KR20170117372A - Led 조명 시스템을 위한 전류 스플리터 - Google Patents

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프리탐 야다브
제이알. 티. 워런 윅스
데이빗 존 렉터
마틴 씨. 위르
앤서니 마이클 맥키
브루스 로브슨 로도스
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Abstract

복수의 LED 어레이를 갖는 발광 다이오드(light emitting diode(LED)) 시스템을 제어하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 조명 시스템은 LED 어레이에 드라이버 전류를 제공하기에 적합한 드라이버 출력을 제공하도록 구성되는 디밍 가능한 LED 드라이버 회로를 포함할 수 있다. 복수의 LED 어레이의 각각에 제공된 드라이버 출력으로부터 전류의 비를 제어하기 위하여, 전류 스플리터 회로가 LED 드라이버 회로와 복수의 LED 어레이 사이에 제공될 수 있다. 전류 스플리터 회로는 전류 스플리터 회로에서 제공된 가변 레퍼런스 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 전류비 제어 곡선에 따라 드라이버 출력에 관계없이 복수의 LED 어레이에 제공된 전류비를 제어하도록 구성될 수 있다.

Description

LED 조명 시스템을 위한 전류 스플리터{CURRENT SPLITTER FOR LED LIGHTING SYSTEM}
[우선권 주장]
본 출원은, 출원일이 2014년 12월 1일인 미국 임시 특허 출원 제62/085,980호의 우선의 이익을 주장하는, 출원일이 2015년 3월 24일이고 발명의 명칭이 "Current Splitter for LED Lighting System"인 미국 특허 출원 제14/667,203호에 대한 우선권을 주장한다. 출원인은 모든 이러한 출원들에 대한 우선권과 그의 이익을 주장하며, 모든 이러한 출원을 본 명세서에 참조로서 편입한다.
[기술분야]
본 개시 내용은 일반적으로 발광 다이오드(light emitting diode(LED)) 조명 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 LED 어레이를 제어하기 위한 회로에 관한 것이다.
LED 조명 시스템은 반도체 재료를 통한 전자의 움직임의 결과로서 조명되게 되는 하나 이상의 LED 장치를 포함할 수 있다. LED 장치는 많은 조명 애플리케이션에서 점점 더 많이 사용되고 있으며, 조명 설비, 표시등(indicator light), 손전등 및 다른 제품과 같은 다양한 제품에 통합되고 있다. LED 조명 시스템은 증가된 효율, 수명 및 내구성을 제공할 수 있으며, 열을 덜 생성할 수 있으며, 전통적인 백열등 및 형광등 조명 시스템에 비하여 다른 이점을 제공한다. 더욱이, 더 높은 출력이 소비자에게 더 낮은 가격으로 제공될 수 있도록 LED 조명 시스템의 효율이 증가되어 왔다.
LED 장치는 다양한 색온도 및/또는 상이한 단색성 색상과 연관될 수 있다. LED 장치의 색온도는 LED 장치에 의해 방출되는 광의 색상의 척도를 제공한다. 예를 들어, 색온도는 LED 장치의 비교할만한 색조(hue)의 광을 방출하는 이상적인 흑체 발광체(black body radiator)의 온도를 나타낼 수 있다. 더 높은 색온도와 연관된 LED 장치는 더 푸른 색상을 제공할 수 있고, 더 낮은 색온도와 연관된 LED 장치는 더 붉은 색상을 제공할 수 있다. 소정의 LED 조명 시스템은 상이한 색온도와 연관된 다수의 LED 어레이를 포함할 수 있다. 상이한 LED 어레이에 의해 방출된 광은 조명 시스템을 위한 원하는 전체적인 색 출력을 제공하도록 제어될 수 있다.
예를 들어, LED 조명 시스템은 AC 전원으로부터의 입력 전력을 하나 이상의 LED 장치를 갖는 LED 어레이에 전력을 공급하기 위한 적합한 드라이버 전류로 변환하는데 사용되는 하나 이상의 LED 드라이버 회로를 포함할 수 있다. LED 조명 시스템의 색온도는 색온도를 달리하는 LED 어레이에 의해 방출된 광의 양을 제어함으로써 조정될 수 있다. 일부 시스템에서, LED 조명 시스템의 색온도는 조명 시스템의 색온도가, 예를 들어, 조명 시스템의 디밍 동안 백열등 조명 시스템의 거동에 근사하도록 드라이버 회로의 드라이버 출력에 기초하여 제어된다.
본 개시 내용의 실시예들의 양태 및 이점은 이어지는 설명에 부분적으로 설명될 것이거나, 설명으로부터 학습될 수 있거나, 또는 실시예들의 실시를 통해 학습될 수 있다.
본 개시 내용의 일례는 발광 다이오드(LED) 시스템에 관한 것이다. 시스템은 제1 LED 어레이, 제2 LED어레이 및 드라이버 출력을 제공하도록 구성된 디밍 가능한 드라이버 회로를 포함할 수 있다. 시스템은 드라이버 출력을 수신하고, 제1 LED 어레이에 제1 전류를 제공하고 제2 LED 어레이에 제2 전류를 제공하도록 구성된 전류 스플리터 회로를 더 포함할 수 있다. 시스템은 전류 스플리터 회로에서 가변 레퍼런스 신호를 수신하도록 구성된 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 전류 스플리터 회로는 전류비 제어 곡선에 따라 드라이버 출력에 관계없이 제1 전류와 제2 전류의 전류비를 제어하도록 구성될 수 있다. 전류비 제어 곡선은 적어도 가변 레퍼런스 신호의 함수로서 전류비를 특정할 수 있다.
본 개시 내용의 다른 예시적인 양태는 복수의 LED 어레이를 갖는 조명 시스템을 제어하기 위한 시스템, 방법, 장치, 회로 및 전자 장치에 관한 것이다.
다양한 실시예들의 이러한 특징, 양태 및 이점과 다른 특징, 양태 및 이점은 이어지는 설명과 첨부된 청구범위를 참조하여 더 잘 이해되게 될 것이다. 본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 개시 내용의 실시예를 도시하며 설명과 함께 관련된 원리를 설명하는 역할을 한다.
다음의 첨부된 도면을 참조하는 당해 기술 분야에서의 통상의 기술자에 관한 실시예들의 상세한 논의가 본 명세서에서 설명된다:
도 1은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 LED 조명 시스템을 도시한다;
도 2 및 3은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 제어 곡선을 도시한다;
도 4는 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 전류 스플리터 회로의 개략도를 도시한다;
도 5는 본 개시 내용의 예시적인 양태에 따라 예시적인 전류 스플리터 회로에 가변 레퍼런스 신호를 제공하기 위한 예시적인 회로의 개략도를 도시한다;
도 6은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 LED 조명 시스템을 도시한다;
도 7은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 LED 조명 시스템을 도시한다;
도 8은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 LED 조명 시스템을 도시한다; 그리고,
도 9는 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
하나 이상의 예가 도면에 도시되는 실시예가 상세히 참조될 것이다. 각각의 예는 본 개시 내용의 제한이 아닌 실시예의 설명으로서 제공된다. 사실, 다양한 수정 및 변형이 본 개시 내용의 범위 또는 사상을 벗어나지 않으면서 실시예에 이루어질 수 있다는 것이 당해 기술 분야에서의 통상의 기술자에게 명확할 것이다. 예를 들어, 하나의 실시예의 일부로서 예시되거나 설명된 특징은 다른 실시예와 함께 사용되어 또 다른 실시예를 산출할 수 있다. 따라서, 본 개시 내용의 양태들이 이러한 수정 및 변형을 포함하는 것이 의도된다.
본 개시 내용의 예시적인 양태는 LED 조명 시스템에서 복수의 LED 어레이를 제어하는 것에 관한 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 조명 시스템은, 하나 이상의 조명 회로, 광 엔진, 하나 이상의 조명 기구(luminaire), 하나 이상의 조명 설비(lighting fixture), 하나 이상의 조명 유닛, 환경 내에 배열된 복수의 조명 장치, 전술한 것의 임의의 조합 또는 다른 조명 시스템을 포함할 수 있지만, 에에 한정되지 않는다. LED 조명 시스템은, 복수의 LED 어레이를 포함할 수 있다. LED 어레이는 하나 이상의 LED 장치를 포함할 수 있다. 소정의 실시예에서, 각각의 LED 어레이는 상이한 색온도, 상이한 휘도(brightness), 상이한 조명 방향 또는 다른 특성과 연관될 수 있다. 조명 시스템은 드라이버 전류를 LED 어레이에 제공하기에 적합한 드라이버 출력을 제공하도록 구성된 드라이버 회로를 포함할 수 있다. 전류 스플리터 회로는 복수의 LED 어레이의 각각에 제공된 드라이버 출력으로부터 전류의 비를 제어하기 위하여 디밍 가능한 드라이버 회로와 복수의 LED 어레이 사이에 제공될 수 있다. 복수의 LED 어레이 사이의 전류비는, 원하는 색온도, 휘도, 증가된 업라이트 조명(uplighting) 및/또는 다운라이트 조명(downlighting) 또는 다른 적합한 효과를 제공하는 것과 같이, LED 시스템을 위한 원하는 전체적인 조명 효과를 제공하도록 제어될 수 있다.
본 개시 내용의 예시적인 양태에 따라, 조명 시스템은 드라이버 출력을 제공하도록 구성된 디밍 가능한 드라이버 회로를 포함할 수 있다. 드라이버 출력은 복수의 LED 어레이에 전력을 공급하기 위한 적합한 드라이버 전류일 수 있다. 디밍 가능한 드라이버 회로는 드라이버 회로의 드라이버 출력을 조정하기 위하여 하나 이상의 제어 장치(control)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디밍 가능한 드라이버 회로는 라인(line) 디밍 가능한 드라이버 회로(예를 들어, 페이즈-컷(phase-cut) 디밍 가능한 드라이버, 트라이악(Triac) 디머, 트레일링 에지 디머(trailing edge dimmer) 등)일 수 있다. 라인 디밍 가능한 드라이버 회로는 AC 전원 또는 다른 전원으로부터 드라이버 회로로의 전력 입력을 조정함으로써 드라이버 출력을 조정할 수 있다.
더하여 그리고/또는 대신에, 디밍 가능한 드라이버 회로는 디밍 제어 인터페이스를 포함할 수 있다. 디밍 제어 인터페이스는 복수의 LED 어레이의 디밍을 가능하게 하는데 사용되는 디밍 제어 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 디밍 제어 신호가 조정됨에 따라, 드라이버 회로의 드라이버 출력은 복수의 LED 어레이의 루멘 출력 및/또는 복사 플럭스(radiant flux)를 집합적으로 감소 또는 증가시키도록 수정될 수 있다. 디밍 제어 신호는, 예를 들어, 디머 회로, 스마트 인터페이스 제어 장치, 포텐셔미터(potentiometer), 제너 다이오드 회로 또는 다른 장치와 같은 외부 회로로부터 수신된 0V 내지 10V 신호일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 0V 내지 10V 조명 제어 신호는, 예를 들어, 1V 내지 9V, 1V 내지 10V, 2V 내지 8V, 2V 내지 9V, 2V, 내지 10V, 1V 내지 11V 또는 대략 0V와 대략 10V 사이의 다른 적합한 범위로 변화할 수 있다. 다른 적합한 프로토콜이 디밍 제어 신호를 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 조명 제어 신호는 디지털 어드레싱 가능한 조명 인터페이스(digital addressable lighting interface(DALI)) 조명 제어 신호, 디지털 멀티플렉스(digital multiplex(DMX)) 조명 제어 신호 또는 다른 제어 신호일 수 있다.
조명 시스템은 복수의 LED 어레이 사이의 전류비를 제어하는데 사용되는 가변 레퍼런스 신호를 수신하기 위한 전류 스플리터에서의 인터페이스(예를 들어, 하나 이상의 회로, 단자, 핀, 콘택, 도체 등)를 더 포함할 수 있다. 디밍 제어 신호와 유사하게, 가변 레퍼런스 신호는, 예를 들어, 디머 회로, 스마트 인터페이스 제어 장치, 포텐셔미터, 제너 다이오드 회로 또는 다른 장치와 같은 외부 회로로부터 제공된 0V 내지 10V 신호일 수 있다. 조명 제어 신호는 DALI 조명 제어 신호, DMX 조명 제어 신호 또는 다른 제어 신호일 수 있다. 대신에 그리고/또는 추가로, 전류 스플리터 회로는 복수의 LED 어레이 사이의 전류비를 제어하기 위하여 자신의 내부 가변 레퍼런스를 가질 수 있다.
전류 스플리터는 드라이버 출력과 관계없이 가변 레퍼런스 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 LED 어레이 사이의 전류비를 조정할 수 있다. 예를 들어, 디밍 가능한 드라이버 회로는 복수의 LED 어레이의 전체적인 루멘 출력을 제어하기 위하여 전류 스플리터에 제공된 드라이버 출력을 감소 또는 증가시키는데 사용될 수 있다. 전류 스플리터 회로에 제공된 가변 레퍼런스 신호는 전류 스플리터에 제공된 드라이버 출력에 관계없이 복수의 LED 어레이 사이의 전류비를 독립적으로 조정하는데 사용될 수 있다. 복수의 LED 어레이 사이의 전류비의 독립적인 조정은 독립적인 색 온도 조정 및/또는 LED 시스템의 다른 조명 효과의 조정을 제공할 수 있다.
예를 들어, 조명 시스템은 제1 LED 어레이와 제2 LED어레이를 포함할 수 있다. 제1 LED 어레이는 제2 LED어레이에 비교하여 상이한 색온도와 연관될 수 있다. 전류 스플리터 회로에 제공된 가변 레퍼런스 신호가, 예를 들어, 0V로부터 10V로 조정됨에 따라, 전류 스플리터 회로는 제2 LED 어레이에 제공된 전류에 대한 제1 LED 어레이에 제공된 전류의 비를 조정할 수 있다. 그 결과, 제1 색온도에서 제1 LED 어레이에 의해 방출된 광의 양은 제2 색온도에서 제2 LED어레이에 의해 방출된 광의 양에 비하여 조정될 수 있어, 조명 시스템의 광 출력의 상이한 전체적인 색온도를 제공할 수 있다.
다른 예로서, 조명 시스템은 (예를 들어, 업라이트 조명을 제공하기 위한) 제1 광 방향과 연관된 제1 LED 어레이와, (예를 들어, 다운라이트 조명을 제공하기 위한) 제2 광 방향과 연관된 제2 LED 어레이를 포함할 수 있다. 전류 스플리터 회로에 제공된 가변 레퍼런스 신호가, 예를 들어, 0V에서 10V로 조정됨에 따라, 전류 스플리터 회로는 제2 LED 어레이에 제공된 전류에 대한 제1 LED 어레이에 제공된 전류의 비를 조정할 수 있다. 그 결과, 조명 시스템에서 상이한 조명 효과를 제공하기 위하여, 제1 방향으로의 조명의 양이 제2 방향으로의 조명의 양에 비하여 조정될 수 있다.
특정 구현예에 따르면, 전류 스플리터 회로는, 하나 이상의 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 논리 장치, 집적 회로 또는 다른 제어 장치와 같은 하나 이상의 제어 장치를 포함할 수 있다. 제어 장치(들)는 적어도 부분적으로 드라이버 회로의 드라이버 출력에 의해 전력이 공급될 수 있고, 가변 레퍼런스 신호를 제어 입력으로서 수신할 수 있다. 제어 장치(들)는 LED 어레이의 각각에 공급된 전류를 각각 제어하기 위하여 복수의 LED 어레이의 각각과 통신하는 스위칭 요소(예를 들어, 트랜지스터)를 제어할 수 있다.
제어 장치(들)는 펌웨어 또는 제어 장치에 의해 액세스 가능한 다른 메모리에 프로그래밍된 전류비 제어 곡선에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 LED 어레이 사이의 전류비를 조정할 수 있다. 전류비 제어 곡선은 적어도 가변 레퍼런스 신호의 함수로서 복수의 LED 어레이 사이의 전류의 비를 특정할 수 있다. 전류비 제어 곡선은, 룩업 테이블, 행렬 또는 전류비를 가변 레퍼런스 신호와 상관시키는 다른 데이터와 같은 임의의 적합한 포맷을 취할 수 있다.
전류비 제어 곡선은 다양한 광학적 출력 요건을 만족시키기 위한 소비자의 요구에 따라 제어 장치(들)에 의해 액세스 가능한 메모리 내의 명령어 또는 펌웨어 내에 쉽게 정의될 수 있다. 예를 들어, 전류비 제어 곡선은 조명 시스템의 원하는 성능에 따라, 선형 함수, 초선형(superlinear) 함수, 포물선 함수, 로그 함수, 점근성(asymptotic) 함수, 지수 함수, 계단 함수 또는 전류비와 가변 레퍼런스 신호 사이의 다른 관계로서 설계될 수 있다. 이러한 방식으로, 본 개시 내용의 예시적인 양태에 따른 전류 스플리터 회로는 다양한 상이한 조명 애플리케이션에 용이하게 맞추어질 수 있다.
이제 도면을 참조하여, 본 개시 내용의 예시적인 실시예가 상세히 논의될 것이다. 도 1은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 LED 조명 시스템(100)을 도시한다. LED 조명 시스템(100)은 LED 드라이버 모듈(115), 전류 스플리터 모듈(125) 및 제1 LED 어레이(132)와 제2 LED 어레이(134)를 포함하는 복수의 LED 어레이를 포함한다. 2개의 LED 어레이가 도 1에 도시되지만, 당해 기술 분야에서의 통상의 기술자는, 본 명세서에서 제공된 개시 내용을 이용하여, 임의의 개수의 LED 어레이가 본 개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서 조명 시스템(100)에서 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
제1 LED 어레이(132)와 제2 LED 어레이(134)의 각각은 하나 이상의 LED 장치를 포함할 수 있다. LED 장치는 반도체 재료를 통해 이동하는 전자의 결과로서 광(예를 들어, 가시광, 자외선 광, 적외선 광 또는 다른 광이나 전자기 에너지)를 방출할 수 있다. 특정의 예시적인 구현예에서, 제1 LED 어레이(132)는 제2 LED 어레이(134)와는 상이한 색온도와 연관될 수 있다. 예를 들어, 제1 LED 어레이는 제2 LED 어레이와 상이한 색의 광을 방출하는 하나 이상의 LED 장치를 포함할 수 있다.
본 개시 내용은 예시 및 논의의 목적으로 상이한 색온도를 갖는 LED 어레이를 참조하여 논의된다. LED 어레이는 본 개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서 많은 다른 적합한 변형을 포함할 수 있다. 예를 들어, LED 어레이는 상이한 휘도(brightness), 상이한 조명 방향, 상이한 레이아웃 또는 다른 적합한 특성과 연관될 수 있다. LED 어레이들은 동일한 회로 보드 또는 상이한 회로 보드에 구현될 수 있다.
LED 드라이버 모듈(115)은 디밍 가능한 드라이버 회로(110)를 포함할 수 있다. 전류 스플리터 모듈(125)은 전류 스플리터 회로(120)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, LED 드라이버 모듈(115)은 하우징, 회로 보드 또는 전류 스플리터 모듈(125)로부터 분리되고 그리고/또는 그의 외부에 있는 조명 시스템(100)의 다른 컴포넌트에 배치될 수 있다. 예를 들어, 전류 스플리터 모듈(125)은 LED 드라이버 모듈(115)과 복수의 LED 어레이 사이의 전기 경로에 배치된 LED 드라이버 모듈(115)의 외부에 있는 모듈일 수 있다.
디밍 가능한 드라이버 회로(110)는, 입력 AC 전력 또는 입력 DC 전력과 같은 입력 전력을 수신하도록 구성될 수 있고, 입력 전력을 복수의 LED 어레이에 전력을 공급하기 위하여 적합한 드라이버 출력(예를 들어, 드라이버 전류)로 변환할 수 있다. 일부 실시예에서, 디밍 가능한 드라이버 회로(110)는, 적합한 드라이버 출력을 제공하도록 제어되는 스위칭 요소(예를 들어, 트랜지스터)와 같은 다양한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 드라이버 회로(110)는 하나 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 게이트 타이밍 명령이 펄스 폭 변조 기술을 이용하여 입력 전력을 적합한 드라이버 출력으로 변환하기 위하여 하나 이상의 트랜지스터에 제공될 수 있다. 일례에서, 드라이버 회로(110)는 입력 전력을 대략 0V에서 대략 60V DC의 범위를 가질 수 있는 드라이버 출력으로 변환할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 수치와 함께 "대략(about)"이라는 용어의 사용은 언급된 수치의 25% 이내를 나타내도록 의도된다.
일부 예시적인 실시예에서, 디밍 가능한 드라이버 회로(110)는 페이즈-컷(phase-cut) 디밍 가능한 드라이버, 트라이악 디머, 트레일링 에지 디머 또는 다른 라인 디밍 드라이버와 같은 라인 디밍 드라이버일 수 있다. 드라이버 출력은 디밍 가능한 드라이버 회로로의 입력 전력을 제어함으로써 라인 디밍 드라이버를 이용하여 조정될 수 있다.
더하여 그리고/또는 대신에, 제1 인터페이스(140)가 드라이버 출력을 제어하는데 사용되는 디밍 제어 신호를 수신하기 위하여 디밍 가능한 드라이버 회로(110)에 제공될 수 있다. 제1 인터페이스(140)는 디밍 제어 신호를 드라이버 회로(110)에 전달하기 위한 하나 이상의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 인터페이스(140)는 하나 이상의 회로, 단자, 핀, 콘택, 도체 또는 디밍 제어 신호를 드라이버 회로(110)에 전달하기 위한 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다.
디밍 제어 신호는 외부 디밍 회로와 같은 외부 회로로부터 제공될 수 있다. 외부 회로는 스마트 디밍 인터페이스, 포텐셔미터, 제너 다이오드 또는 다른 장치와 같은 하나 이상의 장치를 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 구현예에서, 디밍 제어 신호는, 외부 회로의 출력에 따라, 0V 내지 10V의 디밍 제어 신호일 수 있다. 예를 들어, 사용자가 디머를 수동으로 조정하면, 디밍 조정 신호는, 예를 들어, 0V 내지 5V로 조정될 수 있다. 디밍 제어 신호는 DALI 프로토콜 또는 DMX 프로토콜과 같은 다른 적합한 프로토콜을 이용하여 구현될 수 있다.
드라이버 회로(110)는 디밍 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 드라이버 출력을 조정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 디밍 제어 신호를 50%만큼 감소시키는 것은 대략 50%의 드라이버 출력에서의 대응하는 감소를 발생시킬 수 있다. 드라이버 출력의 감소는 복수의 LED 어레이로의 공급을 위하여 전체적인 드라이브 전류를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 복수의 LED 어레이의 루멘 출력은 디밍 제어 신호를 가변함으로써 동시에 조정(디밍)될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 드라이버 출력은 전류 스플리터 회로(120)로 제공될 수 있다. 전류 스플리터 회로(120)는 제1 LED 어레이(132)에 전력을 공급하기 위한 제1 전류와, 제2 LED 어레이(134)에 전력을 공급하기 위한 제2 전류로 드라이버 출력을 분할하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 전류 스플리터 회로(120)는 제2 LED 어레이(134)의 루멘 출력에 비교하여 제1 LED 어레이(132)의 루멘 출력을 조정하는데 사용될 수 있다. 전류 스플리터 회로(120)는 가변 레퍼런스 신호(예를 들어, 0V 내지 10V의 조명 제어 신호)에 기초하여 제2 LED 어레이에 제공된 제2 전류에 대한 제1 LED 어레이(132)에 제공된 제1 전류의 전류비를 제어하도록 구성될 수 있다.
더욱 상세하게는, 조명 시스템(100)은 가변 레퍼런스 신호를 수신하기 위하여 전류 스플리터 회로(120)에서 제2 인터페이스(150)를 포함할 수 있다. 제2 인터페이스(150)는 가변 레퍼런스 신호를 전류 스플리터 회로(120)에 전달하기 위한 하나 이상의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 인터페이스(150)는 하나 이상의 회로, 단자, 핀, 콘택, 도체 또는 가변 레퍼런스 신호를 전류 스플리터 회로(120)에 전달하기 위한 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다.
가변 레퍼런스 신호는 외부 디밍 회로와 같은 외부 회로로부터 제공될 수 있다. 외부 회로는 스마트 디밍 인터페이스, 포텐셔미터, 제너 다이오드 또는 다른 장치와 같은 하나 이상의 장치를 포함할 수 있다. 가변 레퍼런스 신호는, 외부 회로의 출력에 따라, 0V 내지 10V의 조명 제어 신호일 수 있다. 사용자가 디머를 수동으로 조정하면, 가변 레퍼런스 신호는, 예를 들어, 0V 내지 5V로 조정될 수 있다. 디밍 제어 신호는 DALI 프로토콜 또는 DMX 프로토콜과 같은 다른 적합한 프로토콜을 이용하여 구현될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 전류 스플리터 회로(120)는 내부 가변 레퍼런스 신호를 제공하기 위한 내부 회로를 포함할 수 있다. 내부 회로는, 예를 들어, 포텐셔미터, 제너 다이오드 또는 내부 회로에 직접 결합된 다른 장치로부터 수신된 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 0V 내지 10V의 가변 레퍼런스 신호를 제공하도록 구성될 수 있다.
전류 스플리터 회로(120)는 하나 이상의 제어 장치(예를 들어, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 논리 장치 등)와, 제1 LED 어레이(132) 및 제2 LED 어레이(134)의 각각과 긴밀히 연결되는 하나 이상의 스위칭 요소(예를 들어, 트랜지스터)를 포함할 수 있다. 제어 장치(들)는 스위칭 요소를 제어함으로써 제1 LED 어레이(132)와 제2 LED 어레이(134)에 제공된 전류의 양을 제어할 수 있다. 제1 LED 어레이(132)와 제2 LED 어레이(134)에 제공된 전류의 양을 제어하는데 사용되는 스위칭 요소는 LED 어레이의 저전압 측 또는 LED 어레이의 고전압 측에 있을 수 있다.
특정 양태에서, 제어 장치(들)는 가변 레퍼런스 신호에 기초하여 전류비 제어 곡선에 따라 제1 LED 어레이(132) 및 제2 LED 어레이(134)에 제공된 전류를 제어할 수 있다. 전류비 제어 곡선은 제어 장치에 의해 액세스 가능한 메모리에 저장되거나 펌웨어에 저장될 수 있다. 전류비 제어 곡선은 적어도 가변 레퍼런스 신호의 함수로서 제1 LED 어레이(132)에 제공된 제1 전류와 제2 LED 어레이(134)에 제공된 제2 전류의 전류비를 특정할 수 있다.
전류비 제어 곡선은 임의의 적합한 포맷으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 전류비 제어 곡선은 룩업 테이블, 행렬, 상관 관계(correlation) 또는 전류비를 가변 레퍼런스 신호의 함수로서 특정하는 다른 데이터로서 제공될 수 있다. 전류비 제어 곡선은 전류비와 가변 레퍼런스 신호 사이의 임의의 원하는 관계에 기초하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 전류비 제어 곡선은, 조명 시스템의 원하는 성능에 따라, 선형 함수, 초선형 함수, 포물선 함수, 로그 함수, 점근성 함수, 지수 함수, 계단 함수 또는 전류비와 가변 레퍼런스 신호 사이의 다른 관계로서 설계될 수 있다.
도 2 및 3은 본 개시 내용의 예시적인 양태에 따른 예시적인 전류비 제어 곡선을 도시한다. 도 2 및 3은 수평축을 따르는 가변 레퍼런스 신호의 크기, 왼쪽 수직축을 따르는 제1 LED 어레이에 제공될 수 있는 최대 전류의 퍼센티지 및 오른쪽 수직축을 따르는 제2 LED 어레이에 제공될 수 있는 최대 전류의 퍼센티지를 도시한다.
도 2는 3개의 예시적인 전류비 제어 곡선(302, 304, 306)을 도시한다. 곡선(302)은 대체로 선형인 관계에 기초하는 전류비 제어 곡선을 도시한다. 곡선(302)에 따라 전류비를 제어하는 전류 스플리터 회로는 가변 레퍼런스 신호가 대략 0V에서 대략 10V로 증가됨에 따라 제1 LED 어레이에 공급되는 전류를 선형으로 증가시키고, 제2 LED 어레이에 공급되는 전류를 선형으로 감소시킬 수 있다.
곡선(304)은 지수(exponential) 관계에 기초하여 정의된 예시적인 제어 곡선을 도시한다. 곡선(304)에 따라 전류비를 제어하는 전류 스플리터 회로는 가변 레퍼런스 신호가 대략 0V에서 대략 10V로 증가됨에 따라 제1 LED 어레이에 공급되는 전류를 지수적으로 증가시키고 제2 LED 어레이에 공급되는 전류를 지수적으로 감소시킬 수 있다.
곡선(306)은 역지수(inverse exponential) 관계에 기초하여 정의된 예시적인 제어 곡선을 도시한다. 곡선(306)에 따라 전류비를 제어하는 전류 스플리터 회로는 가변 레퍼런스 신호가 대략 0V에서 대략 10V로 증가됨에 따라 제1 LED 어레이에 공급되는 전류를 지수적으로 감소시키고 제2 LED 어레이에 공급되는 전류를 지수적으로 증가시킬 수 있다.
도 3은 계단 함수에 기초하여 정의된 전류비 제어 곡선(308)을 도시한다. 곡선(308)에 따라 전류비를 제어하는 전류 스플리터 회로는 가변 레퍼런스 신호가 대략 0V에서 대략 10V로 증가됨에 따라 제1 LED 어레이에 공급되는 전류를 계단 증가 방식으로 증가시키고 제2 LED 어레이에 공급되는 전류를 계단 증가 방식으로 감소시킬 수 있다.
도시된 바와 같이, 다양한 가능 전류비 제어 곡선이 조명 시스템(100)의 원하는 성능에 따라 도 1의 전류 스플리터 회로에 대하여 정의될 수 있다. 이것은 LED 어레이 중 하나가 다른 LED 어레이와는 상이한 효율로 동작하는 일정한 광 레벨이 상이한 색온도와 연관된 LED 어레이들 사이에서 바람직한 상황에서 특히 유용할 수 있다.
제1 LED 어레이(132)가 제2 LED 어레이(134)에 비하여 상이한 색온도와 연관되는 실시예에서, 가변 레퍼런스 신호에 기초한 전류비의 조정은 색온도 및/또는 조명 시스템(100)의 다른 조명 효과의 독립적인 조정을 제공할 수 있다. 예를 들어, 디밍 가능한 드라이버 회로(110)는 제1 LED 어레이(132)와 제2 LED 어레이(134) 모두의 루멘 출력 또는 디밍을 동시에 제어하도록 (예를 들어, 디밍 제어 신호를 이용하여) 제어될 수 있다. 가변 레퍼런스 신호는, 디밍 가능한 드라이버 회로(110)에 의해 제공된 드라이버 출력과 관계없이, 색온도 및/또는 조명 시스템(100)에 위해 출력된 전체적인 광의 다른 조명 효과를 조정하기 위하여, 제1 전류와 제2 전류 사이의 전류비를 독립적으로 제어하는데 사용될 수 있다.
도 4는 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 전류 스플리터 회로(120)의 개략도를 도시한다. 전류 스플리터 회로(120)는 드라이버 회로로부터 드라이버 출력을 수신하여, 드라이버 출력의 고전압 측을 LED 어레이의 양의 단자(212)에 결합시킨다. 드라이버 출력의 고전압 측은 드라이버 출력을 제어 장치(230)에 적합한 출력 레벨로 레귤레이트하는 레귤레이터(220)(예를 들어, 전압 레귤레이터)에 제공된다. 또한, 드라이버 출력의 고전압 측은 전류 스플리터 회로(120)의 다양한 컴포넌트에 전력을 공급하기 위한 Vin으로서 사용될 수 있다.
제어 장치(들)(230)는 하나 이상의 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 논리 장치, 집적 회로 또는 다른 제어 장치와 같은 하나 이상의 적합한 장치를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 제어 장치(들)(230)는 프로그래머블 클록 출력 및 타임 스탬프 출력을 제공하도록 구성된 타이밍 회로를 포함할 수 있다. 프로그래머블 클록 출력은 소정의 기간 동안 클록 출력에 기초하여 복수의 LED 어레이를 제어하기 위하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 전류 스플리터(120)는 타이밍 회로의 출력에 기초하여 상이한 조명 효과를 제공하기 위하여 하루, 한 달 또는 일년 전체에 걸쳐 상이한 시간에 복수의 LED 어레이 사이의 전류비를 자동으로 조정하도록 구성될 수 있다.
제어 장치(들)(230)는 다양한 스위칭 요소를 통해 LED 어레이의 음의 단자(214)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(230)는 제1 스위칭 요소(232)를 통해 제1 LED 어레이의 음의 단자에 결합될 수 있다. 제어 장치(230)는 제2 스위칭 요소(234)를 통해 제2 LED 어레이의 음의 단자에 결합될 수 있다.
도 4에 도시된 스위칭 요소(232, 234)는 MOSFET 소자이다. 그러나, 당해 기술 분야에서의 통상의 기술자는, 본 명세서에 제공된 개시 내용을 이용하여, 다른 스위칭 요소(예를 들어, 다른 종류의 트랜지스터)가 본 개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 제어 장치(들)(230)는 스위칭 요소(232, 234)에 게이트 신호를 제공함으로써 스위칭 요소(232, 234)를 제어할 수 있다.
본 개시 내용의 특정 양태에 따르면, 제어 장치(들)(230)는 전류 스플리터 회로(120)에서 제2 인터페이스로부터의 가변 레퍼런스 신호에 기초하여 스위칭 요소(232, 234)를 제어할 수 있다. 도 5는 전류 스플리터 회로(120)에 가변 레퍼런스 신호를 제공하기 위한 예시적인 회로(250)를 도시한다. 회로(250)는 전류 스플리터 회로(120)의 내부에 있거나 그 외부에 있을 수 있다. 예를 들어, 회로(250)는 전류 스플리터 회로(120)로부터 제공된 Vin에 의해 적어도 부분적으로 전원을 공급받을 수 있다.
회로(250)는 디머 회로, 스마트 디머 인터페이스, 포텐셔미터, 제너 다이오드 회로 또는 다른 회로로부터 가변 레퍼런스 신호를 수신하도록 구성된 디머 입력(252)에 결합될 수 있다. 회로(250)는 디머 입력(252)에서 수신된 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 254에서 0V 내지 10V의 가변 레퍼런스 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 회로(250)는 디머 입력(252)에서 수신된 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 전류 스플리터 회로(120)에 가변 레퍼런스 신호를 제공할 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 제어 장치(들)(230)는 제1 LED 어레이에 제1 전류를 제공하고 제2 LED 어레이에 제2 전류를 제공하기 위하여 전류비 제어 곡선(240)에 따라 가변 레퍼런스 신호에 기초하여 스위칭 요소(232, 234)를 제어할 수 있다. 전류비 제어 곡선(240)은 펌웨어에 정의되거나 제어 장치(들)(230)에 의해 액세스 가능한 메모리에 저장된 다른 명령어로서 정의될 수 있다. 스위칭 요소(232, 234)는 스위칭 손실을 감소시키는 것뿐만 아니라 LED 어레이에서 플리커의 존재를 감소시키기 위하여 선택된 동작 주파수로 제어될 수 있다. 예를 들어, 특정 구현예에서, 스위칭 요소(232, 234)는 대략 100 Hz 내지 1 kHz의 범위의 주파수로 동작될 수 있다.
본 개시 내용의 특정 양태에 따르면, 스위칭 요소(232, 234)는 과전류 보호의 목적을 위하여 내장 전류 감지 옵션(예를 들어, 전류 감지 파워 MOSFET)을 포함할 수 있다. 더욱 상세하게는, 스위칭 요소(232)는 스위칭 요소(232)에 흐르는 전류를 나타내는 피드백 신호를 경로(236)를 통해 제어 장치(230)로 제공하도록 구성될 수 있다. 스위칭 요소(234)는 스위칭 요소(234)에 흐르는 전류를 나타내는 피드백 신호를 경로(238)를 통해 제어 장치(230)로 제공하도록 구성될 수 있다. 피드백 신호들은 과전류 보호를 조명 시스템에 제공하기 위하여 제어 장치(들)(230)에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 요소(232, 234)로부터의 피드백 신호가 스위칭 요소(232, 234)를 통해 흐르는 과도한 전류를 나타내는 경우에, 제어 장치(들)(230)는 스위칭 요소(232, 234)의 동작을 중단하거나 수정할 수 있다.
도 6 내지 8은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 조명 시스템의 추가의 예시적인 실시예들을 도시한다. 도 6은 도 1의 조명 시스템(100)에 대한 많은 유사한 요소를 포함하는 조명 시스템(102)을 도시한다. 예를 들어, 조명 시스템(102)은 디밍 가능한 드라이버 회로(110), 전류 스플리터 회로(120), 제1 인터페이스(140), 제2 인터페이스, 제1 LED 어레이(132) 및 제2 LED 어레이(134)를 포함한다.
도 6의 예시적인 실시예에서, 드라이버 회로(110)와 전류 스플리터 회로(120)는 모두 LED 드라이버 모듈(115)의 일부로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 드라이버 회로(110)와 전류 스플리터 회로(120)는 동일한 회로 보드 상에서, 동일한 하우징 내에서 그리고/또는 하나 이상의 공통 컴포넌트를 이용하여 구현될 수 있다. 이러한 방식으로, 전류 스플리터 회로(120)는 LED 드라이버와 LED 어레이 사이에 배치된 외부 모듈을 필요로 하지 않으면서 LED 드라이버 모듈 내에 구현될 수 있다.
드라이버 회로(110)와 전류 스플리터 회로(120)는 인터페이스(140)로부터 가변 레퍼런스 신호를 수신할 수 있다. 인터페이스(140)는 드라이버 회로(110)의 드라이버 출력을 제어하기 위하여 드라이버 회로(110)에 가변 레퍼런스 신호를 제공할 수 있고, 복수의 LED 어레이 사이의 전류비를 제어하기 위하여 전류 스플리터 회로(120)에 가변 레퍼런스 신호를 제공할 수 있다. 인터페이스(140)는 드라이버 회로(110)와 전류 스플리터 회로(120)에 가변 레퍼런스 신호를 전달하기 위한 하나 이상의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스(140)는 하나 이상의 회로, 단자, 핀, 콘택, 도체 또는 드라이버 회로와 전류 스플리터 회로(120)에 가변 레퍼런스 신호를 전달하기 위한 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다.
가변 레퍼런스 신호는 외부 디밍 회로와 같은 외부 회로로부터 제공될 수 있다. 외부 회로는, 스마트 디밍 인터페이스, 포텐셔미터, 제너 다이오드 또는 다른 장치와 같은 하나 이상의 장치를 포함할 수 있다. 인터페이스(140)는 디밍 및/또는 조명 시스템(100)의 다른 조명 효과를 제어하기 위하여 드라이버 회로(110)와 전류 스플리터 회로(120) 모두에 가변 레퍼런스 신호를 선택적으로 제공하고 조정하기 위하여 다양한 회로 및/또는 제어 장치를 포함할 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서, 스위치(예를 들어, 3로(three-way) 스위치), 토글, 터치 컨트롤 또는 유사한 것이 가변 레퍼런스 신호를 드라이버 회로(110) 및/또는 전류 스플리터 회로(120)에 맞추어 조정할지 선택하기 위하여 인터페이스(140)의 일부로서 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로컨트롤러 또는 다른 제어 장치가 인터페이스(140)에서 다양한 사용자 입력을 인식하는데 사용될 수 있다. 사용자 입력이 가변 레퍼런스 신호를 드라이버 회로(110) 및/또는 전류 스플리터 회로(120)에 맞추어 선택적으로 조정하기 위하여 해석될 수 있다. 예를 들어, 인터페이스(140)는 사용자가 소정의 기간 내에 두 번 빠르게 디밍 입력을 제공한 것(예를 들어, 인터페이스(140)에 결합된 디머를 수동으로 조정한 것)을 인식할 수 있다. 제1 디밍 입력은 가변 레퍼런스 신호를 드라이버 회로(110)에 맞추어 조정하는데 사용될 수 있고, 제2 디밍 입력은 가변 레퍼런스 신호를 전류 스플리터 회로(120)에 맞추어 조정하는데 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 4방향(4-way) 조이스틱 디머와 같은 입력 장치가 드라이버 회로(110) 및/또는 전류 스플리터 회로(120)에 맞춘 가변 레퍼런스 신호의 조정을 선택적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 4방향 조이스틱의 수평 모션은 드라이버 회로(110)에 제공된 가변 레퍼런스 신호를 조정하는데 사용될 수 있다. 4방향 조이스틱의 수직 모션은 전류 스플리터 회로(120)에 제공된 가변 레퍼런스 신호를 조정하는데 사용될 수 있다. 4방향 조이스틱의 대각선 모션은 가변 레퍼런스 신호를 드라이버 회로(110)와 전류 스플리터 회로(120) 모두에 맞추어 조정하는데 사용될 수 있다.
드라이버 회로(110)와 전류 스플리터 회로(120)에 맞추어 가변 레퍼런스 입력을 선택적으로 제어 및 조정하기 위한 다양한 다른 입력 및/또는 제어 장치가 본 개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 인터페이스가 드라이버 회로(110)에 제1 가변 레퍼런스 신호를 제공하는데 사용될 수 있고, 제2 인터페이스가 전류 스플리터 회로(120)에 제2 가변 레퍼런스 신호를 제공하는데 사용될 수 있다.
도 7는 본 개시 내용의 다른 예시적인 실시예에 따른 조명 시스템(104)을 도시한다. 조명 시스템(104)은, 드라이버 회로(110), 전류 스플리터 회로(120) 및 제1 LED 어레이(132)와 제2 LED 어레이(134)를 포함하는 복수의 LED 어레이를 포함한다. 도 7의 예시적인 실시예에서, 가변 레퍼런스 신호를 수신하기 위하여 디밍 제어 인터페이스(140)와 인터페이스(150) 모두가 전류 스플리터 회로(120)에 제공된다. 그 결과, 전류 스플리터 회로(120)는 전류 스플리터 회로에서 전체적인 루멘 출력 및 색 온도 또는 다른 조명 효과 모두의 듀얼 제어를 가능하게 하는 듀얼 제어 인터페이스를 제공할 수 있다.
더욱 상세하게는, 듀얼 제어 인터페이스는 전류 스플리터 회로(120)에서 디밍 제어 신호와 가변 레퍼런스 신호를 수신할 수 있다. 디밍 제어 신호와 가변 레퍼런스 신호는 디머 회로, 스마트 인터페이스 제어 장치, 포텐셔미터, 제너 다이오드 회로 또는 다른 장치와 같은 2개의 개별 또는 듀얼 외부 회로로부터 수신될 수 있다. 디밍 제어 신호는 드라이버 출력을 제어하는데 사용될 수 있다. 가변 레퍼런스 신호는 상이한 조명 효과를 제공하기 위하여 제1 LED 어레이(132)와 제2 LED 어레이(134) 사이의 전류비를 제어하는데 사용될 수 있다.
도 8은 본 개시 내용의 다른 예시적인 실시예에 따른 조명 시스템(106)을 도시한다. 도 8은 도 8의 조명 시스템(106)이 전류 스플리터 회로(120)와 통신하는 광학 센서(160)를 추가로 포함한다는 점을 제외하고는 도 1의 조명 시스템(100)과 유사하다. 광학 센서(160)는 주변 색 센서, 광 센서 또는 LED 어레이(132, 134) 및/또는 조명 시스템(106)에 의해 방출된 광의 루멘 출력 및/또는 색을 모니터하도록 구성된 다른 장치일 수 있다. 광학 센서는 전류 스플리터 회로(120)에 피드백 신호를 제공할 수 있다. 피드백 신호는 조명 시스템(106)의 광 출력을 나타낼 수 있다.
전류 스플리터 회로(120)는 피드백 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 전류비를 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조명 시스템(106)의 광 출력이 예를 들어 전류비 제어 곡선 또는 다른 제어 루틴에 의해 결정되는 바와 같은 원하는 광 출력과 다르면, 전류 스플리터 회로(120)는 원하는 광 출력을 성취하기 위하여 전류비를 조정할 수 있다.
도 9는 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 복수의 LED 어레이를 제어하기 위한 예시적인 방법(400)의 흐름도를 도시한다. 방법(400)은 도 1의 조명 시스템(100)을 참조하여 논의될 것이지만, 다른 적합한 조명 시스템을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 도 9는 예시 및 논의의 목적으로 특정 순서로 수행되는 단계들을 도시한다. 당해 기술 분야에서의 통상의 기술자는, 본 명세서에 제공된 개시 내용을 이용하여, 본 명세서에 개시된 임의의 방법의 단계들이 본 개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 방식으로 수정, 조정, 확장, 생략 및/또는 재배열될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
(402)에서, 방법은 드라이버 회로에서 입력 전력을 수신하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 드라이버 회로(110)는 전원으로부터 AC 또는 DC 입력 전력을 수신할 수 있다. (404)에서, 방법은 입력 전력을 드라이버 출력으로 변환하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 드라이버 회로(110)는 입력 전력을 적합한 드라이버 출력(예를 들어, 0V 내지 60V DC 출력)으로 변환할 수 있다. 드라이버 출력은 입력 전력에 기초하여 그리고/또는 디밍 제어 신호에 기초하여 결정될 수 있다.
(406)에서, 드라이버 출력은 제1 LED 어레이를 위한 제1 전류와 제2 LED 어레이를 위한 제2 전류로 변환된다. 예를 들어, 전류 스플리터 회로(120)는 드라이버 출력을 제1 LED 어레이(132)를 위한 제1 전류와 제2 LED 어레이(134)를 위한 제2 전류로 변환할 수 있다.
본 개시 내용의 예시적인 양태에 따라, 제1 전류와 제2 전류 사이의 전류비가 전류 스플리터 회로에서 수신된 가변 레퍼런스 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 가변 레퍼런스 신호는 전류 스플리터 회로(120)에서 제공된 인터페이스(150)를 통해 수신될 수 있다. 가변 레퍼런스 신호는, 예를 들어, 0V 내지 10V의 조명 제어 신호 또는 디머 회로, 스마트 인터페이스 제어 장치, 포텐셔미터, 제너 다이오드 회로 또는 다른 외부 회로나 장치와 같은 외부 회로로부터 수신된 다른 적합한 조명 제어 신호일 수 있다.
(408)에서, 방법은 가변 레퍼런스 신호에 대한 조정을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 가변 레퍼런스 신호를 제공하는 디머 회로를 수동으로 조정하는 것의 결과로서 가변 레퍼런스 신호는 10V에서 5V로 조정될 수 있다. 가변 레퍼런스 신호의 조정에 응답하여, 방법은 제1 전류와 제2 전류 사이의 전류비를 조정하는 단계(410)를 포함할 수 있다. 제1 전류와 제2 전류 사이의 전류비는 전류비 제어 곡선에 따라 조정될 수 있다. 전류비 제어 곡선은 제1 전류와 제2 전류 사이의 전류비를 적어도 가변 레퍼런스 신호의 함수로서 특정할 수 있다.
이러한 방식으로, 조명 시스템의 광 출력은 디밍 가능한 드라이버 회로와 가변 레퍼런스 신호를 모두 이용하여 제어될 수 있다. 디밍 가능한 드라이버 회로는 조명 시스템의 전체적인 루멘 출력을 증가시키거나 감소시키는 것을 가능하게 하도록 드라이버 출력을 제어하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 방법은 제1 LED 어레이와 제2 LED 어레이의 디밍을 가능하게 하도록 디밍 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 드라이버 출력을 조정하는 단계(412)를 포함할 수 있다. 가변 레퍼런스 신호는, 예를 들어, 조명 시스템의 전체적인 광 출력의 색온도의 제어를 가능하게 하기 위하여 그리고/또는 다른 조명 효과를 제공하기 위하기 위하여, 조명 시스템에서 개별 LED 어레이 사이의 전류비를 제어하는데 사용될 수 있다.
본 내용이 이의 특정의 예시적인 실시예에 관하여 상세히 설명되었지만, 당해 기술 분야에서의 통상의 기술자가, 전술한 것에 대한 이해를 획득한 것에 따라, 이러한 실시예에 대한 개조물, 이의 변형물 또는 이의 균등물을 용이하게 생성할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 개시 내용의 범위는 한정이 아닌 예의 형태이며, 본 개시 내용은 당해 기술 분야에서의 통상의 기술자에게 자명한 바와 같이 본 내용에 대한 이러한 수정물, 변형물 및/또는 부가물의 포함을 배제하지 않는다.

Claims (40)

  1. 발광 다이오드(lighting emitting diode(LED)) 시스템에 있어서,
    하나 이상의 LED 장치를 갖는 제1 LED 어레이;
    하나 이상의 LED 장치를 갖는 제2 LED 어레이;
    드라이버 출력을 제공하도록 구성되는 디밍 가능한 드라이버 회로;
    상기 드라이버 출력을 수신하고, 상기 제1 LED 어레이에 제1 전류를 제공하고 제2 LED 어레이에 제2 전류를 제공하도록 구성되는 전류 스플리터 회로; 및
    가변 레퍼런스 신호를 수신하도록 구성되는 상기 전류 스플리터 회로에 제공된 인터페이스
    를 포함하고,
    상기 전류 스플리터 회로는 전류비 제어 곡선에 따라 상기 드라이버 출력에 관계없이 상기 제1 전류와 상기 제2 전류의 전류비를 제어하도록 구성되고, 상기 전류비 제어 곡선은 적어도 상기 가변 레퍼런스 신호의 함수로서 상기 전류비를 특정하는,
    LED 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류비 제어 곡선은, 상기 전류비와 상기 가변 레퍼런스 신호 사이에, 선형 관계, 초선형(super-linear) 관계, 포물선 관계, 로그 관계, 점근성(asymptotic) 관계 또는 지수 관계를 포함하는,
    LED 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전류비 제어 곡선은 상기 가변 레퍼런스 신호에 대하여 적어도 부분적으로 정의된 계단 함수를 포함하는,
    LED 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전류 스플리터 회로는,
    상기 제1 LED 어레이에 결합된 제1 스위칭 요소;
    상기 제2 LED 어레이에 결합된 제2 스위칭 요소; 및
    상기 제1 전류를 상기 제1 LED 어레이에 제공하기 위하여 상기 제1 스위칭 요소를 제어하고, 상기 제2 전류를 상기 제2 LED 어레이에 제공하기 위하여 상기 제2 스위칭 요소를 제어하도록 구성되는 하나 이상의 제어 장치
    를 포함하는,
    LED 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스는 외부 디머 회로로부터 상기 가변 레퍼런스 신호를 수신하도록 구성되는,
    LED 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가변 레퍼런스 신호는 0V 내지 10V의 조명 제어 신호, DALI 조명 제어 신호 또는 DMX 조명 제어 신호인,
    LED 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전류 스플리터 회로에 결합된 광학 센서를 더 포함하고, 상기 광학 센서는 상기 LED 시스템의 광 출력을 나타내는 피드백 신호를 상기 전류 스플리터 회로에 제공하도록 구성되고, 상기 전류 스플리터 회로는 상기 피드백 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 전류비를 제어하도록 구성되는,
    LED 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 드라이버 회로는 LED 드라이버 모듈 내에 제공되고, 상기 전류 스플리터 회로는 상기 LED 드라이버 모듈의 외부에 있는 전류 스플리터 모듈 내에 제공되는,
    LED 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 디밍 가능한 드라이버 회로는 라인(line) 디밍 드라이버를 포함하는,
    LED 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    디밍 제어 신호를 수신하도록 구성되는 디밍 제어 인터페이스를 더 포함하고, 상기 드라이버 출력은 상기 디밍 제어 신호에 종속하는,
    LED 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디밍 제어 인터페이스는 상기 드라이버 회로에 제공되는,
    LED 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 디밍 제어 인터페이스는 상기 전류 스플리터 회로에 제공되는,
    LED 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 가변 레퍼런스 신호의 조정이 상기 LED 시스템의 색온도의 조정을 가능하게 하도록, 상기 제1 LED 어레이는 상기 제2 LED 어레이에 비하여 상이한 색온도와 연관되는,
    LED 시스템.
  14. 발광 다이오드(lighting emitting diode(LED)) 시스템을 제어하는 LED 시스템 제어 방법에 있어서,
    디밍 가능한 LED 드라이버 회로에서 입력 전력을 수신하는 단계;
    상기 디밍 가능한 LED 드라이버 회로에 의해, 상기 입력 전력을 드라이버 출력으로 변환하는 단계;
    전류 스플리터 회로를 이용하여, 가변 레퍼런스 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 드라이버 출력을 제1 LED 어레이를 구동하기 위한 제1 전류와 제2 LED 어레이를 구동하기 위한 제2 전류로 변환하는 단계;
    상기 전류 스플리터 회로에서, 상기 가변 레퍼런스 신호에 대한 조정을 수신하는 단계; 및
    상기 전류 스플리터 회로에 의해, 전류비 제어 곡선에 따라 상기 드라이버 출력에 관계없이 상기 제1 전류와 상기 제2 전류 사이의 전류비를 조정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 전류비 제어 곡선은 적어도 상기 가변 레퍼런스 신호의 함수로서 상기 전류비를 특정하는,
    LED 시스템 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 LED 어레이와 상기 제2 LED 어레이의 디밍을 가능하게 하도록 디밍 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 드라이버 출력을 조정하는 단계를 포함하는,
    LED 시스템 제어 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 LED 어레이는 상기 제2 LED 어레이에 비하여 상이한 색온도와 연관되고, 상기 전류 스플리터 회로에 의해 상기 제1 전류와 상기 제2 전류 사이의 전류비를 조정하는 단계는, 상기 LED 시스템의 색온도의 조정을 가능하게 하는,
    LED 시스템 제어 방법.
  17. 제1 LED 어레이와 제2 LED 어레이를 갖는 발광 다이오드(lighting emitting diode(LED)) 시스템을 제어하기 위한 전류 스플리터 회로에 있어서,
    상기 제1 LED 어레이에 결합된 제1 스위칭 요소;
    상기 제2 LED 어레이에 결합된 제2 스위칭 요소;
    LED 드라이버 출력을 수신하도록 구성되고, 제1 전류를 상기 제1 LED 어레이에 제공하기 위하여 상기 제1 스위칭 요소를 제어하도록 구성되고, 제2 전류를 상기 제2 LED 어레이에 제공하기 위하여 상기 제2 스위칭 요소를 제어하도록 구성되는 하나 이상의 제어 장치;
    가변 레퍼런스 신호를 수신하도록 구성되는 상기 하나 이상의 제어 장치에 제공된 인터페이스
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 제어 장치는 전류비 제어 곡선에 따라 상기 드라이버 출력에 관계없이 상기 제1 전류와 상기 제2 전류의 전류비를 제어하도록 구성되고, 상기 전류비 제어 곡선은 적어도 상기 가변 레퍼런스 신호의 함수로서 상기 전류비를 특정하는,
    전류 스플리터 회로.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 LED 드라이버 출력은 디밍 제어 신호에 기초하여 조정 가능하고, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류의 크기는, 상기 디밍 제어 신호의 조정이 상기 제1 LED 어레이와 상기 제2 LED 어레이의 동시 디밍을 가능하게 하도록, 상기 LED 드라이버 출력에 종속하는,
    전류 스플리터 회로.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 전류 스플리터 회로는 LED 드라이버 모듈의 일부인,
    전류 스플리터 회로.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 가변 레퍼런스 신호의 조정은 상기 LED 시스템의 색온도, 휘도(brightness) 또는 조명 방향의 조정을 가능하게 하는,
    전류 스플리터 회로.
  21. 발광 다이오드(lighting emitting diode(LED)) 시스템에 있어서,
    하나 이상의 LED 장치를 갖는 제1 LED 어레이;
    하나 이상의 LED 장치를 갖는 제2 LED 어레이;
    드라이버 출력을 제공하도록 구성되는 디밍 가능한 드라이버 회로;
    상기 드라이버 출력을 수신하고, 상기 제1 LED 어레이에 제1 전류를 제공하고 제2 LED 어레이에 제2 전류를 제공하도록 구성되는 전류 스플리터 회로; 및
    가변 레퍼런스 신호를 수신하도록 구성되는 상기 전류 스플리터 회로에 제공된 인터페이스
    를 포함하고,
    상기 전류 스플리터 회로는 비선형 전류비 제어 곡선에 따라 상기 제1 전류와 상기 제2 전류의 전류비를 제어하도록 구성되고, 상기 비선형 전류비 제어 곡선은 적어도 상기 가변 레퍼런스 신호의 함수로서 상기 전류비를 특정하는,
    LED 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 전류비 제어 곡선은, 상기 전류비와 상기 가변 레퍼런스 신호 사이에, 초선형(super-linear) 관계, 포물선 관계, 로그 관계, 점근성(asymptotic) 관계 또는 지수 관계를 포함하는,
    LED 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 전류비 제어 곡선은 상기 가변 레퍼런스 신호에 대하여 적어도 부분적으로 정의된 계단 함수를 포함하는,
    LED 시스템.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 전류 스플리터 회로는,
    상기 제1 LED 어레이에 결합된 제1 스위칭 요소;
    상기 제2 LED 어레이에 결합된 제2 스위칭 요소; 및
    상기 제1 전류를 상기 제1 LED 어레이에 제공하기 위하여 상기 제1 스위칭 요소를 제어하고, 상기 제2 전류를 상기 제2 LED 어레이에 제공하기 위하여 상기 제2 스위칭 요소를 제어하도록 구성되는 하나 이상의 제어 장치
    를 포함하는,
    LED 시스템.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 요소 및 상기 제2 스위칭 요소는 각각 전류 감지 MOSFET을 포함하는,
    LED 시스템.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 인터페이스는 외부 디머 회로로부터 상기 가변 레퍼런스 신호를 수신하도록 구성되는,
    LED 시스템.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 가변 레퍼런스 신호는 0V 내지 10V의 조명 제어 신호, DALI 조명 제어 신호 또는 DMX 조명 제어 신호인,
    LED 시스템.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 전류 스플리터 회로에 결합된 광학 센서를 더 포함하고, 상기 광학 센서는 상기 LED 시스템의 광 출력을 나타내는 피드백 신호를 상기 전류 스플리터 회로에 제공하도록 구성되고, 상기 전류 스플리터 회로는 상기 피드백 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 전류비를 제어하도록 구성되는,
    LED 시스템.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 디밍 가능한 드라이버 회로는 라인(line) 디밍 드라이버를 포함하는,
    LED 시스템.
  30. 제21항에 있어서,
    디밍 제어 신호를 수신하도록 구성되는 디밍 제어 인터페이스를 더 포함하고, 상기 드라이버 출력은 상기 디밍 제어 신호에 종속하는,
    LED 시스템.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 디밍 제어 인터페이스는 상기 드라이버 회로에 제공되는,
    LED 시스템.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 디밍 제어 인터페이스는 상기 전류 스플리터 회로에 제공되는,
    LED 시스템.
  33. 제21항에 있어서,
    상기 가변 레퍼런스 신호의 조정이 상기 LED 시스템의 색온도의 조정을 가능하게 하도록, 상기 제1 LED 어레이는 상기 제2 LED 어레이에 비하여 상이한 색온도와 연관되는,
    LED 시스템.
  34. 발광 다이오드(lighting emitting diode(LED)) 시스템을 제어하는 LED 시스템 제어 방법에 있어서,
    디밍 가능한 LED 드라이버 회로에서 입력 전력을 수신하는 단계;
    상기 디밍 가능한 LED 드라이버 회로에 의해, 상기 입력 전력을 드라이버 출력으로 변환하는 단계;
    전류 스플리터 회로를 이용하여, 가변 레퍼런스 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 드라이버 출력을 제1 LED 어레이를 구동하기 위한 제1 전류와 제2 LED 어레이를 구동하기 위한 제2 전류로 변환하는 단계;
    상기 전류 스플리터 회로에서, 상기 LED 시스템의 광 출력을 나타내는 피드백 신호를 광학 센서로부터 수신하는 단계; 및
    상기 전류 스플리터 회로에 의해, 상기 피드백 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 전류와 상기 제2 전류 사이의 전류비를 조정하는 단계
    를 포함하는,
    LED 시스템 제어 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 전류 스플리터 회로에서, 상기 가변 레퍼런스 신호에 대한 조정을 수신하는 단계; 및
    상기 전류 스플리터 회로에 의해, 상기 제1 전류와 상기 제2 전류 사이의 전류비를 적어도 상기 가변 레퍼런스 신호의 함수로서 특정하는 전류비 제어 곡선에 따라 상기 전류비를 상기 드라이버 출력에 관계없이 조정하는 단계
    상기 전류 스플리터 회로에 의해, 전류비 제어 곡선에 따라 상기 드라이버 출력에 관계없이 상기 제1 전류와 상기 제2 전류 사이의 전류비를 조정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 전류비 제어 곡선은 적어도 상기 가변 레퍼런스 신호의 함수로서 상기 전류비를 특정하는,
    LED 시스템 제어 방법.
  36. 제34항에 있어서,
    상기 제1 LED 어레이와 상기 제2 LED 어레이의 디밍을 가능하게 하도록 디밍 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 드라이버 출력을 조정하는 단계를 포함하는,
    LED 시스템 제어 방법.
  37. 제1 LED 어레이와 제2 LED 어레이를 갖는 발광 다이오드(lighting emitting diode(LED)) 시스템을 제어하기 위한 전류 스플리터 회로에 있어서,
    상기 제1 LED 어레이에 결합된 제1 스위칭 요소;
    상기 제2 LED 어레이에 결합된 제2 스위칭 요소;
    LED 드라이버 출력을 수신하도록 구성되고, 상기 제1 스위칭 요소에 흐르는 전류를 나타내는 상기 제1 스위칭 요소로부터의 피드백 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 LED 어레이에 제1 전류를 제공하기 위하여 상기 제1 스위칭 요소를 제어하도록 구성되고, 상기 제2 스위칭 요소에 흐르는 전류를 나타내는 상기 제2 스위칭 요소로부터의 피드백 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제2 LED 어레이에 제2 전류를 제공하기 위하여 상기 제2 스위칭 요소를 제어하도록 구성되는 하나 이상의 제어 장치;
    가변 레퍼런스 신호를 수신하도록 구성되는 상기 하나 이상의 제어 장치에 제공된 인터페이스
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 제어 장치는 상기 가변 레퍼런스 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 전류와 상기 제2 전류의 전류비를 제어하도록 구성되는,
    전류 스플리터 회로.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 LED 드라이버 출력은 디밍 제어 신호에 기초하여 조정 가능하고, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류의 크기는, 상기 디밍 제어 신호의 조정이 상기 제1 LED 어레이와 상기 제2 LED 어레이의 동시 디밍을 가능하게 하도록, 상기 LED 드라이버 출력에 종속하는,
    전류 스플리터 회로.
  39. 제37항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 요소 및 상기 제2 스위칭 요소는 각각 전류 감지 MOSFET을 포함하는,
    전류 스플리터 회로.
  40. 제37항에 있어서,
    상기 가변 레퍼런스 신호의 조정은 상기 LED 시스템의 색온도, 휘도(brightness) 또는 조명 방향의 조정을 가능하게 하는,
    전류 스플리터 회로.
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