KR20190131072A - 통합 전원 공급 장치를 구비한 led 장치 및 이를 이용하는 방법 - Google Patents

통합 전원 공급 장치를 구비한 led 장치 및 이를 이용하는 방법 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드(LED) 장치는 소스 DC 전압에서 소스 DC 전력을 출력하는 전원, 소스 DC 전압 보다 낮은 구동 DC 전압에서 구동할 수 있는 복수의 LED, 및 전원에 의해 LED에 전력을 공급하기 위해 소스 전력을 각각의 LED에 연결하는 전기적 경로를 구비한다. 각각의 전기적 경로는 소스 DC 전압에서 전원에 연결된 제1 부분 및 구동 DC 전압에서 LED에 연결된 제2 부분을 포함하고, 제1 부분의 길이는 제2 부분의 길이보다 길다.

Description

통합 전원 공급 장치를 구비한 LED 장치 및 이를 이용하는 방법
본 출원은 2017년 3월 22일 출원된 미국 가특허출원 제62/475,049의 이점을 주장하고 있으며, 상기 가특허출원의 내용은 본 출원에 참조로서 전체적으로 통합된다.
본 발명은 발광 다이오드(LED) 장치 및 시스템에 관한 것으로, 특히 전원 공급 장치를 구비한 LED 장치 및 시스템, 및 LED를 제어하고 전력을 공급하는 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 공지되어 있으며 산업 분야에서 주로 저전력 광 표시기로 널리 사용되고 있다. 최근 들어, 증가된 전력 출력 또는 증가된 광도를 갖는 LED가 개발되어 조명을 위하여 사용되고 있다. LED 조명은 개선된 에너지 효율, 안정성 및 신뢰성을 제공하고, 시장에서 백열등, 소형 형광 램프(Compact Fluorescent Lamps, CFLs) 등과 같은 다른 유형의 조명을 대체하고 있다. 일상 조명은 전력망의 부담에 주요하게 기여하고 발전에 대한 전반적인 요구 사항을 크게 증가 시켜, LED의 에너지 효율은 향후 에너지 절약에 중요한 역할을 할 것이다. 우수한 에너지 효율로 인해 LED가 조명 시장을 지배할 가능성이 높다.
또한, 증가된 전력 출력 또는 증가된 광도를 갖는 LED는 디지털 사이니지 등과 같은 이미지/비디오 디스플레이에 사용된다. 디지털 LED 사이니지는 마케팅, 광고 등에 대한 수요가 증가함에 따라 빠르게 성장하는 산업이다.
종래의 디지털 LED 사이니지 디스플레이는, 전력망과 같은 외부 전원으로부터 LED에 전력을 제공하기 위해 분리된 전력 변환 유닛을 LED 드라이버와 함께 사용한다. 외부 전원은 대개 교류(AC) 전력을 출력하는 반면에, LED는 일반적으로 직류(DC) 전력이 필요하다. 결과적으로, 디지털 LED 사이니지의 전력 변환 유닛은, 외부 전원으로부터의 AC 입력 전력을 LED에 적합한 DC 전력으로 변환하기 위해 AC-DC 변환기 및 DC-AC 변환기 둘 다 요구한다. 그러나, 그러한 변환기는 일반적으로 부피가 크고 무겁다. 또한, 이러한 것들은 일반적으로 상당한 양의 열을 생성하므로 발열을 위해 팬 또는 대형 방열판과 같은 냉각 수단이 필요하다. 잘 설계된 열 관리 시스템은 LED용 전력 변환 장치에 필수적이다.
도 1은 종래의 LED 사이니지 디스플레이(10)를 도시한다. 도시된 바와 같이, LED 사이니지 디스플레이(10)는 디스플레이를 위한 복수의 LED를 구비한 하나 이상의 LED 디스플레이 모듈(12), 및 전력 변환기, 중앙 제어기 등과 같은 LED 사이니지 디스플레이(10)의 다양한 전기적 구성 요소를 수용하기 위한 캐비넷(14)을 포함한다. LED 디스플레이 모듈(12)은 하나 이상의 케이블(미도시)를 통해 캐비넷(14) 내의 전기적인 구성요소에 연결된다. 본 실시예에서, LED 디스플레이 모듈(12)은 물리적으로 캐비넷(14)에 커플링된다. 그러나, 통상의 기술자는 일부 종래 기술의 LED 시그니처 디스플레이(10)에서 LED 디스플레이 모듈(12)이 캐비넷(14)으로부터 물리적으로 분리될 수 있음을 이해할 것이다.
도 2A는 일반적으로 이용 가능한 LED 사이니지(10)의 개략도이다. 도시한 바와 같이, LED 사이니지(10)의 LED 디스플레이 모듈(12)은, 하나 이상의 케이블(16A, 16B)을 통해 캐비넷 내의 전력 변환기(18) 및 중앙 제어기(20)에 전기적으로 연결된다. 즉, 전력 변환기(18) 및 중앙 제어기(20)는 LED 디스플레이 모듈(12)로부터 물리적으로 분리되고 케이블(16A, 16B)을 통해 LED 디스플레이 모듈에 전기적으로 연결된다.
LED 디스플레이 모듈(12)은, 일반적으로 하나 이상의 행 및 하나 이상의 열을 갖는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 LED(24)를 구동하는 하나 이상의 LED 드라이버(22)를 포함한다. 각각의 LED(24)는 적색, 또는 녹색, 또는 청색광과 같은 단색광만을 방출하는 단색 LED일 수 있고, 또는 적색, 녹색, 및 청색광과 같은 다색광을 선택적으로 발출할 수 있는 3색 LED와 같은 다색 LED일 수 있다. 단색 LED가 사용되는 경우, 단색 LED는 서로 가깝게 근접하여 배열된 적색, 녹색, 및 청색 LED를 포함하는 각각의 LED 세트를 구비한 하나 이상의 LED 세트로 그룹화될 수 있고, 이에 의하여 LED 디스플레이 모듈(12)의 픽셀을 형성한다. 한편, 3색 LED가 사용되는 경우, 각각의 3색 LED는 LED 디스플레이 모듈(12)의 픽셀을 형성한다.
LED 드라이버(22)는 LED(24)에 전력을 공급하기 위해 하나 이상의 전력선 또는 케이블(16A)을 통해 전력 변환기(18)로부터 전력을 수신한다. 또한, LED 드라이버(22)는 LED(24)에 전달되는 전력을 조절하기 위해 하나 이상의 신호선 또는 케이블(16B)을 통해 중앙 제어기로부터 제어 신호를 수신하고, 이에 의해 각 LED(24)의 광원(예를 들어, 꺼짐, 켜짐, 조명 강도, 색상 등)을 제어하여, LED 사이니지(10)의 디스플레이를 제어한다. LED 드라이버(22)의 구동 용량에 따라, 각각의 LED 드라이버(22)는 LED(24)의 서브 세트, 예를 들어 4, 8, 또는 16개의 LED(24)에 전기적으로 연결되어 조절할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 전력 변환기(18)는 캐비넷(14) 내에 위치하고, LED 디스플레이 모듈(24)로부터 물리적으로 분리되어 있지만, 전기 케이블(16A, 16B)을 통해 전기적으로 상기 LED 디스플레이 모듈에 연결된다. 전력 변환기(18)는 AC/DC 변환기(26) 및 DC/AC 변환기(28)를 포함한다. AC/DC 변환기(26)는 외부 전원(30)으로부터의 AC 전력을 고전압 DC 전력으로 변환하고 변환된 고전압 DC 전력을 DC/DC 변환기(28)로 출력한다. DC/DC 변환기(28)는 AC/DC 변환기(26)로부터 수신한 고전압 DC 전력을 LED 디스플레이 모듈(12) 내의 LED(24)에 전력을 공급하기에 적합한 저전압 DC 전력(예를 들어, 약 5V, 7.5V 등)으로 변환하고, 케이블(16A)을 통해 저전압 DC 전력을 LED 디스플레이 모듈(12)로 출력한다. 따라서, 기존의 LED 사이니지 디스플레이(10)는 그 LED 디스플레이 모듈(12)에 저전압 전력 분포(예를 들어, 5V)를 갖는다.
전술한 바와 같이, 각각의 LED 드라이버(22)는 케이블(16B)을 통해 중앙 제어기에 전기적으로 연결된다. 중앙 제어기(20)는, 컴퓨팅 장치로부터 명령을 수신하기 위해 적합한 유선 또는 무선 연결을 통해 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿, PDA(Personal Digital Assistant) 등과 같은 하나 이상의 컴퓨팅 장치(32)에 기능상 연결된다. 수신된 명령에 응답하여, 중앙 제어기(20)는, LED 디스플레이 모듈(12)의 LED(24)에 전달되는 전력을 조절하기 위해 LED 드라이버(22)로 제어 신호를 전송하고, 이에 의해 LED 사이니지(10)의 디스플레이를 제어하기 위해 각각의 LED(24)의 조명을 제어(예를 들어, 켜짐, 꺼짐, 조명 강도, 색상 등)한다.
도 2B는 LED 디스플레이 모듈(12)의 복수의 LED(24)를 구동하는 LED 드라이버(22)를 도시하는 회로도이다. 도시의 편의를 위해, 도 2B는 적색, 녹색, 및 청색광을 방출하여, LED 디스플레이 모듈(12)의 픽셀을 형성하는 3개의 LED만을 도시한다.
도시한 바와 같이, 각각의 LED(24)는 저항(R)과, 예를 들어, 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 스위치 등의 반도체 스위치와 같은 스위치(34)에 직렬로 전기적으로 연결된다. LED 드라이버(22)는 유선 데이터 버스(38)를 통해 중앙 제어기(도 2B에 미도시)로부터 제어 신호를 수신하고, 전선(40)을 통해 각각의 스위치(34)를 개별적으로 제어하여: (i) 각각의 LED(24)를 켜고 끄며, 및 (ii) LED의 광도를 제어한다.
LED 드라이버(22)는 펄스 폭 변조(Pulse-Width Modulation, PWM) 방식을 사용하여 각각의 LED(24)를 통해 흐르는 전류를 제어하기 위해 충분히 높은 주파수에서 각각의 스위치(34)를 켜고 끈다. 특히, LED 드라이버(22)는, 각각의 LED(24)의 광도를 제어하기 위해 펄스 폭 변조된 전류의 듀티 사이클(duty cycle)을 조정하여, 각각의 LED의 광도를 제어한다. 듀티 사이클의 지속 시간을 증가시킴으로써, 스위치(34)가 켜지는 지속 시간이 증가하고, 따라서 스위치를 통해 흐르는 전류가 더 커져서, LED(24)는 더 밝아진다. 데이터 버스(38)를 통해 LED 드라이버(22)로 전송된 제어 신호 세트에 응답하여 픽셀에서 적색, 녹색, 및 청색 LED(24)의 각각으로부터 방출되는 광원의 광도를 제어함으로써, 픽셀의 색상은 LED 디스플레이 모듈(12) 상에 이미지를 디스플레이 하기 위해 동적으로 조정될 수 있다. 도 2C는, Min 등의 미국 특허 제6,586,890호에 개시된 종래 기술의 LED 드라이버(22)를 도시한다.
종래의 디지털 LED 사이니지 디스플레이와 관련된 몇 가지 도전과 어려움이 있다. 예를 들어, 낮은 DC 전압이 전력 변환기(18)로부터 LED 디스플레이 모듈(12)로 분배된다는 사실로 인해, LED 사이니지 디스플레이(10)의 전력 케이블(16A)(도면 2A 참조) 및 다른 배선에서의 전류는 현저히 크며(LED 사이니지 디스플레이(10)의 전력 소모는 일정하기 때문에), 열 형태로 상당한 양의 에너지 손실을 야기한다. 따라서, 종래의 디지털 LED 사이니지 디스플레이는 일반적으로 발열을 위해 다수의 팬 및/또는 대형 방열판이 필요하며, 결과적으로 효과적인 온도 제어 시스템을 요구한다. 또한, 많은 양의 열 발생은 디지털 LED 사이니지 디스플레이의 안전하고 안정적인 작동에 위험 요소이다.
또한, 디지털 LED 사이니지 디스플레이를 위해 팬 또는 회전부를 사용하는 것은 회전부가 일반적으로 이러한 제품에서 고장 요인이기 때문에 신뢰성을 크게 떨어트린다.
각각의 LED 드라이버(22)가 케이블(16B)(예를 들어 리본 케이블)을 통해 중앙 제어기(20)에 연결될 때, 큰 디지털 LED 사이니지 디스플레이(10)는 일반적으로 내부에 다수의 와이어를 구비한 하나 이상의 리본 케이블(16B)을 필요로하고, 리본 케이블 내의 와이어는, 특히 실외에서 사용 시에, 시간이 지남에 따라 단선 및/또는 손상될 위험이 높기 때문에, 디지털 LED 사이니지 디스플레이(10)를 비싸고 신뢰할 수 없게 만든다.
또한, 종래의 LED 드라이버는 LED를 통해 흐르는 전류를 원활하게 조절할 수 없어, 색상 변환 동안 LED 사이니지에서 디스플레이되는 이미지의 품질을 감소시킨다.
본 명세서에서, 발광 다이오드(LED) 장치가 개시된다. LED 장치는, 제1 전압으로 DC 전류를 출력하는 직류 전류(DC) 전원 공급기, 및 DC 전원 공급기로부터 물리적으로 분리되고 DC 전원 공급기로부터 DC 전원 출력을 수신하기 위해 하나 이상의 케이블을 통해 DC 전원 공급기에 연결된 LED 모듈을 포함한다. LED 모듈은 복수의 LED 서브모듈을 포함한다. 각각의 LED 서브모듈은, (i) 하나 이상의 LED 및 (ii) 하나 이상의 케이블을 통해 DC 전원 공급기에 전기적으로 연결되고 LED 서브모듈 내의 하나 이상의 LED에 연결된 DC/DC 변환기를 포함하고 LED 서브모듈 내에 통합한다. DC/DC 변환기는 DC 전원 공급기로부터 DC 전력 출력을 제1 전압보다 낮은 제2 전압 DC 전력으로 변환하고, 제2 전압의 DC 전력을 서브모듈 내의 하나 이상의 LED 각각으로 (예를 들어, 개별적인 전력선을 통해) 개별적으로 출력한다.
또한, 일부 실시 양태에서, 각각의 LED 서브모듈은 제어 신호를 수신하기 위해 무선 통신 유닛, 및 무선 통신 유닛에 의해 수신된 제어 신호에 기초하여 DC/DC 변환기를 통해 LED를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시 양태에 따르면, LED 장치가 제공된다. LED 장치는: 소스 DC 전압에서 소스 직류 (DC) 전류를 출력하는 전원; 및 전원으로부터 물리적으로 분리되어 있고 하나 이상의 LED 서브모듈을 포함하는 LED 모듈로서, 각각의 LED 서브모듈은 서브모듈 내에 소스 DC 전압보다 낮은 구동 DC 전압에서 구동 DC 전력에 의해 구동될 수 있는 복수의 LED에 전기적으로 커플링된 DC-DC(DC/DC) 변환기를 포함하는 LED 모듈;을 포함한다. 또한, 각각의 LED 서브모듈의 DC/DC 변환기는, 하나 이상의 케이블을 통해 전원 소스에 전기적으로 커플링되고 LED 서브모듈의 복수의 LED를 구동하기 위해 소스 DC 전력을 구동 DC 전력으로 변환하기 위해 구성된다.
일부 실시 양태에서, 소스 DC 전압은 12V보다 높다.
일부 실시 양태에서, 소스 DC 전압은 약 48V이다.
일부 실시 양태에서, 각각의 LED 서브모듈 내의 DC/DC 변환기는 LED 서브모듈 내의 각각의 복수의 LED에 구동 DC 전력을 개별적으로 출력한다.
일부 실시 양태에서, LED 장치는 컴퓨팅 장치와 무선으로 통신하기 위한 게이트웨이를 더 포함한다. 각각의 LED 서브모듈은 게이트웨이와 무선 통신하기 위해 구성된 무선 통신 유닛을 더 포함한다. 게이트웨이는, 컴퓨팅 장치로부터 LED 장치를 제어하기 위한 명령을 무선으로 수신하고, 이에 응답하여, LED 서브모듈 내의 복수의 LED의 조명을 제어하기 위해 각각의 LED 서브모듈의 무선 통신 유닛과 무선 통신하도록 구성된다.
일부 실시 양태에서, 각각의 LED 서브모듈은 무선 통신 유닛과 신호 통신하는 제어 유닛을 더 포함하고, LED 서브모듈 내의 복수의 LED의 조명을 제어하도록 구성된다.
일부 실시 양태에서, 각각의 LED 서브모듈 내의 제어 유닛은 LED 서브모듈 내의 복수의 LED 각각의 조명을 개별적으로 제어하도록 구성된다.
일부 실시 양태에서, 전원은 AC 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 적어도 하나의 교류(AC) 대 교류(AC/DC) 변환기를 포함할 수 있다.
일부 실시 양태에서, 전원은 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛의 적어도 하나의 조합을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 양태에 따르면, LED 장치가 제공된다. LED 장치는: 소스 DC 전압에서 소스 DC 저력을 출력하는 전원; 소스 DC 전압보다 낮은 구동 DC 전압에서 구동될 수 있는 복수의 LED; 및 전원에 의해 LED에 전원을 공급하기 위해 각각의 LED에 전원을 연결하는 전기적 경로;를 포함한다. 각각의 전기적 경로는 소스 DC 전압에서 전원에 연결되는 제1 부분 및 구동 DC 전압에서 LED에 연결되는 제2 부분을 포함하고, 제1 부분의 길이는 제2 부분보다 길다.
일부 실시 양태에서, 소스 전압은 12V보다 높다.
일부 실시 양태에서, 소스 전압은 약 48V이다.
일부 실시 양태에서, LED 장치는: 소스 DC 전압을 구동 DC 전압으로 변환하기 위해 메이저부(major portion) 및 마이너부(minor portion) 사이에서 전기적인 경로에 커플링되는 하나 이상의 DC/DC 변환기;를 더 포함한다.
일부 실시 양태에서, 각각의 LED는 하나 이상의 DC/DC 변환기의 출력에 의해 개별적으로 전력이 공급된다.
일부 실시 양태에서, LED 장치는: 컴퓨팅 장치와 무선으로 통신하기 위한 게이트 웨이; 및 복수의 LED에 커플링되고 게이트웨이와 무선 통신하도록 구성된 하나 이상의 무선 통신 유닛;을 더 포함한다. 게이트웨이는 컴퓨팅 장치로부터 LED 장치를 제어하기 위한 명령을 무선으로 수신하고, 이에 응답하여, 복수 LED의 조명을 제어하기 위해 하나 이상의 무선 통신 유닛과 무선 통신하도록 구성된다.
일부 실시 양태에서, 하나 이상의 무선 통신 유닛은 하나 이상의 제어 유닛을 통해 복수의 LED에 커플링되고; 하나 이상의 제어 유닛은 하나 이상의 무선 통신 유닛으로부터 수신된 신호에 응답하여 복수의 LED의 조명을 제어하도록 구성된다.
일부 실시 양태에서, LED 장치는: 하나 이상의 무선 통신 유닛과 신호 통신하고 복수의 LED 각각의 조명을 개별적으로 제어하도록 구성된 하나 이상의 제어 유닛;을 더 포함한다.
일부 실시 양태에서, 전원은 AC 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 적어도 하나의 교류(AC) 대 교류(AC/DC) 변환기를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 전원은 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛의 적어도 하나의 조합을 포함한다.
일부 실시 양태에서, 전원은 AC 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 적어도 하나의 AC/DC 변환기 및 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛의 조합 사이에서 전환될 수 있다.
본 발명의 일 실시 얕애에 따르면, 구동 DC 전압에서 구동 가능한 복수의 LED를 포함하는 LED 모듈에 전력을 공급하는 방법을 제공한다. 상기 방법은: 구동 DC 전압 보다 높은 소스 DC 전압에서 소스 DC 전력을 출력하는 전원을 제공하는 단계; 및 복수의 전기적 경로를 형성하는 단계로서, 각각의 전기적 경로가 전원에 의해 LED에 전력을 공급하기 위해 복수의 LED 중 하나에 전원을 연결하는 단계;를 포함한다. 각각의 전기적 경로는 소스 DC 전압에서 전원에 연결되는 메이저부 및 구동 DC 전압에서 LED에 연결되는 마이너부를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 소스 전압은 12V보다 높다.
일부 실시 양태에서, 소스 전압은 약 48V이다.
일부 실시 양태에서, 복수의 전기적 경로를 설정하는 단계는: 하나 이상의 DC/DC 변환기를 사용함으로써 복수의 전기적 경로의 메이저부 및 마이너부 사이의 위치에서 소스 DC 전압을 구동 DC 전압으로 변환하는 단계;를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 복수의 전기적 경로를 설정하는 단계는: 하나 이상의 DC/DC 변환기의 출력에 의해 개별적으로 각각의 LED에 전원을 공급하는 단계;를 더 포함한다.
일부 실시 양태에서, 상기 방법은: 복수의 LED의 조명을 제어하기 위해 복수의 LED에 무선으로 명령하는 단계;를 더 포함한다.
일부 실시 양태에서, 복수의 LED에 무선으로 명령하는 단계는: 복수의 LED를 제어하기 위해 하나 이상의 제어 유닛을 통해 복수의 LED에 제어 신호를 보내는 하나 이상의 무선 통신 유닛에 무선으로 명령하는 단계;를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 복수의 LED를 무선으로 명령하는 단계는: 상기 명령에 응답하여 복수의 LED 각각의 조명을 개별적으로 제어하는 단계;를 더 포함한다.
일부 실시 양태에서, 전원은 AC 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 적어도 하나의 교류(AC) 대 교류(AC/DC) 변환기를 포함한다.
일부 실시 양태에서, 전원은 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛의 적어도 하나의 조합을 포함한다.
일부 실시 양태에서, 전원은 AC 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 적어도 하나의 AC/DC 변환기 및 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛의 조합 사이에서 전환될 수 있다.
본 발명의 실시 양태는, 다른 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소는 나타내는 다음 도면들을 참조하여 설명될 것이다:
도 1은 종래의 LED 사이니지 디스플레이의 사시도이다;
도 2A는 도 1에 도시한 종래의 디지털 LED 사이니지 디스플레이의 개략적인 블록 다이어그램이다;
도 2B는 복수의 LED를 구동하는 도 1에 도시된 디지털 LED 사이니지 디스플레이의 종래 기술의 LED 드라이버를 도시하는 회로이다;
도 2C는 도 1에 도시된 디지털 LED 사이니지 디스플레이의 또 다른 종래 기술의 LED 드라이버의 개략적인 블록 다이어그램이다;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 LED 사이니지의 간략화된 개략적인 블록 다이어그램이다;
도 4는 도 3에 도시된 디지털 LED 디지털 사이니지의 향상된 LED 디스플레이 모듈의 간략화된 개략적인 블록 다이어그램이다;
도 5A 및 5B는 도 4에 도시된 향상된 LED 디스플레이 모듈의 LED 서브모듈의 간략화된 블록 다이어그램이다;
도 6은 도 5A에 도시된 LED 서브모듈의 전력 아키텍처의 단순화된 회로도이다;
도 7은 본 발명의 대안적인 실시 양태에 따른 태양 전지판 및 저장 에너지에 의해 전력이 공급되는 디지털 LED 사이니지의 간략화된 개략적인 블록 다이어그램이다;
도 8은 본 발명의 대안적인 실시 양태에 따른 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛에 통합된 디지털 LED 사이니지의 간략화된 개략적인 블록 다이어그램이다;
본 발명은 일반적으로 LED 장치에 관한 것이다. 본 명세서에서 개시된 일부 실시 양태에서, LED 장치는 디지털 LED 사이니지일 수 있다. 본 명세서에 개시된 LED 장치는 장치를 따라 분산된 통합 솔루션에 기초한 전력 및 제어 아키텍처를 포함한다. 통합 솔루션은 LED 장치를 위한 매우 효율적이고 컴팩트한 솔루션을 제공하고, 높은 효율, 소형화, 배선 감소, 보다 간단한 열 제거 및 회전 요소가 없음(즉, 개시된 LED 장치는 팬이 없음)과 같은 장점을 갖는다. 본 명세서에서 개시된 전력 및 제어 아키텍처는 LED 장치가 각각의 개별 LED에 대해 개선된 성능을 달성할 수 있게 하여, 에너지 효율이 높은 제품으로 이어진다.
도 3을 참조하면, 디지털 LED 사이니지 디스플레이의 본 LED 장치가 도시되고 참조 100을 사용하여 일반적으로 표시된다. 도시된 바와 같이, 디지털 LED 사이니지 디스플레이(100)는 복수의 LED 디스플레이 서브모듈(108)에 의해 형성된 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)을 포함한다. 각각의 LED 디스플레이 서브모듈(108)은 실행 방식에 따라 5V, 7.5V, 12V 등과 같은 구동 DC 전압에서 구동 가능한 복수의 LED(112)를 포함한다.
또한, 디지털 LED 사이니지 디스플레이(100)은 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)의 LED 디스플레이 서브모듈(108)과 전기적으로 연결된 AC/DC 전력 변환기 형태의 전원 또는 전원 공급기(102)와 LED 디스플레이 모듈(104)의 LED 디스플레이 서브모듈(108)과 무선 통신하는 게이트웨이(118)를 포함한다.
AC/DC 전원 공급기(102)는 디지털 LED 사이니지 디스플레이(100)의 하우징 내와 같은 적절한 위치에 장착될 수 있고, 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)로부터 물리적으로 분리될 수 있다. AC/DC 전원 공급기(102)는 외부 AC 전원 소스(110)(AC 전력망과 같은)의 전력을 소스 DC 전압에서 소스 DC 전원으로 변환하고, LED(112)에 전력 공급을 위한 전력 케이블(106)을 통해 소스 DC 전원을 LED 디스플레이 서브모듈(108)(및 특히 LED 전력 통합 회로(IC) 칩(142); 이하에서 더 자세히 후술함)로 출력한다. 소스 DC 전압은 일반적으로 LED(112)의 구동 DC 전압보다 높다. 일부 실시 양태에서, AC/DC 전원 공급기(102)의 소스 DC 전압은 7.5V보다 높다. 일부 실시 양태에서, AC/DC 전원 공급기(102)의 소스 DC 전압은 12V보다 높다. 일부 실시 양태에서, AC/DC 전원 공급기(102)의 소스 DC 전압은 약 48V이다.
AC/DC 전원 공급기(102)는 종래의, 저전압 전력 분배 LED 사이니지 디스플레이와 비교해서 높은 소스 DC 전압을 출력한다. 따라서, 전력 케이블(106)을 통과하는 전류 및 결과적으로 전력 케이블(106) 상의 에너지 손실 및 이로부터 발생하는 열이 유사한 일정한 전력 소비를 갖는 종래의 디자인보다 실질적으로 작다. 또한, 고전압 분포(예를 들어, 48V)는 태양 에너지 및 에너지 저장 장치(배터리)를 디지털 LED 사이니지 디스플레이(100)에 통합하는 것을 상당히 쉽게 한다. 이에 비해, 종래의 디자인은 태양 에너지 및 에너지 저장 통합을 구현하기 위해 다수의 전력 변환 구성요소를 필요로 한다.
도 3을 다시 참조하면, 게이트웨이(118)는 LED 디스플레이 서브모듈(108)(및 특히 LED 디스플레이 서브모듈의 무선 통신 유닛(144); 도 5A, 5B에서 도시되고 이하에서 더 자세히 후술함) 및 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등과 같은 외부 컴퓨팅 장치(114)와 무선 통신하도록 구성된다. 따라서, 컴퓨팅 장치(114)의 사용자(미도시)는 무선으로 게이트웨이(118)에 전송되는 LED 사이니지 디스플레이(100)의 제어 명령을 개시할 수 있다. 상기 명령에 응답하여, 게이트웨이(118)는 LED(112)의 조명을 조정하기 위해 LED 서브모듈(108)과 무선으로 통신한다.
다양한 실시 양태에서, 게이트웨이(118) 및 LED 서브모듈(108)간의 무선 통신 및/또는 게이트웨이(118) 및 외부 컴퓨팅 장치(114) 간의 무선 통신은 WI-FI®(WI-FI는 미국 조지아주 애틀랜타 DBA Hartsfield-Jackson Atlanta International Airport Municipal Corp.의 등록 상표이다), 블루투스®(BLUETOOTH, BLUETOOTH는 미국 워싱턴주 커클랜드 Bluetooth Sig Inc.의 등록 상표이다), 직비®(ZIGBEE, ZIGBEE는 미국 캘리포니아 샌 라몬 ZigBee Alliance Corp.의 등록 상표이다), 무선 이동 통신 기술(GSM, CDMA, LET 등과 같은) 등과 같은 임의의 적합한 무선 통신 기술일 수 있다.
도 4는 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)의 개략적인 다이어그램이다. 전술한 바와 같이, 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)은 복수의 LED 서브모듈(108)을 포함하고, LED 디스플레이 모듈의 우측 상단 모서리의 LED 서브모듈(108A)은 서브모듈을 보다 명확하게 설명하기 위해 다른 LED 서브모듈로부터 분리되어 도시한다. 각각의 LED 서브모듈(108)(서브모듈(108A) 포함)은 하나 이상의 LED(112)를 포함한다.
도 4에 도시된 실시 예에서, 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)은 4x6 매트릭스로 정렬된 24개 LED 서브모듈(108)을 포함한다. 물론, 다른 실시 양태에서, LED 모듈(104)은 상이한 개수의 LED 서브모듈(108)을 포함할 수 있고, LED 서브모듈(108)은 예를 들어, 상이한 개수의 행 및 열 및/또는 삼각형, 원 등과 같은 상이한 레이아웃의 상이한 구성으로 배열될 수 있다.
도 4에 도시된 실시 예에서, 각각의 LED 서브모듈(108)은, 바람직하게 출원인의 전력 손실 계산에 기초한 통합 솔루션의 예에서 최적인 3x3 매트릭스로 배열된 9개의 LED(112)를 포함한다. 그러나, 다른 실시 양태에서, LED 서브모듈(108)은 상이한 개수의 LED(112)를 포함할 수 있고, LED(112)는 상이한 개수의 행 및 열, 및/또는 삼각형, 원 등과 같은 상이한 레이아웃의 상이한 구성으로 배열될 수 있다.
도 5A 및 5B는 LED 서브모듈(108)의 단순화된 블록 다이어그램이다. 도시된 바와 같이, LED 서브모듈(108)은, 서브모듈 내에 하나 이상의 LED(112)와, LED 서브모듈(108)의 각각의 LED(112)에 개별적으로 전력을 (예를 들어, 개별적인 전력 와이어 및 개별적인 신호 와이어를 통해) 공급하고 각각의 LED(112)를 제어하는 다기능, 통합 솔루션을 제공하는 LED 전력 통합 회로(IC) 칩(142)을 포함하고 통합한다. LED 전력 IC(142)는 무선 주파수(RF) 무선 트랜시버와 같은 무선 통신 유닛(144), 디지털 제어 유닛(146) 및 다중 출력 DC/DC 변환기(148)를 포함할 수 있다.
무선 통신 유닛(144)은, 디지털 제어 유닛(146)과 신호 통신하고, 색상, 조명 강도 등과 같은 제어 정보를 디지털 사이니지(100)의 게이트웨이(118)(또는 중앙 제어기)로부터 무선으로 수신하기 위해 게이트웨이(118)와 무선 통신한다. 이러한 실시 양태에서, 게이트웨이(118)는 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)로부터 물리적으로 분리된다. 하나 이상의 컴퓨팅 장치(114)로부터 수신된 명령에 응답하여, 게이트웨이(118)는 LED 서브모듈(108) 내의 해당 LED(112)를 제어하기 위해 무선 통신 연결(154)을 통해 각각의 LED 서브모듈(108)의 LED 전력 IC(142)의 무선 통신 유닛(144)과 통신한다. 또한, 무선 통신 유닛(144)은 진단 및 문제 해결 목적으로 LED 서브모듈(108) 내의 각각의 LED(112)의 상태를 보고한다. 따라서, 무선 통신 유닛(144)은 종래의 설계에서 요구되는 제어 와이어의 필요성을 제거한다.
디지털 제어 유닛(146)은 다중-출력 DC/DC 변환기(148)에 대한 제어 신호를 제공한다. 또한, 무선 통신 유닛(144)으로부터 고-레벨 신호를 수신한 후, 신호 내의 정보를 디코딩하여 최종적으로 다중-출력 DC/DC 변환기(148)의 디지털 스위치/MOSFET(도 2A의 디지털 스위치(34)와 유사한)를 위한 적합한 게이트 신호를 생성한다. 디지털 제어 유닛(146)은 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)의 시스템 최적화, 진단, 및 신뢰성의 중요한 역할을 한다. 각각의 디지털 제어 유닛(146)은 최적화된 방법으로 각각의 LED 서브모듈(108)의 LED(112)를 제어하기 위해 실질적인 유연성을 제공하고, 무선 통신 유닛(144)을 통해 필요한 정보를 업데이트하고, 시스템 업데이트를 수신한다.
도 6은 LED(112)를 구동하는 LED 전력 IC(142)의 다중-출력 DC/DC 변환기(148)를 도시한, LED 전력 IC(142)의 전력 아키텍처의 단순화된 회로 다이어그램이다. 도시된 바와 같이, LED 전력 IC(142)의 DC/DC 변환기(148)는 전력 케이블(106)을 통해 AC/DC 전원 공급기(102)로부터 고-전압 전력을 수신하고, 고-전압 전력을 실행 방식에 따라 5V 또는 12V DC 전력과 같은 적절한 저-전압 DC 전력으로 변환하고, 전력 와이어 또는 도전체(150)를 통하여 LED 서브모듈(108)의 각각의 LED(112)로 저-전압 DC 전력을 독립적으로 출력한다. DC/DC 변환기(148)는 물리적으로 LED 서브모듈(108) 내에 있기 때문에, 각각의 전기 와이어 또는 전도체(150)의 길이는전력 케이블(106)의 길이보다 훨씬 짧다.
상기 설계에서, AC/DC 전원 공급기(102)로부터 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)의 각각의 LED(112)로의 전기적 경로의 메이저부는 고-전압, 소-전류 경로이다. 결과적으로, 전기적 경로를 통한 열 형태의 에너지 손실이 크게 줄어든다.
또한, 각각의 다중-출력 DC/DC 변환기(148)는 각각의 출력(150)의 전류를 독립적이고 정확하게 제어함으로써 각각의 서브 모듈(108) 내의 LED(112)를 독립적이고 정확하게 제어할 수 있다. 결과적으로, 각각의 LED(112)의 조명 강도는 원활한 디밍(dimming)을 위해 유연하게 조절된다. DC/DC 변환기(148)는 디밍을 수행하기 위한 직렬 저항 및 드라이버의 필요성을 모두 제거한다.
각각의 LED(112) 양단의 전압 및 전류를 제어하는 것은 LED(112)의 동작을 최적화하기 위한 실질적인 유연성을 제공하고, 디지털 LED 사이니지(100)의 보다 높은 전체 효율성을 제공한다. 또한, DC/DC 변환기(148)는 대응하는 출력 전압을 상승 및 하강시킴으로써 출력 전류를 원활하게 변조할 수 있다. 한편, 종래의 LED 사이니지 디스플레이의 PWM 신호 및 LED 드라이버는 LED 상에 저-전압 전력을 즉시 인가하여, 상당한 양의 전자파 간섭(Electro Magnetic Interference, EMI) 및 스위칭 손실을 발생시킨다. 각각의 다중-출력 DC/DC 변환기(148)의 출력 전류에 대한 타이트한 폐-루프 제어를 사용함으로써, 그 출력 전류는 원활하게 변조될 수 있다. 따라서, EMI 문제와 스위칭 손실이 제거되거나 적어도 상당히 감소한다.
도 1 내지 도 2C에 도시된 종래 기술의 설계에서, 하나 이상의 전력 케이블(16A)이 LED(24)에 전력을 공급하도록 전력 변환기(18) 및 LED 디스플레이 모듈(12)의 각각의 LED 드라이버(22) 사이의 전기적 연결이 요구된다. 예를 들어, 리본 케이블 형태의 하나 이상의 케이블(16B)은 또한 제어 신호의 전송을 위해 중앙 제어기(20) 및 LED 디스플레이 모듈(12)의 각각의 LED 드라이버(22) 사이의 전기적 연결이 요구된다.
한편, 본 명세서에서 개시된 디지털 LED 사이니지(100)는 AC/DC 전원 공급기(102)를 각각의 LED 서브모듈(108)(특히, LED 서브모듈(108)의 LED 전력 IC(142)의 DC/DC 변환기(148)에)에 연결하는 각각의 와이어를 갖는 전력 케이블(106)만을 요구한다. 디지털 LED 사이니지(100)는 제어 신호가 LED 서브모듈(108)로 무선으로 전송되기 때문에 어떠한 제어 와이어도 필요로 하지 않는다. 따라서, 디지털 LED 사이니지(100) 및 그것의 LED 전력/조명 관리는 현저하게 감소된 와이어 수를 포함하여, 케이블(106)의 와이어 단선에 의해 발생하는 조명 오작동의 위험을 감소시키고, 디지털 LED 사이니지(100)를 위한 제조 비용을 감소시키고, 케이블(106)의 임의의 와이어가 파손된 경우 진단 및 수리를 단순화시킨다.
전술한 실시 양태에서, 디지털 LED 사이니지(100)는 AC/DC 전원 공급기(102)를 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같은 대안적인 실시 양태에서, 디지털 LED 사이니지(200)는, 48V DC 출력과 같은 고-전압 DC 출력을 갖고 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)과 전기적으로 연결되는 태양 전지판(202)과, 향상된 LED 디스플레 모듈(104)에 전력을 공급하고 에너지 저장 유닛(204)을 충전하기 위한 충전식 패터리 팩과 같은 에너지-저장 유닛(204)을 포함할 수 있다. 통상의 기술자라면 알 수 있듯이, 에너지-저장 유닛(204)은 또한 고-전압 DC 전력을 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)로 출력할 수 있다. 따라서, 태양 전지판(202) 및 에너지 저장 유닛(204)의 조합은 도 3에 도시된 전원 공급기(102)와 등가이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 양태에 따른 디지털 LED 사이니지(240)의 간략화된 블록 다이어그램을 도시한다. 이 실시 양태에서 디지털 LED 사이니지(240)는, AC 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 AC/DC 전력 변환기의 형태인 AC/DC 전원 공급기(102)와 선택적으로 커플링된 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)과, 스위치(S1 및 S2)를 통해 재충전 가능한 배터리 팩과 같은 에너지 저장 유닛(204)을 갖는 태양 전지판(202)을 포함한다. 다시 말해, 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)의 전원은 적어도 AC/DC 변환기(102)와 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛의 조합 사이에서 스위치(S1 및 S2)를 통해 스위칭 가능하다.
AC/DC 전원 공급기(102)는 AC 그리드(110)로부터 AC 전력을 수신하고 스위치(S1)가 닫히고 스위치(S2)가 개방될 때, 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)에 DC 전력을 선택적으로 출력하기 위해 AC 그리드(110)의 AC 전력을 48V DC 전력과 같은 고-전압 DC 전력으로 변환한다.
태양 전지판(202)은 48V DC 전력 출력과 같은 고-전압 DC 전력 출력을 갖고, 에너지-저장 유닛(204)을 충전하기 위해 에너지-저장 유닛(204)에 전기적으로 연결된다. 스위치(S1)가 개방되고 스위치(S2)가 닫힐 때, 태양 전지판(202) 및 에너지-저장 유닛(204) 모두는 고-전압 DC 전력을 선택적으로 출력하기 위해 향상된 LED 디스플레이 모듈에 전기적으로 연결된다. 따라서, 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)에 공급된 전력은 AC 그리드(110)와 태양 전지판/에너지-저장 유닛(204) 사이에서 필요에 따라 스위칭될 수 있다. 예를 들어, 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)은 태양 전지판(202)/에너지-저장 유닛(204)으로부터 출력된 전력이 충분할 때, 태양 전지판(202)/에너지-저장 유닛(204)에서 전력을 공급받을 수 있고, 태양 전지판(202)/에너지-저장 유닛(204)으로부터 출력된 전력이 충분하지 않을 때, AC 그리드(110)에서 전력을 공급받을 수 있다.
전술한 실시 양태에서, 전력 및 제어 아키텍처는 디지털 LED 사이니지에서 사용하기 위해 설명되었지만, 통상의 기술자는 일부 대안적인 실시 양태에서, 상기 전력 및 제어 아키텍처는 복수의 LED를 갖는 LED 조명 장치 등과 같은 다른 종류의 LED 장치에서 사용될 수 있다.
전술한 실시 양태에서, LED 사이니지 디스플레이를 갖는 LED 디스플레이 시스템이 개시되었지만, 일부 대안적인 실시 양태에서, LED 사이니지 디스플레이는 이미지를 디스플레이하기 위해 사용되는 대신 조명 목적으로 사용되는 LED 조명 장치일 수 있다. 이에 따라, 이러한 실시 양태의 LED 시스템은 LED 조명 시스템이다.
전술한 실시 양태에서, 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)은 복수의 LED 서브모듈(108)을 포함하고, 각각의 LED 서브모듈(108)은 복수의 LED(112)를 포함한다. 일부 실시 양태에서, 각각의 LED 서브모듈(108)은 하나의 LED(112)만을 포함할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 향상된 LED 디스플레이 모듈(104)은 하나의 LED 서브모듈(108)만을 포함할 수 있다.
전술한 실시 양태에서, 각각의 DC/DC 변환기(148)는 각각의 LED 서브모듈(108)에 물리적으로 통합된다. 일부 실시 양태에서, DC/DC 변환기(148) 중 적어도 일부는 각각의 LED 서브모듈(108)과 물리적으로 근접해 있다. 예를 들어, 일 실시 양태에서, DC/DC 변환기(148)의 적어도 일부는 각각의 LED 서브모듈(108)의 후면에 제거 가능하게 부착될 수 있다.
실시 양태가 첨부된 도면을 참조하여 전술되었지만, 통상의 기술자는 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같이 그 범위를 벗어나지 않고 변형 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (32)

  1. 소스 DC 전압에서 소스 직류(DC) 전력을 출력하는 전원; 및
    상기 전원으로부터 물리적으로 분리되고 하나 이상의 LED 서브모듈을 포함하는 LED 모듈로서, 각각의 LED 서브모듈은 상기 소스 DC 전압보다 낮은 구동 DC 전압에서 구동 DC 전력에 의해 구동될 수 있는 복수의 LED에 전기적으로 커플링된 DC-DC(DC/DC) 변환기를 포함하는 LED 모듈;을 포함하고,
    각각의 LED 서브모듈의 상기 DC/DC 변환기는 또한 하나 이상의 케이블을 통해 상기 전원에 전기적으로 커플링되고, 상기 LED 서브모듈의 상기 복수의 LED를 구동하기 위해 상기 구동 DC 전압에서 상기 소스 DC 전력을 상기 구동 DC 전력으로 변환시키도록 구성되는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소스 DC 전압은 12V보다 높은,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소스 DC 전압은 약 48V인,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 LED 서브모듈 내에서, 상기 DC/DC 변환기는 상기 LED 서브모듈 내의 상기 복수의 LED 각각으로 상기 구동 DC 전력을 개별적으로 출력하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    컴퓨팅 장치와 무선 통신하기 위한 게이트웨이;를 더 포함하고, 각각의 LED 서브모듈은 상기 게이트웨이와 무선 통신하도록 구성된 무선 통신 유닛을 더 포함하고; 상기 게이트웨이는 상기 LED 장치를 제어하기 위한 명령을 상기 컴퓨팅 장치로부터 무선으로 수신하고, 이에 응답하여 상기 LED 서브모듈 내의 상기 복수의 LED의 조명을 제어하기 위해 각각의 LED 서브모듈의 상기 무선 통신 유닛과 무선 통신하도록 구성되는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    각각의 LED 서브모듈은, 상기 무선 통신 유닛과 신호 통신하고 상기 LED 서브모듈 내의 상기 복수의 LED의 조명을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    각각의 LED 서브모듈 내에서, 상기 제어 유닛은 상기 LED 서브모듈 내의 상기 복수의 LED 각각의 조명을 개별적으로 제어하도록 구성된,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원은, AC 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 적어도 하나의 교류(AC) 대 교류(AC/DC) 변환기를 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원은 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛의 적어도 하나의 조합을 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원은, AC 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 적어도 하나의 AC/DC 변환기와 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛의 조합 사이에서 전환될 수 있는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  11. 소스 DC 전압에서 소스 DC 전력을 출력하는 전원;
    상기 소스 DC 전압보다 낮은 구동 DC 전압에서 구동될 수 있는 복수의 LED; 및
    상기 전원에 의해 상기 LED에 전원을 공급하기 위해 각각의 LED와 상기 전원을 연결하는 전기적 경로;를 포함하고,
    각각의 전기적 경로는 상기 소스 DC 전압에서 상기 전원에 연결된 제1 부분 및 상기 구동 DC 전압에서 상기 LED에 연결된 제2 부분을 포함하고,
    상기 제1 부분의 길이는 상기 제2 부분의 길이보다 긴,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 소스 전압은 12V보다 높은,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 소스 전압은 약 48V인,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  14. 제11항 내지 제13항에 어느 한 항에 있어서,
    상기 소스 DC 전압을 상기 구동 DC 전압으로 변환하도록 상기 메이저부(major portion) 및 마이너부(minor portion) 사이의 전기적인 경로에 커플링된 하나 이상의 DC/DC 변환기를 더 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    각각의 LED는 상기 하나 이상의 DC/DC 변환기의 출력에 의하여 개별적으로 전원이 공급되는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    컴퓨팅 장치와 무선 통신하는 게이트웨이; 및
    상기 복수의 LED에 커플링되고 상기 게이트웨이와 무선 통신하도록 구성된 하나 이상의 무선 통신 유닛;을 포함하고,
    상기 게이트웨이가 상기 LED 장치를 제어 명령을 상기 컴퓨팅 장치로부터 무선으로 수신하고, 이에 대응하여 상기 복수의 LED의 조명을 제어하기 위하여 상기 하나 이상의 무선 통신 유닛과 무선 통신하도록 구성된,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 하나 이상의 무선 통신 유닛은 하나 이상의 제어 유닛을 통해 상기 복수의 LED에 커플링되고, 상기 하나 이상의 제어 유닛은 상기 하나 이상의 무선 통신 유닛으로부터 수신된 상기 신호에 대응하여 상기 복수의 LED의 조명을 제어하도록 구성된,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하나 이상의 무선 통신 유닛과 신호 통신하고 상기 복수의 LED 각각의 조명을 개별적으로 제어하도록 구성된 하나 이상의 제어 유닛을 더 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  19. 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원은 AC 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 적어도 하나의 AC/DC 변환기를 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  20. 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원은 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛의 적어도 하나의 조합을 포함하는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  21. 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원은 AC 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 적어도 하나의 AC/DC 변환기와 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛의 조합 사이에서 전환될 수 있는,
    발광 다이오드(LED) 장치.
  22. 구동 DC 전압에서 구동될 수 있는 복수의 LED를 포함하는 LED 모듈에 전력을 공급하는 방법에 있어서,
    상기 구동 DC 전압 보다 높은 소스 DC 전압에서 소스 DC 전력을 출력하는 전원을 제공하는 단계; 및
    복수의 전기적 경로를 형성하는 단계로서, 각각의 전기적 경로는 상기 전원에 의해 상기 LED에 전력을 공급하기 위해 복수의 LED중 하나와 상기 전원을 연결하는 단계;를 포함하고,
    각각의 전기적 경로는 상기 소스 DC 전압에서 상기 전원에 연결되는 메이저부 및 상기 구동 DC 전압에서 상기 LED에 연결되는 마이너부를 포함하는,
    LED 모듈에 전력을 공급하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 소스 전압은 12V보다 높은,
    LED 모듈에 전력을 공급하는 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 소스 전압은 약 48V인,
    LED 모듈에 전력을 공급하는 방법.
  25. 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적 경로를 형성하는 단계는,
    하나 이상의 DC/DC 변환기를 사용하여 상기 복수의 전기적 경로의 상기 메이저부 및 마이너부 사이의 위치에서 상기 소스 DC 전압을 상기 구동 DC 전압으로 변환하는 단계를 포함하는,
    LED 모듈에 전력을 공급하는 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 복수의 전기적 경로를 형성하는 상기 단계는,
    상기 하나 이상의 DC/DC 변환기의 출력에 의하여 각각의 LED에 개별적으로 전원을 공급하는 단계를 더 포함하는,
    LED 모듈에 전력을 공급하는 방법.
  27. 제22항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 LED의 조명을 제어하기 위해 상기 복수의 LED에 무선으로 명령하는 단계를 더 포함하는,
    LED 모듈에 전력을 공급하는 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 복수의 LED에 무선으로 명령하는 상기 단계는,
    하나 이상의 무선 통신 유닛에 무선으로 명령하여 상기 복수의 LED의 조명을 제어하기 위해 하나 이상의 제어 유닛을 통해 상기 복수의 LED에 제어 신호를 전송하는 단계를 포함하는,
    LED 모듈에 전력을 공급하는 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 복수의 LED에 무선으로 명령하는 상기 단계는,
    상기 명령에 대응하여 각각의 상기 복수의 LED의 조명을 개별적으로 제어하는 단계를 더 포함하는,
    LED 모듈에 전력을 공급하는 방법.
  30. 제22항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원은 AC 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 적어도 하나의 AC/DC 변환기를 포함하는,
    LED 모듈에 전력을 공급하는 방법.
  31. 제22항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원은 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛의 적어도 하나의 조합을 포함하는,
    LED 모듈에 전력을 공급하는 방법.
  32. 제22항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원은 AC 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 적어도 하나의 AC/DC 변환기와 태양 전지판 및 에너지 저장 유닛의 적어도 하나의 조합 사이에서 전환될 수 있는,
    LED 모듈에 전력을 공급하는 방법.
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