KR20120115400A

KR20120115400A - 전자 부하용 디머 회로

Info

Publication number: KR20120115400A
Application number: KR1020127021159A
Authority: KR
Inventors: 라두 피티고이-아론; 왕펭 장; 진호 최
Original assignee: 마벨 월드 트레이드 리미티드
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2012-10-17
Also published as: JP2013519979A; EP2534928A1; US20110199014A1; WO2011100257A1; EP2534928A4; JP5779821B2; EP2534928B1; US9497807B2

Abstract

일 실시예에서, 디머 회로가 전자 부하에 연결되고 교류 신호(AC)를 수신한다. 위상 제어 회로가 AC 신호의 제1 부분에서 디머 회로를 턴온시켜 전자 부하를 턴온시킨다. AC 신호의 제2 부분 동안 디머 회로가 턴오프되어 전자 부하를 턴오프시킨다. 스위치가 위상 제어 회로에 연결된다. 스위치는 디머 회로가 오프일 때 위상 제어 회로를 접지에 연결하도록 제어되며, 상기 스위치는 전력을 전자 부하에 공급하는 전원의 부분이다.

Description

전자 부하용 디머 회로{DIMMER CIRCUIT FOR ELECTRONIC LOADS}

본 발명은 2010년 2월 12일자로 출원된 미국 가출원 제61/303,835호 "TRIAC Dimmer Driver Method and Circuit"에 대한 우선권을 주장하며, 이 가출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.

구체적인 실시예들은 일반적으로 전자 디바이스의 디밍(dimming)에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 배경기술 설명란에 기술된 기법들은 본 출원의 특허청구범위에 대한 선행 기술이 아니며, 이 배경기술 설명란에 포함됨으로써 선행 기술이 되는 것으로 인정하는 것도 아니다.

교류용 3극관(TRIAC; triode for alternating current)을 포함하는 디머(dimmer)는 백열 램프의 디밍을 위해 사용된다. 디머는 순방향(forward) 또는 역방향(reverse) 위상 제어를 사용할 수 있다. 이들 위상 제어 기법들 모두는 반 정현파(half sine wafveform)의 시작부(start)에서(순방향 위상 제어) 또는 반 정현파의 단부(end)에서(역방향 위상 제어) 교류(AC) 라인 전압을 쵸핑(chopping)한다. 이는 정현파의 조정가능한/제어가능한 부분(비-전도 각(non-conduction angle)이라 칭해짐)에 대해 백열 램프로 전달되는 전력을 중지시킨다. 전도 부분(conduction portion)과 완전 파형(full waveform) 사이의 비율(ratio)이 디밍 레벨을 정의한다.

상기 유형의 디밍은 TRIAC의 특성들을 사용한다. 예를 들어, TRIAC는 제어된 순간(controlled moment)에 턴온(turn on)될 수 있고, 그후, TRIAC는 이 TRIAC를 통한 전류가 어느 방향에서든 유지 레벨(sustaining level) 미만으로 떨어질 때까지 완전 전도(full conduction) 상태에 머문다. 예를 들어, 정현파가 0을 지날때, 전류가 유지 레벨 미만으로 떨어지고 TRIAC가 턴오프된다. 본질적으로 저항성 값(resistive value)인 백열 램프의 경우에, TRIAC가 턴온인 동안 통과 전류(passing current)가 유지 레벨보다 높다. 따라서, TRIAC를 통한 전류가 유지 레벨 미만으로 떨어지는 문제들은 TRIAC가 백열 램프에 연결될 때 대개 발생하지 않을 것이다.

도 1은 디밍 회로(100)의 예를 도시한다. 제어된 순간에 TRIAC(104)를 턴온시키기 위한 위상 제어 신호를 제공하기 위하여 위상 제어 회로(106)가 사용된다. 위상 제어 회로(106)를 동작시키기 위하여, 가변 저항(R1) 및 커패시터(C1)가 백열 램프(102)와 직렬로 마운트된다. 백열 램프(102)는 저항 부하로 작동하며, TRIAC가 턴오프될 때 전류가 가변 저항(R1) 및 커패시터(C1)를 통해 흐를 수 있게 해주는 접지로의 연속적인 경로(108)를 제공한다. 이는 가변 저항(R1)에 의해 설정되는 요구되는 시간양에 커패시터를 충전하는 연속적인 전류의 흐름을 가능하게 해준다. 시간의 양은 요구되는 전도 각(conduction angle)에 근거하여 설정된다.

발광 다이오드(LED)들 또는 형광 램프와 같은 전자 부하들이 백열 램프들을 대체하고 있다. 이 전자 부하들은 TRIAC들을 사용하는 디머들을 위한 이상적인 조건들(ideal conditions)을 제공하지 않을 수 있다. 예컨대, 이 전자 부하들은, 위상 제어 회어가 커패시터를 충전하기 위한 접지로의 연속적인 경로를 본질적으로 제공하지 않는데, 그 이유는 이 전자 부하들은 전류가 접지로 흐를수 있게 해주는 저항 부하를 제공하지 않기 때문이다. 또한, TRIAC를 턴온상태로 유지하기 위한 충분한 유지 전류가 제공될 수 없다.

일 예는 TRIAC의 올바른 기능을 허용하기 위하여 전자 부하들의 결여된 조건들(missing conditions)을 보충(supplement)하는 더미 부하들을 사용한다. 예컨대, 전류를 접지로의 연속적인 경로로 흐를 수 있게 하기 위하여 더미 부하가 추가된다. 그러나, 더미 부하를 사용하는 것은 추가의 에너지를 사용하며 또한 시스템에 추가적인 부품들을 필요로 하는바, 이는 비용을 증가시킨다.

일 실시예에서, 디머 회로가 전자 부하에 연결되고 교류(AC) 신호를 수신한다. 위상 제어 회로가 AC 신호의 제1 부분에서 디머 회로를 턴온시켜 전자 부하를 턴온시킨다. AC 신호의 제2 부분 동안 디머 회로가 턴오프되어 전자 부하를 턴오프시킨다. 스위치가 위상 제어 회로에 연결된다. 스위치는 디머 회로가 오프일 때 위상 제어 회로를 접지에 연결하도록 제어되며, 여기서 스위치는 전력을 전자 부하에 공급하는 전원의 부분이다.

일 실시예에서, 스위치는 전원에 포함된 트랜지스터를 포함한다.

일 실시예에서, 디머 회로가 오프일 때 트랜지스터를 턴온 시키는 드라이버 신호를 사용하여 트랜지스터가 구동(drive)되어 접지로의 경로를 제공한다.

일 실시예에서, 전자 부하는 발광 다이오드(LED) 또는 형광등(fluorescent light)을 포함한다.

일 실시예에서, 본 방법은 AC 신호의 제1 부분 동안 디머 회로를 턴오프하는 것을 포함한다. 디머 회로가 오프일 때 전자 부하가 턴오프된다. 본 방법은 또한 디머 회로가 오프일 때 위상 제어 회로를 통해 AC 신호를 접지에 연결하도록 스위치를 제어하는 것을 포함한다. 스위치는 전력을 전자 부하에 공급하는 전원의부분이다. 본 방법은 이후 전자 부하를 턴온시키기 위하여 위상 제어 회로를 사용하여 AC 신호의 제2 부분 동안 디머 회로를 턴온시키는 것을 포함한다.

하기의 상세한 설명 및 첨부된 도면들은 본 발명의 특징 및 이점들에 대한 더욱 상세한 이해를 제공한다.

도 1은 디밍 회로의 예를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 부하를 구동하는 시스템의 예를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 시스템의 더욱 상세한 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 전도 각을 보여주는 그래프를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 전자 부하들을 디밍하기 위한 방법의 간략한 흐름도를 도시한다.

본 명세서에서는 디머를 위한 기법들이 기술된다. 하기의 기술에서, 설명의 목적으로, 본 발명의 실시예들에 대한 완전한 이해를 제공하기 위하여 다수의 예들 및 구체적인 세부사항들이 서술된다. 특허청구범위에 의해 정의되는 것과 같은 구체적인 실시예들은 이 예들 단독의 또는 하기에서 기술되는 다른 특징들과 결합된 특징들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있으며, 여기에서 설명된 특징들 및 개념들의 수정 및 등가를 더 포함한다.

도 2는 일 실시예에 따라 전자 부하(202)를 구동하기 위한 시스템(200)의 예를 도시한다. 교류 전류(AC) 소스가 전자 부하(202)를 구동하는데 사용되는 AC 신호를 제공한다. 전자 부하(202)는 제어가능한 전자 부하일 수 있다. 예를 들어, 전자 부하(202)는 스위치 모드 전원(SMPS; switch mode power supply)일 수 있다. 일 실시예에서, 전자 부하(202)는 부하(205), 트랜스포머(206), 스위치(210), 및 저항 부하(214)를 포함한다. 전자 부하(202)의 다른 구성들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 구성은 플라이백 컨버터(flyback converter)이나, 벅 또는 부스트 컨버터가 사용될 수 있다.

부하(205)는 트랜스포머(206)에 의해 구동되는 전자 회로일 수 있다. 예를 들어, 부하(205)는 LED 회로 또는 형광 회로를 포함한다. 부하(205)는 접지로의 연속적인 경로를 제공하기에 충분한 저항 값(resistive value)을 갖지 않을 수 있다. 충분한 전압이 부하(205)에 인가될 때, 부하(205)가 턴온되고 광을 방출한다.

디머 회로(204)가 전자 부하(202)를 위한 디밍을 제공하기위해 사용된다. 디머 회로(204)는 두 개의 상태들, 즉 전도 또는 온 상태 및 비전도 또는 오프 상태를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디머 회로(204)는 TRIAC(교류용 3극관)을 포함한다. 디머 회로(204)는 AC 소스에 의해서와 같이 양 전압 또는 음 전압을 디머 회로(204)에 인가함으로써 제어된 순간에 턴온되도록 트리거될 수 있다. 디머 회로(204)가 턴온되면, 디머 회로(204)는 디머 회로(204)를 통한 전류가 특정 임계값 미만으로 떨어질 때까지 계속 전도(conduct)한다. 예를 들어, AC 신호가 0을 지날 때, 디머 회로(204)가 스위치 오프될 것이다.

스위치(210)는 스위치 모드 전원(SMPS)의 부분일 수 있다. 예를 들어, 스위치(210)는 SMPS에서 사용되는 전력 MOSFET일 수 있다. 일 예에서, MOSFET는 전력 팩터 정정 시스템에서 사용될 수 있다. 또한, SMPS는 전력 팩터 정정 기능을 갖거나 갖지 않을 수 있다.

디머 회로(204)가 턴온될 때, 유지 전류가 디머 회로(204)를 통해 흐르고 트랜스포머(206)를 통해 전자 부하(202)에 전압을 제공한다. 이는 트랜스포머(206)의 1차 코일(primary coil)에 에너지를 저장하며, 여기서 전하는 트랜스포머(206)의 2차 코일(secondary coil)로부터 부하(205)로 전송(transfer)된다. 전송된 전하는 부하(205)를 턴온시킬 수 있다. 디머 회로(204)를 통한 유지 전류가 특정 레벨 위에서 유지되는 한, 디머 회로(204)가 온 상태로 유지된다. 또한, 디머 회로(204)를 통한 유지 전류가 특정 레벨 미만으로 떨어질 때 디머 회로(204)는 턴오프된다. 이는 전자 부하(202)를 턴오프시키는데 그 이유는 전자 부하(202)에 전달되는 전압이 전자 부하(202)를 턴온시키기에 충분하지 않기 때문이다. 따라서, 에너지(전하)는, 부하(205)를 턴온시키기 위하여 이 시간 동안 1차 코일로부터 2차 코일로 전송되지 않는다.

디머 회로(204)는 전하가 디머 회로(204)에 유입되어 턴온될 수 있을 때까지 오프로 유지된다. 위상 제어 회로(208)가 디머 회로(204)를 턴온시키는데 사용될수 있다. 하기에서 더 자세히 설명될 바와 같이, 위상 제어 회로(208)는, 커패시터가 그 전하를 디머 회로(204)에 방출하여 디머 회로(204)를 턴온시키기게 하는 정도의 특정 레벨로 충전된 커패시터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 디머 회로(204)가 오프인 동안 커패시터를 충전하기 위하여 전류가 위상 제어 회로(208)를 통해 흐를 필요가 있다.

디머 회로(204)가 오프일 때 위상 제어 회로(208)를 통해 연속적인 전류가 흐를 수 있게 하기 위하여 스위치(210)가 제공된다. 디머 회로(204)가 오프일 때, 스위치(210)는 클로즈(close)될 수 있다. 저항 부하가 본질적으로 전자 부하(202)에 의해 제공된다. 예를 들어, 스위치(210) 내의 트랜지스터(도시되지 않음)가 온일 때 이 트랜지스터의 드레인-소스 저항 및 트랜스포머(206)의 1차 권선(primary winding)의 저항 성분이, 전류가 경로(212)에 의해 보인 바와 같이 위상 제어 회로(208), 트랜스포머(206), 스위치(210), 및 저항 부하(210)를 통해 접지로 흐를 수 있게 해주는 저항을 제공할 수 있다. 또한, 도시된 것과 같은 저항 부하(214)가 포함될 수 있으나, 반드시 필요한 것은 아니다. 이는 위상 제어 회로(208) 내의 커패시터를 충전할 수 있다.

디머 회로(204)가 오프일 때, 디머 회로(204) 내의 커패시터가 충전되고 있으므로 전자 부하(202)로 흐르는 전류가 최소이다. 따라서, 전자 부하(202)를 턴온시키기에 충분한 전압이 전달되지 않는다. 따라서, 부하(205)를 턴온시키기 위해 이 시간 동안 에너지가 1차 코일로부터 2차 코일로 전송되지 않고 그럼으로써 효과적으로 전자 부하(205)를 턴오프한다. 디머 회로(204)가 턴온될 때, 전압이 전자 부하(202)로 전달되며 이는 부하(205)를 턴온시킨다. 위에서 기술된 바와 같이, 에너지가 트랜스포머(206)의 1차 코일 내에 저장되고 2차 코일을 통해 부하(205)로 전송된다. 온 상태와 오프 상태 사이의 스위칭이 디밍을 제공한다.

드라이버 신호가 스위치(210)를 제어하기 위하여 사용된다. 하기에서 더 자세히 논의될 바와 같이, 드라이버 신호는 디머 회로(204)가 턴오프될 때 트랜지스터(도시되지 않음)를 턴온시켜, 트랜지스터가 완전히 전도(fully conducting)하게끔 또는 (트랜지스터(M1)가 완전히 전도하는 것에 가깝도록) 제어된 듀티 사이클로 구동되게끔하는데 사용된다. 그러나, 디머 회로(204)를 통한 전류가 특정 레벨을 초과하여 증가하면, 드라이버 신호는 스위치(210)의 트랜지스터를 간헐적으로 턴온 및 턴오프하는 펄스폭 변조(PWM) 신호가 될 수 있다. PWM 신호는 전류를 제한하며, 이 전류 제한은 회로를 보호하고 부하(205)를 위한 에너지 전달을 제공할 수 있다. PWM 신호의 듀티 사이클은 또한 부하(205)로 전달되는 에너지의 양을 변경하기 위한 디밍을 제공한다.

도 3은 일 실시예에 따른 시스템(200)의 더 상세한 예를 도시한다. 위상 제어 회로(208)가 커패시터(C2) 및 가변 저항(R2)을 포함한다. 디머 회로(204)는 이 실시예에서 TRIAC(302)를 포함한다. 저항(R2)의 저항 값은 위상 제어 회로(208)가 요구되는 전도 각에서 TRIAC(302)를 턴온시키게끔 설정된다.

드라이버 신호는 트랜지스터(M1)을 서로 다른 상태들로 놓는데 사용될 수 있다. 예를 들어, TRIAC(302)가 턴오프일 때, 드라이버 신호는, 트랜지스터(M1)가 완전히 전도하게끔 트랜지스터(M1)를 턴온시키는 전압 레벨에 있을 수 있다. 이 점에서, 커패시터(C2)가 저항(R1), 커패시터(C2), 트랜스포머(206), 트랜지스터(M1), 및 저항 부하(212)(예컨대, 경로(212))를 통해 흐르는 전류에 의해 충전된다. 커패시터(C2)가 특정 충전량에 도달하면, 커패시터(C2)는 전하를 TRIAC(302)의 게이트로 방출하고, 이는 TRIAC(302)를 턴온시킨다. TRIAC(302)가 턴온되는 시간은 요구되는 전도 각에 근거하여 저항(R2)을 튜닝함으로써 선택될 수 있다. 예를 들어, 전도 각은 TRIAC(302)가 턴온되는 시간의 양이다.

일부 예들에서, 저항(R2) 및 커패시터(C2)를 이용하는 전도 각의 제어는 TRIAC(302)가 오프일 때 매우 작은 듀티 사이클 드라이버 신호를 사용하여 조정될 수 있다. 작은 듀티 사이클이 요구되는 시간양에서 커패시터를 충전하려 시도 할 수 있다. 따라서, 이 듀티 사이클은 위상 제어 회로(208)의 전도 각을 요구되는 전도 시간에 가능한한 가깝게 유지하기 위해 사용될 수 있다.

TRIAC(302)는 AC 신호가 유지 전류 레벨 미만으로 떨어질 때까지 턴온 상태에 머무른다. 예를 들어, TRIAC(302)는 AC 신호가 0을 지날때까지 턴온 상태에 머무른다. 이 시점에서, TRIAC(302)가 턴오프된다. TRIAC(302)가 온인 동안, 트랜지스터(M1)는 그것이 완전히 전도하게끔 구동될 수 있다. 그러나, 임계값이 설정되어 트랜지스터(M1)를 통해 검출되는 전류에 비교될 수 있다. TRIAC(302)가 온인 동안 트랜지스터(M1)을 통한 전류가 특정 레벨을 초과하지 않는것이 바람직할 수 있다. 전류가 임계값을 초과하면, 드라이버 신호가 전류를 제한하도록 변경될 수 있다. 예를 들어, 드라이버 신호는 특정 듀티 사이클을 갖는 PWM 신호일 수 있다. PWM 신호는 요구되는 에너지를 부하(205)로 전송하기 위하여 그리고 또한 디밍 회로(204)를 통한 전류를 제한하기 위하여 트랜지스터(M1)를 턴온 및 턴오프 시킨다. 또한, 사용되는 듀티 사이클이 드라이빙 회로의 다양한 스테이지들에 따라 가변될 수 있다. 예를 들어, 듀티 사이클은, 시작 전류를 제한하게끔 TRIAC(302)의 전도 시간의 시작부에서 더 작을 수 있다. 이후 트랜스포머(206) 내에 요구되는 에너지 전송 레벨 및 요구되는 디밍 특성을 달성하게끔 듀티 사이클이 가변될 수 있다.

따라서, 트랜지스터(M1)을 통한 전류가 임계값 미만인 동안 트랜지스터(M1)는 완전 전도 상태로 유지된다. 측정되는 전류는 AC 신호의 순시값(instantaneous value)에 비례할 수 있다. 일 예에서, 임계값은 TRIAC(302)의 유지 전류의 최대 값을 약간 초과하는 값일 수 있다. 또한, 상기 값은 TRIAC(302) 후의 결과인 AC 신호의 형상에 기초하여 AC 신호의 순시값마다 계산될 수 있다. 트랜지스터(M1)를 통해 감지되는 전류가 임계값을 초과할 때만 드라이버 신호가 스위칭을 시작한다.

사이클을 계속하면, AC 신호가 0을 지날 때, TRIAC(302)가 턴오프된다. 이 시점에서, 드라이버 신호가 PWM 신호이면, 상기 드라이버 신호는 트랜지스터 M1을 완전히 전도하게 바꾸도록 변경된다. 위의 과정은 이후 커패시터가 다시 충전됨에 따라 계속된다. 위의 사이클은 순방향 위상 제어 기법이고 당업자는 본 명세서의 내용 및 개시에 기초하여 역방향 위상 제어 기법을 구현하는 방법을 이해할 것이다.

도면부호(212)에 보인 접지로의 연속적인 경로는 트랜지스터(M1) 및 저항 부하(214)를 재사용(reuse)함으로써 제공되며, 이 둘 모두는 SMPS 전력 전자 부하(202)에 의해 사용되는 부품들일 수 있다. 접지로의 연속적인 경로를 제공하기 위하여 더미부하가 추가될 필요가 없으므로 이는 전력 및 집적 회로 칩 상의 면적을 절약한다.

도 4는 일 실시예에 따른 전도 각을 보여주는 그래프(400)를 도시한다. 전도 시간(condunction time)은 셰이딩된 영역들로 도시된다. 이 시간 동안, 전자 부하(202)에 전력이 제공된다. 전력은 AC 신호의 완전 사이클(full cycle) 동안 제공되지 않으며 따라서 부하(205)의 디밍이 발생한다.

(402)에서, 드라이버 신호는, 트랜지스터(M1)가 완전히 전도하게끔 하는 신호이다. (402)는 TRIAC(302)가 턴오프일 때 이다. 이 시간 동안, 커패시터(C2)가 충전된다.

(404)에서, 커패시터(C2)는 TRIAC(302)를 턴온시키기 위하여 그것의 전하를 TRIAC(302)로 방출한다. 이 시점에, 드라이버 신호는 계속해서 트랜지스터(M1)가 완전히 전도하게 할 수 있다. 전류가 TRIAC(302)를 통해 전자 부하(202)로 흐른다.

(406)에서, TRIAC(302)를 통한 전류가 임계값을 지날 수 있다. 이 점에서, 드라이버 신호는 특정 듀티 사이클을 갖는 PWM 신호로 변경될 수 있다. 이 듀티 사이클은 AC 신호 절반의 나머지에 대해 변경될 수 있다. 임계값은 TRIAC(302)가 턴온일 때에 가깝게 설정될 수 있다. 일부 경우들에서, PWM 신호는 전자 부하(202)로의 유입 전류(inrush current)를 제한하기 위하여 작은 듀티 사이클로 구동될 수 있다. 이후, PWM 신호는 요구되는 디밍 특성들을 위하여 에너지 전송을 달성하기 위한 듀티 사이클로 변경된다. 드라이버 신호는 이후 AC 신호가 0을 지날 때 트랜지스터(M1)를 완전히 전도하게 하기 위해 변경된다. 방법은 이후 AC 신호의 제2의 절반부에 대해 반복된다.

도 5는 일 실시예에 따른 전자 부하(202)를 디밍하는 방법의 간략화된 흐름도(500)를 도시한다. (502)에서, TRIAC(302)는 비전도 상태에 놓인다.

(504)에서, 트랜지스터(M1)는, 트랜지스터(M1)가 완전히 전도하게끔 또는 트랜지스터(M1)가 완전히 전도하는 것에 가깝도록 제어된 듀티 사이클로 구동되게끔 트랜지스터를 턴온시키도록 구동된다.

(508)에서, 전류가 임계값을 초과하는지가 결정된다. 예를 들어, 임계값은 AC 신호의 피크에서 커패시터(C2)와 직렬인 저항(R2)을 통해 흐르기에 바람직한 최대 전류를 약간 초과하는 값으로 설정될 수 있다.

(510)에서, 전류가 상기 임계값을 초과하지 않으면, 트랜지스터(M1)는 완전 전도가 되게끔 또는 트랜지스터(M1)를 완전 전도에 가깝게 하는 제어된 튜티 사이클을 갖게끔 구동된다. 예를 들어, 트랜지스터(M1)를 완전 전도 상태이게 하도록 전압이 트랜지스터(M1)에 인가된다. 이 드라이버 신호는 전류가 임계값을 초과할 때까지 계속된다.

(512)에서, 전류가 임계값을 초과할 때, 트랜지스터(M1)이 PWM 신호를 사용하여 구동된다. 듀티 사이클은 트랜지스터(M1)을 통한 전류에 기초하여 변경될 수 있다. PWM 신호를 갖는 트랜지스터(M1)이 전류를 요구되는 레벨로 유지할 것이다. TRIAC(302)가 비전도 상태에 놓일 때, 트래지스터(M1)는 완전히 전도하도록 구동되거나 또는 트랜지스터 M1을 완전히 전도하는 것에 가깝게하는 제어된 듀티 사이클로 구동된다.

따라서, 특정 실시예들은, 접지로의 연속적인 경로를 제공하기 위하여 트랜지스터(M1)와 같은 스위치(210)를 사용한다. 스위치(210)는 전력을 전자 부하(202)에 제공하는 SMPS의 부분일 수 있다. 이는 브리더 회로 또는 더미 부하가 필요하지 않다는 점에서 에너지 절약을 제공한다. 또한, 스위치(210)가 SMPS에 의해 이미 사용되고 있으므로, 추가의 부품들이 필요하지 않다.

상세한 설명 및 이하의 특허청구범위 전체에 걸쳐 사용되는 것과 같은, "하나", "하나의", 그리고 "상기"는 내용에서 명확하게 달리 지정하지 않는 한 복수 지시(plural references)를 포함한다. 또한, 상세한 설명 및 이하의 특허청구범위 전체에 걸쳐 사용되는 것과 같은 "내의"의 의미는 내용에서 명확하게 달리 지정하지 않는 한 "내의" 및 "위의"를 포함한다.

위의 설명은 본 발명이 어떠한 양상들로 실시될 수 있는지에 대한 예들과 함께 본 발명의 다양한 실시예들을 설명한다. 위의 예들 및 실시예들이 유일한 실시예들로서 간주되어서는 안되며, 위의 실시예들은 하기의 청구항들에 의해 정의된 것과 같이 본 발명의 적응성 및 이점들을 설명하기 위하여 제시된 것이다. 위의 개시 및 하기의 청구항들에 근거하여, 청구항들에 의해 정의된 것과 같은 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다른 구성들, 실시예들, 구현예들 및 등가의 것들이 이용될 수 있다.

Claims

전자 부하에 연결되어 있으며 교류(AC) 신호를 수신하도록 된 디머 회로(dimmer circuit)와;
상기 AC 신호의 제1 부분 동안 상기 디머 회로를 턴온시켜 상기 전자 부하를 턴온시키도록 된 위상 제어 회로와, 상기 디머 회로는 상기 AC 신호의 제2 부분 동안 턴오프되어 상기 전자 부하를 턴오프시키며; 그리고
상기 위상 제어 회로에 연결된 스위치를 포함하며, 상기 스위치는 상기 디머 회로가 오프일 때 상기 위상 제어 회로를 접지(ground)에 연결하도록 제어되고, 상기 스위치는 전력을 상기 전자 부하에 공급하는 전원(power supply)의 부분(part)인 것을 특징으로 하는 장치.
제1 항에 있어서, 상기 스위치는 상기 전원에 포함된 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제2 항에 있어서, 상기 트랜지스터는, 상기 디머 회로가 오프일 때, 상기 트랜지스터를 실질적으로 턴온시켜 접지로의 경로를 제공하도록 드라이버 신호로 구동되는 것을 특징으로 하는 장치.
제3 항에 있어서, 상기 트랜지스터는, 상기 디머 회로가 턴오프될 때, 상기 위상 제어 회로가 상기 디머 회로를 턴온시키는 때를 조정하도록 펄스폭변조(PWM) 신호로 구동되는 것을 특징으로 하는 장치
제2 항에 있어서, 상기 트랜지스터는 상기 디머 회로가 턴오프될 때 턴온되는 것을 특징으로 하는 장치.
제5 항에 있어서, 상기 트랜지스터는, 상기 디머 회로가 온인 동안 상기 트랜지스터를 통한 임의의 전류 레벨에 도달될 때 펄스폭변조(PWM) 신호로 구동되고, 상기 PWM 신호는 상기 전자 부하 내의 부하 회로로의 에너지 전송을 제어하고 상기 트랜지스터 및 상기 디머 회로를 통한 전류를 제한하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 장치.
제6 항에 있어서, 상기 PWM 신호의 듀티 사이클은 상기 디머 회로가 턴온되어 있는 동안 가변되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1 항에 있어서, 상기 위상 제어 회로는,
저항과; 그리고
커패시터를 포함하며, 상기 저항의 저항값은 상기 AC 신호가 임의의 전압 레벨에 도달할 때 상기 커패시터로부터의 전하가 상기 디머 회로를 턴온시키게끔 설정되고, 그리고
상기 디머 회로가 오프일 때 상기 AC 신호는 상기 스위치를 통한 접지로의 경로에서 상기 커패시터를 충전하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1 항에 있어서, 상기 전자 부하는 발광 다이오드(LED) 또는 형광등(fluorescent light)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1 항에 있어서, 코일을 더 포함하며,
상기 스위치가 상기 코일에 연결되어 에너지가 상기 코일에 저장될 수 있게 하며, 그리고
상기 코일이 상기 전자 부하 내의 부하 회로에 연결되어 상기 에너지를 상기 부하 회로에 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10 항에 있어서, 상기 에너지의 전송이 상기 스위치에 의해 제어되어 상기 부하 회로에 디밍을 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10 항에 있어서, 상기 코일은 트랜스포머 내의 제1 코일이고,
상기 에너지는 상기 제1 코일 내에 저장되고; 그리고
상기 에너지는 상기 에너지를 상기 부하 회로에 전송하기 위한 제2 코일에 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
제10 항에 있어서,
상기 스위치는 듀티 사이클을 이용하여 턴온 및 턴오프 되어 에너지가 상기 부하에 전송되게 하고,
상기 에너지의 전송은 상기 듀티 사이클에 의해 제어되어 상기 부하 회로에 디밍을 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
AC 신호의 제1 부분 동안 디머 회로를 턴오프하는 단계와, 상기 디머 회로가 오프일 때 전자 부하가 턴오프되고;
상기 디머 회로가 오프일 때 위상 제어 회로를 통해 상기 AC신호를 접지에 연결하도록 스위치를 제어하는 단계와, 상기 스위치는 전력을 전자 부하에 공급하는 전원의 부분이고; 그리고
상기 부하를 턴온시키기 위하여, 상기 위상 제어 회로를 사용하여 상기 AC 신호의 제2 부분에 대해 상기 디머 회로를 턴온시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14 항에 있어서,
상기 디머 회로가 오프일 때, 상기 위상 제어 회로를 통해 접지로의 경로를 제공하도록 상기 트랜지스터를 턴온시키는 드라이버 신호로 상기 스위치의 트랜지스터를 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15 항에 있어서,
상기 디머 회로가 턴오프될 때, 상기 위상 제어 회로가 상기 디머 회로를 턴온시키는 때를 조정하도록 펄스폭변조(PWM) 신호로 상기 트랜지스터를 구동하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14 항에 있어서,
상기 디머 회로가 턴온되어 있는 동안 임의의 전류 레벨에 도달될 때 펄스폭변조(PWM) 신호로 상기 스위치의 트랜지스터를 구동하는 단계를 더 포함하며, 상기 PWM 신호는 전자 부하의 부하 회로로의 에너지 전송을 제어하고 그리고 상기 트랜지스터 및 상기 디머 회로를 통한 전류를 제한하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제14 항에 있어서,
상기 디머 회로가 온인 동안 상기 전자 부하의 코일 내에 에너지를 저장하는 단계와; 그리고
상기 부하 회로에 디밍을 제공하기 위하여, 상기 스위치를 구동하는 드라이버 신호의 듀티 사이클에 근거하여 상기 전자 부하의 부하 회로에 상기 에너지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18 항에 있어서, 상기 듀티 사이클은 상기 스위치의 턴온 및 턴오프를 제어하여 상기 부하 회로의 디밍의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14 항에 있어서, 상기 전자 부하는 발광 다이오드(LED) 또는 형광등을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.