KR20190128197A

KR20190128197A - Led 조명 회로

Info

Publication number: KR20190128197A
Application number: KR1020197029902A
Authority: KR
Inventors: 마크 케셀스
Original assignee: 루미리즈 홀딩 비.브이.
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2019-11-15
Also published as: US20200077477A1; KR102645413B1; EP3597008A1; CN110383951A; US11044793B2; JP7093363B2; WO2018166856A1; EP3597008B1; JP2020510299A; CN110383951B

Abstract

본 발명은 반도체 광원들(L1)의 제1 어레이(S1) 및 반도체 광원들(L2)의 별개의 제2 어레이(S2); 반도체 광원들(LH)의 공유된 어레이(SH); 제1 어레이(S1) 및 공유된 어레이(SH)를 구동하도록 배열된 제1 구동기(11); 및 공유된 어레이(SH) 및 제2 어레이(S2)를 구동하도록 배열된 제2 구동기(12)를 포함하는 조명 회로를 설명한다. 본 발명은 이러한 조명 회로(1)를 제조하는 방법; 및 이러한 조명 회로(1)를 제어하는 방법을 추가로 설명한다.

Description

LED 조명 회로

본 발명은 LED 조명 회로; 이러한 LED 조명 회로를 제조하는 방법; 및 이러한 LED 조명 회로를 제어하는 방법을 설명한다.

백색 광의 색 온도를 증가 또는 감소시키는 능력은 유용한데, 더 낮은 색 온도들은 "따뜻한" 조명을 제공하고, 더 높은 색 온도들은 작업장 조명에 더 잘 맞는 "차가운" 조명을 제공한다. 백열 램프 또는 할로겐 램프와 같은 통상적인 광원의 색 온도는 색 공간의 색도도 내의 흑체 궤적에 의해 설명될 수 있고, 색 온도는 일반적으로 켈빈 온도로 표현된다.

발광 다이오드들(LED들)은 그들의 낮은 전력 소비, 긴 수명, 및 낮은 비용으로 인해 통상적인 광원들을 대체하기 위해 사용된다. LED 광원은 일반적으로 LED들의 어레이, 예를 들어, LED들의 스트링 또는 병렬로 접속된 여러 개의 스트링들, 및 어레이에 전류를 공급하는 구동기를 포함한다. 구동기 전류는 일정한 DC 전류로서 또는 전력 소비를 더욱 감소시키기 위해 펄스폭 변조의 기술을 사용하여 공급될 수 있다. 단일 어레이는 특정한 색점 또는 색 온도와 연관된다. 어레이의 광 세기는 구동기 전류를 원하는 대로 증가 또는 감소시킴으로써 및/또는 구동기 전류의 PWM(펄스폭 변조) 파라미터들을 조정함으로써 조정될 수 있다.

하나보다 많은 색의 광을 출력할 수 있는 LED 램프는 각각 상이한 색점을 갖는 적어도 2개의 어레이들을 필요로 한다. 각각의 구동기의 전류를 레귤레이트함으로써, 색들과 세기들을 혼합하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상이한 색점들의 3개의 LED 어레이들에 3개의 구동기들을 사용하여, 그 조명 회로의 색역 내의 어떤 색을 획득하는 것이 가능하다. 그러나, LED 칩들은 최근에 비교적 저렴해지고 있지만, 구동기는 LED 조명 회로용으로 상당한 비용 요인으로 남고 있다. 그러므로, 백열 램프의 디밍 거동을 모방하는 LED 램프를 제조하는 데 여전히 비용이 꽤 많이 든다. 단지 2개의 어레이들을 그래서 단지 2개의 구동기들을 사용하는 LED 조명 회로는 백열 램프의 고전적인 디밍 작동에 단지 근사할 수 있는데, 왜냐하면 하나의 색 온도로부터 다른 색 온도로의 전이는 흑체 궤적의 것과 같은 곡선 대신에, 색 공간 내의 직선을 따라야 하기 때문이다. 이러한 종래 기술의 LED 조명 회로의 디밍 거동은 그러므로 소비자에 의해 "어색한 것"으로서 인지될 수 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은 위에 설명된 문제들을 극복하는 대안적인 LED 조명 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 청구항 1의 조명 회로에 의해; 청구항 6의 조명 유닛에 의해; 이러한 조명 회로를 제조하는 청구항 7의 방법에 의해; 및 이러한 조명 회로를 제어하는 청구항 12의 방법에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 조명 회로는 반도체 광원들의 제1 어레이 및 반도체 광원들의 별개의 제2 어레이; 반도체 광원들의 공유된 어레이; 제1 어레이 및 공유된 어레이를 구동하도록 배열된 제1 구동기; 및 공유된 어레이 및 제2 어레이를 구동하도록 배열된 제2 구동기를 포함한다.

본 발명의 조명 회로의 장점은 그것이 단지 2개의 구동기들을 필요로 하더라도, 그것이 3개의 구동기들을 갖는 조명 회로로서 거동하도록 제어될 수 있다는 것이다. 구동기들 및 LED 어레이들의 이 구성은 조명 회로에 의해 발생된 광의 색점이 임의의 경로 - 심지어 곡선 경로를 - 2차원 xy 색 공간을 통해, 그리고 임의의 레벨의 광도로 따르는 것을 가능하게 한다. 대조적으로, 각각의 어레이용으로 별개의 구동기를 갖는 2-어레이 조명 회로는 색 공간을 통한 단지 "직선" 궤적을 달성할 수 있고, 일련의 직선 선분들에 의해 곡선 궤적에 근사할 수 있다.

본 발명의 조명 유닛 또는 조명 기구는 이러한 조명 회로를 포함한다. 어레이들 각각 내의 LED들의 선택에 따라, 본 발명의 조명 기구는 백열 전구와 같은 통상적인 광원의 색 특성들을 정밀하게 모방할 수 있다.

본 발명에 따르면, 이러한 조명 회로를 제조하는 방법은 색 공간 내의 색 삼각형을 선택하는 단계; 색 삼각형의 정점들과 연관된 색점들을 결정하는 단계; 색점들에 기초하여 어레이들의 반도체 광원들을 선택하는 단계; 제1 어레이 및 공유된 어레이를 구동하기 위해 제1 구동기를 배열하는 단계; 및 공유된 어레이 및 제2 어레이를 구동하기 위해 제2 구동기를 배열하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 이러한 LED 조명 회로를 제어하는 방법은 반복된 제어 패턴에 따라 구동기를 동작시키는 단계를 포함하고, 그 제어 패턴은 적어도, 제어 패턴의 각각의 기간 동안 구동기 전류의 진폭 및 지속기간을 특정한다.

종속 청구항들 및 다음의 설명은 본 발명의 특히 유리한 실시예들 및 특징들을 개시한다. 실시예들의 특징들은 적절한 대로 조합될 수 있다. 하나의 청구항 카테고리의 맥락에서 설명된 특징들은 또 하나의 청구항 카테고리에 동등하게 적용할 수 있다.

반도체 광원 어레이는 임의의 수의 반도체 광원들을 포함할 수 있다. 본 발명의 조명 회로의 반도체 광원은 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD), 또는 기타 적합한 반도체 광원일 수 있다. 다음에서, 그러나 본 발명을 어떤 식으로 제한하지 않고서, 반도체 광원은 LED라고 가정할 수 있다. 본 발명의 조명 회로는 백열 램프 또는 유사한 것의 조명 품질을 모방하기 위해 사용될 수 있기 때문에, 본 발명의 양호한 실시예에서, 하나의 어레이는 백색 LED들을 포함하고 다른 어레이들은 전체 광 출력의 색점을 조정하기 위해 사용될 수 있는 비백색 LED들을 포함한다. 바람직하게는, 3개의 어레이들의 LED 색들은 색 공간 내의 색 삼각형을 식별함으로써 선택되므로, 색 삼각형은 흑체 궤적을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 예를 들어, 제1 LED 어레이는 백색 LED들의 세트를 포함할 수 있고; 제2 LED 어레이는 오렌지색 LED들의 세트를 포함할 수 있고; 공유된 어레이는 녹색 LED들의 세트를 포함할 수 있다. 각각의 어레이의 LED들은 각각 동일한 특정한 색을 갖는, 본질적으로 동일한 LED들일 수 있고; 대안적으로, 보다 경제적인 방식으로, 어레이의 LED들은 조합하여 원하는 색을 달성하도록 선택될 수 있다. 이들은 다음에 설명되는 것과 같이, 색 공간 내의 흑체 궤적을 따르는 백색의 어떤 그림자를 본질적으로 달성하기 위해 함께 제어될 수 있다.

제1 구동기는 제1 LED 어레이 및 공유된 LED 어레이를 "피드"하지만, 제2 구동기는 공유된 LED 어레이 및 제2 LED 어레이를 "피드"한다. 특정한 구동기로부터의 전류가 단지 그것의 2개의 어레이들을 구동하는 것을 보장하기 위해, 공유된 어레이는 바람직하게는 2개의 정류 다이오드 배열들을 포함한다. 정류 다이오드 배열은 구동기와 공유된 어레이의 발광 다이오드들 사이에 배열된 단일 정류 다이오드를 포함할 수 있다. 동일하게, 이러한 정류 다이오드 배열은 2개 이상의 직렬 접속된 정류 다이오드들, 또는 2개 이상의 병렬 접속된 정류 다이오드들을 포함할 수 있다. 바꾸어 말하면, 정류 다이오드 배열의 캐소드(들)는 공유된 어레이의 LED 스트링의 제1 애노드에 접속된다. 각각의 정류 다이오드 배열은 공유된 어레이의 LED들을 통해 구동기로부터의 전류 경로의 방향을 정한다. 대안적인 실시예에서, 정류 다이오드 배열은 LED 어레이의 마지막 캐소드와 공유된 어레이의 마지막 캐소드 사이에 배열될 수 있다. 정류 다이오드 배열은 정류 다이오드들로서 기능하기 위해 LED들을 이용할 수 있다. 이것은 LED들이 비교할만한 정류 다이오드들보다 저렴한 경우에 선호될 수 있다.

구동기에 의해 제공된 전류는 2개의 어레이들 사이에 분리되기 때문에, 본 발명의 양호한 실시예에서 이들은 그들 각각의 구동기들에 정합된 어레이들을 제공하도록 조립된다. 바꾸어 말하면, 각각의 어레이의 다이오드들은 순방향 전압들의 합이 각각의 어레이에 대해 동일하도록 선택된다. 이것은 다수의 방식들로 달성될 수 있다. 예를 들어, LED 어레이들은 각각 동일한 순방향 전압을 갖는, 각각의 스트링 내의 동일한 수의 다이오드들을 사용함으로써 정합될 수 있다. 공유된 어레이 내에 정류 다이오드들을 사용하는 실시예에서, 예를 들어, 제1 어레이의 LED들은 공유된 어레이의 것과 동일한 총 순방향 전압에 도달하도록 선택될 수 있다. 동일한 것이 제2 어레이에 적용된다.

대안적으로, 제1 어레이는 제1 어레이와 공유된 어레이의 순방향 전압들을 정합하는 것 외에 다른 목적으로는 이용하지 않는 정류 다이오드를 포함시킬 수 있다. 정류 다이오드는 예를 들어, LED들의 스트링을 선행할 수 있다. 동일한 것이 이러한 정류 다이오드를 또한 포함할 수 있는 제2 어레이에 적용된다.

본 발명의 방법에서, 제1 구동기는 제1 어레이 및 공유된 어레이를 포함하는 회로 부분 내로 제1 전류를 주입하도록 동작되고; 제2 구동기는 공유된 어레이 및 제2 어레이를 포함하는 회로 부분 내로 제2 전류를 주입하도록 동작된다. 이 원리에 따라, 본 발명의 조명 회로는 광범위하게 다양한 제어 시퀀스들을 가능하게 한다. 각각의 구동기는 공유된 어레이를 구동하기 때문에, 그것이 "가상의" 제3 구동기가 존재하는 것처럼 거동하도록 조명 회로를 동작시키는 것이 가능하다. 단지 제1 구동기만이 "온"일 때, 제1 어레이는 제1 구동기 전류의 거의 반을 수신할 것이고, 공유된 어레이도 제1 구동기 전류의 거의 반을 수신할 것이다. 2개의 능동 어레이들은 본질적으로 동일한 전류를 수신하지만, 제2 어레이의 LED들은 전류를 수신하지 않는다. 단지 제2 구동기만이 "온"일 때, 제2 어레이는 제2 구동기 전류의 거의 반을 수신할 것이고, 공유된 어레이도 제2 구동기 전류의 거의 반을 수신할 것이다. 2개의 능동 어레이들은 본질적으로 동일한 전류를 수신하지만, 제1 어레이의 LED들은 전류를 수신하지 않는다. 제3 효과가 구동기들 둘 다를 동시에 동작시킴으로써 달성될 수 있다. 이러한 "중첩" 동안, 제1 어레이는 제1 구동기 전류의 거의 3분의 2를 수신할 것이고, 제2 어레이는 제2 구동기 전류의 거의 3분의 2를 수신할 것이고, 공유된 어레이는 제2 구동기 전류의 3분의 1뿐만 아니라 제1 구동기 전류의 거의 3분의 1을 수신할 것이다.

분명히, 공유된 어레이로부터의 색 기여가 많은 방식들로 조정될 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 제어 패턴은 제1 구동기 전류가 중첩 지속기간 동안 제2 구동기 회로와 중첩하도록 정해진다. 중첩 지속기간 및 비중첩 지속기간들(구동기들 중 하나만이 온일 때)의 길이, 및 제1 및 제2 구동기 전류들의 진폭들은 전체 조명 회로에 대한 특정한 원하는 색 및 특정한 광속을 달성하도록 제어 패턴의 각각의 부분에 대해 선택될 수 있다. 구동기는 설정된 "온-시간" 지속기간 동안 정전류 값을 제공하도록 제어될 수 있고, 또는 그것은 "온-시간" 지속기간 동안 온 상태와 오프 상태 사이에 신속하게 스위치하기 위해 펄스폭 변조를 사용하여 제어될 수 있다.

제어 시퀀스는 색 공간을 통한 점차적 "움직임", 예를 들어 흑체 궤적과 같은 궤적을 매끄럽게 따르는 움직임을 달성하기 위해 일련의 약간 상이한 전이 제어 패턴들을 적용할 수 있다. 이 방식으로, 특정한 조명 거동이 예를 들어, 백열 램프의 디밍 거동을 모방하도록 달성될 수 있다.

본 발명의 다른 목적들 및 특징들이 첨부 도면과 함께 고려된 다음의 상세한 설명들로부터 분명해질 것이다. 그러나, 도면은 단지 예시의 목적들을 위해 설계된 것이지 본 발명의 제한들의 정의로서 설계된 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다.

도 1은 간소화된 CIE 1931 색도 공간을 도시하고;
도 2는 본 발명의 조명 회로의 제1 실시예를 도시하고;
도 3은 본 발명의 방법에 의해 결정된 색 삼각형을 도시하고;
도 4는 본 발명의 조명 회로를 위한 예시적인 제어 패턴을 도시하고;
도 5는 본 발명의 조명 회로의 제2 실시예를 도시하고;
도 6은 본 발명의 조명 회로의 제3 실시예를 도시하고;
도 7 및 도 8은 종래 기술의 조명 회로들을 도시한다.
도면에서, 유사한 번호들은 전체에 걸쳐 유사한 물체들을 참조한다. 도면 내의 물체들은 반드시 축척에 맞게 그려지지 않았다.

도 1은 3차원 CIE 1931 색 공간(2)을 통한 색도도 또는 "슬라이스"를 간소화된 방식으로 도시한다. 외부 곡선 경계는 스펙트럴 궤적을 나타낸다. 흑체 궤적(BB) 또는 완전 복사체 궤적이 도시되는데, 일부 기준 색 온도들을 표시한다. 이 곡선은 일출(1800K)과 같은 따뜻한 적색을 띤 색으로부터 백열 램프(2848K) 및 주광 백색(5400K)의 것과 같은 황색을 띤 백색을 통해 청색-백색(무한)으로 연장한다. 디밍가능한 백열 램프와 같은 백색 광원이 그것의 밝기를 증가 또는 감소시키도록 제어될 때, 그것의 광 출력의 색은 본질적으로 흑체 궤적(BB)을 따를 것이다. 종래 기술의 LED 램프는 각각의 스트링이 상이한 색점을 갖는, 2개의 LED 스트링들을 사용하여 이 거동의 근사화를 달성할 수 있음으로써, 2개의 색점들이 색도도에서 표시된 직선 2D의 끝 점들에 대응하도록 선택된다. 이러한 조명 회로의 색 궤적은 직선 2D에 의해 정해진다. 그러나, 이 직선과 곡선 흑체 궤적(BB) 사이의 차이가 관찰자에 의해 인지될 수 있고, 거슬리거나 불쾌한 것으로 고려될 수 있는데, 왜냐하면 광원은 "예상된" 방식으로 거동하지 않기 때문이다.

도 2는 본 발명의 조명 회로(1)의 제1 실시예를 도시한다. 여기서, 제1 구동기(11)가 제1 어레이(S1) 및 또한 공유된 어레이(SH)를 구동하고, 제2 구동기(12)가 제2 어레이(S2) 및 또한 공유된 어레이(SH)를 구동하도록 배열된 LED들(L1, LH, L2)의 3개의 어레이들(S1, SH, S2)이 있다.

본 실시예에서, 제1 LED 어레이(S1)는 직렬 접속된 발광 다이오드들(L1)의 스트링을 포함하고, 제2 LED 어레이(S2)는 동일한 수의 직렬 접속된 발광 다이오드들(L2)을 포함한다. 어레이들(S1, S2)은 정합되는데, 즉 각각의 어레이(S1, S2)의 LED들(L1, L2)의 순방향 전압들의 합은 본질적으로 동일하다.

공유된 어레이(SH)는 직렬 접속된 LED들(LH)의 스트링을 선행하는 2개의 정류 LED들(LH0)을 갖는다. 각각의 정류 LED(LH0)는 구동기들(11, 12) 중 하나와 공유된 어레이(SH) 사이에 접속된다. 공유된 어레이(SH)의 직렬 접속된 스트링은 제1 또는 제2 스트링들(S1, S2) 각각보다 (적어도) 하나 적은 LED를 갖는다. 2개의 정류 LED들(LH0)은 정합되는데, 즉 이들 2개의 정류 LED들(LH0)의 순방향 전압들은 본질적으로 동일하다. 또한, 정류 LED들(LH, LH0)은 정류 LED들(LH0) 중 하나 및 직렬 접속된 LED들(LH)을 포함하는 스트링 내의 순방향 전압들의 합이 제1 스트링(S1)의 LED들의 순방향 전압들의 합과 동일하도록(그러므로 또한 제2 스트링(S2)의 LED들의 순방향 전압들의 합과 동일하도록) 선택된다.

조명 회로는 위에 도 1에서 설명된 흑체 궤적(BB) 상에 놓인 특정한 색을 발생할 수 있다. 이것은 스트링들(S1, S2, SH)의 LED들(L1, L2, LH, LH0)의 색점들의 특정한 선택에 의해, 그리고 특정한 전류 레벨을 발생하기 위해 각각의 구동기(11, 12)를 동작시킴으로써 달성된다. 스트링들(S1, S2, SH)의 LED들(L1, L2, LH, LH0)의 색점들(또는 색 온도들)이 도 3에 도시한 것과 같은 경계를 이루는 "색 삼각형"(3)을 정하도록 선택된다. 이 색도도는 흑체 궤적(BB)의 대응하는 섹션과 함께 도 1의 색 공간의 부분을 도시한다. 경계를 이루는 삼각형(3)은 3개의 정점들(31, 32, 33)에 의해 정해지고 그 조명 회로의 색역을 나타낸다. 정점의 좌표들은 LED 어레이(S1, S2, SH)의 색점에 대응한다. 각각의 어레이(S1, S2, SH)에 대한 색점의 적절한 선택에 의해, 흑체 궤적(BB)의 원하는 부분을 둘러싸는 특정한 삼각형(3)을 정하는 것이 가능하다.

제1 구동기(11)는 제1 어레이(S1)와 공유된 어레이(SH) 사이에 분할된 구동기 전류(I₁₁)을 제공하고, 제2 구동기(12)는 공유된 어레이(SH)와 제2 어레이(S2) 사이에 분할된 구동기 전류(I₁₂)를 제공한다. 구동기들 둘 다가 "온"일 때, 제1 어레이(S1)를 통하는 전류(I_S1)는 제1 구동기 전류(I₁₁)의 3분의 2이고; 제2 어레이(S2)를 통하는 전류(I_S2)는 제2 구동기 전류(I₁₂)의 3분의 2이고; 공유된 어레이(SH)를 통하는 전류(I_SH)는 제1 구동기 전류(I₁₁)의 3분의 1 더하기 제2 구동기 전류(I₁₂)의 3분의 1이다.

2개의 구동기들 중 단지 하나가 "온"일 때, 그 구동기로부터의 전류는 2개의 스트링들 사이에 동등하게 공유된다. 예를 들어, 제1 구동기(11)가 "온"이고 제2 구동기(12)가 "오프"일 때, 제1 어레이(S1)를 통하는 전류(I_S1)는 제1 구동기 전류(I₁₁)의 2분의 1이고; 제2 어레이(S2)를 통하는 전류(I_S2)는 0이고; 공유된 어레이(SH)를 통하는 전류(I_SH)도 또한 제1 구동기 전류(I₁₁)의 2분의 1이다. 통상의 기술자에게 공지된 것과 같이, 다이오드의 비선형 거동으로 인해, LED 스트링들(S1, S2, SH)에 의해 도출된 전류들(I_S1, I_S2, I_SH)은 정확히 구동기 전류(I₁₁, I₁₂)의 3분의 1, 2분의 1 등이 아닐 것이다.

제1 전류(I₁₁)와 제2 전류(I₁₂)의 특정한 조합을 발생하기 위해 구동기들(11, 12)을 적절히 동작시킴으로써, 조명 회로에 의해 출력된 광은 램프가 디밍되고 있는 동안 또는 그것의 밝기가 증가될 때 흑체 궤적(BB)을 따를 수 있다. 예시적인 조명 회로의 가능한 "색들"이 흑체 궤적(BB)에 가깝거나 그 위에 놓인 점들로서 도시된다. 색 삼각형(3) 내의 임의의 색이 가능하다.

도 4는 스트링들(S1, S2, SH)이 예시적인 특정한 제어 패턴(P)의 연속적인 기간들(P₁, P₂, P_both, P_off)에 따라 어떻게 활성화 및 비활성화될 수 있는지를 도시한 시간(㎳)에 대한 전류 I(㎃)의 간소화된 개략도이다. 도면의 상부 부분은 도 2의 공유된 스트링(SH)을 통하는 전류(I_SH)를 도시하고, 도면의 중간 부분은 제1 스트링을 통하는 전류(I_S1)을 도시하고, 도면의 하부 부분은 제2 스트링을 통하는 전류(I_S2)를 도시한다.

제1 구동기는 시간 t0으로부터 시간 tb까지 제1 전류(I₁₁)를 전달하고, 제2 구동기는 시간 ta으로부터 시간 tc까지 제2 전류(I₁₂)를 전달한다. 시간 ta로부터 시간 tb까지, 공유된 스트링(SH)에는 제1과 제2 구동기들 둘 다로부터 전류가 공급된다.

제1 구동기만이 기간(P₁)에서 "온"일 때, 제1 어레이를 통하는 전류(I_S1)는 제1 구동기 전류(I₁₁)의 거의 50%이고, 공유된 어레이를 통하는 전류(I_SH)도 또한 제1 구동기 전류(I₁₁)의 거의 50%이다. 이 기간 P₁에서, 제2 어레이의 LED들은 전류를 수신하지 않는다.

구동기들 둘 다가 기간(P_both)에서 "온"일 때, 제1 어레이를 통하는 전류(I_S1)는 제1 구동기 전류(I₁₁)의 거의 66%이고, 제2 어레이를 통하는 전류(I_S2)는 제2 구동기 전류(I₁₂)의 거의 66%이고, 공유된 어레이를 통하는 전류(I_SH)는 제1 구동기 전류(I₁₁)의 약 33%와 제2 구동기 전류(I₁₂)의 거의 33%의 합에 의해 주어진다.

제2 구동기만이 기간(P₂)에서 "온"일 때, 제2 어레이를 통하는 전류(I_S2)는 제2 구동기 전류(I₁₂)의 거의 50%이고, 공유된 어레이를 통하는 전류(I_SH)도 또한 제2 구동기 전류(I₁₂)의 거의 50%이다. 이 기간 P₂에서, 제1 어레이의 LED들은 전류를 수신하지 않는다.

제어 패턴(P)은 원하는 길이의 시간 동안 지속될 수 있고 디밍 시퀀스, 색 조정 시퀀스 등의 다른 적합한 제어 패턴들에 의해 선행되고 후행될 수 있다. 제어 패턴(P)은 구동기들 둘 다가 예를 들어, 오프인 "오프" 기간(P_off)을 포함할 수 있다. 구동기들의 전류 레벨들(I₁₁, I₁₂) 및 각각의 제어 시퀀스의 기간들(P₁, P₂, P_both, P_off)의 지속기간은 원하는 세기뿐만 아니라 원하는 색을 달성하도록 세심하게 선택될 수 있다. 물론, 도 4에 도시한 제어 시퀀스는 단지 예시적이고, 능동 구동기 전류들의 임의의 시퀀스 및 온/오프 시간들이 가능하다는 것을 이해할 것이다.

도 5는 본 발명의 조명 회로(1)의 제2 실시예를 도시한다. 그것은 도 2의 것과 유사하고, 단지 차이에 대해서만 여기에 설명한다: 도 2의 정류 LED들(LH0) 대신에, 공유된 어레이(SH)는 직렬 접속된 LED들(LH)의 스트링의 시작에 2개의 정류 다이오드들(RH)을 갖는다. 정류 다이오드들(RH)은 정합되는데, 즉 이들 2개의 다이오드들(RH)의 순방향 전압들은 본질적으로 동일하다. 또한, LED들(L1, L2, LH) 및 다이오드들(RH)은 총 순방향 전압이 각각의 어레이(S1, S2, SH)에 대해 본질적으로 동일하도록 선택된다. 정류 다이오드들(RH)은 거의 이상적인 것으로, 즉 비제로 순방향 전압을 갖는다면, 공유된 스트링(SH)은 도면에 표시된 것과 같은 추가의 LED를 포함할 수 있다.

본 실시예에서도 또한, LED들(L1, L2, LH)의 색점들은 위의 도 3에서 설명된 것과 같은 색 삼각형을 정하도록 선택될 수 있고, 구동기들(11, 12)은 색 삼각형 내의 특정한 색을 발생하고, 또는 색이 흑체 궤적(BB)을 따르게 하기 위해 LED 어레이들(S1, S2, SH)을 구동하도록 동작될 수 있다.

도 6은 본 발명의 조명 회로(1)의 제3 실시예를 도시한다. 그것은 도 5의 것과 유사하고, 단지 차이에 대해서만 여기에 설명한다: 제1 및 제2 스트링들(S1, S2) 각각은 직렬 접속된 LED들(L1, L2)의 스트링의 시작에 정류 다이오드(R1, R2)를 포함한다. 이것은 스트링들(S1, S2, SH)의 순방향 전압들을 정합하는 것을 더 용이하게 하고, 정류 다이오드들은 일반적으로 매우 저렴한 소자들이기 때문에 보다 더 경제적인 실현이다. 여기서 또한, LED들(L1, L2, LH)의 색점들은 위의 도 3에서 설명된 것과 같은 색 삼각형을 정하도록 선택될 수 있고, 구동기들(11, 12)은 색 삼각형 내의 특정한 색을 발생하고, 또는 램프가 디밍되거나 더 밝아질 때 색이 흑체 궤적(BB)을 따르게 하기 위해 LED 어레이들(S1, S2, SH)을 구동하도록 동작될 수 있다.

도 7은 2개의 LED 어레이들을 갖는 종래 기술의 조명 회로를 도시한다. 여기서, 2개의 별개의 회로들(70, 71)이 요구된다. 제1 회로(70)는 제1 구동기(700) 및 제1 색의 LED들(7A)의 스트링을 갖는다. 제2 회로(71)는 제2 구동기(710) 및 제2 색의 LED들(7B)의 스트링을 갖는다. 구동기(700, 710)는 구동기 전류 진폭을 증가 또는 감소시키는 것에 의해, PWM 파라미터들을 조정하는 것 등에 의해 그 자신의 LED 스트링의 광 출력을 단지 조정할 수 있다. 이러한 회로를 사용하여 달성가능한 색 공간 궤적은 도 1에 도시한 것과 같은 직선(2D)을 따를 것이다. 이 종래 기술의 실현은 그러므로 백열 램프의 색 거동을 모방하기엔 적합하지 않다.

도 8은 종래 기술의 조명 회로를 도시한다. 여기서, 3개의 별개의 회로들(80, 81, 82)이 요구된다. 제1 회로(80)는 제1 구동기(800) 및 제1 색의 LED들(8A)의 스트링을 갖는다. 제2 회로(81)는 제2 구동기(810) 및 제2 색의 LED들(8B)의 스트링을 갖는다. 제3 회로(82)는 제3 구동기(820) 및 제3 색의 LED들(8C)의 스트링을 갖는다. 이러한 회로를 사용하여 달성가능한 색 공간 궤적은 흑체 궤적을 따를 수 있지만, 추가의 제3 구동기의 비용이 든다. 이 종래 기술의 실현은 그러므로 바람직하지 않게 비싸다.

본 발명이 양호한 실시예들 및 그에 대한 변형들의 형태로 개시되었지만, 수많은 추가적인 수정들 및 변형들이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고서 그에 대해 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

명료성의 목적을 위해, 본원 전체에 걸친 단수 표현의 사용은 복수를 배제하지 않고, "포함하는"은 다른 단계들 또는 요소들을 배제하지 않는다는 것을 이해하여야 한다.

조명 회로 1
구동기 11, 12
색 공간 2
색 삼각형 3
정점 31, 32, 33
LED 어레이 S1, S2, SH
구동기 전류 I₁₁, I₁₂
어레이 전류 I_S1, I_S2, I_SH
발광 다이오드 L1, L2, LH, LH0
정류 다이오드 RH, R1, R2
제어 패턴 P
지속기간 P₁, P₂, P_both, P_off
흑체 궤적 BB
직선 궤적 2D
시간 t0, ta, tb
종래 기술의 회로 70, 71
종래 기술의 구동기 700, 710
종래 기술의 회로 80, 81, 82
종래 기술의 구동기 800, 810, 820

Claims

조명 회로(1)로서,
반도체 광원들(L1)의 제1 어레이(S1) 및 반도체 광원들(L2)의 별개의 제2 어레이(S2);
반도체 광원들(LH)의 공유된 어레이(SH);
상기 제1 어레이(S1) 및 상기 공유된 어레이(SH)를 구동하도록 배열된 제1 구동기(11); 및
상기 공유된 어레이(SH) 및 상기 제2 어레이(S2)를 구동하도록 배열된 제2 구동기(12)
를 포함하는 조명 회로.
제1항에 있어서, 상기 반도체 광원 어레이들(S1, S2, SH)은 그들의 순방향 전압들에 대해 정합되는 조명 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서, 하나의 반도체 광원 어레이는 백색 LED들을 포함하고, 다른 반도체 광원 어레이들은 비백색 LED들을 포함하는 조명 회로.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공유된 어레이(SH)와 상기 제1 어레이(S1) 사이의 정류 다이오드 배열(RH, LH0) 및 상기 공유된 어레이(SH)와 상기 제2 어레이(S2) 사이의 정류 다이오드 배열(RH, LH0)을 포함하는 조명 회로.
제4항에 있어서, 상기 정류 다이오드 배열(RH, LH0)은 단일 정류 다이오드(RH, LH0)를 포함하는 조명 회로.
제1항 내지 제5항 중 어느 항 항에 따른 조명 회로(1)을 포함하는 조명 유닛.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 조명 회로(1)를 제조하는 방법으로서,
색 공간(2) 내의 색 삼각형(3)을 선택하는 단계;
상기 색 삼각형(3)의 각각의 정점(31, 32, 33)과 연관된 색점을 결정하는 단계;
상기 색점들에 기초하여 상기 어레이들(S1, S2, SH)의 반도체 광원들(L1, L2, LH, LH0)을 선택하는 단계;
상기 제1 어레이(S1) 및 상기 공유된 어레이(SH)를 구동하기 위해 상기 제1 구동기(11)를 배열하는 단계; 및
상기 공유된 어레이(SH) 및 상기 제2 어레이(S2)를 구동하기 위해 상기 제2 구동기(12)를 배열하는 단계
를 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 색 삼각형(3)은 흑체 궤적(BB)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 선택되는 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 공유된 어레이(SH) 내에 정류 다이오드 배열(RH, LH0)을 배열하는 단계를 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 반도체 광원(LH0)을 사용하여 상기 정류 다이오드 배열(RH, LH0)의 정류 다이오드의 기능을 이행하는 단계를 포함하는 방법.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 반도체 광원 어레이(S1, S2, SH) 내에 본질적으로 동일한 총 순방향 전압을 달성하기 위해 각각의 반도체 광원 어레이(S1, S2, SH)를 조립하는 단계를 포함하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 조명 회로(1)를 제어하는 방법으로서,
반복된 제어 패턴(P)에 따라 구동기(11, 12)를 동작시키는 단계를 포함하고, 그 제어 패턴(P)은 적어도, 상기 제어 패턴(P)의 각각의 기간 동안 반도체 광원 어레이(S1, S2, SH)를 통하는 전류(I_S1, I_S2, I_SH)의 진폭 및 지속기간(P₁, P₂, P_both, P_off)을 특정하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 구동기(11)는 상기 제1 어레이(S1) 및 상기 공유된 어레이(SH)를 포함하는 회로 부분 내로 제1 전류(I₁₁)를 주입하도록 동작되고/되거나; 상기 제2 구동기(12)는 상기 공유된 어레이(SH) 및 상기 제2 어레이(S2)를 포함하는 회로 부분 내로 제2 전류(I₁₂)를 주입하도록 동작되는 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 제1 구동기 전류(I₁₁)가 중첩 지속기간(P_both) 동안 상기 제2 구동기 전류(I₁₂)와 중첩하도록 제어 패턴(P)을 정하는 단계를 포함하는 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 색 공간(2)을 통하는 특정한 궤적(BB)에 기초하여 제어 패턴(P)을 정하는 단계를 포함하는 방법.