KR20220098361A - Led 조명용 드라이버 및 led 조명 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 LED를 가진 LED 조명용 드라이버를 제공하는데, 이 드라이버는 AC 전원으로부터 AC 입력 전력을 받으며, 정류된 출력 전력을 LED로 공급하여 광속을 생성시키기 위한 전압 증배기를 포함한다. 또한, 복수의 LED를 가진 LED 조명을 구동하는 방법도 제공되는데, 이 방법은 입력 전압을 가진 AC 입력 전력을 받는 단계, 입력 전압을 배증하고 배증된 출력 전압을 LED에 공급하는 단계, 그리고 AC 입력 전력을 정류하고 정류된 출력 전력을 LED에 공급하여 광속을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

LED 조명용 드라이버 및 LED 조명 구동 방법{DRIVER FOR LED LIGHTING AND METHOD OF DRIVING LED LIGHTING}
본 발명은 LED 조명용 드라이버 및 LED 조명을 구동하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 여기에서 주로 고전력 조명기구에 관하여 설명되겠지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
LED 드라이버에 대한 최근 개발작업들은 도 1에 나타낸 것과 같이 능동 전력 전자 스위치를 이용한 스위치 모드 LED 드라이버("능동 LED 드라이버")와, 도 2에 나타낸 것과 같이 능동 전력 전자 스위치가 없는 수동 LED 드라이버("수동 LED 드라이버")가 LED 시스템을 위해 제안되어 왔음을 보여준다. 도 1은 ST 마이크로일렉트로닉스 사의 애플리케이션 노트(Application Notes) 중 파워 서플라이 앤 파워 매니지먼트 L6562A TSM1052 AN2711 데이터 시트의 "능동" 오프라인 LED 시스템을 보여주고 있다. LED 시스템이 AC 본선에 연결되는 오프라인 애플리케이션에 대해, 능동 및 수동 LED 드라이버들은 대개 LED 스트링(LED string)과 같이 직렬로 연결된 LED 장치들을 구동하기 위해 기본적으로 본선 주파수에서 AC 전압원을 전류원으로 변환한다.
LED 드라이버의 컴팩트한 디자인을 위해, 능동 LED 드라이버는 훌륭한 해결책이다. 능동 LED 드라이버는 스위치 모드 파워 서플라이 기술에 기초를 두고 있다. 스위칭 주파수가 수백 kHz에 이를 수 있기 때문에, 인덕터나 커패시터와 같은 에너지 저장 소자의 소자 크기를 줄일 수 있다. 그러나 보조 파워 서플라이, 제어 집적 회로, 전원 스위치용 게이트 구동 회로 등과 같은 복잡한 전자 회로의 소요로 인해 폭넓은 온습도 변화, 번개와 같은 가혹한 환경일 수밖에 없는 실외 사용에서 능동 LED 드라이버는 신뢰성이 보다 낮다.
반면, 수동 LED 드라이버는 보조 파워 서플라이, 제어 집적 회로, 전원 스위치용 게이트 구동 회로 등이 필요 없는 단순한 회로 구조를 가진다. 그러나 본선 주파수 동작으로 인해 이런 수동 드라이버들은 전형적으로 더 큰 크기의 수동 에너지 저장 소자를 필요로 한다. 이런 소자들에는 제한된 수명을 가지며 온도에 고도로 민감한 전해 커패시터가 포함된다. 전형적으로, LED 조명에 흔히 사용되는 전해 커패시터는 15,000시간, 즉 1.7년의 수명을 가진다. 이 수명은 LED 조명의 작동 온도가 10℃ 낮아지면 2배가 되며, 작동 온도가 10℃ 올라가면 절반이 된다. 그럼에도 불구하고, 회로의 단순성 및 가혹한 환경에 대한 강건성(robustness)으로 인해, 수동 LED 드라이버들은 실외 사용에 있어서 더욱 신뢰성이 있다.
미국 특허 출원 13/129,793는 가혹 환경용으로서 전해 커패시터의 필요가 없는 수동 드라이버 접근법을 활용한 강건한 LED 드라이버를 기술하고 있다. 이런 수동 LED 드라이버들은 도 2에 나타낸 바와 같이 풀-브리지 다이오드 정류기(full-bridge diode rectifier)에 기초하고 있다. 다이오드 정류기의 출력 전압은 비전해 커패시터 C3에 의해 평활화되며, 출력 인덕터는 이 커패시터 전압을 LED 부하를 구동하기 위한 전류원으로 변환한다. 어떤 경우에는, 커패시터 C3가 도 3에 나타낸 것과 같은 밸리-필 회로(valley-fill circuit)의 다양한 형태로 대체될 수 있다.
가로등과 같은 고전력 LED 조명 시스템을 위해, LED 장치들은 대개 직렬로 연결되어 LED 스트링을 이룬다. 고전력이 필요하다면, 요구되는 전력 및 발광 성능을 얻기 위해 때때로 병렬 연결된 스트링을 사용할 필요가 있다. LED 장치들은 동일한 생산자가 제조하더라도 완전히 동일할 수는 없기 때문에, 동일한 모델인 LED 장치의 전압 대 전류(VI) 특성이 정확히 일치하지는 않는다. 따라서, 병렬 연결된 LED 스트링의 V-I 특성 역시 서로 다르다. 이러한 차이는 전류 불균형 문제를 야기할 수 있으며, 이어서 불균일한 광분포 및 열분포를 초래할 수 있고, 더욱 중요하게는 의도치 않은 과전류 상태로 인해 LED 모듈의 수명을 줄이는 결과를 가져올 수 있다.
병렬 연결 LED 스트링에서 전류 불균형 문제를 처리하기 위해 "병렬 발광 다이오드 스트링에서 전류 불균형을 감소시키기 위한 새로운 자기 설정식 전류 미러 기법(Li S.N, Zhong W.Z., Chen W., Hui S.Y.R., "Novel Self-configurable Current Mirror Techniques for Reducing Current Imbalance in Parallel Light-Emitting Diode (LED) strings", IEEE Transactions on Power Electronics, 2012. 4. 발행, 볼륨 27, 2153~2162쪽)에서 검토된 것과 같은 다양한 기술들이 제안되고 있다. 일반적으로, 전류 미러 기법(current mirror technique) 및 스위치 모드 전류 제어 방법(switched mode current control method)이 병렬 전류 스트링에서 전류 불균형을 감소시키기 위해 흔히 사용된다. 이런 기법들 중 전류 밸런싱 회로(current balancing circuit)의 일례가 도 4에 나타나 있다. 그러나 이런 기법이나 방법들을 사용하는 것은 그 형식을 불문하고 회로의 복잡성과 비용을 증가시킬 것이다.
종래 기술의 단점 중 적어도 하나를 극복하거나 개선하는 것, 또는 유용한 대안을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명의 일면은, 복수의 LED를 가진 LED 조명용 드라이버로서, AC 전원으로부터 AC 입력 전력을 받으며 LED에 정류된 출력 전력을 공급하여 광속(luminous flux)을 생성하기 위한 전압 증배기(voltage multiplier)를 포함하는 드라이버를 제공한다.
바람직하게는, 복수의 LED들은 직렬로 연결되어 있다.
다양한 실시예에서, 전압 증배기는 배전압기(voltage doubler), 3배 전압기(voltage tripler), 4배 전압기(voltage quadrupler) 중 하나 또는 이들의 조합이다. 일부 실시예들에서, 전압 증배기는 드롱 배전압기(Delon voltage doubler), 그라이나헤르 배전압기(Greinacher voltage doubler) 중 하나 또는 이들의 조합이다.
바람직하게, 상기 드라이버는 인간의 눈으로 알아챌 수 없는 광속의 변화에 상응하여 정류된 출력 전력의 변화를 허용한다.
바람직하게, 상기 드라이버는 AC 전원과 전압 증배기 사이에 입력 커패시터를 포함한다. 바람직하게, 상기 드라이버는 전압 증배기와 LED 사이에 출력 커패시터를 포함한다. 또한 바람직하게, 상기 드라이버는 AC 전원과 전압 증배기 사이에 입력 인덕터를 포함한다. 나아가서, 상기 드라이버는 바람직하게 전압 증배기와 LED 사이에 출력 인덕터를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 드라이버는 전압 증배기와 LED 사이에 밸리-필 회로를 포함한다.
일부 다른 실시예에서, 상기 드라이버는 전압 증배기와 LED 사이에 평활화 커패시터를 포함한다.
바람직하게, 상기 LED들은 직렬-연결 스트링이 직렬로 연결된 형태로 되어 있다. 바람직하게, 상기 직렬-연결 스트링들은 병렬로 연결되어 있다.
본 발명의 두 번째 일면은 복수의 LED를 가진 LED 조명의 구동 방법으로서:
입력 전압을 가진 AC 입력 전력을 수신하는 단계;
입력 전압을 배증하고 배증된 출력 전압을 LED에 공급하는 단계; 및
AC 입력 전력을 정류하고 정류된 출력 전력을 LED에 공급하여 광속을 생성시키는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 복수의 LED들은 직렬로 연결되어 있다.
다양한 실시예에서, 입력 전압은 배증되거나, 3배 배증되거나, 4배 배증된다. 일부 실시예에서, 입력 전압은 드롱 배전압기, 그라이나이헤르 배전압기 중 하나 또는 이들의 조합을 이용하여 배증된다.
바람직하게, 상기 방법은 인간의 눈으로 알아챌 수 없는 광속의 변화에 대응한 정류된 출력 전력의 변화를 허용한다.
본 발명은 회로 토폴로지(circuit topologies)와, 단일한 발광 다이오드(LED) 스트링에만 전력을 공급하기 위한 LED 드라이버의 작동 방법을 지향한다. 고전력 LED 시스템들은 대개 LED들이 병렬-연결 스트링들로 배열되게 하는 반면, 하나의 LED 스트링을 사용하는 것은 병렬-연결 LED 스트링들 사이에서 발생하는 전류 불균형 문제를 제거할 수 있다. 본 발명은, 보조 전력 공급장치, 능동 반도체 스위치 및 제어 집적 회로를 필요로 하지 않는 수동 LED 드라이버들이 단일한 LED 스트링 배열에서 고전압 및 저전류 요구에 대처하도록 어떻게 설계될 수 있는지를 설명한다. 단일-스트링 LED 배열을 사용함으로써, 병렬 LED 스트링의 전류 밸런싱의 필요가 제거될 수 있다.
본 발명은 또한 LED에 의해 생성되는 광속의 인간의 눈으로 알아챌 수 없는 변화에 상응하여, 정류 출력되는 전력의 변화를 허용하는 드라이버를 지향한다. 이것은 드라이버 내에서 제한된 수명의 전해 커패시터의 사용의 필요성을 완화하는데, 이는 훨씬 더 긴 수명을 가진 강건하고 신뢰성 있는 드라이버로 귀결된다. 이런 드라이버들은 실외 조명 및 가로등에의 적용에서 마주치는 그러한 가혹한 환경에 특별히 적합하다.
이 본 발명의 특징들의 조합은 전류 밸런싱 기법 및 이와 관련된 회로를 필요로 하지 않고 긴 수명을 가지는, 강건하고 신뢰성 있는 LED 드라이버를 제공한다. 본 발명은 따라서 실외 및 가로등과 같은 고전력 LED 조명에의 적용에 특히 적합한데, 이에 국한되는 것은 아니다.
본 발명의 최선의 모드에 관련된 바람직한 실시예들이 다음과 같이 첨부된 도면을 참조로 예를 들어 설명될 것이다.
도 1은 능동 드라이버를 이용한 종래 오프라인 LED 시스템의 개략도,
도 2는 수동 드라이버를 이용한 종래 오프라인 LED 시스템의 개략도,
도 3은 수동 드라이버를 이용한 다른 종래 오프라인 LED 시스템의 개략도,
도 4는 병렬 연결 LED 스트링을 구비하고 수동 드라이버와 전류 밸런싱 회로를 이용한 또다른 종래 오프라인 LED 시스템의 개략도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명용 드라이버의 개략도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명용 드라이버의 개략도,
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 LED 조명용 드라이버의 개략도,
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 LED 조명용 드라이버의 개략도,
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 LED 조명용 드라이버의 개략도이다.
도면들 참조하면, 본 발명의 일실시예는 복수의 LED(2)를 가진 LED 조명용 드라이버(1)를 제공한다. 드라이버(1)는 AC 전원(3)으로부터 AC 입력 전력을 받으며, LED(2)로 정류된 출력 전력을 공급하여 광속이 생성되게 하는 전압 증배기(4)를 포함한다.
특정한 적용 요건에 따라, 전압 증배기는 배전압기, 3배 전압기, 4배 전압기 중 하나이거나 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어 일부 실시예에서, 전압 증배기는 드롱 배전압기(Delon voltage doubler), 그라이나헤르 배전압기(Greinacher voltage doubler) 중 하나 또는 이들의 조합이다.
본 발명의 드라이버는 특히 가로등이나 기타 실외 조명과 같이 고전력 적용을 위한 수동 LED 드라이버로 사용하기에 적합하다. 본 발명에 의해 제공되는 드라이버들은 병렬 연결된 LED 스트링의 필요한 수를 감소시키거나, 병렬 연결된 LED 스트링의 소요를 완전히 방지한다. 후자의 경우에, 모든 LED들은 직렬로 연결되고, 따라서 병렬 연결된 LED 스트링에서 발생하는 전류 불균형 문제를 막기 위한 전류 미러 회로(current mirror circuit), 기타 전류 밸런싱 회로(current balancing circuit)와 같은 추가적인 회로의 소요를 방지한다.
그러나 모든 LED들이 직렬로 연결된 경우, 이 LED들은 복수의 직렬-연결 LED 스트링 또는 직렬-연결 LED 모듈의 형태일 수 있다는 점에 주목하여야 한다. 이 LED 스트링들은 차례로 직렬 연결되는데, LED들이 모두 직렬로 연결된 단일한 체인을 형성한다. 그러나 직렬-연결 LED 스트링들은 병렬로 또는 다른 형태로 배열될 수도 있다. 따라서 이들은 병렬-연결 LED 스트링의 어떠한 배열이든 모사할 수 있다.
본 발명에 따른 드라이버의 현재 설명중인 실시예에서, 드라이버(1)는 인간의 눈으로 알아챌 수 없는 광속의 변화에 상응하여 정류된 출력 전력의 변화를 허용한다. 실시예들은 광속의 변화를 12%까지 허용하며, 인간의 눈은 이러한 크기로 광속이 변화하는 것에 민감하지 않다는 것이 입증된 바 있다.
광속의 변화에 상응하는 정류된 출력 전력의 변화는 더 큰 크기의 에너지 저장 소자를 요구하지 않으며, 특히 제한된 수명의 전해 커패시터의 사용을 요하지 않는다. 따라서, 정류된 출력 전력의 변화를 허용하는 본 발명의 드라이버들은 실외 적용과 같은 가혹한 환경에 대해 단순하고 강건하며 신뢰성 있는 수동 LED 드라이버로서 기능하기에 예상 밖으로 적합하다는 것을 알게 된다.
이에 더하여, 앞서 설명한 바와 같이 전압 증배기를 구비하는 장점의 관점에서, 광속의 눈에 띄지 않는 변화에 상응하여 정류된 출력 전력의 변화를 또한 허용하는 전압 증배기를 구비한 본 발명의 드라이버들은 실외 조명 및 가로등에의 적용과 같이 가혹한 환경에서의 고전력 적용을 위한 수동 LED 드라이버로 사용될 때 놀랍고도 예상 밖의 잇점을 제공한다. 특히, 이런 장점들은 앞에서 상세히 논의된 바와 같이 전해 커패시터의 제한된 수명 및 전류 불균형과 관련된 적용예에서의 문제를 극복하거나 개선한다.
드라이버(1)는, 예를 들어 도 8에 나타낸 바와 같이 전압 증배기(4)와 LED(2) 사이에 밸리-필 회로(5)(valley-fill circuit)를 포함함으로써, 인간의 눈으로 알아챌 수 없는 광속의 변화에 상응하여 정류된 출력 전력의 변화를 허용한다. 실제 구현시에, 밸리-필 회로(5)와 전압 증배기(4)가 일부 회로 소자를 공유할 수 있다는 점은 고마운 일이다. 도 5를 참조하면, 전압 증배기(4)는 드롱 배전압기(Delon voltage doubler)의 형태를 취하고 있다. 드롱 배전압기의 2개의 커패시터 CD 각각은 밸리-필 회로(5)로 대체되어 도 8에 도시된 드라이버(1)로 될 수 있으며, 따라서 전압 증배기(4)와 LED(2) 사이에 밸리-필 회로(5)를 포함하게 된다.
다른 실시예에서, 인간의 눈으로 알아챌 수 없는 광속의 변화에 상응하는 정류된 전력의 변화를 허용하기 위해, 밸리-필 회로(5) 대신 평활화 커패시터(6)가 전압 증배기(4)와 LED(2) 사이에서 전압 증배기(4)의 출력단에 걸쳐 위치한다. 이것이 도 9에 나타나 있다. 이 실시예에서, 드라이버(1)는 또한 AC 전원(3)과 전압 증배기(4) 사이에 입력 인덕터(7)(Ls)를 포함한다. 입력 인덕터(7)는 입력 전류에 대한 필터링을 제공하기에 충분할 만큼 크며, 입력 전류는 주로 사인 곡선적이고 낮은 전류 고조파를 가진다. 따라서 밸리-필 회로(5)를 대체하여 평활화 커패시터(6)를 구비하는 것은 광속의 눈에 띄지 않는 변화를 생성하는데 요구되는 정류된 출력 전력의 변화를 허용하기에 충분하다.
다른 실시예의 드라이버(1)는 밸리-필 회로(5) 또는 평활화 커패시터(6)와 함께, 또는 이들 없이 입력 인덕터(7)(Ls)를 포함한다.
드라이버(1)는 또한 AC 전원(3)과 전압 증배기(4) 사이에 입력 커패시터(8)(Cs)를 포함한다. 드라이버(1)는 또한 전압 증배기(4)와 LED(2) 사이에 출력 인덕터(9)(L)을 포함한다. 입력 커패시터(8)와 출력 인덕터(9)는 밸리-필 회로(5) 및/또는 평활화 커패시터(6)와 함께, 또는 이들 없이 포함될 수 있다. 평활화 커패시터(6)가 포함된 경우, 이는 전압 증배기(4)와 출력 인덕터(9) 사이에 위치한다.
본 발명은 또한 복수의 LED를 가진 LED 조명을 구동하는 방법을 제공한다. 이 방법의 실시예는 앞선 설명으로부터 이미 명백할 것이다. 예를 들어, 도면들을 참조하면, 본 발명에 따른 방법의 일실시예는: 입력 전압을 가진 AC 입력 전력을 받는 단계; 입력 전압을 배증하고 배증된 출력 전압을 LED(2)에 공급하는 단계; 및 AC 입력 전력을 정류하고 정류된 출력 전력을 LED(2)에 공급하여 광속을 생성하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 인간의 눈으로 알아챌 수 없는 광속의 변화에 상응하는 정류된 출력 전력의 변화를 허용하는 단계를 포함한다.
도면들 더욱 상세히 고려하면, 도 7은 본 발명과 관련하여 오프라인 수동 LED 시스템의 기본적인 구조를 나타내고 있다. 입력 커패시터(8)(Cs)가 전력 보정 커패시터로서 추가될 수 있다. LED(2)의 스트링에서 개방회로 결함(open circuit fault)이 있는 경우 출력 인덕터의 전류를 위해 지속적인 전류 경로를 제공하도록 소형 커패시터의 형태인 출력 커패시터(10)(Co)가 출력 단자를 가로질러 추가될 수 있다. 출력 커패시터(10)는 특히 출력 인덕터(9)와 LED 사이에 위치한다. 앞서 기재한 바와 같이, 전압 증배기는 배전압기일 수 있으며, 오프라인 수동 LED 시스템에 더 많은 전력 및 광출력이 필요하다면, 전압 증배기의 개념이 3배 전압기, 4배 전압기로 확장될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 병렬 LED 스트링의 사용은 출력 전력을 증대시키고 따라서 LED 조명 시스템의 광출력을 증대시키기 위한 것이다. 수동 LED 드라이버에 있어서, 다이오드 정류기의 정류된 출력 전압은 AC 본선의 입력 전압과 관련되어 있다. 이러한 DC 전압은 각각의 LED 스트링 내에서 직렬-연결 LED 모듈들의 수에 제한을 두게 된다. 예를 들어, 출력 DC 전압이 150V이고 각각의 직렬-연결 LED 모듈의 전압 및 전류 정격이 10V, 0.35A인 경우, 각 LED 스트링은 15개의 직렬-연결 LED 모듈로 구성될 수 있고, 각 스트링의 전력은 52.5W이다. 따라서 수동 LED 드라이버의 출력 전압이 동일하게 사용된다면, 공칭 전력이 100W, 150W인 LED 시스템들에 대해 각각 2개 및 3개의 LED 스트링이 필요할 것이다. 도 4는 전력 출력을 확장하기 위해 병렬 연결된 LED 스트링들의 사용상태를 나타내고 있다.
전류 불균형을 없앨 가장 간단한 방법은 물론 단일한 스트링을 사용하는 것이다. 그러나 도 2 및 도 3에 묘사된 바와 같이 전파 다이오드 정류기와 입력 인덕터 Ls의 사용에 기초를 둔 수동 LED 드라이버들은 출력 전압이라는 관점에서 일정 정도 제한이 있다. 따라서 도 2 내지 도 4의 수동 LED 드라이버들은, 단일한 LED 스트링이 LED 조명 시스템에 요구되는 전력 및 광 성능을 충족하지 못하는 한, 단일 LED 스트링으로서의 적용에 적합하지 않다.
수동 LED 드라이버에 의해 제공되는 동일한 DC 전압 출력에 대해 병렬 연결된 스트링들을 사용하는 대신, 본 발명은 전압 증배기를 이용하여 직렬-연결 LED 스트링들(따라서 단일한 LED 스트링을 형성함)에 대해 크기 조정이 가능한 DC 출력 전압을 제공한다.
도 5는 전압 증배기(4)로서 드롱 배전압기(점선 박스도 둘러싸임)의 형태를 가진 AC-DC 배전압기의 특정한 사용예를 보이고 있다. 도 5의 배전압기의 출력 전압은 도 4의 풀 브리지 다이오드 정류기의 출력 전압의 두 배이다. 그 결과, 2개의 LED 스트링들의 전력은, 원래 스트링의 2배의 전력을 가지는 단일한 LED 스트링을 실질적으로 형성하도록 2개의 LED 스트링들을 직렬로 연결하는 것에 의해 충족될 수 있다. 그라이나헤르 배전압기와 같은 다른 형태의 배전압기 또한 출력 전압을 배증하기 위해 사용될 수 있다. 도 6은 그라이나헤르 배전압기를 가진 드라이버를 보이고 있다.
앞에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 회로 토폴로지(circuit topologies)와, 단일한 발광 다이오드(LED) 스트링에만 전력을 공급하기 위한 LED 드라이버의 작동 방법을 지향한다. 고전력 LED 시스템들은 대개 LED들이 병렬-연결 스트링들로 배열되게 하는 반면, 하나의 LED 스트링을 사용하는 것은 병렬-연결 LED 스트링들 사이에서 발생하는 전류 불균형 문제를 제거할 수 있다. 본 발명은, 보조 전력 공급장치, 능동 반도체 스위치 및 제어 집적 회로를 필요로 하지 않는 수동 LED 드라이버들이 단일한 LED 스트링 배열에서 고전압 및 저전류 요구에 대처하도록 어떻게 설계될 수 있는지를 설명한다. 단일-스트링 LED 배열을 사용함으로써, 병렬 LED 스트링의 전류 밸런싱의 필요가 제거될 수 있다.
본 발명은 또한 LED에 의해 생성되는 광속의 인간의 눈으로 알아챌 수 없는 변화에 상응하여, 정류 출력되는 전력의 변화를 허용하는 드라이버를 지향한다. 이것은 드라이버 내에서 제한된 수명의 전해 커패시터의 사용의 필요성을 완화하는데, 이는 훨씬 더 긴 수명을 가진 강건하고 신뢰성 있는 드라이버로 귀결된다. 이런 드라이버들은 실외 조명 및 가로등에의 적용에서 마주치는 그러한 가혹한 환경에 특별히 적합하다.
이 본 발명의 특징들의 조합은 전류 밸런싱 기법 및 이와 관련된 회로를 필요로 하지 않고 긴 수명을 가지는, 강건하고 신뢰성 있는 LED 드라이버를 제공한다. 본 발명은 따라서 실외 및 가로등과 같은 고전력 LED 조명에의 적용에 특히 적합한데, 이에 국한되는 것은 아니다.
발명이 특정한 예를 참조로 설명되긴 하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명은 다른 많은 형태로 구체화될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 또한, 설명된 다양한 예들의 특징들이 다른 조합으로 조합될 수 있다는 것도 인식할 것이다.

Claims (14)

  1. 복수의 LED를 가진 LED 조명용 드라이버로서,
    상기 드라이버는 AC 본선 전원으로부터 AC 입력 전력을 받도록 구성되어 있고, 상기 드라이버는,
    정류된 출력 전력을 LED에 공급하여 광속을 생성하기 위한 전압 증배기;
    상기 AC 전원과 전압 증배기 사이의 입력 인덕터로서, 상기 입력 인덕터는 AC 전원을 전압원으로부터 전류원으로 변환하여 제한된 AC 전류를 상기 전압 증배기로 제공하는 입력 인덕터;
    상기 입력 인덕터 이전에 상기 AC 전원에 걸쳐 연결되는 입력 커패시터; 및
    정류된 출력 전력을 평활화하기 위한 평활화 커패시터를 포함하며,
    상기 전체 드라이버는 밸리-필 회로, 능동 스위치(active switch) 및 전해 커패시터가 없는 LED 조명용 드라이버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 LED는 직렬로 연결된 LED 조명용 드라이버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전압 증배기는 배전압기, 3배 전압기 및 4배 전압기 중 적어도 하나인 LED 조명용 드라이버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전압 증배기는 드롱 배전압기(Delon voltage doubler) 및 그라이나헤르 배전압기(Greinacher voltage doubler) 중 적어도 하나인 LED 조명용 드라이버.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 드라이버는 인간의 눈으로 알아챌 수 없는 광속의 변화에 상응하여 정류된 출력 전력의 변화를 허용하는 LED 조명용 드라이버.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전압 증배기와 LED 사이의 출력 커패시터를 더 포함하는 LED 조명용 드라이버.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전압 증배기와 LED 사이의 출력 인덕터를 더 포함하는 LED 조명용 드라이버.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 LED들은 직렬-연결 스트링들이 직렬로 연결된 형태인 LED 조명용 드라이버.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 직렬-연결 스트링들은 병렬로 배열된 LED 조명용 드라이버.
  10. 복수의 LED를 가진 LED 조명을 구동하는 방법으로서, 상기 방법은,
    AC 본선 전원에 연결되는 것;
    상기 AC 본선 전원으로부터 입력 전압을 가지는 AC 입력 전력을 수신하는 것;
    입력 커패시터로 입력 역률을 교정하는 것;
    상기 입력 전압을 배증하고, 배증된 출력 전압을 상기 LED로 공급하는 것;
    제한된 AC 전류를 전압 증배기로 제공하도록 입력 인덕터로 전압원으로부터 전류원으로 AC 전력을 변환하는 것;
    상기 AC 입력 전력을 정류하고, 정류된 출력 전력을 상기 LED로 공급하여 광속을 생성하는 것; 및
    밸리-필 회로, 능동 스위치 및 전해 커패시터 없이 인간의 눈으로 알아챌 수 없는 광속에서의 변화에 상응하여 정류된 출력 전력에서의 변화를 허용하도록 평활화 커패시터로 AC 입력 전력을 평활화하는 것을 위한 드라이버를 이용하는 LED 조명 구동 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 LED는 직렬로 연결된 LED 조명 구동 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 입력 전압은 배증, 3배증 또는 4배증되는 LED 조명 구동 방법.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 입력 전압은 드롱 배전압기(Delon voltage doubler) 및 그라이나헤르 배전압기(Greinacher voltage doubler) 중 적어도 하나를 이용하여 배증되는 LED 조명 구동 방법.
  14. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 드라이버를 구비한 LED 조명 시스템.
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