KR101799486B1

KR101799486B1 - 고상 조명 시스템들의 딥 디밍을 제공하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101799486B1
Application number: KR1020127010867A
Authority: KR
Inventors: 요셉 헨드릭 안나 마리아 제이콥스; 마이클 다타
Original assignee: 필립스 라이팅 홀딩 비.브이.
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2017-11-20
Also published as: TW201208481A; EP2484179B1; EP2484179A1; JP5773394B2; WO2011036588A1; CN102577606A; BR112012006591A2; KR20120091142A; RU2012117736A; CN102577606B; JP2013506244A; CA2775511A1; RU2565028C2; US20120181944A1; US9066394B2

Abstract

위상 검출기, 처리부, 및 스위치를 포함하는 전력 변환기를 통해, 특히 최소 조명 레벨에서, 고상 광원들의 광 출력의 범위를 최적으로 확장하기 위한 장치 및 관련 방법이 개시된다. 위상 검출기는 전압 신호를 수신하여, 전압 신호의 파형들의 상승 에지들을 검출하도록 구성된다. 처리부는 각 검출된 상승 에지에 응답하여 미리결정된 셧다운 기간을 개시하도록 구성된다. 스위치는 셧다운 기간 동안 전력 변환기를 비활성화시키는 제어 신호를 제공하여, 셧다운 기간 동안 전력 변환기가 고상 조명 유닛에 전력을 공급하는 것을 방지하도록 구성된다.

Description

고상 조명 시스템들의 딥 디밍을 제공하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS PROVIDING DEEP DIMMING OF SOLID STATE LIGHTING SYSTEMS}

본 발명은, 일반적으로, 고상 조명 기구용의 디머(dimmer)의 제어에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 명세서에 개시된 다양한 발명의 방법 및 장치들은, 특히, 최소 광 레벨에서의 고상 조명 시스템의 광 출력의 범위를 확장하는 것에 관한다.

디지털 또는 고상 조명 기술들, 즉, 발광 다이오드(LED) 및 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 반도체 광원들에 기초한 조명은 전통적인 형광 램프들, 고휘도 방전 램프들(HID), 및 백열 램프들에의 실행 가능한 대안을 제공한다. LED의 기능적 이점들과 장점들은 고에너지 변환과 광 효율, 내구성, 낮은 운용 비용, 및 많은 다른 것들을 포함한다. LED 기술에서의 최근의 발전은 많은 적용예에 있어서 다양한 조명 효과들을 가능하게 하는 효율적이고 견고한 풀-스펙트럼 광원들을 제공하였다. 이러한 광원들을 실현하는 기구 중 일부는, 예를 들어, 본 명세서에서 참조로서 원용하고 있는 미국 특허 제6,016,038호, 제6,211,626호 및 제7,014,336호에 자세히 기재된 바와 같이, 다양한 색상 및 색상-변경 조명 효과들을 발생시키기 위하여 LED의 출력을 독립적으로 제어하기 위한 컨트롤러 또는 프로세서뿐만 아니라 백색광 및/또는 다양한 색상의 광, 예를 들어 적색, 녹색, 및 청색을 생성할 수 있는 하나 이상의 LED들을 포함하는 조명 모듈을 특징으로 한다.

많은 조명 적용예에서는 디머(dimmer)를 이용한다. 종래의 디머들은 백열 램프에서 잘 동작하는 반면에, 이러한 디머들이 소형 형광 램프(CFL), 전자 변압기를 이용한 저전압 할로겐 램프, 및 LED 및 OLED 등의 고상 조명(SSL: Solid State Lighting) 램프를 포함하는 다른 종류의 전자 램프들과 함께 이용되는 경우 흔히 문제가 발생한다. 전자 변압기를 이용한 저전압 할로겐 램프들은, 특히, 입력에서 역률 보정(PFC: Power Factor Correction) 회로를 갖는 부하에서 적절히 동작하는 저항성-용량성(RC) 디머 또는 전기적 저전압(ELV) 형의 디머 등의 특수한 디머들을 이용하여 디밍될 수 있다.

디머들은 통상적으로 전자 스위치를 가진다. 스위치가 폐쇄되는 경우(턴 온), 전압이 출력에 인가되고, 스위치가 개방되는 경우(턴 오프), 어떤 전압도 출력에 인가되지 않는다. 종래의 디머들에서 여러 가지 종류의 전자 스위치들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 지속하기 위한 최소 전류를 필요로 하는 트라이액(triac)이 이용될 수 있다. 이것은 소위 유지 전류이다. LED 램프 등의 저와트의 램프들은 흔히 낮은 디밍 레벨에서 이러한 최소 전류를 인출하는데 실패하여, 트라이액이 잘못 절환되게 하여, 플리커(flicker)를 야기한다. 다른 디머들에서는 전자 스위치로서 금속-산화물 반도체 전계-효과 트랜지스터(MOSFET) 또는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)를 이용한다. 이러한 스위치들은 최소 전류 요구사항을 가지지 않으므로, LED 램프들은 통상 이러한 트라이액에 기반하지 않은 디머들에서 보다 잘 동작한다.

종래의 디머들은 통상적으로 메인즈(mains) 전압 신호의 각 파형의 일부를 쵸핑(chopping)하고, 조명 기구에 파형의 나머지를 전달한다. 리딩 에지(leading edge) 또는 순방향-위상 디머는 전압 신호 파형의 리딩 에지를 쵸핑한다. 트레일링(trailing) 에지 또는 역방향-위상 디머는 전압 신호 파형의 트레일링 에지를 쵸핑한다. LED 구동기 등의 전자 부하들은 통상 트레일링 에지 디머들에서 보다 잘 동작한다.

종래의 디머들은 고정된 최소의, 비교적 높은 RMS 출력 전압을 가지며, 이는 얻을 수 있는 최소 광 레벨을 제한한다. 또한, 디머들은 최대 광 출력에 영향을 미치며, 여기서 디머를 이용한 최대 광 출력은 디머 없는 최대 광 출력보다 낮다. 예를 들어, 통상적인 종래의 디머를 이용하면, LED 전류는 디머 및 램프에 따라서 디머 없는 총 전류의 약 20%와 약 90% 사이에서 변화될 수 있다. 일부 기존의 램프들에 있어서, 최소 광 레벨은 30% 만큼 높을 수 있다. 100%에 가까운 최대 광 레벨들에 대해서뿐만 아니라 5% 이하의 범위에서 최소 광 레벨들에 대한 요구가 있다.

본 발명은 일반적으로 "딥 디밍(deep dimming)"이라고 하는, 특히 최소 조명 레벨에서, 고상 광원들의 광 출력 범위를 최적으로 확장하는 창의적인 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 일 양태에 있어서, 전력 변환기를 통해 고상 조명 유닛의 딥 디밍 기능을 가능하게 하는 장치가 제공된다. 본 장치는, 위상 검출기, 처리부, 및 스위치를 포함한다. 위상 검출기는 전압 신호를 수신하여, 전압 신호의 파형들의 상승 에지(rising edge)들을 검출하도록 구성된다. 처리부는 각각의 검출된 상승 에지에 응답하여 미리결정된 셧다운(shutdown) 기간을 개시하도록 구성된다. 스위치는 셧다운 기간 동안 전력 변환기를 비활성화시키는 제어 신호를 제공하도록 구성되어, 셧다운 기간 동안 고상 조명 유닛에 전력 변환기가 전력을 공급하는 것을 방지한다.

또 다른 양태에 있어서, 전력 변환기를 통해 고상 조명 유닛의 딥 디밍을 가능하게 하는 타이밍 및 제어 회로에 의해 구현되는 방법이 제공된다. 본 방법은, 정류 전압 신호를 수신하는 단계; 정류 전압 신호의 파형들의 상승 에지들을 검출하는 단계; 및 셧다운 기간 동안 고상 조명 기구에 전력 변환기가 전력을 공급하는 것을 방지하기 위해 각각의 검출된 상승 에지를 검출하는 것에 응답하여 미리결정된 셧다운 기간 동안 전력 변환기를 비활성화시키는 단계를 포함한다.

또 다른 양태에 있어서, 전력 변환기를 통해 고상 조명 유닛의 딥 디밍을 가능하게 하기 위하여 컴퓨터 프로세서에 의해 실행 가능한 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 매체가 제공된다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 수신된 정류 전압 신호의 파형들의 상승 에지들을 검출하기 위한 검출 코드 세그먼트, 및 각각의 검출된 상승 에지에 응답하여 미리결정된 셧다운 기간 동안 전력 변환기를 비활성화하여, 셧다운 기간 동안 고상 조명 유닛에 전력 변환기가 전력을 제공하는 것을 방지하는 비활성화 코드 세그먼트를 포함한다.

본 개시를 위하여 본 명세서에서 사용될 때, "LED"라는 용어는 전기적 신호에 응답하여 방사를 발생시킬 수 있는 임의의 전계 발광 다이오드 또는 다른 종류의 캐리어 주입/접합(junction) 기반의 시스템을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, LED라는 용어는, 이에 한하지는 않지만, 전류에 응답하여 광을 방출하는 다양한 반도체 기반의 구조, 발광 폴리머(polymer), 유기 발광 다이오드(OLED), 전계 발광 스트립, 등을 포함한다. 특히, LED라는 용어는 적외선 스펙트럼, 자외선 스펙트럼, 및 가시 스펙트럼의 다양한 부분들(일반적으로 약 400 나노미터 내지 약 700 나노미터의 방사 파장을 포함함) 중 하나 이상에서 방사를 발생하도록 구성될 수 있는 모든 타입의 발광 다이오드들(반도체 및 유기 발광 다이오드들을 포함함)을 지칭한다. LED의 몇몇 예로서는, 이에 한하지 않지만, 적외선 LED, 자외선 LED, 적색 LED, 청색 LED, 녹색 LED, 황색 LED, 앰버(amber)색 LED, 주황색 LED, 및 백색 LED의 다양한 종류들을 포함한다(이하 더 후술함). LED들은 주어진 스펙트럼(예를 들어, 협대역폭, 광대역폭)에 대한 각종 대역폭들(예를 들어, 반값 전폭, 또는 FWHM), 및 주어진 일반 색상 분류 내의 다양한 우세 파장들을 갖는 방사를 발생하도록 구성 및/또는 제어될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

예를 들어, 본질적으로 백색광을 발생하도록 구성되는 LED(예를 들어, LED 백색 조명 기구)의 일 구현예에서는, 본질적으로 백색광을 형성하도록 조합하여 혼합되는 전계 발광의 상이한 스펙트럼들을 각각 방출하는 다수의 다이(die)들을 포함할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, LED 백색 조명 기구는 제1 스펙트럼을 갖는 전계 발광을 다른 제2 스펙트럼으로 변환하는 인광 재료와 관련될 수 있다. 본 구현예의 하나의 예로서, 상대적으로 짧은 파장 및 좁은 대역폭 스펙트럼을 갖는 전계 발광이 인광 재료를 펌핑(pumping)하고, 이것은 다소 보다 넓은 스펙트럼을 갖는 더 긴 파장 방사를 방사한다.

LED라는 용어는 물리적 및/또는 전기적 패키지 타입의 LED에 한하지 않는다는 것도 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, LED는 방사선의 상이한 스펙트럼들을 각각 방사하도록 구성되는 다수의 다이들(예를 들어, 개별적으로 제어 가능하거나 제어 가능하지 않음)을 갖는 하나의 발광 장치를 지칭할 수도 있다. 또한, LED는 LED(예를 들어, 몇몇 종류의 백색광 LED들)의 일체화된 부분으로 간주되는 인광체와 관련될 수 있다. 일반적으로 LED라는 용어는 패키징된 LED, 패키징되지 않은 LED, 표면 실장 LED, 칩-온-보드(chip-on-board) LED, T-패키지 실장 LED, 방사상 패키지 LED, 전력 패키지 LED, 몇몇 종류의 케이스(encasement) 및/또는 광학 소자(예를 들어, 확산 렌즈)를 포함하는 LED, 등을 지칭할 수 있다.

"광원"이라는 용어는, 이에 한하지는 않지만, LED 기반의 광원(상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 LED를 포함함), 백열 광원(예를 들어, 필라멘트 램프, 할로겐 램프), 형광 광원, 인광 광원, 고휘도 방전 광원(예를 들어, 나트륨 증기, 수은 증기, 및 메탈 할라이드(metal halide) 램프들), 레이저, 다른 종류의 전계 발광 광원, 파이로(pyro)-발광 광원(예를 들어, 화염), 캔들(candle)-발광 광원(예를 들어, 가스 맨틀(mantle), 카본 아크(carbon arc) 방사 광원), 포토 발광 광원(예를 들어, 기체 방전 광원), 전자 포화(satiation)을 이용한 케소드(cathode) 발광 광원, 직류 전기 발광(galvano-luminescent) 광원, 결정 발광 광원, 키네(kine)-발광 광원, 열-발광 광원, 마찰 발광 광원, 음파(sonoluminescent) 발광 광원, 라디오 발광(radioluminescent) 광원, 및 발광 폴리머를 포함하는 다양한 방사 광원들 중 임의의 하나 이상을 지칭하는 것으로 이해할 수 있을 것이다.

주어진 광원은 가시 스펙트럼 내의, 가시 스펙트럼 외의, 또는 양자의 조합의 전자기 방사를 발생하도록 구성될 수 있다. 따라서, "광(light)" 및 "방사(radiation)"라는 용어는 본 명세서에서 상호 교체가능하게 이용된다. 또한, 광원은 일체화된 성분으로서 하나 이상의 필터들(예를 들어, 컬러 필터), 렌즈들, 또는 기타의 광학 구성 요소들을 포함할 수 있다. 또한, 광원들은, 이에 한하지 않지만, 지시(indication), 디스플레이, 및/또는 조명을 포함하여 다양한 적용예들에 대하여 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. "조명 소스"는 내부 또는 외부 공간을 효과적으로 조명하기에 충분한 강도를 갖는 방사를 발생하도록 특히 구성되는 광원이다. 이러한 맥락에서, "충분한 강도"는 주변의 조명(즉, 간접적으로 인지될 수 있는 광, 예를 들어, 전체 또는 부분적으로 인지되기 전에 다양한 개재 표면들 중 하나 이상에서 반사될 수 있는 광)을 제공하도록 공간 또는 환경에서 발생되는 가시 스펙트럼 내의 충분한 방사속(방사속 또는 "광속(luminous flux)"의 관점에서, 모든 방향들에서 광원으로부터의 총 광출력을 나타내도록 흔히 단위 "루멘(lumen)"이 이용됨)을 지칭한다.

"조명 기구(lighting fixture)"라는 용어는 본 명세서에서 특정한 폼 팩터(form factor), 어셈블리(assembly), 또는 패키지 내의 하나 이상의 조명 유닛들의 구현예 또는 배치예를 지칭하도록 사용된다. "조명 유닛"이라는 용어는 본 명세서에서 동일한 또는 다른 종류들의 하나 이상의 광원을 포함하는 장치를 지칭하는 것으로 사용된다. 주어진 조명 유닛은 광원(들)에 대한 다양한 실장 배치, 봉지체(enclosure)/하우징(housing) 배치 및 형상, 및/또는 전기적 및 기계적 접속 구성들 중 임의의 하나를 가질 수 있다. 또한, 주어진 조명 유닛은 선택적으로 광원(들)의 동작에 관련되는 각종 다른 성분들(예를 들어, 제어 회로)과 관련될 수 있다(예를 들어, 그것에 연결 및/또는 그것과 함께 패키징되는 것을 포함함). "LED 기반의 조명 유닛"은, 전술한 하나 이상의 LED 기반의 광원들을, 단독으로 또는 다른 비 LED 기반의 광원들과 조합으로, 포함하는 조명 유닛을 지칭한다. "멀티-채널(multi-channel)" 조명 유닛은 상이한 방사의 스펙트럼들을 각각 발생하도록 구성되는 적어도 두 개의 광원들을 포함하는 LED 기반의 또는 비 LED 기반의 조명 유닛을 지칭하며, 여기서 각각의 상이한 소스 스펙트럼을 멀티-채널 조명 유닛의 "채널"이라 지칭할 수도 있다.

"컨트롤러"라는 용어는 본 명세서에서 하나 이상의 광원의 동작에 관한 각종 장치를 설명하기 위해 이용된다. 컨트롤러는 본 명세서에서 기재한 각종 기능들을 수행하도록 수많은 방식으로(예를 들어, 전용 하드웨어로) 구현될 수 있다. "프로세서"는 본 명세서에 기재된 다양한 기능들을 수행하도록 소프트웨어(예를 들어, 마이크로코드)를 이용하여 프로그래밍될 수 있는 하나 이상의 마이크로프로세서를 채용하는 컨트롤러의 일례이다. 컨트롤러는 프로세서를 사용하거나 사용하지 않고서 구현될 수 있으며, 몇몇 기능을 수행하는 전용 하드웨어와 다른 기능들을 수행하는 프로세서(예를 들어, 하나 이상의 프로그래밍된 마이크로프로세서들 및 관련 회로)의 조합으로도 구현될 수 있다. 본 개시물의 다양한 실시예들에서 채용될 수 있는 컨트롤러 성분의 예들로서는, 이에 한하지 않지만, 종래의 마이크로프로세서, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 및 FPGA(Field-Programmable Gate Array)을 포함한다.

다양한 구현예에 있어서, 프로세서 및/또는 컨트롤러는 하나 이상의 저장 매체(일반적으로, 본 명세서에서는, "메모리", 예를 들어, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable Read-only Memory), EPROM(Electrically Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory), USB(Universal Serial Bus) 드라이브, 플로피 디스크, 컴팩트 디스크, 광 디스크, 자기 테이프, 등과 같은 휘발성 및 비휘발성 컴퓨터 메모리를 지칭함)와 관련될 수 있다. 몇몇 구현예에 있어서, 저장 매체는 하나 이상의 프로세서 및/또는 컨트롤러 상에서 실행되는 경우, 본 명세서에 기재된 기능들 중 적어도 일부를 수행하는 하나 이상의 프로그램들로 인코딩될 수 있다. 다양한 저장 매체는 프로세서 또는 컨트롤러 내에 고정될 수 있거나 운반가능할 수 있으며, 따라서 이에 저장된 하나 이상의 프로그램들은 본 명세서에 기재된 본 발명의 다양한 양태들을 구현하기 위하여 프로세서 또는 컨트롤러에 로딩될 수 있다. "프로그램" 또는 "컴퓨터 프로그램"이라는 용어는 본 명세서에서 하나 이상의 프로세서 또는 컨트롤러들을 프로그래밍하기 위해 채용될 수 있는 임의의 종류의 컴퓨터 코드(예를 들어, 소프트웨어 또는 마이크로코드)를 지칭하도록 관용적인 의미로 이용된다.

상기 개념들과 이하 더 상세히 설명하는 추가의 개념의 모든 조합은(이러한 개념들이 서로 일관성이 없는 것이 아닌 한) 본 명세서에 개시된 발명의 주제의 일부인 것으로 상정되는 것을 이해할 수 있을 것이다. 특히, 본 개시물의 말단에 나타나는 청구 범위의 주제의 모든 조합들이 본 명세서에 개시된 본 발명의 주제의 일부가 되는 것으로서 상정된다. 참조로서 원용하고 있는 임의의 명세서에서 나타날 수도 있는 본 명세서에서 명시적으로 채용되는 용어들에는 본 명세서에 개시된 특정 개념들과 가장 일치하는 의미가 주어져야 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도면에 있어서, 유사한 참조 부호들은 일반적으로 상이한 도면들을 통해서 동일 또는 유사한 부분들을 지칭한다. 또한, 도면들은 반드시 일정한 비례는 아니며, 대신에 일반적으로 본 발명의 원리를 예시하는 것에 중점을 둔다.
도 1은 대표적인 실시예에 따른 디머 제어형의 고상 조명 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 대표적인 실시예에 따른 디머 제어형의 고상 조명 시스템의 신호의 파형들의 샘플 트레이스 선도이다.
도 3은 대표적인 실시예에 따른 디머 제어형의 고상 조명 시스템을 제어하는 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 대표적인 실시예에 따른 도 1의 디머 제어형의 고상 조명 시스템의 타이밍 및 제어 회로를 나타내는 블록도이다.
도 5는 대표적인 실시예에 따른 도 1의 디머 제어형의 고상 조명 시스템의 타이밍 및 제어 회로를 나타내는 회로도이다.

이하의 상세한 설명에 있어서, 한정하는 것이 아니라 설명을 위하여, 구체적인 세부사항을 개시하는 대표적인 실시예들이 본 교시들의 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 당업자라면, 본 명세서에 개시된 구체적 세부사항들로부터 벗어난 본 교시들에 따른 기타의 실시예들이 첨부된 청구항들의 범주 내에 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 공지된 장치 및 방법의 설명은 대표적인 실시예들의 설명을 이해를 방해하지 않도록 생략될 수 있다. 이러한 방법 및 장치들은 분명히 본 개시물의 범주와 개념 내에 있는 것이다.

도 1은 대표적인 실시예에 따른 디머 제어형 고상 조명 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 디머 시스템(100)은 디머(110), 전력 변환기(120) 및 타이밍 및 제어 회로(140)를 포함한다. 디머 시스템(100)은 메인즈(mains)(105)로부터 비정류(unrectified) 전압을 수신하고, 디머(110)의 셋팅에 기초하여 SSL 부하(130)에 전력을 공급한다. 디머 시스템(100)은, 예를 들어, 루트론사(Lutron Electronics Co., Inc.)의 Lutron Diva DVELV-300 디머와 같은 2 배선 또는 3 배선의 전자 저전압(ELV) 디머일 수 있다. SSL 부하(130)는, 예를 들어, LED 또는 OLED 조명 유닛 또는 조명 시스템일 수 있다. 도 1의 각종 구성 요소들은 도시된 그룹화와 상이할 수 있는 다른 미리 패키징된 구성으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 전력 변환기(120), 타이밍 및 제어 회로(140), 및 SSL 부하(130)는 Philips Color Kinetics (Burlington, MA)로부터 입수 가능한, EssentialWhite™ 시리즈의 LED 기반의 조명 기구들 중 하나와 같이, 하나의 제품으로 함께 패키징될 수 있다. 다양한 실시예들에서는, 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이, 임의의 타입의 디머, 조명 시스템, 및/또는 패키징을 포함할 수 있다.

디머(110)는 핫 라인(102) 및 중립 라인(104)을 통해 메인즈(105)로 나타낸 전원으로부터 비정류 전압을 수신한다. 일반적으로, 비정류 전압은, 예컨대, 약 90 VAC와 약 277 VAC 사이의 전압값, 및 대응하는 실질적으로 정현파의 파형들을 갖는 AC 라인 전압 신호이다. 디머(110)는 조절기(도시 생략)를 포함하고, 이는, 예컨대, 유저에 의해 수동으로 또는 프로세서 또는 다른 셋팅 선택 시스템에 의해 자동으로 디밍 레벨이 가변적으로 선택될 수 있도록 한다. 일 실시예에 있어서, 조절기는 SSL 부하(130)의 최대 광 레벨(즉, 디머 없이 동작되는 경우)의 약 0 내지 100%까지의 범위의 셋팅을 가능하게 한다. 또한, 다양한 실시예에 있어서, 디머(110)는 입력 전압 파형들의 리딩 에지 또는 트레일링 에지들 중 하나를 쵸핑하여, SSL 부하(130)에 도달하는 전력량을 저감하는 위상 쵸핑(또는 위상 컷팅) 디머이다. 설명을 위하여, 디머(110)는, 예를 들어, 도 2의 트레이스(1)에 나타낸 바와 같이, 비정류 정현파형들의 트레일링 에지들의 가변량을 컷팅하는 트레일링 에지 디머인 것으로 가정하며, 여기서 수직축은 AC 전압을 나타내고, 수평축은 시간을 나타내고, T _N은 각 파형의 주기이다.

디머(110)는 디밍된 핫 라인(112)과 중립 라인(114)을 통해 전력 변환기(120)에 (예컨대, 쵸핑된 파형들을 갖는) 디밍된 비정류 전압을 제공한다. 전력 변환기(120)는, 예를 들어, 그 주제를 본 명세서에서 참조로서 원용하는 2007년 8월 14일에 발행된, Lys의 미국 특허 제 7,256,554호에서 기재된 구조 및 기능을 포함할 수 있다. 전력 변환기(120)는 비정류 전압 신호를 정류하기 위한 전압 정류기 및, 예컨대, 고입력 신호에 응답하여 전력 변환을 정지시키기 위한 셧다운 스위치를 포함한다. 도 2의 트레이스(2)는 (예를 들어, 쵸핑된 파형들을 갖는) 디밍된 AC 정류 전압 신호의 일례를 나타낸다.

전력 변환기(120)는, 본 교시의 범주로부터 벗어나지 않고서, 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어 아키텍처의 임의의 조합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예들에 있어서, 전력 변환기(120)는 마이크로프로세서, ASIC, FPGA, 및/또는 ST Microelectronics로부터 입수 가능한 L6562 PFC 컨트롤러와 같은 마이크로컨트롤러로 구현될 수 있다. L6562 PFC 컨트롤러를 이용하는 경우, 셧다운 스위치는, 예를 들어, ZCD(Zero Cross Detector) 핀 또는 멀티플라이어(MULT) 핀에 제공될 수 있다.

일반적으로, 디머(110)의 온-타임 중에는(정류 전압 신호가 0을 초과하는 동안의 시간), 전력 변환기(120)는 SSL 부하(130)에 정류 전압 신호에 응답하는 전류를 전달한다. 따라서, 가장 짧은 디머 온-타임이 최소 광 출력을 보통 결정하는 것이다. 다양한 실시예들에 있어서, 디머(110)의 각각의 온 타임 기간 동안 전류 전달이 초기에 억제된다(예를 들어, 약 1.0㎳ 내지 약 2.5㎳ 동안). 이것은 셧다운 기간이라고 하는 초기 억제 시간 동안 전력 컨트롤러(120)를 일시적으로 턴 오프 또는 비활성화함으로써 수행될 수 있다. 다양한 실시예들의 딥 디밍 회로가 없다면, 이상적인 전류는 디머 출력 전압을 추종한다. 딥 디밍 회로가 있다면, SSL 부하(130)에 입력되는 전류는 셧다운 기간 동안 0에 머문다. 디머(110)가 높게 셋팅되는 경우(가볍게 쵸핑된 파형), SSL 부하(130)에 입력되는 평균 전류는 셧다운 기간의 결과 감지할 수 있을 정도로 변하지는 않는다. 디머(110)가 낮게 셋팅되는 경우(심하게 쵸핑된 파형), 평균 전류는 효과적으로 0이 된다.

더 구체적으로, 일 실시예에 있어서, 타이밍 및 제어 회로(140)는 전력 변환기(120)로부터 입력 라인(122)상의 디밍된 정류 전압을 수신하여, 전력 변환기(120)에 제어 라인(144)상의 전력 제어 신호를 출력한다. 전력 제어 신호는 전력 변환기(120)를 셧다운하거나, 그렇지 않다면, 일시적으로 비활성화하여, 미리결정된 셧다운 기간 동안 SSL 부하(130)에 전력 변환기(120)가 전력을 공급하는 것을 방지하여, SSL 부하(130)가 매우 낮은 디밍된 값에서 동작하는 것을 가능하게 한다. 다양한 실시예들에 있어서, 예를 들어, 셧다운 기간은 약 1.0㎳ 내지 약 2.5㎳일 수 있지만, 당업자에 자명한 바와 같이, 어떤 특정 상황에 대한 고유한 편익을 제공하거나, 다양한 구현예들의 용도 특정의 설계 요구사항을 충족시키도록 셧다운 기간은 변할 수 있다.

예를 들어, 도 2를 참조하면, 타이밍 및 제어 회로(140)는 트레이스(2)에 나타낸 디밍된 AC 정류 전압을, 트레이스(3)에 나타낸 바와 같이, (예를 들어, 약 5 VDC의 최대값을 갖는) 대응하는 DC 전압 신호로 변환한다. 그 후, 타이밍 및 제어 회로(140)는 트레이스(3)에 나타낸 DC 전압 신호를, 도 2의 트레이스(4)에 나타낸 바와 같이, 전력 제어 타이밍 신호로 변환하고, 여기서 각 펄스의 주기는 셧다운 기간과 동등하다. 따라서, 전력 변환기(120)가 셧다운 기간 동안 셧다운되거나 비활성되기 때문에, SSL 부하(130)의 제어가 기초로 하는, 그 결과의 디밍된 AC 정류 전압은, 예를 들어, 도 2의 트레이스(5)에 나타낸 바와 같이 정현파형들의 리딩 에지들에서 발생하는 작은 쵸핑된 부분을 가진다. 따라서, 전력 변환기(120)는 SSL 부하(130)에 보다 적은 전력을 제공하도록 제어된다.

타이밍 및 제어 회로(140)의 일반적 기능을 대표적인 실시예에 따른 디머 제어형 고상 조명 시스템을 제어하는 프로세스를 나타내는 흐름도인 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3을 참조하면, 타이밍 및 제어 회로(140)는 단계(S310)에서, 예를 들어, 전력 변환기(120)로부터 입력 라인(122)을 통해 정류 전압 신호가 수신되었는지 여부를 결정한다. 정류 전압 신호는 디머(110)에 의해 출력된 비정류 전압 신호에 기초한 것으로, 쵸핑된 정현파형들을 통해 SSL 부하(130)의 원하는 디밍 레벨을 나타낸다. 정류 전압 신호가 수신되지 않는 경우(S310: 아니오), 프로세스는 검사를 계속하도록 처음으로 복귀한다. 정류 전압 신호가 수신되는 경우(S310: 예), 단계 S320에서 정류 전압 신호는 파형의 상승 에지를 검출하도록 폴링(polling)된다. 예를 들어, 하기에 설명하는 정류 전압 신호의 "제로 크로싱"을 결정함으로써 상승 에지가 검출될 수 있으며, 이 제로 크로싱은 정류 전압 신호가 0의 전압 레벨로부터 벗어나는 시간으로서, 상승 에지의 개시를 나타낸다.

실시예에 있어서, 상승 에지 검출 프로세스를 개시하기 전에, 수신된 정류 전압이 실제로 디밍된 정류 전압(예를 들어, 트레일링 에지 쵸핑된 파형을 갖는 것)인지, 또는 디밍되지 않은 정류 전압(예를 들어, 완전한 정현파형을 갖는 것)인지 여부를 결정하도록 추가의 단계(도시 생략)가 수행될 수 있다. 따라서, 셧다운 기간은 디밍된 정류 전압 신호들의 경우에서만 구현되게 된다. 또한, 일 실시예에 있어서, 파형들의 상승 에지의 검출은 본 교시들의 범주로부터 벗어남이 없이, 비정류 전압 신호에 대해(즉, 정류기 이전에) 수행될 수 있다.

단계 S330에서, 정류 전압 신호의 상승 에지가 검출되었는지 여부를 판정한다. 검출되지 않은 경우(S330: 아니오), 프로세스는 수신된 정류 전압 신호들을 계속 모니터링하도록 단계 S310에 복귀한다. 상승 에지가 검출된 경우(S330: 예), 단계 S340에서 전력 제어 신호가 활성화되어, 미리결정된 셧다운 기간 동안 전력 변환기(120)를 셧다운 또는 비활성화한다. 단계 S350에서, 셧다운 기간이 경과한 후에, 전력 제어 신호가 비활성화되어, 전력 변환기(210)를 턴 온 또는 재활성화시킨다. 일 실시예에 있어서, 전력 제어 신호는, 도 2의 트레이스(4)에 나타낸 바와 같이, 셧다운 기간을 지속하는 하이 전압 레벨(예를 들어, 5 VDC)과 로우 전압 레벨(예를 들어, 0 VDC) 사이에서 천이할 수 있다. 전술한 바와 같이, 예를 들어, 전력 변환기(120)가 L6562 PFC 컨트롤러를 이용하여 구현되는 경우, 전력 제어 신호가 ZCD 핀에 입력될 수 있으며, 이는 L6562 PFC 컨트롤러를 하이 전압 레벨에 응답하여 "턴 오프"시키고, 로우 전압 레벨에 응답하여 "턴 온"시킨다. 특히, 하이 전압 레벨 신호는, 도 5를 참조하여 이하에 설명하는 바와 같이, 트랜지스터를 실제로 활성화하고, 이는 ZCD 핀을 로우(low)로 풀링(pulling)하여 L6562 PFC 컨트롤러를 셧다운한다.

도 4는 대표적인 실시예에 따른 도 1의 디머 제어형 고상 조명 시스템의 타이밍 및 제어 회로를 나타내는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 도시된 대표적인 실시예의 타이밍 및 제어 회로(140-1)는 위상 검출기(450), 처리부(460), 및 스위치(470)를 포함한다. 위상 검출기(450)는 정류 전압 신호 파형의 상승 에지들을 식별하기 위하여, 예를 들어, 전력 변환기(120)로부터 AC 정류 전압 신호의 위상을 수신하고 판정한다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 위상 검출기(450)는 정류 전압 신호의 파형이 0에서 벗어나는 시간을 나타내는 정류 전압 신호의 "제로 크로싱"를 판정할 수 있다.

처리부(460)는 정류 전압 신호 파형의 상승 에지가 검출된 때의 표시(indication)를 수신하고, 이에 응답하여, 미리결정된 셧다운 기간 동안 전력 제어 신호의 적절한 레벨(예를 들어, 하이 레벨)을 전력 변환기(120)에 출력하도록 스위치(470)를 제어한다. 일 실시예에 있어서, 처리부는 프로세서(461) 및 메모리(462)를 포함할 수 있다. 프로세서(461)는 메모리(462)와 연계하여, 본 명세서에 기재된 실시예들의 전력 제어 신호를 통해 고상 조명 기구들(예를 들어, SSL 부하(130))의 딥 디밍을 가능하게 하는 것과, SSL 부하(130)를 실행 및/또는 제어하기 위한 기본적인 기능을 포함하는 하나 이상의 논리적 또는 수학적 알고리즘들을 실행하도록 구성된다. 프로세서(461)는 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어 아키텍처들의 임의의 조합으로 구성되고, 다양한 기능들을 수행시키는 실행 가능한 소프트웨어/펌웨어 실행 가능 코드를 저장하기 위하여 그 자체의 메모리(예컨대, 비휘발성 메모리)를 포함할 수 있다. 대안으로서, 실행 가능 코드는 후술하는 메모리(462) 내의 지정 메모리 위치들에 저장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 프로세서(421)는, 예를 들어, 마이크로소프트사(Microsoft Corporation)의 윈도우즈(Windows) 운영 체제, 노벨사(Novell, Inc.)의 네트웨어(NetWare) 운영 체제, 또는 썬마이크로시스템사(Sun Microsystems, Inc.)의 유닉스(Unix) 운영 체제와 같은 운영 체제를 실행하는 CPU(Central Processing Unit)일 수 있다. 운영 체제는 디머(110) 및 전력 변환기(120)뿐만 아니라 타이밍 및 제어 회로(140-1)의 다른 프로그램들의 실행을 또한 제어할 수 있다.

메모리(462)는 임의의 수 및 종류의 ROM 및 RAM 및 임의의 그 조합일 수 있으며, 예컨대, SSL 부하(130)의 디밍 전력 및 디머 시스템(100)의 기본적 기능을 제어하도록 신호 및/또는 프로세서(461)(및/또는 기타의 구성 요소들)에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 및 소프트웨어 알고리즘 등의 다양한 종류의 정보를 저장한다. 메모리(462)는 임의의 수 및 종류의 디스크 드라이브, EPROM(Electrically Programmable Read-only Memory), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory), CD, DVD, USB 드라이브, 등과 같은 유형의(tangible) 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 및 임의의 그 조합을 포함할 수 있다. 또한, 메모리(462)는 전술한 바와 같이 다양한 종류의 디머(110), 전력 변환기(120) 및/또는 SSL 부하(130)에 대응하는 미리결정된 셧다운 기간들을 저장할 수 있다.

타이밍 및 제어 회로(140-1)에 나타낸 다양한 "파트들"은 소프트웨어 제어형의 마이크로프로세서, 예컨대, 프로세서(461), 하드-와이어드 로직 회로, 펌웨어, 또는 그 조합을 이용하여 물리적으로 구현될 수 있다. 또한, 설명을 위하여, 파트들은 타이밍 및 제어 회로(140-1)에서 기능적으로 격리되어 있지만, 임의의 물리적 구현예에 있어서 다양하게 조합될 수 있다.

도 5는 대표적인 실시예에 따른 도 1의 디머 제어형 고상 조명 시스템의 타이밍 및 제어 회로를 나타내는 회로도이다. 도 5를 참조하면, 타이밍 및 제어 회로(140-2)의 기능은, 예를 들어, 마이크로칩 테크놀로지사(Microchip Technology, Inc.)의 PIC10F200, PIC10F220, 또는 PIC10F222와 같은 마이크로컨트롤러(560)에 의해 부분적으로 구현된다. 도시된 구현에 있어서, 마이크로컨트롤러(560)는 전술한 바와 같이 정류 전압 신호들의 상승 에지의 검출을 가능하게 하는 디지털 입력 노드(561) 및 셧다운 기간 동안, 예컨대, 정류 전압 신호의 각 파형의 상승 에지의 개시에서 전력 변환기(120)의 셧다운 스위치를 트리거시키기 위한 디지털 출력 노드(562)를 포함하는 다수의 입력/출력(I/O) 핀들 또는 노드들을 가진다.

더 구체적으로, 대표적인 타이밍 및 제어 회로(140-2)는 전력 변환기(120)로부터 입력 라인(122)을 통해 정류 전압 신호를 수신한다. 타이밍 및 제어 회로(140-2)의 위상(상승 에지) 검출기 회로는 전압을 저감하기 위한 저항들(R551 및 R552)로 구성되는 오믹(ohmic) 분압기, 전류를 제한하기 위한 높은 값의 저항(R553), 및 교란을 최소화하기 위한 낮은 값의 커패시터(555)를 포함한다. 당업자에 자명한 바와 같이, 예를 들어, 저항들(R551 및 R552)은 각각 약 750Ω의 값을 가질 수 있고, 저항(R553)은 약 4.7㏁의 값을 가질 수 있고, 커패시터(555)는 약 10㎊의 값을 가질 수 있으나, 어떤 특정 상황에서 고유한 편익을 제공하도록, 또는 다양한 구현예들의 적용에 특정한 설계 요구사항에 맞도록 세부사항은 변할 수 있다.

위상 검출기 회로는 다이오드들(563 및 564)(예를 들어, 마이크로컨트롤러(560)의 내부 보호 다이오드일 수 있음)을 포함하는 마이크로컨트롤러(560)의 내부 회로를 더 포함한다. 다이오드들(563 및 564)은 전압 소스(Vcc)와 접지 사이에 접속된다. 도 5에 도시된 구성에 있어서, 다이오드들(563 및 564)은 정류 전압 신호의 상승 에지에 응답하여 신속히 포화되어, 정류 전압 신호 파형들의 0이 아닌 전압 레벨들(전압 펄스들)에 실질적으로 대응하는 명백한 디지털 신호를 제공하고, 그 일례의 예시가 도 2의 트레이스(3)에 나타내어져 있다. 일반적으로, 트레일링 에지 디머 내의 파형의 상승 에지 또는 개시는, 예를 들어, 겨우 약 100㎲만의 지연을 가지고 도 5의 구성을 이용하여 검출된다.

마이크로컨트롤러(560)의 출력 노드(562)는 정류 전압 신호의 각각의 상승 에지의 검출에 응답하여 셧다운 기간에 대응하는 미리결정된 시간 동안 하이 전압 레벨을 출력하고, 그 외에는 로우 전압 레벨을 출력하도록 (예를 들어, 마이크로컨트롤러(560)의 내부 프로세서에 의해) 제어된다. 출력 노드(562)에서의 전압 레벨들의 일례의 예시가 도 2의 트레이스(4)에 나타내어져 있다. 실시예에 있어서, 디지털 출력 노드(562)는 저항(R571)을 통해 트랜지스터(575)의 게이트에 접속되고, 그에 따라 트랜지스터(575)가 셧다운 기간 동안 턴 온되어, 제어 라인(144)을 통해 전력 변환기(120)의 셧다운 스위치를 트리거시킨다. 예를 들어, 전력 변환기(120)가 L6562 PFC 컨트롤러를 이용하여 구현되는 경우, 트랜지스터(575)가 턴 온될 때 L6562 PFC 컨트롤러의 ZCD 핀 또는 MULT 핀을 로우(low)로 풀링하여, 전력 변환기(120)를 비활성화하도록 구성될 수 있다. 물론, 다양한 실시예들에서는 본 교시의 범주로부터 벗어남이 없이 트랜지스터(575)가 셧다운 기간 동안 턴 오프되어, 전력 변환기(120)를 비활성화시키도록 하는 구성을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 예를 들어, 트랜지스터(575)는 MOSFET일 수 있고, 저항(R571)은 약 200Ω의 값을 가질 수 있다. 또한, 트랜지스터(575)는 제어 라인(144)에 접속되는 제1 소스/드레인 및 접지에 접속되는 제2 소스/드레인을 가질 수 있다. 구성된 바와 같이, 트랜지스터(575)는 출력 노드(562)로부터 수신된 제1 전압 레벨(예를 들어, 하이 전압 레벨)에 응답하여 턴 온되고, 출력 노드(562)로부터 수신된 제2 전압 레벨(예를 들어, 로우 전압 레벨)에 응답하여 턴 오프된다.

일단 셧다운 기간이 경과하면, 출력 노드(562)는 로우 레벨을 출력하여, 트랜지스터(575)를 닫아, 전력 변환기(120)를 재활성화하도록 설정된다. 그 결과, 정류 전압 - 그에 따라 전력 변환기(120)가 SSL 부하(130)를 제어함 - 은, 예를 들어, 도 2의 트레이스(5)에 나타낸 바와 같이, 디머(110)에 의해 설정된 원하는 디밍량에 대응하는 쵸핑된 트레일링 에지 외에도 셧다운 기간에 대응하는 쵸핑된 리딩 에지를 가진다. 이와 같이, 전체 조명 능력의 약 90%로부터 아래로 약 0%까지의 디밍을 포함하는 딥 디밍(deep dimming)이 달성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 도 1의 타이밍 및 제어 회로(140)의 기능은, 예를 들어 ASIC, FPGA, 등을 이용하여, 마이크로컨트롤러를 이용하지 않고서 구현할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 및 제어 회로(140)가 표준 게이트들 및 비교기들을 포함하는 일실시예에 있어서, 제1 비교기는 입력 라인(122)을 통해 수신되는, (저항으로 분압된) 정류 전압을 이상적으로 0인 값과 비교한다. 제1 비교기의 제1 출력 전압은 높은 오믹 입력을 생성하는데 이용되는, AND 게이트에 입력된다. AND 게이트의 출력 전압은, 하강 에지가 아닌, AND 게이트의 출력 전압의 상승 에지를 지연시키는 지연 회로에 공급된다. 제2 비교기는 일정한 기준 전압과 지연 회로의 출력 전압을 비교하여, 제2 출력 전압을 제공한다. 소형 커패시터들(예를 들어, 68㎊)이 제1 및 제2 비교기 각각의 반전 입력들과 접지 사이에 추가되어, 보다 안정된 동작을 얻고, 교란을 저감할 수 있으며, 풀-업(pull-up) 저항들(예를 들어, 15㏀)이 비교기 출력들에 포함되어 이용될 수 있다 .

제1 및 제2 비교기들로부터의 제1 및 제2 출력 전압들이 각각 XOR 게이트에 공급되고, 그 출력이 제어 라인(144)에 접속되어 셧다운 기간 동안 전력 컨트롤러(120)를 선택적으로 비활성화하여, SSL 부하(130)의 딥 디밍을 가능하게 한다. 그 실시예에 있어서, XOR 게이트의 출력은, 예를 들어, 저항을 통해 MOSFET의 게이트에 접속되고, 그에 따라 MOSFET은 셧다운 기간 동안 턴 온되어, 제어 라인(144)을 통해 전력 변환기(120)의 셧다운 스위치를 트리거시킬 수 있다. 예를 들어, 전력 변환기(120)가 L6562 PFC 컨트롤러를 이용하여 구현되는 경우, MOSFET은 턴 온되는 때에 L6562 PFC 컨트롤러의 ZCD 핀 또는 MULT 핀을 로우로 풀링하여, 전력 변환기(120)를 비활성화하도록 구성될 수 있다.

다수의 본 발명의 실시예들을 본 명세서에서 기재하고 도시하였지만, 당업자라면 본 명세서에 기재된 기능을 수행하고, 및/또는 결과들 및/또는 하나 이상의 장점들을 얻기 위한 다양한 다른 수단들 및/또는 구조들을 쉽게 상정할 수 있을 것이며, 이러한 변형예 및/또는 변경예들 각각은 본 명세서에 기재된 발명의 실시예들의 범주 내에 있는 것으로 간주된다.

더 일반적으로, 당업자라면 본 명세서에 기재된 모든 파라미터, 치수, 재료, 및 구성들은 예시적인 것으로서, 실제의 파라미터, 치수, 재료, 및/또는 구성들은 본 발명의 교시가 사용되는 구체적인 적용예 또는 적용예들에 의존한다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 당업자라면, 단지 일상의 실험을 이용하여, 본 명세서에 기재된 구체적인 발명의 실시예들에 대한 많은 균등물들을 인식하거나 확인할 수 있을 것이다. 따라서, 상기 실시예는 단지 예시를 통해 제공된 것으로서, 본 발명의 실시예들은 첨부된 청구항들 및 그 균등물들의 범주 내에서, 구체적으로 기재 및 청구된 바와 달리 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세의 발명의 실시예들은 본 명세서에 기재된 각각의 개별 특징, 시스템, 물건, 재료, 키트(kit), 및/또는 방법에 관한 것이다. 또한, 이러한 특징, 시스템, 물건, 재료, 키트, 및/또는 방법들이 상호 간에 일관성이 없지 않다면, 2개 이상의 이러한 특징, 시스템, 물건, 재료, 키트, 및/또는 방법들의 임의의 조합은 본 개시물의 발명의 범주 내에 포함된다고 하겠다.

본 명세서에 정의되어 사용되는, 모든 정의들은 사전적 정의, 참조로 원용된 문서들에서의 정의, 및/또는 정의된 용어들의 일상적 의미들을 지배하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서와 청구항들에서 이용되는 바와 같은 부정관사 "a" 및 "an"은, 달리 명기하지 않는 한, "적어도 하나"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서와 청구항들에서 이용되는 바와 같은 "및/또는"이라는 어구는, 이렇게 결합된 구성요소들 중 "하나 또는 양측 모두", 즉, 어떤 경우에는 결합하여 존재하고 다른 경우에는 분리적으로 존재하는 구성요소들을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "및/또는"으로 열거된 다수의 구성요소들은 동일한 방식으로, 즉, 이렇게 결합된 요소들 중 "하나 이상"으로 해석되어야 한다. "및/또는"이라는 어구에 의해 구체적으로 확인되는 구성요소들 이외에, 구체적으로 확인된 그러한 구성요소들에 관련되든지 또는 관련되지 않든지 간에, 기타의 구성요소들이 선택적으로 존재할 수 있다.

본 명세서에서 및 청구항들에서 사용될 때, 적어도 하나"라는 어구는, 하나 이상의 구성요소들의 리스트를 언급함에 있어서, "구성요소들의 리스트에서의 임의의 하나 이상의 구성요소들 중 선택되는 적어도 하나의 구성요소를 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 구성요소들의 리스트 내에서 구체적으로 열거된 각각의 모든 구성요소들 중 적어도 하나를 반드시 포함하는 것은 아니며, 구성요소들의 리스트 내의 구성요소들의 임의의 조합들을 배제하는 것은 아니라는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 정의는 또한 "적어도 하나"라는 어구가 지칭하는 구성요소들의 리스트 내에서 구체적으로 확인되는 구성요소들 이외에, 구체적으로 확인된 그러한 구성요소들에 관련되든지 관련되지 않든지 간에, 구성요소들이 선택적으로 존재할 수 있는 것을 허용한다. 따라서, 이에 한하지 않지만, "A 및 B 중 적어도 하나"(또는, 동등하게는, "A 또는 B 중 적어도 하나" 또는 동등하게는 " A 및/또는 B 중 적어도 하나")는, 일 실시예에 있어서는, 선택적으로 B 없이 하나 이상의 A를 포함하는(및 선택적으로는 B 외의 구성요소들을 포함하는) 적어도 하나; 또 다른 실시예에 있어서, 선택적으로는 A 없이 하나 이상의 B를 포함하는(및 선택적으로는 A 외의 요소들을 포함하는) 적어도 하나; 또 다른 실시예에 있어서, 선택적으로는 하나 이상의 A를 포함하는 적어도 하나, 및 선택적으로는 하나 이상의 B를 포함하는(및 선택적으로는 다른 구성요소들을 포함하는) 적어도 하나; 등을 지칭할 수 있다.

반대로 명확하게 지시되지 않는 한, 하나 이상의 단계 또는 동작을 포함하는 본 명세서에 청구된 임의의 방법들에 있어서, 방법의 단계 또는 동작들의 순서는 방법의 단계 또는 동작들이 인용되는 순서에 반드시 한하지 않는다는 것 또한 이해하기 바란다.

청구항들에서의 괄호 사이에 나타나는 임의의 참조 번호 또는 기타의 문자들은, 단지 편리를 위해 제공된 것으로서, 결코 청구항들을 제한하고자 한 것은 아니다.

Claims

전압 신호를 수신하도록 구성된 전력 변환기(120)를 통해 고상 조명 유닛의 딥 디밍을 가능하게 하는 장치로서,
상기 전압 신호를 수신하고, 상기 전압 신호의 파형에 위상 컷(phase cut)이 존재하는지 결정하고, 상기 위상 컷이 존재한다면 상기 전압 신호의 파형에 대응하는 디지털 신호를 제공하도록 구성된 위상 검출기(450) - 상기 디지털 신호는 상기 전압 신호의 상기 파형의 상승 에지들을 나타냄 -;
각각의 상승 에지에 응답하여 미리결정된 셧다운 기간을 개시하기 위해 상기 디지털 신호에 응답하여 전력 제어 타이밍 신호를 제공하도록 구성된 처리부(460); 및
상기 전력 제어 타이밍 신호에 응답하여 상기 셧다운 기간 동안 상기 전력 변환기를 비활성화하는 제어 신호를 제공하여, 상기 셧다운 기간 동안 상기 고상 조명 유닛에 상기 전력 변환기가 전력을 공급하는 것을 방지하도록 구성된 스위치(470)
를 포함하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 셧다운 기간은 1.0 ㎳ 내지 2.5 ㎳의 범위인 장치.
제1항에 있어서,
상기 전압 신호는 상기 전력 변환기로부터 상기 위상 검출기에 의해 수신되는 정류된(rectified) 전압 신호를 포함하고, 상기 정류된 전압 신호는 선택된 디밍량을 나타내는 쵸핑된(chopped) 파형들을 갖는 장치.
제3항에 있어서,
상기 쵸핑된 파형들은 트레일링 에지(trailing edge) 쵸핑된 파형들을 포함하는 장치.
제3항에 있어서,
상기 쵸핑된 파형들은 리딩 에지(leading edge) 쵸핑된 파형들을 포함하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 처리부는 각 파형의 개시 부분 동안 상기 셧다운 기간을 개시하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 위상 검출기는,
입력 노드와 고전압 소스 사이에 접속된 제1 다이오드(563); 및
상기 입력 노드와 접지 사이에 접속된 제2 다이오드(564)를 포함하고,
상기 제1 및 제2 다이오드는 상기 위상 검출기가 정류된 전압 신호의 상기 파형의 상기 상승 에지들을 수신하는 것에 응답하여 포화되어, 상기 디지털 신호를 제공하는 장치.
제7항에 있어서,
상기 위상 검출기는,
상기 정류된 전압 신호의 전압 레벨을 저감하도록 구성된 오믹 분압기(ohmic divider; R551, R552); 및
상기 입력 노드에의 전류를 저감하도록 구성된 저항(R553)을 더 포함하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 스위치는 프로세서의 출력에 접속된 게이트를 갖는 트랜지스터(575), 상기 전력 변환기의 셧다운 스위치에 접속된 제1 소스/드레인, 및 접지에 접속된 제2 소스/드레인을 포함하는 장치.
제9항에 있어서,
상기 트랜지스터의 상기 게이트는 상기 셧다운 기간 동안 상기 프로세서로부터 제1 전압 레벨 신호를 수신하고, 상기 제1 전압 레벨 신호는 상기 트랜지스터를 턴 온시켜 상기 셧다운 스위치를 통해 상기 전력 변환기를 비활성화시키는 장치.
전압 신호를 수신하여 정류하도록 구성된 전력 변환기를 통해 고상 조명 유닛의 딥 디밍을 가능하게 하기 위하여 타이밍 및 제어 회로에 의해 구현되는 방법으로서,
상기 정류된 전압 신호를 수신하는 단계;
상기 전압 신호의 파형에 위상 컷이 존재하는지 결정하고, 상기 위상 컷이 존재한다면 상기 정류된 전압 신호의 파형에 대응하는 디지털 신호를 제공하는 단계 - 상기 디지털 신호는 상기 정류된 전압 신호의 상기 파형의 상승 에지들을 나타냄 -; 및
각 상승 에지에 응답하여 미리결정된 셧다운 기간 동안 상기 전력 변환기를 비활성화시켜, 상기 셧다운 기간 동안 상기 전력 변환기가 상기 고상 조명 유닛에 전력을 공급하는 것을 방지하는 단계
를 포함하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 셧다운 기간은 1.0 ㎳ 내지 2.5 ㎳의 범위인 방법.
제11항에 있어서,
상기 정류된 전압 신호는 선택된 디밍량을 나타내는 쵸핑된 파형들을 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 쵸핑된 파형들은 트레일링 에지 쵸핑된 파형들을 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 쵸핑된 파형들은 리딩 에지 쵸핑된 파형들을 포함하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 미리결정된 셧다운 기간 동안 상기 전력 변환기를 비활성화시키는 단계는 각 파형의 개시 부분 동안 발생하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 정류된 전압 신호의 파형들의 상승 에지들을 검출하는 단계는 상기 정류된 전압 신호의 상기 파형들의 상기 상승 에지들을 수신하는 것에 응답하여 적어도 하나의 다이오드를 포화시키는 단계를 포함하는 방법.
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