KR20150036392A - 캐패시터 및 스위치에 의해 입력 전압 레벨에 따라 발광 다이오드들을 제어하기 위한 어레인지먼트 및 방법 - Google Patents

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첸트룸 미크로엘렉트로닉 드레스덴 악치엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 발광 다이오드들(5)을 제어하기 위한 어레인지먼트 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의해 다뤄지는 문제는, 리플 성분 및/또는 효율에 악영향을 주지 않고, LED(5)의 개선된 제어가 달성되도록 허용하는 어레인지먼트 및 방법을 제공하는 것이다. 이 문제는, 제 1 세그먼트(LED-S1)의 한쪽 단부(7)와 일정한-전류 소스(8) 사이에 캐패시턴스(17)의 제공에 의해 어레인지먼트 측상에서 해결되며, 상기 캐패시턴스는 전자 스위치(20)에 직렬로 연결되고 캐패시턴스(17)의 제 1 단자는 단부에 연결되고, 캐패시턴스(17)의 제 2 단자는 스위치(20)에 연결되고, 스위치(20)가 제어 목적을 위한 제어 유닛(24)에 연결되고, 부가적인 스위치(9)를 통해 캐패시턴스(17)의 제 2 단자가 일정한-전류 소스(8)에 그리고 후속 세그먼트(LED-S2)의 한쪽 단부에 연결되고, 부가적인 스위치(9)가 제어 목적을 위한 제어 유닛(11)에 연결된다.

Description

캐패시터 및 스위치에 의해 입력 전압 레벨에 따라 발광 다이오드들을 제어하기 위한 어레인지먼트 및 방법{ARRANGEMENT AND METHOD FOR CONTROLLING LIGHT-EMITTING DIODES IN ACCORDANCE WITH AN INPUT VOLTAGE LEVEL, BY MEANS OF A CAPACITOR AND SWITCH}
본 발명은 AC 입력 전압이 인가될 수 있는, 입력 및 직렬로 연결되는 LED들의 어레이를 포함하는 발광 다이오드들을 작동시키기 위한 어레인지먼트(arrangement)에 관한 것이며, 여기서 어레이는 발광 다이오드들을 작동하기 위해 어레인지먼트의 출력들에 연결되고 적어도 2개의 세그먼트들로 분할되고, 어레이의 각각의 세그먼트는 한 단부에서 일정한 전류 소스에 적어도 간접적으로 연결된다.
본 발명은 또한 발광 다이오드들을 작동시키기 위한 방법에 관한 것이며, 여기서 직렬로 연결되는 발광 다이오드들의 어레이가 제공되며, 어레이는 세그먼트들로 분할되고, 각각의 세그먼트는 복수의 발광 다이오드들을 포함하고 제 1 연결 및 제 2 연결을 가지며, 어레이는, 세그먼트들이 AC 입력 전압(ADC)의 진폭에 의존하여 연속적으로 스위칭 온 및 오프되도록 하는 방식으로, 정류된 AC 입력 전압(VDC) 상에서 동작된다.
발광 다이오드들(LED)은, 이들이 백열 램프들 또는 형광 램프들과 같은 종래의 발광 수단에 비해 다수의 이점들, 특히 저 에너지 요건 및 더 긴 수명을 갖기 때문에, 조명 목적들을 위해 점점 더 이용된다. 그의 통상적-반도체 전류-전압 특성 때문에, 일정한 전류를 이용하여 LED들을 동작시키는 것이 편리하다.
그러므로, 조명 메인즈(lighting mains)로부터 LED들을 포함하는 발광 수단의 동작 동안, 예를 들어, 230VAC의 전압 값들을 가질 수 있는 고 AC 전압 공급기로부터 LED 당 통상적으로 3 ... 4V의 낮은 전압을 갖는 요구되는 일정한 직류 전류를 생성하기 위한 회로 조치들이 취해질 필요가 있다. 이들 값들은 통상적으로 이른바 백색 LED들에 적용될 수 있고, 다른 LED들에 대해서는 상이할 수도 있다.
이른바 AC-DC 변환기들(보통 정류기 및 스위칭형 모드 전력 공급기로 구성됨)의 광범위한 이용 외에도, 직렬로 연결되는 LED들의 어레이가 하나 또는 그 초과의 선형 전류 소스들을 통해 정류된 AC 전압으로부터 직접 작동되는 방법이 알려져 있다.
이 어레인지먼트는 또한 다이렉트(direct) AC LED로서 지칭된다. 이 목적을 위해, 유리하게는 LED 어레이는 순시 AC 전압에 대응하여 직렬로 연결되거나 개별적으로 통전되는(energized) 세그먼트들로 분할될 수 있다. 이에 따라, 직렬로 연결되는 LED들의 수 및 그에 따른 전체 LED 어레이의 순방향 전압은 메인즈 전압의 진폭의 상당한 비율에 상응하도록 구성되는데, 이 비율은 예를 들어, 메인즈 전압들의 진폭의 80 내지 90%의 영역에 있을 수 있다.
선형 전류 소스에 걸친 전압 강하는 이에 따라 낮게 유지되며, 이는 효율의 정도를 비교적 높게 한다. 상대적으로 낮은 순시 전압에서, LED들의 어레인지먼트-측 세그먼트화에 대응하는, LED 어레이의 단지 부분만이 마찬가지로 연관된 전류 소스에 걸친 상대적으로 낮은 전압 강하로 작동된다. 그 결과, 전류 흐름의 각도는 절반-기간 내에서 증가되며, 이는 광 방출을 보다 균일하게 한다. 선택적으로, 전력 팩터를 증가시키기 위해, 즉, 공급기 전류의 고조파 콘텐츠를 낮게 유지하기 위해 순시 메인즈 전압에 대응하게 선형 전류 소스 또는 전류 소스들로부터의 전류가 변조될 수 있다.
AC-DC 변환기들의 이용에 비해 이 알려진 방법의 이점들은, 어떠한 빠른 스위칭 에지들(quick switching edges)도 발생하지 않기 때문에, 어레인지먼트의 개선된 EMC(electromagnetic compatibility) 및 드라이브 전자기기들의 더 작은 구조적 형태 및 더 낮은 비용들이다.
주요한 단점은 2배의 메인 주파수에서 높은 정도의 광 방출의 리플(ripple of the light emission)이 있다는 것이며, 이는 민감한 사람들이 불편함을 느낀다. LED들의 일정한 통전(constant energization)이 있을 때조차도, LED 어레이에 배열된 것보다 더 적은 세그먼트들이 액티브(active)이면 광 방출이 감소된다.
LED 어레이들이 작동되는 순시 전압이 어레이들의 제 1 세그먼트의 순방향 전압 미만으로 떨어지는 경우, 전류는 0이 되는데, 즉, LED들의 통전이 없는 각각의 기간에는 2개의 갭들이 존재한다. 상당한 열적 관성(thermal inertia)을 갖고 그에 따라 공급되는 전력의 리플(ripple)을 약화시키는 백열 램프의 필라멘트에 대조적으로, LED의 광 방출은 사실상 어떠한 지연도 없이 전류를 따르게 된다. 특히, 이들 통전 갭들은 불편한 것으로 보이는 조명의 깜박거림(flicker)의 느낌을 초래할 수 있다.
작동에 대한 회로의 견지에서 추가의 단점은, 개별 세그먼트들의 전환(switchover) 임계치들은 실제 순방향 전압 및 세그먼트 당 LED들의 수에 매칭될 필요가 있다는 것에 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 효율성 및/또는 고조파 성분의 손상 없이 LED들의 개선된 작동이 달성되는, 발광 다이오드들을 작동시키기 위한 어레인지먼트 및 방법을 특정하는데 있다.
발광 다이오드들을 작동시키기 위한 어레인지먼트에서, 이에 따라, 캐패시턴스가 일정한 전류 소스와 제 1 세그먼트의 한 단부(예를 들어, LED-S3) 간에 전자 스위치를 갖는 직렬 회로에 배열되고, 상기 캐패시턴스의 제 1 연결은 단부에 연결되고, 상기 캐패시턴스의 제 2 단부는 스위치에 연결되고, 스위치는 작동을 위해 제어 유닛에 연결되고, 상기 캐패시턴스의 제 2 연결은 추가의 스위치를 통해, 일정한 전류 소스에 그리고 상기 제 1 세그먼트 다음의 세그먼트의 한 단부(예를 들어, LED-S4)에 연결되고, 상기 추가의 스위치는 작동을 위해 추가의 제어 유닛에 연결되는 것이 제안된다.
도 7에서 도시된 회로의 예를 참조하면, 캐패시턴스(CER)의 충전은, AC 입력 전압(VDC)의 입력, LED 세그먼트(LED-S1), 캐패시턴스(CER) 그 자신, 폐쇄된 전자 스위치(TCC) 및 작동 어레인지먼트(1)의 제 2 입력 GND 및 그의 접지 전위에 연결되는 일정한 전류 소스(ILED)의 경로를 통해, 전자 스위치(TCC)가 스위칭 온될 때 발생한다. 이 충전 동작은 AC 입력 전압(VDC)이 세그먼트(LED-S1)의 순방향 전압을 초과하는 경우에 시작한다. 캐패시터(CER)의 충전 동안, 캐패시터(CER)와 전자 스위치(TCC) 간의 노드(VCER)의 전위가 또한 증가하며, 이는 일정한 전류 소스(ILED)와 제 1 세그먼트(LED-S1)의 단부 간에 배열되는 스위치(TC1)가 스위칭 오프되게 한다.
캐패시터(CER)의 충전은 세그먼트들(LED-S1 및 LED-S2)의 순방향 전압이 초과될 때까지 지속된다. 이 경우에, 스위치(TCC)는 개방되고 전하는 캐패시턴스(CER) 상에서 유지된다.
깜박거림 지수(flicker index)를 개선하기 위해, 스위치(TCC)의 개방이 유리하지만, 이는 본 발명 그 자체를 구현하기 위해 절대적으로 필수적이진 않다.
캐패시턴스(CER) 상에서 수집된 전하는 2배의 선(line) 주파수에서 발생하는 전류 갭들을 좁히기 위해 이용된다. 이들은, AC 입력 전압(VDC)이 단일 세그먼트의 순방향 전압 아래로 떨어질 때 발생한다. 어레인지먼트는, 캐패시터(CER) 상의 전압(VCER)이 LED 세그먼트의 순방향 전압보다 크게 되도록 하는 방식으로 치수조정(dimensioning)된다. 전류 갭들에서, 캐패시터는 이제, 적합한 스위치(TER)에 의해 LED 세그먼트(LED-S4)에, 그렇지 않으면, LED 세그먼트 내의 하나 또는 그 초과의 LED들에만 연결되며, 여기서 캐패시터(CER)는 LED 세그먼트 또는 LED들을 통해 방전되고 상기 LED들은 일루미네이팅한다. 종래 기술에 따라 광 출력이 없는 전류 갭의 시간 동안 LED들로부터의 광 방출에 의해, 광 방출의 리플이 개선된다.
복수의 캐패시터들을 충전하고 그에 따라 전류 갭들의 복수의 LED 세그먼트들 또는 LED들에 전압을 공급하기 위한 추가의 구성이 제공된다. 대안적으로, 캐패시터는 전류 갭들에서 결과적인 전압을 증가시키도록 직렬로 연결될 수 있고, 그에 따라 예를 들어, LED 세그먼트 또는 개별 LED들은 더 높은 순방향 전압에서 일루미네이팅하게 될 수 있다.
추가의 가능성은 충전 회로에서 전류 제한 또는 전류 레귤레이션 어레인지먼트의 이용에 있다. 이러한 방식으로, 전류 레귤레이션의 적절한 치수조정에 의해, 캐패시터 또는 캐패시터들에 저장된 에너지는 균일하게 출력되며 그리고 LED들의 순방향 전압이 이를 허용하기만 하면, 전류 갭 동안 완전히 출력된다. 또한, LED들의 휘도 및 조명 지속기간의 이러한 레귤레이션이 가능하다.
본 발명의 구성에서, 제 2 캐패시턴스는 후속 세그먼트의 하나의 단부와 일정한 전류 소스 간에 전자 스위치를 갖는 제 2 직렬 회로에 배열된다는 것이 규정된다.
제 1 캐패시턴스 외에도, 제 2 캐패시턴스가 어레인지먼트 내로 도입되고, 이 캐패시턴스는 마찬가지로, AC 입력 전압(VDC)의 진폭이 충분히 높은 경우 충전된다. 제 2 캐패시턴스는 스위칭 엘리먼트들의 적합한 어레인지먼트에 의해 전류 갭들에서 제 1 캐패시턴스와 직렬로 연결되고, 여기서 캐패시턴스들 양단의 전압들은 합산된다(VCER1 + VCER2 = VGES). 이 조치에 의해, 단일 캐패시턴스 상의 전압(VCER1 또는 VCER2)이 LED 세그먼트의 순방향 전압의 크기에 도달하지 못하는 경우에 대해서도, LED 세그먼트가 전류 갭에서 동작될 수 있다.
대안적으로, LED 세그먼트 내의 복수의 LED들 또는 단지 하나의 LED만이 이 실시예에서 동작되는 것이 또한 가능하다.
발광 다이오드들을 작동시키기 위한 방법에서, AC 입력 전압(VDC)의 미리 세팅된 스위치-온 임계치가 초과되는 경우, AC 입력 전압(VDC)에 의해 공급받는, 적어도 하나의 캐패시턴스의 충전 동작이 시작되고, AC 입력 전압(VDC)의 제 2 스위칭 임계치가 도달되지 않는 경우, 캐패시턴스의 방전이 세그먼트를 통해 발생한다는 것이 제안된다.
이 방법은 임계값 초과의 충전 캐패시터의 충전을 제공한다. 이 목적을 위해, AC 입력 전압과 이전에 전압값이 할당된 스위치 온 임계치 간의 비교가 이루어진다. 그러나 이 방법이 이 비교를 절대적으로 요구하는 것은 아니다. 대안적으로, 충전 캐패시터와 LED 세그먼트의 한쪽 단부의 연결은 세그먼트(LED-S1) 그 자체 및 그의 추가의 스위칭 엘리먼트들을 통한 전류 흐름을 발생시킬뿐 만 아니라, 해당 엘리먼트에 대한 순방향 전압이 도달되면 캐패시턴스(CER)에 대한 충전 전류가 생성되게 한다. 이 목적을 위해, 세그먼트(LED-S1)의 단부는 폐쇄된 스위치(TC1)를 통해 일정한 전류 소스(ILED)에 연결된다. 캐패시턴스(CER)는 또한 그와 병렬인 폐쇄된 스위치(TCC)를 통해 이 일정한 전류 소스(ILED)에 연결된다. 스위치(TC1 및 TCC)의 적합한 작동에 의해, 다음의 LED 세그먼트들(LED-S2, LED-S3, ...)은 증가하는 AC 입력 전압으로 또한 동작될 수 있고, 전하는 캐패시터(CER)에서 유지될 수 있다는 것이 보장된다.
AC 입력 전압(VAC)이 방법 시퀀스 이전에 미리 세팅된 제 2 스위칭 임계치 아래로 떨어지는 경우에, 충전된 캐패시터(CER)는, 캐패시터(CER)의 전하가 세그먼트 내의 LED들을 통해 방전되고, 이 방전 전류에 의해, LED들의 광 방출이 발생하도록 하는 방식으로 LED 세그먼트에 연결된다.
본 발명의 일 실시예에서, 스위치-온 임계치는 AC 입력 전압(VDC)에 대해 제 2 스위칭 임계치보다 더 높은 전압 값이라는 것이 규정된다.
이 방법은 제 1 세그먼트(LED-S1)의 순방향 전압이 도달되지 않는 경우를 검출할 수 있고, 그에 따라 이 세그먼트 또는 다른 세그먼트를 통해 캐패시터 방전을 시작할 수 있다. 캐패시터(CER)를 충전하기 위해, AC 입력 전압(VDC)은 적어도 제 1 세그먼트(LED-S1)의 순방향 전압의 값을 초과하는 것이 필수적이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 커패시턴스의 방전은 세그먼트에 배열된 LED들 중 일부를 통해서만 발생한다는 것이 규정된다.
캐패시턴스의 방전 회로로 세그먼트 내의 모든 LED들을 스위칭하는 가능성 외에도, 이 방법에 따라, 또한 세그먼트의 LED들 중 일부만이 포함될 수 있다. 이는 예를 들어, 캐패시턴스(CER) 상의 전압(VCER)이 복수의 LED들을 포함하는 세그먼트의 순방향 전압의 크기에 도달하지 못하는 경우 유리할 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 "다이렉트 AC LED 드라이버들"로서의 변형에서 종래 기술에 따라 발광 다이오드들을 작동시키기 위한 어레인지먼트의 가능한 실시예를 도시한다.
도 2는 "다이렉트 AC LED 드라이버들"로서의 변형에서 종래 기술에 따라 발광 다이오드들을 작동시키기 위한 어레인지먼트의 다른 가능한 실시예를 도시한다.
도 3은 LED 세그먼트들의 순방향 전압에 대한 전류 경로의 자동 매칭을 포함하는, 발광 다이오드들을 작동시키기 위한 본 발명에 따른 회로 어레인지먼트를 도시한다.
도 4는 등급화된 게이트 전압들과의 대안적인 자동 매칭을 포함하는, 발광 다이오드들을 작동시키기 위한 본 발명에 따른 추가의 회로 어레인지먼트를 도시한다.
도 5는 절반-기간에 걸쳐서 세그먼트 전압들 및 정류된 메인즈 전압들의 전압 프로파일들의 예를 도시한다.
도 6은 "분압기 전류(bleeder current)"의 자동 제어를 위한 회로 어레인지먼트를 도시한다.
도 7은 "에너지 비축 캐패시터"(CER)의 충전의 자동 제어를 위한 회로 어레인지먼트를 도시한다.
도 8은 예를 들어, 2개의 캐패시터들(CER1 및 CER2)의 충전 및 방전 동작의 자동 제어를 위한 회로 어레인지먼트를 도시한다.
도 9는 절반 기간에 걸쳐서 캐패시터들(CER1 및 CER2)에서의 전압 프로파일들의 예시를 도시한다.
도 10은 도 8로부터의 전압 프로파일들의 예시의 확대된 세부사항을 도시한다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따라 발광 다이오드들(5)을 작동시키기 위한 어레인지먼트(1)의 2개의 가능한 실시예들을 도시한다. LED-S1 내지 LED-S4에 의해 표시되는 4개의 LED 세그먼트들(6)을 각각 갖는 이른바 다이렉트 AC LED 드라이버들이 예시된다. 어레이(4)는 정류된 메인즈 전압(VDC)(2)으로부터 공급받으며, 여기서 접지-측 전류 소스(8)(ILED)는 일정한 전류를 생성한다.
도 1에서 도시된 예시에서, 세그먼트들(6)은, 예를 들어, 어레이(4)에 걸쳐서 존재하는 순시 전압에 대응하는, MOSFET들서 실현될 수 있는 스위칭 엘리먼트들(SW1 내지 SW3)에 의해 단락된다.
도 2에서 도시된 구성에서, 세그먼트 탭들(7)은 스위칭 엘리먼트들(SW1 내지 SW3)에 의해 어레이(4)에 걸친 순시 전압에 대응하는 공통 전류 소스(8)(ILED)에 연결된다. 제어 유닛(CRL)은 순시 전압에 대해 적절히 다수의 세그먼트들(6) 간에 전류를 분배할 목적에 쓰인다. 전류 소스(8)(ILED)는 순시 메인즈 전압(VDC)에 대응하게 선택적으로 변조될 수 있다.
본 발명에 따라 세그먼트들의 순방향 전압에 대한 스위칭 임계치들의 자동 매칭이 아래에서 설명될 것이다.
도 3은 각각의 세그먼트(6)에서 임의의 원하는 수의 LED들(5)을 포함하는 LED 어레이(4)의 3개의 세그먼트들(6)(LED-S1 내지 LED-S3)의 예를 이용하는 원리를 도시한다. 세그먼트들(6)의 수는 원하는 대로 증가될 수 있으며, 이는 도면에서 세그먼트(6)(LED-S3)의 연결(7)에서 점선에 의해 예시된다. 마찬가지로, 세그먼트(6) 당 LED들(5)의 수는 자유롭게 선택 가능하다.
세그먼트(LED-S1)(6)의 "상위" LED(5)의 애노드는 공급 전압(VDC)(2), 즉 정류된 메인즈 전압에 연결된다. 어레이(4)의 각각의 세그먼트(6)는 제 1 및 제 2 연결(7)을 갖는다. 도 3에서, 제 1 세그먼트(6)의 제 1 연결은 전압(VDC)에 연결된다. 제 1 세그먼트(6)의 제 2 연결(7)은 어레이(4)의 다음 세그먼트(6)의 제 1 연결에 연결된다. 또한, 이 제 2 연결(7)은 스위칭 수단(9, 10, ...)에 연결된다.
전체 LED 어레이(6)는 스위치 온 및 오프될 수 있는 이들 스위치 수단(9, 10)을 통해 공통 접지-측 전류 소스(8)(ILED)로부터 공급받는다. 전류 소스(8) 위에, 예를 들어, 각각의 전류 경로(n)에 대한 스위칭 수단으로서, MOSFET들, 바이폴라 트랜지스터들 또는 IGBT들에 의해 형성되는 이른바 캐스코드 엘리먼트들(TC1 및 TC2)(9, 10)이 있다. 2개의 트랜지스터들의 직렬 회로가 캐스코드로서 지칭되며, 여기서 (n-채널 또는 NPN 트랜지스터의 경우) "하위" 트랜지스터는 제어 기능을 수행하는 반면에, "상위" 트랜지스터는 절연 내력(dielectric strength) 및/또는 출력 임피던스를 증가시키기 위해 이용된다.
각각이 n-차 LED 세그먼트(6) 및 적어도 하나의 n-차 스위칭 수단(9 또는 10)을 포함하는 어레인지먼트 내의 n개의 스테이지들이 이러한 방식으로 수행된다. 제 1 스테이지는 어레이(4)의 제 1 세그먼트(6) 및 제 1 스위칭 수단(9)을 포함한다. 또한, 제 1 스위칭 수단(9)을 작동시키는 다른 엘리먼트가 또한 포함될 수 있다. 도 3에서 도시된 예에서, 이것은 제 1 비교기 또는 증폭기(11)(AMP1)이다.
캐스코드 엘리먼트들(9, 10)은 전류 소스(8)에 걸친 전압(VQ)을 제한하고 LED 어레이(4)의 액티브 세그먼트들(6)의 순방향 전압과 순시 VDC 간의 차이 중 일부를 받아들인다(take up). 캐스코드 엘리먼트들(9, 10)에 인가되는 게이트 또는 베이스 전압(VGC)은 최대 전압(VC)을 결정한다. 이 전압을 낮게 유지하는 것이 자동 임계 적응(automatic threshold adaptation)에 유리하다.
세그먼트(LED-S1)(6)의 순방향 전압 미만의 값으로부터 시작하여 전압(VDC)(2)이 증가하는 경우, 우선, 세그먼트(LED-S1)(6)는 순방향 전압이 도달될 때 전류를 전도하기 시작할 것이다. 전류 소스(8)에 의해 제한되는 전류가 도달되고 VQ가 캐스코드 엘리먼트(9, 10)에 의해 제한된 값에 도달하는 경우, VDC(2)에서의 추가의 증가 시에, 세그먼트 전압(VS1)은 증가하는 반면에, VQ는 대략 일정하게 유지된다.
우선, 세그먼트(LED-S2)(6)를 통해 흐르는 전류가 없고, 세그먼트 전압(VS2)은 대략적으로 전압(VQ)에 대응한다.
VDC가 LED-S1(6) 및 LED-S2(6)의 순방향 전압들의 합에 도달하는 경우, LED-S2(6)는 또한 전도하기 시작하고, 전류는 TC1(9) 및 TC2(10) 간에 분할된다. 합산 전류는 또한 공통 전류 소스(8)(ILED)에 의해 결정된다. VDC(2)의 추가의 증가 시에, 전압(VS2)은 이제 VQ에 비해 증가한다. 이러한 증가는 LED-S2(6)가 전도하고 있고 TC1(9)을 통해 전류 경로가 연결해제될 수 있다는 것을 표시한다. 연결해제는 예를 들어, 증폭기 또는 비교기(11)(AMP)를 통해 발생할 수 있으며, 이 증폭기 또는 비교기(11)(AMP)의 비교값은 전압(VQ) 초과의 세팅 가능한 크기(settable magnitude)이다. 스위칭 지점 주위의 발진들을 방지하기 위해, 히스테리시스(hysteresis)를 비교기(11)에 제공하는 것이 바람직하다. 이는 특히 비교적 높은 저항을 갖는 MOSFET들이 캐스코드 엘리먼트들(9, 10)로서 이용되는 경우에 적용된다. 바이폴라 트랜지스터들을 이용할 때, 상기 바이폴라 트랜지스터들의 베이스 전류가 제한될 필요가 있다.
예를 들어, 증폭기 또는 비교기 대신 점진적인 증폭을 갖는 단순 인버터에 의한 점진적인 연결해제는 전환 동작들(switchover operations)로 인한 가능한 노이즈 방출을 방지하는데 유리하다.
TC1(9)의 스위칭 없이 TC2(10)에 의한 전류의 수취(takeover)는 마찬가지로 도 4에서 예시된 바와 같이 인가되는 제어 전압 VG2 > VG1에 의해 가능하다. 세그먼트(LED-S2)(6)가 전도하게 될 때, TC2(10)는 전압(VQ)을 증가시키고 TC1(9)은 자동으로 턴 온된다. 그러나 VG2(14) 및 VG1(13) 간의 전압 차이는 TC1(9)이 안전하게 턴 오프되도록 충분히 높을 필요가 있으며, 이는 특히 비교적 높은 저항을 갖는 MOSFET들을 통합하고 이용할 때 중요하다.
비교적 많은 수("n")의 LED 세그먼트들의 경우에, 이는 제어 게이트 전압들(VG1 내지 VGn)의 상당한 "스캐터(scatter)"를 초래할 수 있다. 그러므로 앞선 전류 경로들의 연결해제와 등급화된 작동 전압들의 결합이 유리하다.
LED 어레이(4)가 2개 초과의 세그먼트들(6)로 구성되는 경우, 설명된 절차는 후속 스테이지들 또는 전류 경로들(n+1, n+2 ... 등)에 대한 VDC(2)의 추가의 증가와 더불어 반복된다. 어레이(4)의 "마지막" 세그먼트(6)에 대해, 캐스코드 엘리먼트(9, 10)는 절대적으로 필수적인 것이 아니라, 전압(VQ)을 제한하기 위한 회로의 견지에서 유리하다. 이 마지막 캐스코드 엘리먼트(9, 10)는 스위칭될 필요가 없다. 도 3은 예로서, 2개의 캐스코드 엘리먼트들(9 및 10)을 예시한다.
VDC(2)가 그의 진폭을 초과하고 재차 전압의 감소가 있으면, 캐스코드 엘리먼트들(9, 10)은 동일한 회로에 있어서의 순시 전압에 대응하게 역순으로 다시 작동된다.
도 5는 동일한 수의 LED들(5)을 갖는 4개의 세그먼트들(6)로 구성되는 LED 어레이(4)의 예를 이용하는, 절반 기간 동안의 전압 프로파일들을 도시한다. 예시에서, 그리드-측 AC 전압(2)의 제로 크로싱(zero crossing) 주위의 영역에서는 어떠한 LED(5)도 동작되지 않고 어떠한 LED 전류 흐름도 없다. 양의 절반-사이클의 시간의 추가의 과정에 걸쳐서, 세그먼트 VLED-S1(6)의 LED들(5)의 순방향 전압들이 도달되고, 전류가 세그먼트 VLED-S1(6)를 통해 흐르고, 그에 따라 이 세그먼트(6)가 일루미네이팅할 때까지 전압(VDC)(2)은 증가한다. 양의 절반-사이클의 추가의 과정에 걸쳐서, 세그먼트들(VLED S1(6) 및 VLED S2(6))의 LED들(5)의 순방향 전압들이 도달될 때까지 전압(VDC)(2)은 계속 증가한다. 이 시간 이후, 전류는 또한 세그먼트(VLED S2)(6)를 통해 흐르며, 이 세그먼트(VLED S2)(6)는 이제 마찬가지로 일루미네이팅한다.
이 절차는 모든 세그먼트들(6)(VLED-S1 내지 VLED-S4)이 이들을 통해 전류가 흐르게 되고 일루미네이팅할 때까지 추가로 예시된다. 전압(VDC)(2)의 최대치가 도달되면, 이 전압은 사인곡선으로 감소하며, 이는 세그먼트(VLED-S4)(6)의 순방향 전압이 더 이상 도달되지 않게 한다. 이는 세그먼트(VLED-S4)(6)의 전류 흐름의 중단 및 이에 따른 그의 연결해제를 초래한다. 이어서, 세그먼트들(VLED-S3(6), VLED-S2(6) 및 VLED-S1(6))은, 어레이(4)를 통해 더 이상 전류가 흐르지 않는다는 것의 결과로서 연속적으로 연결해제된다.
동일한 세그먼트들(6)을 갖는 실시예가 본 출원의 제공을 위해 유리할 수 있지만, 방법의 기능을 위한 전제조건은 아니다. 전류 소스(8)에 걸친 전압(VQ) 강하는 더 양호한 이해를 이유로 예시에 포함되지 않는다.
도 3, 도 4 및 도 6은 제어 입력을 갖는 일정한 전류 소스(8)를 도시하며, 이를 통해 일정한 전류가 제어될 수 있다. 따라서, 일정한 전류 소스의 전류 프로파일은 예를 들어, 입력 전압(VDC)(2)에 의해 정류된 맥동(pulsating) 입력 전압의 사인곡선 전류 프로파일에 선택적으로 매칭될 수 있다. 이러한 매칭은 이른바 분열성 고조파들(disruptive harmonics)의 감소로 인한 전력 팩터의 개선을 야기시킨다.
위상-게이팅 방법(phase-gating method)(트리악) 또는 위상-초핑 방법(phase-chopping method)(MOSFET 또는 IGBT)에 의해 동작하는 디머(dimmer)를 이용한 LED 조명기구(luminaire)의 동작을 위해, 전류 경로는 캐패시터를 충전하기 위해 제공될 필요가 있으며, 이는 메인즈 전압의 절반-사이클 내에서 전류 흐름 각도(current flow angle)를 결정한다.
이전에 설명된 회로(1)는 단지, 제 1 LED 세그먼트(6)의 순방향 전압이 도달되었을 때 전류를 전도하고, 이어서 시간 결정 캐패시터(time determining capacitor)만이 충전될 수 있다. 그에 따라, 추가의 조치들 없이, 디머를 통해 달성될 수 있는 최대 전류 흐름 각도는 감소된다. 이러한 단축(shortening)을 방지하기 위해, 메인즈 전압(VDC)이 제 1 세그먼트(6), 예를 들어, LED-S1의 순방향 전압보다 훨씬 더 낮을 때 이미 활성인 부가적인 전류 경로를 설계하는 것이 유리하다.
이 전류는 LED들(5) 그 자체들을 작동시키기 위해 이용되지 않기 때문에 "분압기 전류(bleeder current)"로서 지칭된다. 도 6에서, 도 4에서 도시된 회로는 동일한 원리에 따라 비교기 또는 증폭기(15)(AMPBL) 및 캐스코드 또는 스위칭 엘리먼트(TCBL)(16)에 의해 확장되었다. VDC가 세그먼트 LED-S1(6)의 순방향 전압을 초과할 때까지 분압기 전류가 흐른다. 이러한 경우에, 전압(VS1)은 증가하고, 비교기(15)(AMPBL)는 분압기 경로를 비활성화(deactivate)시킨다. TCBL(16)이 활성화인 동안, 전류 소스(ILED)(8)는 분압기 전류를 제공한다.
설명된 토폴로지의 극성은 반전될 수 있는데, 즉, 전류 소스(8)는 이후 양의 공급 전압(VDC)(2)에 연결되고 "최하단" LED(5)의 캐소드는 음의 공급기(GND)에 연결된다. 마찬가지로, 높은-측 전류 소스가 접지-측 또는 플로팅-전위 전류 센서에 의해 제어되는 것이 쉽게 가능하다.
LED들의 작동 동안 본 발명에 따른 이른바 전류 갭들의 충진은 도 7에서 도시된 회로 어레인지먼트를 참조하여 아래에서 설명된다.
캐스코드 엘리먼트(9)가, 앞서 설명된 바와 같이, 전압(VDC)(2)의 증가의 경우에 전류 소스 ILED(8)의 전류를 전도시키자 마자, 그의 전압 강하는 다음 캐스코드 엘리먼트(10)가 전류를 넘겨받을 때까지 액티브 세그먼트(들)(6)(LED-S1, ...)의 합산 전압과 전압(VDC) 간의 차이에 대응하게 증가한다. 엘리먼트(9)의 선형 범위에서 이 전류 흐름은 캐패시터(17)를 충전하는데 이용될 수 있다. 충전 전압은 합산 전류 및 LED 세그먼트들(6)의 전류 흐름이 손상됨 없이 "다음" 세그먼트(6)(예를 들어, LED-S2)의 순방향 전압까지의 전압일 수 있다. 이 충전 동작은 도 7에서 예시되지 않은 대응하는 복수의 캐패시터들(17)을 통해 복수의 캐스코드 엘리먼트들(9, 10)에 대해 또는 단일 캐스코드 엘리먼트에 대해 수행될 수 있다.
캐패시터(17)가 전압(VDC)의 상승 에지 동안 다음 세그먼트(6)(예를 들어, LED S2)의 순방향 전압까지 충전되지 않는 경우, 그것은 캐패시터(17)에 걸친 전압과 순시 전압(VDC) 간의 전압 차이가 캐패시터(17)에 걸친 전압 그 자체보다 여전히 더 크기만 하면 전압(VDC)의 하강 에지 동안 추가로 충전될 수 있다.
세그먼트들(6)의 LED들(5)을 동작하기 위한 "정규" 경로와 캐패시터(17) 또는 추가의 캐패시터를 충전하기 위한 경로 간의 전류의 분배는 유리하게는, LED 세그먼트들(6)의 순방향 전압들에 대한 자동 매칭을 위해 앞서 설명된 것과 동일한 방법에 따라 발생한다.
이 경우에, 캐패시터(17)는 가변 전압을 갖는 세그먼트와 동일한 방식으로 행동한다. 도 7은 에너지 비축 캐패시터(CER) 및 2개의 LED 세그먼트들(LED-S1 및 LED-S2)에 대한 대응하는 회로 세부사항을 도시한다. 전압(VDC)이 제 1 세그먼트(LED-S1)(6)의 순방향 전압을 초과할 때, 전압(VS1)은 증가하고 캐패시터(CER)(17)는 캐스코드 엘리먼트(TCC)(20)를 통해 충전된다. VDC가 캐패시터(CER)(17)에 걸친 전압보다 더 빨리 증가하기만 하면, 노드(VCER)(19)에서의 전위 또한 증가되고 제 1 제어 유닛(AMP1)(11)은 제 1 스위치(TC1)(9)를 스위치 오 프하고, 전류 소스(ILED)(8)의 총 전류는 캐패시터(CER)(17)를 충전하기 위해 이용된다.
캐패시터(CER)(17)가 총 전류를 받아들일 수 있게 되기에는 VDC의 전압의 증가가 충분히 급격하지 않은 경우, 노드(VCER)(19)에서의 전압은 감소되고 스위치(TC1)(9)는 활성이 된다. 캐스코드 엘리먼트들로서 실현되는 스위치들(9, 10 및 20)의 선형 작동은, 예를 들어, 전자 스위치들(TCC(20) 및 TC1(9)) 간의 전류의 앞뒤로의 스위칭을 방지하기 위해 비교기들을 이용한 스위칭에 비해 여기서 특히 유리하다.
전압(VDC)이 세그먼트들(LED-S1)(6) 및 LED-S2(6)의 순방향 전압들의 합에 도달할 때, 전압(VS2)은 증가하고, 캐패시터(CER)(17)의 충전 동작이 종료된다. 스위치(TC1)(9)는 이미 스위치 오프되었거나 노드(VCER)(19)에서 전압의 증가에 의해 스위치 오프된다. 필요한 경우, 전압(VS2)은 또한 부가적으로 스위치(TC1)(9)를 비활성화시키기 위해 이용될 수 있다.
모든 LED 세그먼트들(6)이 활성인 경우, 캐패시터는 세그먼트들 VLED(VLED = VLED-S1 + VLED - S2 + VLED - S3 + ... VLED - Sx)의 순방향 전압들의 합과 AC 입력 전압들(VDC) 간의 차이로부터 충전될 수 있다. 진폭의 영역에서 메인즈 전압의 프로파일은 상당히 평탄하고 이에 따라, 캐패시터(예를 들어, CER(17))를 충전하는데 이용 가능한 시간은 상대적으로 길기 때문에, 비교적 많은 양의 전하가 여기서 캐패시턴스 상에 누적될 수 있다.
다음 LED 세그먼트(6)(예를 들어, LED-S2)가 활성이 될 때 캐패시터(예를 들어, 17)의 충전 동작을 중단시키는 것이 절대적으로 필수적인 것이 아니라, 오히려 캐패시터(17)는 또한 2개 또는 그 초과의 세그먼트들(6)과 동시에 충전될 수 있다. 이는 수반되는 회로 복잡도를 단순하게 할 뿐만 아니라, 깜박거림 지수(flicker index), 즉 총 전류 ILED의 파형에 기초하는 광속(luminous flux)의 상대적 리플을 증가시킨다.
도 8에서 예시되는 일 실시예에서, 이 제 1 캐패시터(17) 외에도, 제 2 캐패시터(18)가 회로에 배열되고 위에서 설명된 방식으로 충전된다.
캐패시터(17)에 또는 캐패시터들(17 및 18)에 저장된 에너지 중 일부는 2배의 선 주파수(line frequency)에서 발생하는 광속의 리플을 감소시키는데, 특히 전압(VDC)이 개별 세그먼트(6)(LED-S1)의 순방향 전압 아래로 떨어질 때 발생하는 통전 갭을 좁히(close)는데 이용될 수 있다. 이 목적을 위해, 캐패시터 전압이 적어도 하나의 LED 세그먼트(6)의 순방향 전압보다 더 높게 되는 것이 필수적이다. 회로의 치수들에 의존하여, 방전 동작 동안 서로 직렬로 캐패시터들(17, 18)을 연결하는 것이 필수적일 수 있다.
순차적으로 충전되고 방전되는, 전류 갭 충전을 위한 직렬의 2개의 캐패시터들(17 및 18) 및 4개의 세그먼트들(LED-S1 내지 LED-S4)을 갖는 가능한 어레인지먼트가 도 8에서 도시된다. 예시를 단순하게 하기 위해, 분압기 전류는 도 8에서 고려되지 않았다. 도 6으로부터 알려진 이러한 회로 부분은 도 8에서 도시된 어레인지먼트에서 또한 이용될 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
전압(VDC)이 증가하면, 제 1 캐스코드 엘리먼트들(TC1(9), TC2(10) 및 TC3(21))은 연속적으로 전도성이 되고, 일정한 전류 소스 ILED(8)의 전류는 동일한 순서로 세그먼트들(6)(LED-S1, LEDS1 + LED-S2 및 LED-S1 + LED-S2 + LED-S3)를 흐른다. 전압(VS3)이 캐패시터(CER1)(17)에 여전히 남아있는 전압들과 다이오드(D1)(22)의 다이오드 순방향 전압의 합에 도달하는 경우, 충전 전류는 캐패시터(CER1)(17)에 공급되고, 전압(VDC)의 추가의 증가의 경우에, 캐패시턴스(CER1)에 걸친 전압(VCER1)이 또한 증가한다. 제어 유닛(AMP3)(23)이 스위치(TC3)(21)를 턴 온하고, 전류 소스(ILED)(8)의 총 전류는 캐패시터(CER1)(17)를 충전하는데 이용 가능하다.
이를 위한 전제조건은 전압의 변화 dVDC/dt가 전류 ILED(8)의 경우에서의 변화 dVCER1/dt보다 더 크다는 것이다. 이에 따라, 캐패시터(CER1)(17)는 충분히 크도록 선택될 필요가 있다. 이 조건이 충족되지 않는 경우, 전류 소스(ILED)(8)의 전류는 캐스코드 엘리먼트들(TC3(21) 및 TC1(20)) 간에 분할되고, 그 만큼의 전류만이 캐패시턴스(CER1)(17)를 충전하기 위해 이용되어 dVCER1/dt 및 dVDC/dt는 동일하게 된다. 그러나 세그먼트(6)의 LED들(5)의 통전은 이것에 의해 영향을 받지 않는다.
전압(VDC)에서 추가의 증가 이후에, 세그먼트(6)(LED-S4)의 순방향 전압이 또한 초과되는 경우, 캐패시턴스(CER1)(17)의 충전 동작은 제어 유닛(AMPC1)(24) 및 스위치(TCC1)(20)의 스위칭 동작에 의해 종료된다. 캐패시턴스(CER2)(18) 상에 남아있는 전압(VCER2)과 다이오드(D2)(25)의 다이오드 순방향 전압의 합이 도달될 때까지, 스위치(TC4)(26)는 전류 소스 ILED(8)의 전류를 전도한다. 이어서, 캐스코드 엘리먼트들(TC4(26) 및 TCC2(27))의 스위치들(TC3(21) 및 TCC1(20))에 대해 위에서 설명된 동작이 반복되고 캐패시턴스(CER2)(18)가 충전된다. 전압(VDC)이 어느 정도 다시 떨어졌고 그의 진폭이 초과되었다면, 이 충전 동작은 종료되고, 다이오드(D2)(25)는 턴 온프된다. 이어서 스위치(TC4)(26)가 재차 전류 소스(ILED)(8)의 전류를 넘겨받는다. 캐스코드 엘리먼트(TCC2)(27)는 작동되도록 요구되는 것이 아니라, 연속적으로 활성일 수 있다. 이는 예를 들어, 이 MOSFET 스위치(27)의 게이트가 전압(VDC)에 연결된다는 사실에 의해 달성될 수 있다. 다이오드들(D1(22) 및 D2(25))은 전압(VDC)의 하강 에지의 경우에 캐패시터들(CER1(17) 및 CER2(18))의 방전을 방지한다.
캐패시턴스들(CER1(17) 및 CER2(18))에 누적된 전하들은, 예를 들어, 전압(VDC)이 세그먼트(6)(LED-S1)의 순방향 전압 미만 또는 범위 내로 떨어지자 마자 세그먼트(6)(LED)(S4)를 통전하기 위해 이용된다. 이 목적을 위해 요구되는 제어 신호는 분압기 전류의 작동을 위해 위에서 이미 설명되고 연관된 도 6에서 예시된 것과 동일한 방식으로 획득된다.
일 실시예에서, 가능하게는, 에너지 비축을 제어하기 위한 유닛들(AMPER)(28) 및 AMPBL(15)이 하나의 유닛을 형성하도록 결합될 수 있다. 레벨 매칭을 위한 스테이지(LS)(29)는, 제어 신호(CRLER)를 이용하여, 서로 직렬로 캐패시터들(CER1(17) 및 CER2(18))을 연결하는 스위칭 엘리먼트(TER)(30)를 제어한다. 세그먼트(6)(LED-S4)는 이제 2개의 캐패시터들(17 및 18)의 합산 전압으로부터 공급받는다. 전류는 전류 소스(IER)(31)를 통해 정의된다. 전류 소스(IED)(31)는 임의의 원하는 지점에서의 방전 경로에 배열될 수 있다. 스위치(TER)(30)에 의해 직렬로 연결되는 캐패시턴스들(17 및 18)의 방전은 캐패시턴스(17)의 제 1 연결로부터 시작해서 세그먼트(LED-S4)(6)의 LED들(5), 제 5 스위치(TC4)(26), 제 6 스위치(TCC2)(27)를 통해 제 2 캐패시터(CER2)(18)의 제 2 연결로, 그리고 추가로 이 캐패시터(18)의 제 1 연결로부터, 전류 소스(IER)(31), 스위칭 엘리먼트(TER)(30)를 통해 제 1 캐패시터(17)의 제 2 연결로 발생한다.
회로의 견지에서 스위칭 엘리먼트(TER)(30)와 전류 소스(IER)(31)의 결합은 특히 통합된 해결책을 위해 유리할 수 있다.
도 9는 캐패시턴스들(17 및 18)이 서로 직렬로 연결될 때, 캐패시턴스들(CER1(17), CER(18)) 및 합산 전압(VCER1 + VCER2)에서의 전압 프로파일들을 예로서 예시한다.
도 9는 배경에서, 도 5로부터 이미 알려진 바와 같은 세그먼트 전압들(VDC, VS1, VS2, VS3 및 VS4)을 예시한다. 더 나은 이해를 위해, 도 9에서 도시된 전압-시간 프로파일의 하위 영역만이 도 10에서 더 상세히 확대된 형태로 예시된다.
이 예에 대해서, 캐패시턴스(CER2)(18)는 커패시턴스(CER1)(17)보다 더 크다고 가정된다. 그러나 이 가정은 회로의 기능을 위해 필수적이진 않다.
방전 전류(IER(31))를 위한 일정한 전류 소스의 치수조정(dimensioning)은, 최소 공급 전압(VDC)의 경우에, 합산 전압이 방전 동작의 종료 시에 세그먼트(6)(LED-S4)의 순방향 전압보다 훨씬 더 높게 되는 방식으로 이루어져야 한다. 이는 전류가 전체 갭 동안 최대 레벨로 일정하게 유지되고 LED들(5)의 선택된 토폴로지에 관한 회로의 효율이 최대라는 것을 보장한다.
보다 높은 공급 전압(VDC)의 경우에, 보다 많은 전하가 캐패시터(CER2)(18)에 저장되기 때문에, 공급 VDC의 레벨 또는 VDC와 LED 어레이(4)의 순방향 전압 간의 전압 차이에 의존하는 소스(IER)(31)의 전류의 제어가 또한 유리하다.
예로서, 세그먼트(6)(LED-S1)가 통전되도록 전압(VDC)이 다시 충분히 높아질 때 방전 동작은 종료된다. 양 측들로 연장되는 방전 동작은, 소스(ILED)(8)의 전류가 전력 팩터를 개선하도록, 즉, 순시 전압(VDC)에 의존하여 라인 전류의 고조파 성분을 감소시키기 위해 제어되는 경우 편리하게 될 수 있고, 세그먼트(6)(LED-S1)의 전류는 초기에 소스(IED)(31)의 전류보다 더 낮다. 캐패시턴스들(CER1(17) 및 CER2(18))에서 이용 가능한 전하가 제한될 때, 소스(IER)(31)의 전류는, 방전 시간이 연장되는 경우 감소될 필요가 있다.
설명된 동작은 각각의 절반-기간에 반복된다.
대안적으로, 실시예들은 다음과 같다:
- 적어도 하나의 LED 세그먼트(6)의 추가의 세그먼트화, 그 결과 단일 캐패시터(17)의 전압은 이러한 타입의 서브세그먼트를 통전하기에 충분함,
- LED 어레이(4)의 세그먼트들(6)의 상이한 순방향 전압, 그 결과 개별 캐패시터(17)의 전압은 비교적 낮은 순방향 전압으로 세그먼트(6)를 통전하기에 충분함,
- 에너지 비축으로부터 통전되는 별개의 LED(5) 또는 LED 어레이(4),
- 마지막 LED 세그먼트(6)와 상이한 LED 세그먼트를 통전하기 위한 에너지 비축의 이용.
1 LED 작동 어레인지먼트
2 입력
3 출력들
4 LED 어레이
5 LED
6 세그먼트
7 연결/종료
8 일정한 전류 소스
9 제 1 전자 스위치
10 제 2 전자 스위치
11 제 1 제어 유닛
12 제 2 제어 유닛
13 제 1 기준 전압
14 제 2 기준 전압
15 "분압기 전류"를 위한 비교기/증폭기(AMPBL)
16 스위칭 엘리먼트(TCBL)
17 제 1 충전 캐패시터(CER 또는 CER1)
18 제 2 충전 캐패시터(CER2)
19 노드(VCER)
20 제 3 전자 스위치
21 제 4 전자 스위치
22 다이오드(D1)
23 제 3 제어 유닛
24 제 4 제어 유닛
25 다이오드(D2)
26 제 5 전자 스위치
27 제 6 전자 스위치
28 비교기/증폭기(AMPER)
29 레벨 매칭
30 스위칭 엘리먼트(TER)
31 전류 소스(IER)
32 스위치-온 임계치
33 제 2 스위칭 임계치

Claims (5)

  1. 발광 다이오드들(5)을 작동시키기 위한 어레인지먼트(arrangement)(1)로서, AC 입력 전압이 인가될 수 있는 입력(2) 및 직렬로 연결되는 LED들(5)의 어레이(4)를 포함하고, 상기 어레이는 발광 다이오드들을 작동시키기 위해 상기 어레인지먼트(1)의 출력들(3)에 연결되고, 적어도 2개의 세그먼트들(6)로 분할되고, 상기 어레이(4)의 각각의 세그먼트(6)는 한쪽 단부(7)에서 일정한 전류 소스(8)에 적어도 간접적으로 연결되고,
    캐패시턴스(17)는 상기 일정한 전류 소스(8)와 제 1 세그먼트(6)의 한쪽 단부(7) 간에 전자 스위치(20)를 갖는 직렬 회로에 배열되고, 상기 캐패시턴스(17)의 제 1 연결은 상기 단부(7)에 연결되고, 상기 캐패시턴스(17)의 제 2 단부는 상기 스위치(20)에 연결되고, 상기 스위치(20)는 작동을 위해 제어 유닛(24)에 연결되고, 상기 캐패시턴스(17)의 제 2 연결은 추가의 스위치를 통해, 상기 일정한 전류 소스(8)에 그리고 상기 제 1 세그먼트 다음의 세그먼트(6)의 한 단부(7)에 연결되고, 상기 추가의 스위치는 작동을 위해 추가의 제어 유닛에 연결되는,
    발광 다이오드들을 작동시키기 위한 어레인지먼트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 2 캐패시턴스(18)는 상기 일정한 전류 소스(8)와 후속 세그먼트(6)의 한쪽 단부(7) 간에 전자 스위치(27)를 갖는 제 2 직렬 회로에 배열되는,
    발광 다이오드들을 작동시키기 위한 어레인지먼트.
  3. 발광 다이오드들을 작동시키기 위한 방법으로서,
    직렬로 연결되는 발광 다이오드들(5)의 어레이(4)가 제공되고, 상기 어레이는 세그먼트들(6)로 분할되고, 각각의 세그먼트(6)는 복수의 발광 다이오드들을 포함할 수 있고, 제 1 연결 및 제 2 연결(7)을 갖고, 상기 어레이는 상기 세그먼트들(6)이 정류된 AC 입력 전압(VDC)의 진폭에 의존하여 연속적으로 스위칭 온 및 오프되도록 하는 방식으로 상기 AC 입력 전압(VDC) 상에서 동작되고, 상기 AC 입력 전압(VDC)의 미리 세팅된 스위치-온 임계치(32)가 초과되는 경우에, 상기 AC 입력 전압(VDC)에 의해 공급받는 적어도 하나의 캐패시턴스(17)의 충전 동작이 시작되고, 상기 AC 입력 전압(VDC)의 제 2 스위칭 임계치(33)가 도달되지 못하는 경우에, 세그먼트(6)를 통해 상기 캐패시턴스(17)의 방전이 발생하는,
    발광 다이오드들을 작동시키기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위치-온 임계치(32)는 제 2 스위칭 임계치(33)보다 상기 AC 입력 전압(VDC)에 대해 더 높은 전압 값인,
    발광 다이오드들을 작동시키기 위한 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 캐패시턴스(17)의 방전은 상기 세그먼트(6)에 배열된 LED들(5) 중 일부를 통해서만 발생하는,
    발광 다이오드들을 작동시키기 위한 방법.
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