KR20200045962A

KR20200045962A - 복수의 발광 다이오드를 구동하기 위한 방법 및 구동 회로

Info

Publication number: KR20200045962A
Application number: KR1020190128427A
Authority: KR
Inventors: 아돌포 드 치코; 로사리오 치오도; 다비드 게딘; 안드레아 스케니니
Original assignee: 인피니온 테크놀로지스 아게
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-05-06
Also published as: DE102018126249A1; DE102018126249B4; US20200128636A1; US10652981B1; CN111163552B; CN111163552A

Abstract

방법 및 구동 회로가 개시된다. 이 방법은: 복수의 LED의 각각과 각기 연관된 복수의 듀티 사이클(DC(1)-DC(n))에 기초하여, 제1 세트의 구동 방식들을, 각각의 구동 방식이 복수의 LED(1₁-1_n)의 각각과 연관되고 복수의 LED(1₁-1_n)의 각각과 연관된 듀티 사이클(DC(1)-DC(n))에 의존하도록, 결정하는 단계; 및 적어도 하나의 구동 사이클(T_PWM)에서, 제1 세트의 연관된 구동 방식에 따라 복수의 LED(1₁-1_n) 각각을 구동하는 단계를 포함한다. 복수의 구동 방식 각각은 하나 이상의 온 시간을 포함하고, 각각의 온 시간은 위상(PH(1)₁-PH(n)₂) 및 지속기간(T(1)₁-T(n)₂)을 갖고, 연관된 구동 방식에 따라 복수의 LED(1₁-1_n)의 각각을 구동하는 단계는 복수의 LED(1₁-1_n)의 각각을 각각의 구동 방식에 의존하여 온 상태 또는 오프 상태로 구동하는 단계를 포함하며, 복수의 LED(1₁-1_n) 중 적어도 하나의 LED의 구동 방식을 결정하는 단계는 복수의 LED(1₁-1_n)의 다른 하나의 LED의 구동 방식에 의존하여 구동 방식을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

복수의 발광 다이오드를 구동하기 위한 방법 및 구동 회로{METHOD FOR DRIVING A PLURALITY OF LIGHT EMITTING DIODES AND DRIVE CIRCUIT}

본 개시내용은 일반적으로 복수의 발광 다이오드(light emitting diode)(LED)를 구동하기 위한 방법 및 복수의 LED를 구동하기 위한 구동 회로에 관한 것이다.

LED들은 다양한 종류의 조명 응용에서 널리 사용된다. 몇몇 종류의 응용은 복수의 LED를 포함한다. 예를 들어, 적응적 차량 조명들과 같이 복수의 LED를 갖는 일부 응용에서, LED들을 개별적으로 흐릿하게 하는 것(dim)이 바람직하다. "LED를 흐릿하게 하는"것은 LED의 광 강도를 원하는 강도 값으로 조정하는 것을 의미한다. LED를 흐릿하게 하는 것은 LED를 동작하여 원하는 광 강도에 의존하여 펄스 폭 변조(pulsewidth-modulated)(PWM) 동작의 듀티 사이클을 조정하는 PWM을 포함할 수 있다. 펄스 폭 변조(PWM) 동작은 변조된 펄스 폭을 사용하여 LED를 동작시키는 것을 의미한다.

복수의 LED를 구동하는 PWM를 위한 하나의 접근법에 따르면, 복수의 연속적인 구동 사이클의 각각에서, LED들은 구동 사이클의 시작 시에 스위치 온되고(switched on) 각각의 듀티 사이클에 의해 정의되는 한 스위치 온 상태를 유지한다. LED들을 이러한 방식으로 구동하는 것은 복수의 LED에 의해 수신된 전체 전류가 하나의 PWM 사이클의 끝에서 0이고 다음 구동 사이클의 시작에서 급격하게 변화하는 효과를 낼 수 있다. 그러나, 전체 전류의 급격한 변화들, 즉 전력 소비의 급격한 변화들은 몇 가지 이유로 바람직하지 않다. 예를 들어, 급격한 전류 변화들은 LED로의 공급 라인들에서 전자기 간섭(electromagnetic interference)(EMI)을 유발할 수 있으며, 다양한 전력 소비에 빠르게 반응할 수 있는 전원 장치를 필요로 한다.

그러므로 급격한 전류 변화들을 피하는 복수의 LED를 PWM 구동하기 위한 방법이 필요하다.

하나의 예는 방법에 관한 것이다. 방법은, 복수의 LED의 각각과 각기 연관된 복수의 듀티 사이클에 기초하여, 제1 세트의 구동 방식들을, 각각의 구동 방식이 복수의 LED의 각각과 연관되고 복수의 LED의 각각과 연관된 듀티 사이클에 의존하도록, 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 적어도 하나의 구동 사이클에서 제1 세트의 연관된 구동 방식에 따라 복수의 LED의 각각을 구동하는 단계를 더 포함한다. 복수의 구동 방식 각각은 위상 및 지속기간을 각기 갖는 하나 이상의 온 시간(on-time)을 포함한다. 연관된 구동 방식에 따라 복수의 LED 각각을 구동하는 단계는 복수의 LED 각각을 각각의 구동 방식에 의존하여 온 상태 또는 오프 상태로 구동하는 단계를 포함하며, 복수의 LED 중 적어도 하나의 LED의 구동 방식을 결정하는 단계는 복수의 LED 중 다른 하나의 LED의 구동 방식에 의존하여 구동 방식을 결정하는 단계를 포함한다.

다른 예는 구동 회로에 관한 것이다. 구동 회로는 복수의 LED의 각각과 각기 연관된 복수의 듀티 사이클에 기초하여, 제1 세트의 구동 방식들을, 각각의 구동 방식이 복수의 LED의 각각과 연관되고 복수의 LED의 각각과 연관된 듀티 사이클에 의존하도록, 결정하도록 구성된다. 구동 회로는 적어도 하나의 구동 사이클에서, 제1 세트의 연관된 구동 방식에 따라 복수의 LED의 각각을 구동하도록 추가로 구성된다. 복수의 구동 방식의 각각은 위상 및 지속기간을 각기 갖는 하나 이상의 온 시간을 포함한다. 연관된 구동 방식에 따라 복수의 LED의 각각을 구동하는 것은 복수의 LED의 각각을 각각의 구동 방식에 의존하여 온 상태 또는 오프 상태로 구동하는 것을 포함하며, 복수의 LED 중 적어도 하나의 LED의 구동 방식을 결정하는 것은 복수의 LED 중 다른 하나의 LED의 구동 방식에 의존하여 그 구동 방식을 결정하는 것을 포함한다.

이하, 도면들을 참조하여 예들이 설명된다. 도면들은 특정 원리들을 설명하는 역할을 하므로, 이러한 원리들을 이해하는 데 필요한 양태들만이 도시된다. 도면들은 축척하여 작성되지 않는다. 도면들에서, 동일한 참조 문자들은 동일한 특징들을 나타낸다.

도 1은 복수의 발광 다이오드(LED), 전원 장치 및 LED들의 동작을 제어하도록 구성된 제어기를 갖는 회로 배열을 개략적으로 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 각각의 LED가 어떻게 구현될 수 있는지의 상이한 예들을 도시한다.
도 3은 벅 컨버터(buck converter)로서 구현된 전원 장치의 일 예를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 복수의 LED를 구동하는 펄스 폭 변조(PWM)를 위한 종래의 두 가지 방법을 도시한다.
도 5는 일 예에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6은 복수의 LED의 구동 방식들을 도시하며, 여기서 구동 방식들은 도 5에 도시된 방법에 따른다.
도 7a 내지 도 7d는 도 6에 도시된 구동 방식들을 결정하기 위한 방법의 일 예를 도시한다.
도 8은 도 7a 내지 도 7d에 도시된 방법의 흐름도를 도시한다.
도 9는 복수의 LED를 구동하기 위한 방법의 다른 예를 도시하며, 여기서 방법은 구동 방식들의 상이한 세트들에 기초하여 LED들을 구동하는 단계를 포함한다.
도 10은 도 9에 도시된 구동 방식들의 세트들 중 하나를 결정하기 위한 방법의 일 예를 도시한다.
도 11은 복수의 LED를 구동하기 위한 방법의 다른 예를 도시하며, 여기서 이 방법은 구동 방식들의 상이한 세트들에 기초하여 LED들을 구동하는 단계를 포함한다.
도 12는 도 11에 도시된 구동 방식들의 세트들 중 하나의 세트를 결정하기 위한 방법의 일 예를 도시한다.

다음의 상세한 설명에서, 첨부 도면들이 참조된다. 도면들은 설명의 일부를 형성하고 예시의 목적으로 본 발명이 어떻게 사용되고 구현될 수 있는지의 예들을 도시한다. 본 명세서에서 설명되는 상이한 실시예의 특징들은 달리 구체적으로 언급하지 않는 한, 서로 결합될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

도 1은 복수의 LED(1₁-1_n) 및 복수의 LED(1₁-1_n)를 구동하도록 구성된 구동 회로를 갖는 회로 배열을 개략적으로 도시한다. 구동 회로는 복수의 전류원(2₁-2_n)을 포함하고, 이러한 전류원들(2₁-2_n) 각각은 복수의 LED(1₁-1_n)의 각각의 LED와 직렬로 연결된다. 전원 장치(3)는 공급 전압(V3)을 발생하도록 구성되며, 여기서 공급 전압(V3)은 복수의 직렬 회로에 의해 수신되고, 각각의 직렬 회로는 복수의 LED(1₁-1_n)의 하나 및 각각의 전류원(2₁-2_n)을 포함한다.

도 1에 도시된 회로 배열에서, LED들(1₁-1_n)은 서로 독립적으로 활성화되고 비활성화될 수 있다. "하나의 LED를 활성화하는" 것은 각각의 LED와 직렬로 연결된 전류원에 의해 LED를 통해 전류를 구동하여 LED가 점등(발광)하도록 하는 것을 포함한다. "하나의 LED를 비활성화하는" 것은 각각의 전류원에 의해 LED를 통한 전류 흐름을 차단하는 것을 포함한다. 도 1에 도시된 예에서, 복수의 LED(1₁-1_n) 중 하나를 활성화하는 것은 제어기(4)로부터 수신된 각각의 제어 신호(S2₁-S2_n)에 의해 각각의 LED와 직렬로 연결된 전류원(2₁-2_n)을 활성화하는 것을 포함한다. 동등하게, 복수의 LED(1₁-1_n) 중 하나를 비활성화하는 것은 제어 신호(S2₁-S2_n)에 의해 각각의 LED와 직렬로 연결된 전류원을 비활성화하는 것을 포함한다. 일 예에 따르면, 전류원들(2₁-2_n) 각각은 각각의 제어 신호(S2₁-S2_n)가 전류원(2₁-2_n)을 활성화할 때 전류가 온-레벨(on-level)을 갖도록 하고 각각의 제어 신호(S2₁-S2_n)가 전류원(2₁-2_n)을 비활성화할 때 오프-레벨(off-level)을 갖도록 전류원에 직렬로 연결된 LED에 전류를 제공하도록 구성된다. 일 예에 따르면, 온-레벨은 각각의 LED를 점등시키도록 선택되고, 오프-레벨은 각각의 LED가 점등시키지 않도록 선택된다. 일 예에 따르면, 온-레벨은 3 밀리 암페어(milliampere)(mA)와 25 mA 사이, 특히 3 mA와 15 mA 사이에서 선택된다. 일 예에 따르면, 오프-레벨은 0이다.

도 1은 복수의 전류원(2₁-2_n) 각각과 직렬로 연결된 하나의 LED(1₁-1_n)를 도시하지만, 이것은 단지 예일 뿐이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 하나의 전류원과 직렬로 연결된 LED는 도 1에 도시된 바와 같이 전류원과 직렬로 연결된 바로 그 하나의 LED를 포함할 수 있다. 그러나, 도 2a를 참조하면, 여러 개의 LED(1₁-1_m)를 갖는 직렬 회로가 하나의 전류원과 직렬로 연결되는 것 또한 가능하다. 또한, 도 2b를 참조하면, 여러 개의 LED(1₁, 1₂, 1_m)를 갖는 병렬 회로가 하나의 전류원과 직렬로 연결될 수 있다. 따라서, 이하에서, "하나의 전류원과 직렬로 연결된 LED"는 단일 LED, 여러 개의 LED를 가진 직렬 회로, 여러 개의 LED를 가진 병렬 회로, 또는 하나의 전류원과 직렬로 연결된 여러 개의 직렬 회로(도시되지 않음)를 포함하는 병렬 회로를 포함할 수 있다.

전원 장치(3)는 도 1에 개략적으로만 도시된다. 일 예에 따르면, 전원 장치(3)는 벅 컨버터이다. 벅 컨버터로서 구현된 전원 장치(3)의 일 예는 도 3에 도시된다. 도 3을 참조하면, 벅 컨버터는 하이 사이드(high side) 스위치(33_H)와 로우 사이드(low side) 스위치(33_L)가 직렬로 연결된 하프 브리지(half bridge)(33)를 포함한다. 하프 브리지(33)는 입력 전압(V_IN)을 수신하도록 구성된 입력 노드들(31₁, 31₂) 사이에 연결된다. 인덕터(34) 및 캐패시터(35)를 갖는 직렬 회로는 로우 사이드 스위치(33_L)와 병렬로 연결되며, 공급 전압(V3)은 출력 캐패시터(35)에 연결된 출력 노드들(32₁, 32₂) 사이에서 이용 가능하다. 제어기(36)는 출력 전압(V3)을 나타내는 출력 전압 신호(S_V3)를 수신하고, 하프 브리지(33)의 동작을 제어하여 출력 전압(V3)이 미리 정의된 전압 레벨을 갖도록 구성된다. 출력 전압 신호(S_V3)는 임의의 종류의 전압 측정 회로(도 3에는 도시되지 않음)에 의해 생성될 수 있다.

LED는 흐릿해질 수 있는데, 즉 LED에 의해 방출된 광의 광 강도는 복수의 연속적인 구동 사이클(PWM 사이클)로 LED를 구동하는 PWM에 의해 변동될 수 있다. "LED를 구동하는 PWM"은 각 구동 사이클에서 미리 정의된 기간 동안 LED를 스위칭 온하고 나머지 구동 사이클 동안 LED를 스위칭 오프하는 것을 포함한다. 개별적 구동 사이클이 일어나는 주파수인 PWM 주파수는 보통 60 Hz보다 높거나 100 Hz보다 훨씬 높아서 스위칭 동작은 육안으로 보이지 않는다. 육안으로 보이는 것은 LED의 가변 광 강도이며, 광 강도는 각 PWM 사이클에서 온 시간의 지속기간이 감소함에 따라 감소한다. "온 시간"은 하나의 PWM 사이클 동안 LED가 스위치 온되는 시간이다. 보통, 온 시간은 온 시간의 지속기간과 하나의 PWM 사이클의 지속기간 사이의 비율을 정의하는 듀티 사이클, 즉 DC=TON/T_PWM 에 의해 정의되며, 여기서 DC는 듀티 사이클, TON은 온 시간의 지속기간이며 T_PWM은 하나의 구동 사이클의 지속기간이다.

도 4a는 복수의 LED를 구동하는 PWM를 위한 종래의 방법을 도시한다. 보다 구체적으로는, 도 4a는 이 방법에서 전류원들(2₁-2_n)에 의해 수신된 구동 신호들(S2₁-S2_n) 및 전체 전류(I_TOT)를 도시한다. 제어 신호들(S2₁-S2_n) 각각은 이하에서 활성화 레벨이라고도 지칭되는 제1 신호 레벨 및 이하에서 제2 신호 레벨이라고도 지칭되는 제2 신호 레벨을 가질 수 있다. 하나의 구동 신호의 활성화 레벨은 각각의 전류원을 활성화하여 직렬로 연결된 LED가 점등되도록 하며, 비활성화 레벨은 각각의 전류원을 비활성화하여 직렬로 연결된 LED가 스위치 오프되도록 한다. 단지 예시의 목적으로, 도 4a에 도시된 예에서, 활성화 레벨은 하이 신호 레벨이고 비활성화 레벨은 로우 신호 레벨이다. 도 4a는 각각 동일한 지속기간(T_PWM)을 갖는 두 개의 연속적인 구동 사이클로 LED들을 구동하는 것을 도시한다. PWM 주파수(f_PWM)는 이러한 지속기간(T_PWM)의 역수, 즉 f_PWM = 1/T_PWM으로 주어진다.

도 4a에 도시된 예에서, 각각의 LED들과 연관된 듀티 사이클은 0과 다르므로, 각각의 전류원들(2₁-2_n)은 미리 정의된 기간(TON(i)) 동안 각 PWM 사이클에서 활성화된다(TON(i)은 도 4a에 도시된 온 시간 지속기간들(TON(1)-TON(n)) 중 임의의 온 시간 지속기간을 나타낸다). 각각의 온 시간 지속기간(TON(i))은 다음과 같이 각각의 듀티 사이클 (DC(i))에 의존한다.

여기서 DC(i)는 복수의 LED(1₁-1_n) 중 임의의 LED(1_i)와 연관된 듀티 사이클을 나타낸다. 도 4a에 도시된 예에서, 상이한 LED들(1₁-1_n)과 연관된 듀티 사이클은 상이하므로 구동 신호들(S2₁-S2_n)이 개별 전류원들(2₁-2_n)을 활성화하는 온 시간 지속기간들(TON(1)-TON(n))은 상이하다.

도 4a에 도시된 예에서, LED들(1₁-1_n)을 구동하는 PWM은 각각의 PWM 사이클의 시작에서 각각의 전류원(2₁-2_n)을 활성화하고 전류원들 각각을 각각의 온 시간 지속기간(TON(1)-TON(n)) 동안 활성화된 채로 유지함으로써 LED들(1₁-1_n) 각각을 활성화하는 것을 포함한다. 도 4a를 참조하면, 이것은 복수의 LED(1₁-1_n) 및 복수의 전류원(2₁-2_n)을 갖는 배열에 의해 수신된 총 전류(I_TOT)가 각각의 PWM 사이클의 시작에서 급격히 0에서부터 I_MAX로 변화하고 각각의 PWM 사이클들의 과정 동안 감소하는 효과를 가져온다. 최대 전류 (I_MAX)는 I_MAX = n·I_LED로 주어지며, 여기서 I_LED는 활성화된 상태에서 복수의 전류원(2₁-2_n) 중 하나에 의해 제공되는 전류이다. 일반적으로, 최대 전류 (I_MAX)는 0과는 다른 듀티 사이클을 갖는 LED의 개수를 I_LED와 곱함으로써 주어진다.

도 1에 도시된 유형의 배열은 매트릭스 구성으로 배열될 수 있는 수백 개의 LED와 같은 상당한 수의 LED를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배열이 1024 개의 LED(n = 1024)를 포함하고 활성화된 상태에서 각 LED에 의해 수신된 전류가 15 mA이면 그리고 LED들 각각이 0과는 다른 듀티 사이클을 갖는다면, 최대 전류(I_MAX)는 15,36(=1024 · 15mA) 암페어(A)이다. 즉, 각 PWM 사이클이 시작될 때 총 전류(I_TOT)가 급격하게 0에서 15,36 A로 변한다. LED들 중 50 %가 0의 듀티 사이클을 가질 때도 최대 전류(IMAX)는 여전히 7.5 A보다 높다. 이러한 유형의 급격한 전류 변화들은 몇 가지 이유로 바람직하지 않다. (1) 총 전류(I_TOT)의 큰 전이들은 전원 장치(3)와 LED들(1₁-1_n) 및 전류원들(2₁-2_n)을 갖는 배열 사이의 연결 라인들 사이의 기생 인덕턴스들(도 1의 L을 참조할 것)에서 전압 스파이크들을 유발할 수 있다. 이러한 전압 스파이크는 전자기 간섭(electromagnetic interference)(EMI) 문제들을 유발할 수 있다. (2) 총 전류 I_TOT의 그러한 급격한 변화들을 처리할 수 있는 전원 장치는 구현하기 어렵고 비용이 많이 든다.

도 4b는 복수의 LED를 구동하는 PWM를 위한 종래의 방법의 다른 예를 도시한다. 이 방법에서, LED들 각각은 각각의 온 시간 지속기간(TON(i))의 중심이 구동 사이클(T_PWM)의 중심에 있도록 활성화된다. 도 4b에 도시된 예에서 주어진 바와 같이, LED들이 상이한 듀티 사이클들을 갖는다면, 총 전류(I_TOT)는 각각의 구동 사이클에서 점차적으로 증가하고 점차적으로 감소한다. 크고 빠른 전류 전이들은 (LED들이 상이한 듀티 사이클을 가질 때) 이러한 방법에 의해 회피될 수 있다. 그러나, 최대 전류(I_MAX)는 도 4a에 표시된 예와 동일하다.

총 전류(I_TOT)의 크고 빠른 전류 전이들을 피하고, 추가로, 적어도 복수의 LED(1₁-1_n)의 평균 듀티 사이클이 1 보다 낮은 그러한 경우들에서 최대 전류(I_MAX)를 감소시키는 것이 바람직하다. 도 5는 이러한 요구 사항들을 충족시키는 방법의 일 예를 도시한다. 보다 구체적으로는, 도 5는 그러한 방법의 방법 단계들(시퀀스들)을 예시하는 흐름도를 도시한다.

도 5의 블록(101)을 참조하면, 방법은 복수의 LED를 위한 한 세트의 구동 방식들을 결정하는 단계를 포함한다. 이러한 구동 방식들 각각은 LED들 각각과 연관되고, 각각의 LED의 듀티 사이클에 의존하고, 하나 이상의 온 시간을 포함하며, 여기서 각각의 온 시간은 위상 및 지속기간을 갖는다. 또한, 복수의 LED 중 적어도 하나의 LED의 구동 방식은 복수의 LED 중 다른 하나의 LED의 구동 방식에 의존하여 결정된다. 후자는 본 명세서에 아래에서 더 상세하게 설명된다. 도 5를 참조하면, 방법은 구동 방식들의 세트에 따라 적어도 하나의 구동 사이클에서 LED들을 구동하는 단계를 더 포함한다. "구동 방식에 따라 하나의 LED를 구동하는 것"은 구동 방식과 연관된 하나 이상의 온 시간에 따라 LED를 구동하는 것을 포함한다. "온 시간에 따라 LED를 구동하는 것"은 온 시간과 연관된 위상에 의해 정의된 시간 인스턴스에서 LED를 스위칭 온하고 온 시간과 연관된 온 시간 지속기간 동안 LED를 온 상태로 유지하는 것을 포함한다. 온 시간의 "위상"은 구동 사이클의 시작과 온 시간 지속기간의 시작 사이의 시간 차이를 정의한다.

도 5에 따른 방법에 기초하여 결정된 구동 방식들의 예들이 도 6에 도시된다. 도 6은 각각의 LED들과 직렬로 연결된 전류원들(2₁-2_n)에 의해 수신된 구동 신호들(S2₁-S2_n)을 예시함으로써 n 개의 LED의 구동 방식들을 보여준다. 도 6에 도시된 예에서, n=5 개의 LED들의 구동 방식들이 도시되어 있다. 그러나, 이것은 단지 예일 뿐이다. 방법은 임의의 수의 LED를 갖는 배열에 적용될 수 있다.

도 6에 도시된 예에서, 제1 LED(11)의 구동 방식(도 6에서 구동 신호(S2₁)로 표시됨)은 제1 위상(PH(1)₁) 및 제1 지속기간(T(1)₁)을 갖는 제1 온 시간을 포함하고; 제2 LED(12)의 구동 방식(도 6에서 구동 신호(S2₂)로 표시됨)은 제1 위상(PH(2)₁) 및 제1 지속기간(T(2)₁)을 갖는 제1 온 시간 및 제2 위상(PH(2)₂) 및 제2 지속기간(T(2)₂)을 갖는 제2 온 시간을 포함하고; 제 3 LED(13)의 구동 방식(도 6에서 구동 신호(S2₃)로 표시됨)은 제1 위상(PH(3)₁) 및 제1 지속기간(T(3)₁)을 갖는 제1 온 시간을 포함하고; 제 4 LED(14)의 구동 방식은 제1 위상(PH(4)₁) 및 제1 지속기간(T(4)₁)을 갖는 제1 온 시간을 포함하며; n-번째 LED(1_n)의 구동 방식(도 6에서 구동 신호(S2_n)로 표시됨)은 제1 위상(PH(n)₁) 및 제1 지속기간(T(n)₁)을 갖는 제1 온 시간 및 제2 위상(PH(n)₂) 및 제2 지속기간(T(n)₂)을 갖는 제2 온 시간을 포함한다. (도 6에서 제2 LED(1₂) 및 n-번째 LED(1_n)의 구동 방식들에서 도시된 바와 같이) 하나의 LED의 구동 방식이 하나 초과의 온 시간을 포함하면, 이러한 온 시간들의 위상들 및 지속기간은 온 시간들이 겹치지 않도록 서로 적응된다. 즉, 두 개의 온 시간 사이에는 각각의 LED가 오프 상태에 있는 기간이 존재한다. 하나의 LED의 하나 이상의 온 시간의 전체 지속기간(TON(i))은 각각의 듀티 사이클(DC(i))에 의존하므로 전체 지속기간은 DC(i)·T_PWM(TON(i)=DC(i)·T_PWM)와 동일하게 된다. 전체 지속기간(TON(i))은 하나의 LED(1i)와 연관된 하나 이상의 온 시간의 지속기간들의 합으로 주어진다.

각각의 듀티 사이클들(DC(1)-DC(n))에 의존하여 개별 LED들(1₁-1_n)의 구동 방식들을 적합하게 결정함으로써, 총 전류(I_TOT)가 형상화될 수 있다. 즉, 각각의 LED들과 연관된 하나 이상의 온 시간의 위상들 및 지속기간들을 적합하게 선택함으로써, 총 전류(I_TOT)가 형상화될 수 있다. 도 6에 도시된 예에서, 개별 구동 방식들은 구동 사이클 내내 적어도 미리 정의된 수의 LED들이 동시에 스위치 온되도록 결정되었다. 일 예에 따르면, 동시에 적어도 스위치 온되는 미리 정의된 수의 LED들은 int(DC_AVG·n)로 주어지며, 여기서 DC_AVG는 평균 듀티 사이클이고 int(.)는(.)의 정수 값이다. 평균 듀티 사이클(DC_AVG)는 아래와 같이 주어진다.

여기서 n은 전체 LED의 수이다. 도 6에 도시된 예에서, 개별 LED들(1₁-1_n)의 듀티 사이클들은 평균 듀티 사이클이 0.45(DC_AVG = 0.45)가 되도록 한다. (이 예에서, DC(1)=2/3; DC(2)=1/2; DC(3)=7/12; DC(4)=1/6; 및 DC(n)=1/3.) 그러므로 LED들의 수를 곱한 평균 듀티 사이클은 다음과 같이 주어진다.

DC_AVG·n = 0.45·5 = 2.25.

따라서, 이 예에서 int(DC_AVG·n) = 2이다. 즉, 도 6에 도시된 예에서, 적어도 두 개(2)의 LED가 구동 사이클 내내 동시에 스위치 온된다. 또한, 이 예에서, (DC_AVG·n)이 int(DC_AVG·n)보다 크기 때문에, 미리 정의된 수에다 하나를 더한 LED들이 동시에 스위치 온되는, 즉 int(DC_AVG·n) + 1(=3)개 LED들이 동시에 스위치 온되는 기간이 구동 사이클 내에 존재한다. 이 기간의 지속기간은 다음과 같이 주어진다.

(DC_AVG·n - int(DC_AVG·n))·T_PWM.

도 6에 예시된 예에서, 미리 정의된 개수보다 하나 많은 LED들이 스위치 온되는 이와 같은 기간은 0.25·T_PWM(=(2.25 - 2)·T_PWM)이다. 단지 예시의 목적으로, 이 기간은 구동 사이클(T_PWM)의 시작 시에 있다.

또한, 도 6에 도시된 예에서, 최대 전류(I_MAX)는 평균 듀티 사이클에 의존한다. 보다 구체적으로는, 최대 전류는 (int(DC_AVG·n) + 1)·I_LED로 주어지며, 이것은 도 4a 및 도 4b에 따른 종래의 방법에 비해 상당히 낮다. 일반적으로, 최대 전류는 I_MAX=int(DC_AVG·n)·I_LED(DC_AVG·n이 정수일 때임) 또는 I_MAX=(int(DC_AVG·n) +1)·I_LED 중 어느 하나이다.

도 6에 예시된 예에서, int(DC_AVG·n) + 1 또는 int(DC_AVG·n)개는 각 구동 사이클 내내 동시에 스위치 온된다. 동시에 스위치 온된 LED들의 수가 (int(DC_AVG·n) + 1으로부터 int(DC_AVG·n)로 또는 그 반대로) 변화하면, 총 전류(I_TOT)는 한 번의 I_LED 만큼 변화한다. 따라서, 개별 LED들(1₁-1_n)의 구동 방식들을 적합하게 선택함으로써, 총 전류(I_TOT)는 하나의 구동 사이클 내에서 총 전류(I_TOT)의 최대 변화가 한번의 I_LED에 의해 주어지도록 형상화될 수 있다. 이 경우에, 각각의 구동 사이클의 시간에서 총 전류(I_TOT)는 평균 총 전류(I_{TOT_AVG})로부터 한 번의 I_LED 미만으로 벗어나며, 여기서 평균 총 전류는 다음과 같이 주어진다.

특정의 전체 지속기간을 가진 두 개 이상의 온 시간에 따라 하나의 구동 사이클에서 하나의 LED를 구동하는 것은 (스위칭 주파수가 60 Hz보다 높거나 100 Hz보다 훨씬 높으면) 전체 지속기간을 가진 오직 하나의 온 시간에 따라 LED를 구동하는 것과 비교하여 육안으로 보이는 광 강도를 변하게 하지 않는다는 점에 유의하여야 한다. 그러나, 하나 이상의 LED의 온 시간을 둘 이상의 온 시간으로 분할하고 온 시간들 각각의 위상들을 적합하게 선택하는 것은 전체 전류(I_TOT)를 형상화하는 것을 가능하게 한다.

듀티 사이클들에 기초하여 결정된 구동 방식들의 세트는 하나의 구동 사이클에서 LED들을 구동하는 데 사용될 수 있거나 또는 두 개 이상의 연속적인 구동 사이클에서 LED들을 구동하는 데 사용될 수 있다. 일 예에 따르면, 구동 사이클의 수는 2 내지 16 사이이다. 일 예에 따르면, 구동 사이클들의 수는 2의 배수이므로, 예를 들어 구동 사이클의 수는 2, 4, 8 또는 16이다. 즉, 새로운 세트의 구동 방식들은 각 구동 사이클 이전에 듀티 사이클들을 기초로 하여 결정될 수 있거나, 또는 새로운 세트의 구동 방식들은 여러 개의 연속적인 구동 사이클 이전에 결정되어 이러한 여러 개의 연속적인 구동 사이클에서 LED들을 구동하는 데 사용될 수 있다. 도 6에 도시된 예에서, 동일한 세트의 구동 방식들이 적어도 두 개의 연속적인 구동 사이클에서 사용된다고 가정된다. 도 6으로부터 알 수 있듯이, 총 전류(I_TOT)는 이러한 두 개의 구동 사이클 사이에서 단지 한 번의 I_LED 만큼 변화할 뿐이다. 일반적으로, 동일한 세트의 구동 방식들을 사용하는 두 개의 연속적인 구동 사이클 사이의 총 전류(I_TOT)의 최대 변화량은 I_LED이다. 더욱이, DC_AVG·n = int(DC_AVG·n)일 때 (즉, (DC_AVG·n)이 정수일 때), 총 전류(I_TOT)는 동일한 세트의 구동 방식들을 사용하는 연속적인 구동 사이클 내내 본질적으로 일정하다.

도 7a 내지 도 7d는 도 6에 도시된 구동 방식들을 결정하기 위한 방법의 일 예를 도시한다. 이 방법은 LED들(1₁-1_n)의 순서를 정의하고 이 순서대로 개별 LED들의 구동 방식들을 결정하는 단계를 포함한다. 단지 예시의 목적으로, 도 7a 내지 도 7d에 도시된 방법에서 개별 LED들(1₁-1_n)의 구동 방식들이 획득되는 순서는 1₁-1₂-1₃-1₄-1_n이다. 이 순서는 임의의 순서일 수 있으며, 예를 들어 배열에서 LED들의 위치에 따라 다를 수 있다. 본 경우에서, 순서는 고정된다. 다른 예에 따르면, 순서는 듀티 사이클을 반영하고 가장 큰 듀티 사이클 또는 가장 작은 듀티 사이클을 갖는 LED에서 시작한다. 이 예에서, 순서는 새로운 세트의 구동 방식들이 결정될 때마다 변경될 수 있다.

도 7a 내지 도 7d에 도시된 예에서, 개별 LED들(1₁-1_n)의 구동 방식들을 결정하는 것은 개별 LED들의 온 시간 지속기간들(TON(i))을 각기 하나의 구동 사이클의 지속기간(T_PWM)과 동일한 지속기간을 갖는 여러 개의 시간 프레임들(TF1-TF3)에 걸쳐 분배하는 것과 동등하다. 이러한 방법에서, 순서에서 제1 LED(11)의 구동 방식은 이 구동 방식이 제1 온 시간만을 포함하도록 조정되며, 여기서 위상(PH(1)₁)은 0이고 지속기간(T(1)₁)은 제1 LED(11)와 연관된 듀티 사이클(DC(1))에 의해 정의된 전체 온 시간 지속기간(TON(1))과 동일하다. 이러한 구동 방식에 기초하여 제1 LED(11)를 구동하는 것은 제1 LED(11)가 구동 사이클의 시작 시에 스위치 온되고 듀티 사이클(DC(1))에 의해 주어진 지속기간(T(1)₁) 동안 온 상태로 유지되는 효과를 가져온다.

도 7b는 제2 LED(12)의 구동 사이클을 결정하는 것을 도시한다. 이 구동 방식은 제1 LED(11)가 스위치 오프되는 동시에 제2 LED(12)가 스위치 온되도록 만들어진다. 그러나, 이 예에서, 제1 LED(11)의 온 시간 지속기간(T(1)₁)의 끝과 구동 사이클의 끝 사이의 시간 지속기간은 듀티 사이클(DC(2))에 의해 정의된 것과 같이 전체 온 시간 지속기간(TON(2)) 동안 제2 LED(12)를 스위치 온하기에 너무 짧으며, 즉,

PH(1)₁ + T(1)₁ + TON(2)> T_PWM 이다.

이 경우, 전체 온 시간 지속기간(TON(2))을 가진 전체 온 시간은 두 개의 온 시간으로 분할되는데, 즉 제1 온 시간은 제1 위상(PH(2)₁) 및 제2 시간 프레임(TF2)의 시작 시에 제1 지속기간(T(2)₁)을 갖고, 제2 온 시간은 제2 위상(PH(2)₂) 및 제1 LED(11)의 온 시간과 제1 시간 프레임(TF1)의 끝 사이에 제2 지속기간(T2(2)₂)을 갖는다. 제2 위상(PH(2)₂)은 PH(2)₂ = PH(1)₁ + T(1)₁에 의해 주어지므로, 제2 LED(12)의 구동 방식은 제1 LED(11)의 구동 방식에 의존한다. 제2 지속기간(T(2)₂)은 T(2)₂ = T_PWM- PH(2)₂로 주어진다. 또한, 제1 위상 PH(2)₁은 0이고, 제1 지속기간(T(2)₁)은 전체 지속기간(TON(2))에서 제2 지속기간(T(2)₂)를 뺀 것으로 주어지며, 즉 T(2)₁ = TON(2) - T(2)₂ 이다.

도 7c는 제 3 LED(13)의 구동 방식을 결정하는 것을 도시하며, 이러한 구동 방식을 결정하는 것은 미리 결정된 제2 LED(12)의 구동 방식에 의존한다. 제 3 LED(13)의 구동 방식은 제1 온 시간(위상(PH(2)₁) 및 지속기간(T(2)₁)을 가짐)에 기초하여, 제2 LED(12)가 스위치 온될 때 제 3 LED(13)가 스위치 온되도록 결정된다. 이 예에서, 제2 LED(12)의 제1 온 시간의 끝과 제2 시간 프레임(TF2)의 끝 사이의 시간 지속기간은 듀티 사이클(DC(3))에 의해 정의된 것과 같이 제 3 LED(13)의 전체 지속기간(TON(3))보다 길며, 즉 PH(2)₁ + T(2)₁ + TON(3) < T_PWM 이다. 이 경우, 제 3 LED(13)의 구동 방식은 제1 온 시간만을 포함하며, 여기서 제1 온 시간의 위상(PH(3)₁)은 제2 LED(12)의 제1 온 시간의 끝에 의해 주어지는데, 즉 PH(3)₁ = PH(2)₁ + T(2)₁ 이다. 또한, 제1 온 시간의 T(3)₁이라는 지속기간은 듀티 사이클(DC(3))에 의해 정의된 것과 같이 전체 지속기간(TON(3))으로 주어지며, 즉 T(3)₁ = TON(3)이다.

도 7d는 제 4 LED(14) 및 제n-번째 LED(1_n)의 구동 방식을 만드는 것을 도시한다. 이 예에서, 제 4 LED(14)의 구동 방식은 듀티 사이클 DC(4)에 의해 정의된 것과 같은 전체 지속기간(TON(4))에 의해 주어진 제1 지속기간(T(4)₁) 및 제 3 LED(13)의 제1 지속기간(T(3)₁)의 끝에 의해 주어진 위상(PH(4)₁)을 갖는 제1 온 시간만을 포함한다. n-번째 LED의 온 시간은 다시 두 개의 온 시간으로 분할되는데, 즉 제3 시간 프레임(TF3)의 시작 시의 제1 온 시간(T(n)₁) 및 제4 LED(14)의 온 시간과 제2 시간 프레임(TF2)의 끝 사이의 지속기간(T(n)₂)을 갖는 제2 온 시간으로 분할된다.

도 8은 보다 일반적인 방식으로 도 7a 내지 도 7d의 특정 예를 참조하여 설명된 방법을 도시하는 흐름도를 도시한다. 보다 구체적으로는, 도 8은 복수의 LED의 구동 방식들을 차례로 결정하는 것을 도시한다. 프로세스의 시작에서, 카운터 변수(i)가 미리 정의된 값으로 설정되며, 이 예에서 미리 정의된 값은 1이다(블록(201) 참조). 카운터 변수가 1이면(블록(202) 참조), 프로세싱은 제1 LED의 구동 방식이 결정되는 블록(203)으로 진행된다. 블록(203)에서의 프로세싱은 도 7a를 참조하여 설명된 프로세싱과 동등하다. 카운터 변수가 0과 다르면, 즉 결정될 구동 방식이 제1 LED의 구동 방식이 아니면, 프로세싱은 블록(204)으로 진행한다. 이 블록에서, 각각의 LED(1_i)의 듀티 사이클(DC(i))에 의해 결정되는 것과 같은 전체 시간 지속기간(TON(i))이 선행 LED(1_i-1)의 제1 온 시간 지속기간(T(i)₁)의 끝과 구동 사이클의 끝 사이의 시간 지속기간보다 짧은지 결정된다. 예(yes)이면, 프로세싱은 블록(205)으로 진행하며, 이 블록(205)에서 LED(1_i)의 온 시간은 제1 위상(PH(i)₁) 및 제1 지속기간(T(i)₁)을 갖는 제1 온 시간 및 제2 위상(PH(i)₂) 및 제2 지속기간(T(i)₂)을 갖는 제2 온 시간으로 분할된다. 이러한 프로세싱은 도 7b에 도시된 예에 따른다. 선행 LED(1_i-1)의 온 시간 지속기간(T(i-1)₁)의 끝과 각 시간 프레임의 끝 사이의 시간 지속기간이 LED(1i)의 전체 온 시간 지속기간(TON(i))보다 짧으면, 프로세싱은 블록(206)으로 진행하며, 이 블록(206)에서 LED(1i)의 구동 방식은 제1 지속기간(T(i)₁) 및 제1 위상(PH(i)₁)을 갖는 제1 온 시간만을 포함하도록 결정된다. 이것은 도 7c에 도시된 예에 따른다.

위에서 설명한 방법을 사용하면, 듀티 사이클이 0 인 그러한 LED들에 대해서도, LED 배열 내 복수의 LED 각각에 대해 구동 방식이 결정될 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 듀티 사이클이 0 인 LED의 구동 방식은 제1 위상 및 0의 제1 온 시간 지속기간을 포함할 것이다. 그러나, 이 방법을 듀티 사이클이 0보다 큰 LED들에만 적용하는 것 또한 가능하다.

도 7a 내지 도 7c 및 도 8을 참조하여 설명된 방법은 복수의 LED의 온 시간 지속기간들을 복수의 시간 프레임(TF1-TF3)에 걸쳐 분배하는 여러 가지 가능한 방식 중 하나일 뿐이며, 여기서 시간 프레임들의 수는 DC_AVG·n이 정수인지 아닌지에 따라 int(DC_AVG·n) 또는 int(DC_AVG·n) + 1 중 어느 하나이다. 위에서 설명한 방법들에서, 각각의 구동 사이클에서의 총 전류(I_TOT)는 본질적으로 수학식(3)에 의해 정의된 평균 총 전류에 의해 주어지는데, 왜냐하면 위에서 설명한 바와 같이, 총 전류(I_TOT)는 한 번의 I_LED 미만만큼 이러한 평균 전류(I_{TOT_AVG})로부터 벗어나기 때문이다. 위의 내용을 참조하면, 새로운 세트의 구동 방식들은 매 구동 사이클 이전에 또는 여러 구동 사이클의 시퀀스 이전에 획득될 수 있다. 구동 방식들을 업데이트하면 총 전류(I_TOT)를 변화시킬 수 있다. 보다 구체적으로는, 업데이트 이전에 구동 방식들을 결정하는 데 사용되는 듀티 사이클들의 평균이 업데이트 이후의 구동 방식들을 결정하는 데 사용되는 듀티 사이클들의 평균과 다를 때 총 전류가 변화된다. 기본적으로, 총 전류(I_TOT)의 변화량(ΔI_TOT)은 대략 다음과 같이 주어진다.

여기서 ΔDC_AVG는 평균 듀티 사이클의 변화량을 나타낸다. 복수의 PWM 구동 LED를 사용하는 많은 조명 응용에서, 평균 듀티 사이클(D_AVG)은 총 전류(I_TOT)의 변화량(ΔI_TOT)이 EMI 등의 관점에서 적당하고 수용 가능하도록 느리게 변화한다.

위에서 설명한 방법에 의해 획득되는 구동 방식들의 세트는 하기에서 제1 세트의 구동 방식들이라고 지칭된다. 일 예에 따르면, 동일한 세트의 듀티 사이클들에 기초하여, 제1 세트의 구동 방식들 및 제2 세트의 구동 방식들이 결정되며, 여기서 복수의 LED(1₁-1_n)는 미리 정의된 수의 구동 사이클들 중 제1 구동 사이클에서 제2 세트의 구동 방식들에 따라 구동되고 미리 정의된 수의 구동 사이클들 중 나머지 구동 사이클에서 제1 세트의 구동 방식들에 따라 구동된다. 일 예에 따르면, 미리 정의된 구동 사이클들의 수는 2^k으로 주어지며, 여기서 k는 1과 4 사이에서 선택된다.

제2 세트의 구동 방식들 각각은 복수의 LED(1₁-1_n)의 각각과 연관되고 복수의 LED(1₁-1₂)의 각각과 연관된 듀티 사이클(DC(1)-DC(n))에 의존한다. 또한, 제2 세트의 구동 방식들 중 적어도 일부는 듀티 사이클 세트의 평균 듀티 사이클과 이전 듀티 사이클 세트의 평균 듀티 사이클 사이의 차이에 의존한다. "이전 듀티 사이클 세트"는 제1 구동 사이클 이전에 발생하는 구동 사이클에서 LED들을 구동하는 데 사용되는 듀티 사이클 세트이다. 제1 듀티 사이클이 시스템을 시작한 이후의 다름아닌 제1 듀티 사이클일 때 이전 듀티 사이클 세트의 평균 듀티 사이클은 0이다.

위의 내용을 참조하면, 두 개의 연속적인 구동 사이클의 평균 듀티 사이클들 사이에서 0보다 큰 차이는 두 개의 구동 사이클 사이의 총 전류(I_TOT)에서 한 단계를 생성할 수 있다. 일 예에 따르면, 제2 세트의 구동 방식들은 제1 구동 사이클의 시작에서 총 전류(I_TOT)가 이전 구동 사이클의 끝에서의 현재 레벨로부터 제1 구동 사이클의 평균 듀티 사이클에 의존하는 현재 레벨까지 점차적으로 증가 또는 감소하도록 결정된다.

도 9는 이러한 방식으로 복수의 LED를 구동하는 것을 개략적으로 도시한다. 보다 구체적으로는, 도 9는 복수의 LED를 (a) 평균 듀티 사이클(DC_AVG-1)을 갖는 제1 세트의 듀티 사이클들에 기초하여 획득된 제1 세트의 구동 방식들에 기초한 이전 구동 사이클에서, (b) 평균 듀티 사이클(DC_AVG)을 갖는 제2 세트의 듀티 사이클들에 기초하여 획득된 제2 세트의 구동 방식들에 기초한 여러 개의 연속적인 구동 사이클 중의 제1 구동 사이클에서, 및 (c) 제2 세트의 듀티 사이클들에 기초하여 획득된 제1 세트의 구동 방식들에 기초한 추가 구동 사이클들에서 구동시킬 때의 전체 전류(I_TOT)를 도시한다. 이전 구동 사이클에서 평균 듀티 사이클(DC_AVG-1)은 이하에서 이전 평균 듀티 사이클로 지칭되며, 여러 개의 연속적인 구동 사이클에서 평균 듀티 사이클(DC_AVG)은 이하에서 실제 평균 듀티 사이클로 지칭된다. 도 9에 도시된 예에서 이전 평균 듀티 사이클(DC_AVG-1)은 실제 평균 듀티 사이클(DC_AVG)보다 낮아서 제2 세트의 구동 방식들은 제1 구동 사이클 시작에서 총 전류(I_TOT)의 전류 램프를 발생시킨다. 이러한 전류 램프는 총 전류(I_TOT)가 단계적으로 증가하게 한다. 한 단계의 높이는 단일 LED 전류(I_LED)와 동등할 수 있거나 I_LED의 배수일 수 있고, 즉 제1 구동 사이클 시작에서, 동시에 스위치 온되는 LED들의 수는 한 단계에서 또는 하나 초과의 단계에서 증가한다.

개별 단계들의 높이 및 개별 단계들 사이의 시간 차이(ΔT)는 평균 듀티 사이클 차이에 따라 조정할 수 있다. 일 예에 따르면, 평균 듀티 사이클 차이가 증가함에 따라 시간 차이(ΔT)가 감소하고 및/또는 한 단계의 높이가 증가한다. 도 9를 참조하면, 램프는 이전 구동 사이클의 끝에서 현재 레벨에 의해 주어진 레벨에서 시작된다.

도 10은 도 9의 제1 사이클에서 도시된 바와 같이 총 전류(I_TOT)의 형상을 야기하는 제2 세트의 구동 방식들을 획득하기 위한 일 예를 개략적으로 도시한다. 도 7a 내지 도 7d를 참조하여 설명된 예에서와 같이, 방법은 복수의 시간 프레임을 정의하고 듀티 사이클(DC(i))에 의해 정의된 온 시간 지속기간(TON(i))을 개별 시간 프레임들에 걸쳐 분배하는 단계를 포함한다. 이 예에서, 시간 프레임들은 가변 길이의 복수의 램프 시간 프레임(TFR1-TFR6) 및 동일한 길이(TQ)의 복수의 추가 시간 프레임(TF1-TF8)을 포함한다. 도 10은 n=10 개의 LED의 온 시간들(TON(1)-TON(n))을 이러한 시간 프레임들에 분배하는 결과를 도시한다. 램프 시간 프레임들(TFR1-TFR6)은 제1 구동 사이클의 시작에서 램프 위상의 지속기간인 TR이라는 최대 길이를 갖는다. 일 예에 따라, 온 시간들(TON(1)-TON(n))을 시간 프레임들에 분배하는 것은 온 시간 지속기간들을 램프 시간 프레임들(TFR1-TFR6)에 분배하는 것으로 시작한다.

일 예에 따르면, 전체 온 시간들(TON(1)-TON(n))은 이들의 길이에 따라 정렬되고 가장 긴 온 지속기간들(TON(1)-TON(n))의 단편들(T(1)₃-T(7)₃)은 램프 시간 프레임들(TFR1-TFR6)에 매핑된다. 그러나, (램프 시간 프레임(TFR1)에서 볼 수 있듯이) 이것은 단지 예일 뿐이다.

일 예에 따르면, 복수의 전체 온 시간 지속기간(TON(1)-TON(n)) 각각의 온 시간 지속기간 중의 오직 한나의 단편만이 램프 시간 프레임들(TFR1-TFRn)에 매핑된다. 도 10에 도시된 예에서, 온 시간 지속기간들(TON(1)-TON(7))의 시간 단편들은 램프 시간 프레임들(TFR1-TFRn)에 매핑되었다. 이러한 시간 단편들은 도 10에 도시된 예에서 (T(1)₃-T(7)₃)으로 지칭된다.

이러한 온 시간 지속기간들(T(1)₃-T(7)₃)을 램프 시간 프레임들(TFR1-TFR6)에 분배한 이후에, 잔여 온 시간 지속기간들(TON(i)_RES)이 남으며, 여기서 TON(i)_RES = TON(i) - T(i)₃ 이다. 이러한 잔여 온 시간 지속기간들 및 램프 시간 프레임들에서 고려되지 않았던 이러한 LED들의 전체 온 시간 지속기간들은 도 7a 내지 도 7d 및 도 8을 참조하여 설명된 것과 동일한 방식으로 시간 프레임들(TF1-TF8)에 걸쳐 분배된다.

도 9는 제2 세트의 구동 방식들이 제1 구동 사이클의 시작에서 상승 램프가 존재하도록 평균 듀티 사이클이 증가하는 예를 도시한다. 도 11은 다른 예를 도시한다. 이 예에서, 평균 듀티 사이클은 감소하므로 제1 구동 사이클의 시작에서 하강 램프가 발생하도록 제2 세트의 구동 방식들이 만들어진다. 제2 세트의 구동 방식 세트를 만드는 것이 도 12에서 그래픽으로 도시된다. 도 10에 도시된 예에서와 같이, 제2 세트의 구동 방식들을 만드는 것은 개별 LED들과 연관된 전체 시간 지속기간들을 길이가 변하는 램프 시간 프레임들(TFR1-TFR6) 및 동일한 길이의 추가 시간 프레임(TF1-TF3)에 걸쳐 분배하는 것을 포함한다.

복수의 LED를 구동하기 위한 위에서 설명된 방법은 도 1에 도시된 바와 같은 구동 회로, 즉 전원 장치(3), 복수의 LED(1₁-1_n)의 하나씩과 각기 직렬로 연결된 복수의 LED(2₁-2_n) 및 제어기(4)를 포함하는 구동 회로에 의해 구현될 수 있다. 제어기(4)는 듀티 사이클 정보(DC(1)-DC(n))를 수신하고, 각각의 전류원(2₁-2_n)을 제어함으로써 각각의 LED(1₁-1_n)를 통해 전류를 제어할 수 있다. 제어기는 마이크로컨트롤러로서 구현될 수 있고, 수신된 듀티 사이클 정보(DC(1)-DC(n))에 기초하여 개별 LED들(1₁-1_n)의 구동 방식들을 생성하도록 구성된다. 듀티 사이클 정보(DC(1)-DC(n))는 개별 LED들(1₁-1_n)의 광 강도를 제어하는 중앙 제어 유닛(도시되지 않음)에 의해 제공될 수 있다.

도 1은 그저 LED 배열의 회로도를 도시할 뿐이다. 일 예에 따르면, LED들은 예를 들어 32 x 32(= 1024)개 LED들의 매트릭스로서 배열된다.

본 발명은 예시적인 예들을 참조하여 설명되었지만, 이러한 설명은 제한적인 의미로 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 상세한 설명을 참조한다면, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게는 본 발명의 다른 예들뿐만 아니라 예시적인 예들의 다양한 수정 및 조합이 명백할 것이다. 그러므로 첨부된 청구 범위는 임의의 그러한 수정들 또는 예들을 망라하는 것으로 의도된다.

Claims

방법으로서,
복수의 LED의 각각과 각기 연관된 복수의 듀티 사이클(DC(1)-DC(n))에 기초하여, 제1 세트의 구동 방식들을, 각각의 구동 방식이 상기 복수의 LED(1₁-1_n)의 각각과 연관되고 상기 복수의 LED(1₁-1_n)의 각각과 연관된 상기 듀티 사이클(DC(1)-DC(n))에 의존하도록, 결정하는 단계; 및
적어도 하나의 구동 사이클(T_PWM)에서, 상기 제1 세트의 상기 연관된 구동 방식에 따라 상기 복수의 LED(1₁-1_n) 각각을 구동하는 단계
를 포함하고,
상기 복수의 구동 방식 각각은 위상(PH(1)₁-PH(n)₂) 및 지속기간(T(1)₁-T(n)₂)을 각기 갖는 하나 이상의 온 시간(on-time)을 포함하고,
상기 연관된 구동 방식에 따라 상기 복수의 LED(1₁-1_n) 각각을 구동하는 단계는 상기 각각의 구동 방식에 의존하여 상기 복수의 LED(1₁-1_n) 각각을 온 상태 또는 오프 상태로 구동하는 단계를 포함하며,
상기 복수의 LED(1₁-1_n) 중 적어도 하나의 LED의 구동 방식을 결정하는 단계는 상기 복수의 LED(1₁-1_n) 중 다른 하나의 LED의 구동 방식에 의존하여 상기 구동 방식을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 세트의 구동 방식들을 결정하는 단계는 상기 적어도 하나의 구동 사이클(T_PWM)에서 적어도 미리 정의된 수의 LED들이 상기 구동 사이클(T_PWM) 내내 동시에 온 상태로 구동되도록 상기 구동 방식들을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제2항에 있어서,
상기 미리 정의된 수의 LED들은 int(DC_AVG·n)이고,
여기서
DC_AVG는 상기 복수의 LED(1₁-1_n)의 평균 듀티 사이클이고,
n은 상기 복수의 LED(1₁-1_n)의 수이며,
int(DC_AVG·n)는 DC_AVG · n의 정수인, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 구동 사이클에서 상기 제1 세트의 구동 방식에 따라 상기 복수의 LED(1₁-1_n)를 구동하는 단계는:
미리 정의된 수의 연속적인 구동 사이클들에서 상기 제1 세트의 구동 방식에 따라 상기 복수의 LED(1₁-1_n)를 구동하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 LED(1₁-1_n) 중 다른 하나의 LED의 구동 방식에 의존하여 상기 복수의 LED(1₁-1_n) 중 적어도 하나의 LED의 구동 방식을 결정하는 단계는 상기 복수의 LED 중 다른 하나의 LED의 구동 방식에 의존하여 (n-1)개 LED의 구동 방식들을 결정하는 단계를 포함하고, n은 상기 복수의 LED(1₁-1_n)의 수 또는 0과는 다른 듀티 사이클을 갖는 LED들의 수인, 방법.
제5항에 있어서,
상기 복수의 LED(1₁-1_n) 중 다른 하나의 LED의 구동 방식에 의존하여 상기 (n-1)개 LED(1₂-1_n)의 상기 구동 방식들을 결정하는 단계는:
상기 (n-1)개 LED 각각이 LED들의 순서에서 선행하는 LED를 갖도록 상기 복수의 LED의 순서를 정의하는 단계;
상기 LED들의 순서에서 제1 LED(1₁)의 구동 방식을 설정하는 단계 - 상기 제1 LED(1₁)는 상기 (n-1)개 LED(1₂-1_n) 각각과 상이함 -; 및
상기 LED들의 순서에서 상기 각각의 선행하는 LED의 구동 방식에 의존하여 상기 (n-1)개 LED(1₂-1_n) 각각의 구동 방식을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 LED(1₁-1_n) 각각과 연관된 상기 듀티 사이클에 의존하도록 각각의 구동 방식을 결정하는 단계는:
각각의 구동 방식을, 상기 구동 방식과 연관된 상기 하나 이상의 온 시간의 전체 지속기간이 상기 각각의 듀티 사이클 곱하기 상기 적어도 하나의 구동 사이클의 지속기간으로 주어지도록 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 듀티 사이클에 기초하여, 제2 세트의 구동 방식들을, 각각의 구동 방식이 상기 복수의 LED의 각각과 연관되고 상기 복수의 LED의 각각과 연관된 상기 듀티 사이클에 의존하도록 결정하는 단계;
한 세트의 여러 개의 연속적인 구동 중의 제1 구동 사이클에서 상기 제2 세트의 구동 방식들에 기초하여 상기 복수의 LED를 구동하는 단계; 및
상기 여러 개의 연속적인 구동 사이클의 나머지 사이클에서 상기 제1 세트의 구동 방식들에 기초하여 상기 복수의 LED를 구동하는 단계
를 더 포함하고,
상기 제2 세트의 구동 방식들 중 적어도 일부는 상기 복수의 듀티 사이클의 평균과 상기 제1 구동 사이클에 선행하는 구동 사이클에서 상기 복수의 듀티 사이클의 평균 사이의 차이에 의존하여 추가로 결정되는, 방법.
제8항에 있어서,
상기 여러 개의 구동 사이클은 2 내지 16 개의 구동 사이클을 포함하는, 방법.
구동 회로로서,
상기 구동 회로는:
복수의 LED(1₂-1_n)의 각각과 각기 연관된 복수의 듀티 사이클(DC(1)-DC(n))에 기초하여, 제1 세트의 구동 방식들을, 각각의 구동 방식이 상기 복수의 LED(1₁-1_n)의 각각과 연관되고 상기 복수의 LED(1₁-1_n)의 상기 각각과 연관된 상기 듀티 사이클(DC(1)-DC(n))에 의존하도록, 결정하고;
복수의 구동 사이클 중 적어도 하나의 구동 사이클에서, 상기 제1 세트의 상기 연관된 구동 방식에 따라 상기 복수의 LED(1₁-1_n) 각각을 구동하도록 구성되고,
상기 복수의 구동 방식 각각은 위상(PH(1)₁-PH(n)₂) 및 지속기간(T(1)₁-T(n)₂)을 각기 갖는 하나 이상의 온 시간을 포함하고,
상기 연관된 구동 방식에 따라 상기 복수의 LED(1₁-1_n) 각각을 구동하는 것은 상기 각각의 구동 방식에 의존하여 상기 복수의 LED(1₁-1_n) 각각을 온 상태 또는 오프 상태로 구동하는 것을 포함하며,
상기 복수의 LED(1₁-1_n) 중 적어도 하나의 LED의 구동 방식을 결정하는 것은 상기 복수의 LED 중 다른 하나의 LED의 구동 방식에 의존하여 상기 구동 방식을 결정하는 것을 포함하는, 구동 회로.
제11항에 있어서,
전원 장치(3);
상기 복수의 LED(1₁-1_n)의 하나씩과 각기 직렬로 연결된 복수의 전류원(2₁-2_n); 및
상기 복수의 듀티 사이클(DC(1) -DC(n))을 수신하고, 상기 복수의 듀티 사이클(DC(1)-DC(n))에 기초하여 상기 제1 세트의 구동 방식들을 결정하고, 상기 제1 세트의 구동 방식들에 기초하여 상기 복수의 LED를 구동하기 위해 상기 제1 세트의 구동 방식들에 기초하여 상기 전류원들(2₁-2_n)을 구동하도록 구성된 제어기(4)
를 포함하는, 구동 회로.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 구동 회로는 상기 적어도 하나의 구동 사이클(T_PWM)에서 적어도 미리 정의된 수의 LED들이 상기 구동 사이클(T_PWM) 내내 동시에 온 상태로 구동되도록 상기 구동 방식을 결정하도록 구성되는, 구동 회로.
제12항에 있어서,
상기 미리 정의된 수의 LED들은 int(DC_AVG·n)이고,
여기서
DC_AVG는 상기 복수의 LED(1₁-1_n)의 평균 듀티 사이클이고,
n은 상기 복수의 LED(1₁-1_n)의 수이며,
int(DC_AVG·n)는 DC_AVG·n의 정수인, 구동 회로.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 회로는 미리 정의된 수의 연속적인 구동 사이클들에서 상기 제1 세트의 구동 방식에 따라 상기 복수의 LED(1₁-1_n)를 구동하도록 구성되는, 구동 회로.
제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 회로는 상기 복수의 LED 중 다른 하나의 LED의 구동 방식에 의존하여 (n-1)개 LED의 구동 방식들을 결정하도록 구성되고, n은 상기 복수의 LED(1₁-1_n)의 수 또는 0과는 다른 듀티 사이클을 갖는 LED들의 수인, 구동 회로.
제15항에 있어서,
상기 구동 회로는:
상기 (n-1)개 LED 각각이 LED들의 순서에서 선행하는 LED를 갖도록 상기 복수의 LED의 순서를 정의하고;
상기 LED들의 순서에서 제1 LED(1₁)의 구동 방식을 설정하고 - 상기 제1 LED(1₁)는 상기 (n-1)개 LED(1₂-1_n) 각각과 상이함 -; 및
상기 LED들의 순서에서 상기 각각의 선행하는 LED의 구동 방식에 의존하여 상기 (n-1)개 LED(1₂-1_n) 각각의 구동 방식을 결정함으로써,
상기 복수의 LED(1₁-1_n) 중 다른 하나의 LED의 구동 방식에 의존하여 상기 (n-1)개 LED(1₂-1_n)의 구동 방식들을 결정하도록 구성되는, 구동 회로.