전된다. 그런 다음, 저항기(8) 양단에서 전압이 강하함에 따라(이 경우: 0.65V), 사이리스터(10)에 대한 게이트 트리거 전압이 존재한다. 그러므로, 사이리스터(10)는 트리거링되고, 바이폴라 트랜지스터(7)는 턴 오프 된다. 이제, 전류는 저-저항 브랜치(7, 8) 대신에 고-저항 브랜치(9, 10)를 통과해 흐르고, 너무 낮아, 추가 충전이 발생하지 않는다. 정류된 AC 전압의 다음 차례의 제로 크로싱에서, 사이리스터(10)는 다시 턴 오프 되는데, 즉 바이폴라 트랜지스터(7)의 클로징으로 인해 전류 제어기(6)의 저-저항 브랜치(7, 8)가 다시 전도적이 된다; 동시에, 고-저항 브랜치(9, 10)는 오프이다. 그러므로, 충전이 다시 시작될 수 있다. 저항 커패시터(5) 양단의 전압이 LED 체인(14)의 포워드 전압의 구역에 있을 때까지(대략 200V), 전체 프로시저가 반복된다. 그런 다음, 안정-상태의 순환 동작이 시작된다. 그런 다음, 이 경우, 충전 동안, 임계치 전류에 다시 도달할 때까지, 전류 중 일부는 저장 커패시터(5)로 흐르고, 전류 중 나머지는 LED 체인(14)을 통과해 흐른다. 분리에 의해 두 개의 효과들이 달성된다: 저장 커패시터(5)를 통과하는 전류와 그에 따라 전체 회로의 전류 소모량이 제한된다. 부가하여, 저장 커패시터(5)로 흡수되는 전하량이 항상 대략 동일하고, 그 결과 방전 전류가 거의 일정하게 유지된다.

설명된 동작 성능을 추가로 명확화하기 위하여, 도 2는 스위치온 시간으로부터의 시간 프로파일들로서 시뮬레이션에 기초하여 결정된 특성 전류, 전압 및 전력 곡선들을 예시한다. 그래프에서, 곡선(15)은 스위치온 이후 LED 체인(14)에서의 전압 증가를 도시하고, 곡선(16)은 LED 체인(14)에서의 전류를 도시하고, 곡선(17)은 LED 체인(14)에 의해 소모되는 전력을 도시하고, 곡선(18)은 전류 제어기(6)에서의 손실들을 도시하며, 곡선(19)은 총 전력 소모량을 도시한다. 회로 어레인지먼트는 스위치온 이후 몇 개의 반주기들 동안 안정한 동작으로 이동됨을 알 수 있다. 먼저, 대략 60㎳ 이후 그 완전한 값에 도달할 때까지, LED 체인(14) 양단의 전압이 증가하고, 그런 다음 상기 값을 중심으로, 상기 전압은 매우 낮은 잔여 리플로 변동한다(곡선 15). 곡선(16)으로부터 알 수 있듯이, 먼저, LED 체인(14)을 통과하는 전류가 대략 30㎳ 이후 흐르기 시작하고, 전압과 동일한 개수의 반주기들 이후 그 정격 값에 도달한다. 안정적인 상태에서, 전류는 그 평균 값을 중심으로 전압과 맞추어 동기적으로 변동하며, 자연스레 오버리니어(overlinear) 전류/전압 특성으로 인해 비교적 많은 양의 이동이 있지만, 이러한 이동은 퍼센트로 말하면 항상 메인즈 전압의 변화보다 훨씬 더 작다. LED 체인(14)의 전압 및 전류의 곱의 LED 전력이 두 개의 곡선들(15 및 16)을 뒤따르는데, 더 정확히 말하면 변조가 전류 잔여 리플에 의해 영향받는다(곡선 17). 곡선(18)으로부터 알 수 있듯이, 회로 어레인지먼트(A)는 비교적 높지만 전체로서 상당히 제한된 제어기 손실들로 시작되고, 상기 제어기 손실들은 일시적 조건(transient condition) 동안 감소하고, 상기 시간의 대략 절반 동안 제어기에서 전력이 전혀 소모되지 않는 안정 상태에서 분명히 적정하다. 곡선(19)과의 비교는, 안정-상태 동작 동안 제어 엘리먼트에서 소모된 전력이 단지, 전체로서 소모된 전력 중 상대적으로 낮은 비율을 가짐을 나타낸다. 또한, 이러한 전력은 안정-상태 페이즈에서보다 스위치온 페이즈에서 거의 더 높지 않다. 예시된 회로 어레인지먼트를 이용하여, 최대 85%의 효율성들이 달성될 수 있다.

도 3은 효율성(η)이 구체적으로 메인즈 전압(V) 및 사용된 LED들의 개수(N)에 따라 어떻게 좌우되는지를 예시한다. 특정 개수의 LED들이 주어진다면, 전압이 증가함에 따라 LED들의 개수가 선형으로 감소한다(곡선 20). 다른 한편으로, 본 계산 예에서 2.9V의 포워드 전압을 갖는 LED들의 개수가 70으로부터 95로 증가된다면, 효율성은 증가한다. 따라서, 상호 병렬인 직선들의 패밀리가 야기된다. 230V의 메인즈 전압에서, 92개 LED들을 포함하는 체인을 이용한 계산된 예에서 85%의 효율성이 달성된다.

도 4는, 다시 상이한 개수의 LED들에 대해, 이 경우 정격 LED 전류의 퍼센티지로서 표현된 전류(I_LED)가 어떻게 메인즈 전압에 따라 좌우되는지를 나타낸다. 곡선들(21)로부터, 전압의 증가에 따라 실제 전류가 선형으로 증가함을 볼 수 있고, 여기서 LED들의 개수가 증가함에 따라 직선들은 가파르게 된다; 직선들은 230V에서 서로 교차한다. 다시 말해: LED 체인이 특정 제한치들 내에서 더 길게 만들어지면, 첫째로 효율성이 증가하고 둘째로 LED 전류가, 그러나 전압 변동들에 더욱 민감한 반응을 또한 갖는다.

자연스레, LED들의 광 출력은 또한 추가 변수들, 예컨대 동작 온도에 따라 좌우된다. 그러나, 이러한 종속성은 이 경우 감소되는데, 그 이유는 바이폴라 트랜지스터(7)와 같은 다른 컴포넌트들이 보상 온도 드리프트를 갖기 때문이다.

살짝 더 복잡한 구성을 갖는, 도 5에 도시된 조명 장치(LB)의 예시적 실시예에서, LED 전류는 부가하여 안정화되는데, 더 정확히 말하면 LED 전류의 직접적인 클로즈드-루프 제어에 의해 안정화된다. 이러한 실시예는 회로 어레인지먼트(B)를 갖고, 전류 제어기가 부가 제어 루프로 보충된 제어 엘리먼트(6')를 포함한다는 점에서, 상기 회로 어레인지먼트(B)는 실질상 도 1에 예시된 회로 어레인지먼트(A)와 상이하다. 이러한 목적을 위해, 전압은, 체인(14)의 다운스트림의 LED 브랜치에 삽입된 저항기(22)(제3 저항기) 양단에서 태핑 오프 되고 ― 상기 저항기는 가변 1Ω을 가짐 ―, 기능 블록(25)의 입력부들(23, 24)로 이어진다. 이러한 블록은 LED 전류를 검출하고, 필터링에 의하여 전류 리플을 억제하고, 평균된 전류에 대응하는 신호를 실제 값으로서 PI 제어기(27)의 제1 입력부(26)에 전달하고, 상기 PI 제어기(27)는, 전압원에 의해 공급되고 추가 입력부(28)에 전달된 기준 전압으로부터 세트포인트 값을 형성한다. 세트포인트/실제 값 비교에 의해 형성된 차이 신호가 MOSFET(30)의 게이트에 전달된다. MOSFET은 소스-쪽 저-저항 저항기(31)(제4 저항기)와 직렬로 연결된다. 제1 저항기(8')와 제4 저항기(31)는 크기가 동일한데, 본 경우 즉 20Ω이다; 그것은 제1 예시적 실시예에서 제1 저항기(8)의 값의 두 배이다. 전도 상태에서 MOSFET의 저항 Rds(on)(상기 MOSFET은 작은 신호 범위에서 주로 동작됨)은 1Ω 미만이다. 그러므로, 엘리먼트들(8', 30 및 31)로부터 형성된 저항 네트워크는 클로즈드-루프 제어를 위해 충분한 값 범위를 갖는다.

부가하여, 대략 100㎋의 커패시턴스를 갖는 커패시터(32)가 정류기(3)의 입력 회로에서 대략 100Ω의 값을 갖는 제5 저항기(33)와 직렬로 연결된다. 이러한 RC 엘리먼트는 결과적인 무효 전력들을 보상하기 위해 사용된다.

동작 동안, LED 전류는 컴포넌트들(8', 30 및 31)로부터 형성된 가변 총 저항을 통해, 그리고 따라서 사이리스터(10)의 미리결정된 게이트 트리거 전압을 이용하여, 임계치 전류의 레벨을 통해 정격 전류로 조정된다.

도 6은 제3 예시적 실시예에 따른 조명 장치(LC), 구체적으로는 회로 어레인지먼트(C)를 도시한다. 이러한 회로 어레인지먼트(C)는 대략 8.8V의 포워드 전압들을 갖는 32개 LED 유닛들(13')을 포함하는 체인과 함께 87% 이상의 효율성을 갖는다. 부가하여, LED 전류는 안정화되는데, 더 정확히 말하면 차례로, 확장된 제어 엘리먼트(6'')에서 직접적인 LED 전류 측정에 의해 안정화된다.

이러한 직접적인 클로즈드-루프 제어를 위해, LED 전류가 제3 저항기(22')에서 떠나고, 이 경우 제3 저항기(22')는 8Ω의 저항 값을 갖는다. LED 체인 쪽에 있는 제3 저항기(22')의 그 단부(제1 단부)는, 제6 저항기(35)(22㏀) 및 제7 저항기(51)(10㏀)과 직렬인 pnp 트랜지스터(34)의 에미터-콜렉터 경로를 통해 정류기(3)의 네거티브 출력부에 연결된다. 제3 저항기(22')의 제2 단부는 제8 저항기(36)(100㏀), npn 트랜지스터(37)의 콜렉터-에미터 경로 및 제9 저항기(38)(2㏀)를 통해 마찬가지로 정류기(3)의 네거티브 출력부에 라우팅된다. 트랜지스터(34)의 베이스가 저항기(22')의 제2 단부에 연결되는 반면에, 트랜지스터(37)의 베이스는 저항기들(35 및 51) 사이에 라우팅된다. 또한, 다른 커패시터(39)(10㎌)가 트랜지스터(37)의 베이스와 정류기(3)의 네거티브 출력부 사이에 연결된다. 제너 다이오드(40) 및 커패시터(41)(2㎋)는, 트랜지스터(37)의 콜렉터-에미터 경로 및 저항기(38)로부터 형성된 체인과 병렬로 연결된다.

MOSFET(30)의 게이트는, 정류기(3)의 네거티브 출력부로부터 떨어져 있는 커패시터(41)의 그 쪽에 있다. 이러한 트랜지스터의 소스-드레인 경로는 3Ω의 값을 갖는 저항기(31')와 직렬이고, 이러한 직렬은 차례로, 제1 저항기(8'')와 병렬이며, 상기 제1 저항기(8'')는 본 경우 단지 5Ω의 값을 갖는다. 이번은, 열적 이유들로, 제1 전류 제어기 브랜치에 있는 스위치는 서로 병렬인 두 개의 MOSFET들(42, 43)을 포함한다. 또한, 이러한 MOSFET들은 서로 옆에 연결될 필요가 없다; 따라서, 예컨대, MOSFET(43)의 게이트가 또한 전용 저항기를 통해 정류기(3)의 네거티브 출력부에 라우팅될 수 있다. 두 개의 MOSFET들(42, 43)의 게이트들은 고-저항 저항기(9')(47㏀)와, 스위치, 본 경우 pnp 트랜지스터(44)의 콜렉터-에미터 경로 사이에 연결된다. 이러한 트랜지스터의 베이스는 MOSFET(43)과 저-저항 저항기(8'') 사이에 라우팅된다.

공간 이유들로, 충전 커패시터는 두 개의 전해질 커패시터들(45, 46)을 포함하고, 상기 전해질 커패시터들(45, 46)은 서로 병렬이고, 크기가 동일하다. 매우 높은 저항(1㏁)을 갖는 제10 저항기(52)는 이러한 어셈블링된 커패시터와 병렬로 연결되고, 분리 이후 전해질 커패시터들이 완만하게 방전됨을 보장한다.

각각의 경우, SMD 퓨즈들(49, 50)이 또한, 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 회로 어레인지먼트(C)의 입력부들(1 및 2)과 인쇄 회로 보드의 실제 연결부들(패드들(47, 48)) 사이에 위치된다.

회로 어레인지먼트(C)의 동작 동안, LED 전류에 대응하는 전압이 저항기(22')의 양단에서 태핑 오프 되고, 컴포넌트들(35, 51 및 39)에 의해 평탄화되고, 컴포넌트들(36, 37 및 38)에 의해 인버팅된다(그리고 추가로 또한, 클로즈드-루프 제어에 영향받기 쉽다). 제너 다이오드(40)는, 스위치온 페이즈에서, 전압 피크들이 쵸핑(chopping)됨을 보장한다. 커패시터(41)는, 0.7V와 3V 사이에서 변동하는 MOSFET(30)의 게이트 전압을 돕는다.

측정들은, 심지어 예컨대 범위 230 +/- 30V에서 AC 입력 전압의 비교적 큰 변동들의 경우에도, 장치의 에너지 소모량이 사실상 일정하게 유지됨(각각, 200V, 230V 및 255V의 입력 전압들에서 0.8, 0.84 및 0.89의 역률들)을 나타낸다.

본 발명은 물론, 예시된 예시적 실시예들로 제한되지 않는다.

주로, 커패시터가 제어된 방식으로 충전되고 LED 체인을 통해 직접적으로 다시 방전되는 문제만이 있을 때, 구성 면에서의 자유도가 특히 크다. 따라서, 심지어 전류 제어기가 교번적으로 전도적이 되도록 스위칭되는, 두 개의 브랜치들을 포함하는 병렬 회로의 형태로 있더라도, 인상적으로 단순하고 정밀한 방식으로, 회로 어레인지먼트의 전류 제어기는 또한 다른 방식으로 구현될 수 있다. 이상적 기능들, 즉 제어된 변수들의 검출, 정의된 전하/LED 전류 값에 도달할 때의 분리, 또는 임계치 전압 값을 후속하여 전달할 때의 전류원의 재활성화는, 심지어 예컨대 마이크로제어기가 전류를 검출하는 살짝 더 복잡한 회로를 이용하여 그 자체로 알려진 방식으로 시뮬레이팅될 수 있다. 이에 관계없이, 발광 다이오드들은 또한, 가시 스펙트럼 이외의 주파수들에서, 예컨대 IR 또는 UV 범위에서 방출할 수 있고, OLED들로서 구현될 수 있거나, 또는 예컨대 병렬로 연결된 체인들의 어레이들을 형성하도록 확장될 수 있다.

1 제1 입력 연결부
2 제2 입력 연결부
3 정류기
4 정류기 다이오드들
5 저장 커패시터
6, 6', 6'' 제1, 제2 및 제3 예시적 실시예에서의 제어 엘리먼트
7 바이폴라 트랜지스터
8, 8', 8'' 제1, 제2 및 제3 예시적 실시예에서의 제1 저항기
9, 9' 제1 및 제3 예시적 실시예에서의 제2 저항기
10 사이리스터
11 제1 출력 연결부
12 제2 출력 연결부
13, 13' 제1 및 제3 예시적 실시예에서의 발광 다이오드
14 LED 체인
15 스위치온 이후 LED 체인에서의 전압의 시간 프로파일
16 스위치온 이후 LED 체인에서의 전류의 시간 프로파일
17 스위치온 이후 LED 체인에 의해 소모된 전력의 시간 프로파일
18 스위치온 이후 제어기 손실들의 시간 프로파일
19 스위치온 이후 총 전력 소모량의 시간 프로파일
20 상이한 개수의 LED들에 대해, 메인즈 전압의 함수로서 LED 체인에서의 전류
21 마찬가지로 상이한 개수의 LED들에 대해, 메인즈 전압의 함수로서 효율성
22, 22' 제2 및 제3 예시적 실시예에서의 제3 저항기
23 기능 블록(25)의 제1 입력부
24 기능 블록(25)의 제2 입력부
25 LED 체인에서 전류를 검출 및 필터링하기 위한 기능 블록
26 제어 스테이지(27)의 제1 입력부
27 작동 신호를 생성하기 위한 제어 스테이지
28 제어 스테이지의 제2 입력부
29 제어 스테이지의 출력부
30 MOSFET
31, 31' 제2 및 제3 예시적 실시예에서의 제4 저항기
32 커패시터
33 제5 저항기
34 pnp 트랜지스터
35 제6 저항기
36 제8 저항기
37 npn 트랜지스터
38 제9 저항기
39 커패시터
40 제너 다이오드
41 커패시터
42 MOSFET
43 MOSFET
44 pnp 트랜지스터
45 전해질 커패시터
46 전해질 커패시터
47 패드
48 패드
49 SMD 퓨즈
50 SMD 퓨즈
51 제7 저항기
52 제10 저항기
A 제1 예시적 실시예의 회로 어레인지먼트
B 제2 예시적 실시예의 회로 어레인지먼트
C 제3 예시적 실시예의 회로 어레인지먼트
LA 회로 어레인지먼트(A)를 포함하는 조명 장치
LB 회로 어레인지먼트(B)를 포함하는 조명 장치
LC 회로 어레인지먼트(C)를 포함하는 조명 장치

Claims

AC 전압으로, 특히 메인즈 전압으로 적어도 하나의 발광 다이오드(13, 13')를 포함하는 체인(14)을 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트(A, B, C)로서,
상기 AC 전압을 인출하기 위한 입력 회로(1, 2) 및 출력 회로(5-12; 5, 6', 7, 8', 9-12; 45, 46, 6'', 8'', 9, 42, 43) ― 정류된 AC 전압이 상기 출력 회로(5-12; 5, 6', 7, 8', 9-12; 45, 46, 6'', 8'', 9, 42, 43)로 출력됨 ― 를 갖는 정류기(3),
상기 출력 회로(5-12; 5, 6', 7, 8', 9-12; 45, 46, 6'', 8'', 9, 42, 43)에 제공된 에너지 스토어, 특히 저장 커패시터(5; 45, 46) ― 상기 에너지 스토어에는 LED 체인(14)이 병렬 회로로 연결될 수 있음 ―,
동작 동안, 상기 출력 회로(5-12; 5, 6', 7, 8', 9-12; 45, 46, 6'', 8'', 9, 42, 43)의 전류가 특정 임계치 전류까지 상승했을 때마다 상기 저장 커패시터(5; 45, 46)의 충전을 중단시키고, 그런 다음 상기 출력 회로(5-12; 5, 6', 7, 8', 9-12; 45, 46, 6'', 8'', 9, 42, 43)의 전압이 특정 임계치 전압, 특히 0 V로 떨어졌을 때 충전을 다시 인에이블링하는 전류 제어기(6, 6', 6'')
를 포함하는,
회로 어레인지먼트(A, B, C).
제 1 항에 있어서,
상기 LED 체인(14)은 포워드 전압을 갖고, 상기 포워드 전압에 대해, 0.5　Vcc　< Ufges　< 0.9　Vcc, 특히 0.6　Vcc　< Ufges　< 0.8　Vcc, 그리고 특히 0.65　Vcc　< Ufges　< 0.75　Vcc가 딱 들어맞는,
회로 어레인지먼트(A, B, C).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
1.5　Iled　< Ipeak　< 4　Iled, 특히 2　Iled　< Ipeak　< 3　Iled이고, 여기서 Iled는 개별 LED들(13, 13')의 정격 전류이고, Ipeak는 임계치 전류인,
회로 어레인지먼트(A, B, C).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전류 제어기(6, 6', 6'')는 제어 엘리먼트(6, 6', 6'')이고, 상기 제어 엘리먼트(6, 6', 6'')는, 상기 출력 회로(5-12; 5, 6', 7, 8', 9-12; 45, 46, 6'', 8'', 9, 42, 43)에서 상기 저장 커패시터(5; 45, 46) 및 상기 LED 체인(14)으로부터 형성된 병렬 회로와 직렬로 연결되고, 상기 저장 커패시터(5; 45, 46)의 충전 동안, 상기 임계치 전류에 도달할 때 저-저항 상태로부터 고-저항 상태로 이동하고, 상기 출력 회로(5-12; 5, 6', 7, 8', 9-12; 45, 46, 6'', 8'', 9, 42, 43)의 전압이 임계치 전압으로 떨어졌을 때 상기 고-저항 상태로부터 상기 저-저항 상태로 되돌아가는,
회로 어레인지먼트(A, B, C).
제 4 항에 있어서,
상기 제어 엘리먼트(6, 6', 6'')는 상기 출력 회로(5-12; 5, 6', 7, 8', 9-12; 45, 46, 6'', 8'', 9, 42, 43)에서 서로 병렬인 두 개의 브랜치들(7-10; 7, 8', 9, 10; 42, 43, 8'', 9', 44)을 포함하고, 상기 브랜치들 중 제1 브랜치(7, 8; 7, 8', 42, 43, 8'')는 상기 저-저항 상태에서 전도적이고 상기 고-저항 상태에서 오프이며, 제2 브랜치(9, 10; 9', 44)는 상기 저-저항 상태에서 오프이고 상기 고-저항 상태에서 전도적인,
회로 어레인지먼트(A, B, C).
제 5 항에 있어서,
상기 제1 브랜치(7, 8; 7, 8'; 42, 43, 8'')는 저-저항 저항기(8; 8'; 8'')와 직렬인 제1 스위치(7; 42, 43)를 포함하고, 상기 제2 브랜치(9, 10; 9', 44)는 제2 스위치(10; 44)와 직렬인 고-저항 저항기(9; 9')를 포함하는,
회로 어레인지먼트(A, B, C).
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 엘리먼트(6, 6', 6'')의 상기 고-저항 상태에서, 상기 LED 체인(14)의 정격 전류의 기껏해야 10%, 특히 기껏해야 5%, 그리고 특히 바람직하게 기껏해야 2%의 전류가 상기 출력 회로(5-12; 5, 6', 7, 8', 9-12; 45, 46, 6'', 8'', 9, 42, 43)에서 흐르는,
회로 어레인지먼트(A, B, C).
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저장 커패시터(5; 45, 46), 특히 전해질 커패시터는 상기 LED 체인(14)의 정격 전류의 암페어당 100㎌ 내지 1000㎌의 커패시턴스를 갖는,
회로 어레인지먼트(A, B, C).
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
디밍 목적들을 위해 페이즈-게이팅 제어 유닛(32, 33)을 포함하고, RC 엘리먼트가 상기 페이즈-게이팅 제어 유닛의 입력 회로에 삽입되는,
회로 어레인지먼트(A, B, C).
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전류 제어기(6', 6'')는 상기 정류기(3)의 상기 입력 회로(1, 2)에서 평균된 AC 전압의 검출에 의해 상기 LED 체인(14)을 통과해 흐르는 전류(LED 전류)의 클로즈드-루프 제어를 위해 사용되는 부가 제어 루프를 포함하는,
회로 어레인지먼트(A, B, C).
제 10 항에 따른 회로 어레인지먼트(B, C), 그리고 상기 회로 어레인지먼트에 연결된 LED 체인(14)을 포함하는 조명 장치(LB; LC)로서,
상기 전류 제어기(6', 6'')는 LED 전류의 검출에 의해 상기 LED 체인(14)을 통과해 흐르는 전류(상기 LED 전류)의 클로즈드-루프 제어를 위해 사용되는 부가 제어 루프를 포함하는,
조명 장치(LB; LC).
제 11 항에 있어서,
상기 LED 전류를 검출 및 필터링하고, 필터링에 의해 획득된 평균 값이 세트포인트/실제 값 비교를 겪게 하고, 상기 비교에 의해 획득된 차이 신호를 이용하여, 상기 임계치 전류의 레벨을 LED 정격 전류로 조정하는 수단을 포함하는,
조명 장치(LB; LC).
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
동작 온도에 따라 세트포인트 값을 감소시키기 위한 수단을 포함하는,
조명 장치(LB; LC).
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 회로 어레인지먼트(A, B, C)를 포함하는 조명 장치(LA; LB; LC)로서,
상기 회로 어레인지먼트(A, B, C)는, 상기 LED 체인(14)과 함께, 인쇄 회로 보드 상에, 특히 상기 인쇄 회로 보드의 두 개의 면들 중 하나의 면 상에 수용되는,
조명 장치(LA; LB; LC).
AC 전압으로 적어도 하나의 발광 다이오드(13, 13')를 포함하는 LED 체인(14)을 동작시키기 위한 방법으로서,
상기 AC 전압이 정류되는 단계,
정류된 AC 전압의 출력 회로(5-12; 5, 6', 7, 8', 9-12; 45, 46, 6'', 8'', 9, 42, 43)에서 상기 LED 체인(14)과 병렬인 에너지 스토어, 특히 커패시터(5)가, 최대 임계치 전류에 도달할 때까지 상기 정류된 AC 전압으로 충전되고, 그런 다음 최소 임계치 전압에 도달할 때까지 방전되는 단계,
안정-상태 동작 동안, 전류가 충전 페이즈 동안 상기 에너지 스토어(5; 45, 46) 및 상기 LED 체인(14) 둘 다를 통과해 흐르는 단계, 및
방전 페이즈에서, 상기 에너지 스토어(5; 45, 46)의 전하가 상기 LED 체인(14)으로 전도되는 단계
를 포함하는,
방법.