WO2016182205A2 - Lighting device and driving circuit therefor - Google Patents

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WO2016182205A2
WO2016182205A2 PCT/KR2016/003418 KR2016003418W WO2016182205A2 WO 2016182205 A2 WO2016182205 A2 WO 2016182205A2 KR 2016003418 W KR2016003418 W KR 2016003418W WO 2016182205 A2 WO2016182205 A2 WO 2016182205A2
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voltage
time
converter
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PCT/KR2016/003418
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French (fr)
Korean (ko)
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Inventor
이주현
유순건
김해봉
구만원
김성환
하주완
홍주표
이세원
정병호
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주식회사 실리콘웍스
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14Light emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device, and more particularly, to a lighting device that can be used as a lighting lamp for a vehicle such as a rear combination lamp (REAR COMBINATION LAMP) and a driving circuit of the lighting device.
  • a lighting device that can be used as a lighting lamp for a vehicle such as a rear combination lamp (REAR COMBINATION LAMP) and a driving circuit of the lighting device.
  • RRR COMBINATION LAMP rear combination lamp
  • a vehicle is equipped with a lighting device for a variety of applications indoors or outdoors.
  • a lighting device may be a rear combination lamp installed at both rear of the vehicle.
  • the rear combination lamp includes a direction indicator lamp, a brake lamp, a tail lamp, a reversing lamp, and the like, and is used as a means for informing the driver of another vehicle located behind the vehicle to inform the driving intention or driving condition of the vehicle.
  • the rear combination lamp may be configured in various designs as the LED is used as a light source, and the number of LEDs employed in the rear combination lamp of various designs is gradually increasing.
  • the lighting device of a vehicle such as the rear combination lamp needs to be stably operated, and can be developed to save power and to be implemented with a small number of components.
  • Lighting devices using LEDs can be configured to provide an output voltage to a plurality of LED channels.
  • the number of LED channels emitting light changes, a load amount change occurs in the lighting device, and the output voltage of the lighting device provided to the LED channels may become temporarily unstable at the time when the load amount change occurs.
  • the lighting device may compensate for the change in the output voltage according to the load change and stabilize the output voltage by the compensation of the output voltage using the feedback voltage and the linear regulation using the sensing signal.
  • a general lighting device spends a lot of time compensating and stabilizing the output voltage corresponding to the load change described above. If it takes a long time to stabilize the output voltage, the change in the output voltage may affect the illuminance.
  • the lighting apparatus performs power conversion using a converter including a switching element and provides an output voltage generated as a result of the power conversion.
  • the converter of the lighting device may for example be configured as a buck converter.
  • the converter consumes a lot of power at the switching point for power conversion, which may cause electro magnetic interference (EMI).
  • EMI generated by the converter may be reduced because it may affect the operation of the lighting device. Therefore, there is a need for the development of a drive technology of a converter in which EMI can be reduced.
  • the duty of the driving signal for driving the converter to provide the output voltage is 50% or more
  • unstable sub-harmonic oscillation may occur in the converter of the lighting device.
  • the unstable sub-harmony oscillation may act as an element that destabilizes the operation of the lighting device.
  • the unstable sub harmony oscillation of the converter may be controlled by SLOP compensation of a driving signal for driving the converter.
  • the slope compensation of the driving signal means controlling the slopes of the rising edge and the falling edge of the driving signal.
  • the slope compensation is implemented by a slope compensation voltage charged with a fixed value of current.
  • a variable range of the switching frequency may be large, and for example, the variable range may be set from 100 KHz to 1 MHz.
  • the switching frequency of the buck converter may be determined by a driving signal provided from a driving circuit. If the variable range of the switching frequency is large, the value of the inductance of the buck converter must also be set for the variable switching frequency. However, if the value of the inductance of the buck converter is varied, the value of the slope compensation voltage for controlling the sub harmony oscillation should be changed.
  • the value of the slope compensation voltage is provided based on a fixed value of current as described above. Therefore, the drive circuit needs to externally receive a voltage or a current for changing the slope compensation voltage in accordance with a variable switching frequency, and a connection terminal for receiving an external current or voltage may be additionally required in the drive circuit. Can be. In addition, there is a problem that an additional circuit configuration including many components is required to generate a voltage or current for changing the slope compensation voltage.
  • the LED channels of the lighting device are configured to emit light at different times for power concentration and consequent EMI cancellation, as described above.
  • the LED current of each LED channel should be guaranteed to be kept above a certain amount for normal light emission.
  • the lighting device detects the lowest voltage among the feedback voltages of each LED channel as the detection voltage, compares the detection voltage with a fixed level of reference voltage, The output voltage can be controlled by the comparison result.
  • a technique for controlling the output voltage of the lighting device has been disclosed in Korean Patent No. 10-0941509.
  • the bias voltage of the LED channels may vary depending on the characteristic variation. In one example, if the bias voltages of the LED channels are all different, the lowest feedback voltage of the LED channels may change each time the LED channels emit light.
  • the output voltage produced by the converter can change from time to time. As such, when the output voltage is unstable, an audible noise corresponding to a change in the output change in the converter may occur.
  • the driving circuits may be implemented as a multi chip.
  • the driving circuits are implemented as multi-chips, there is a need to share components such as a converter to reduce the number of components and the manufacturing cost.
  • the driving circuits are composed of multi-chips corresponding to a large number of LED channels
  • a proposal of a lighting device that can share a component such as a converter in order to eliminate the need to reduce the number of components and manufacturing cost Required.
  • the converter switched by the drive signal must ensure a minimum on time and a minimum off time.
  • the minimum on time means the smallest time that the switch of the converter can turn on
  • the minimum off time means the smallest time that the switch of the converter can turn off.
  • the minimum on time for turning on the converter and the minimum off time for turning off the converter are fixed.
  • the switching frequency of the converter when the switching frequency of the converter is changed, it may be difficult to secure an effective duty of the drive signal for controlling the dimming by a fixed minimum off time. More specifically, as the switching frequency of the converter increases, the minimum off time takes up more and more in one period of the drive signal. As a result, it becomes increasingly difficult to ensure sufficient duty of the drive signal for use in dimming.
  • the converter providing the output voltage includes a power switch to repeatedly switch in response to a pulse width modulation (PWM) signal, performs a power conversion by the switching operation of the power switch, the output voltage generated by the power conversion To the LED channel.
  • PWM pulse width modulation
  • An object of the present invention is to stably maintain an output voltage provided to loads in response to a load change of lighting loads such as LEDs for stable operation of the lighting device.
  • the present invention quickly compensates the on time of a drive signal for generating an output voltage at a point of load change of lighting loads included in a lighting device to a predetermined value, thereby stabilizing and stably output voltage in response to a load change. For other purposes.
  • the present invention is to control the drive signal provided for the power conversion of the converter in the lighting device to have a distributed frequency applied to the scattering spectrum to distribute the switching time of the converter and solve the problem that the power consumption is concentrated at the switching time of the converter and EMI Another aim is to reduce the
  • the switching frequency when a switching frequency for power conversion of a converter in a lighting device is changed, the switching frequency is linked to a change in current or voltage corresponding to a change in switching frequency of an oscillating circuit that provides a PWM signal used to generate a drive signal. It is another object of the present invention to provide a slope compensation voltage corresponding to a variable of.
  • the present invention can be simply implemented by the interlocking structure of the internal drive circuit of the chip configuration without the need to configure a separate terminal or components to actively respond to the switching frequency change for the power conversion of the converter in the lighting device Is another purpose.
  • the present invention raises the reference voltage when the feedback voltage of the minimum level among the feedback voltages corresponding to the bias voltages of each LED channel is lower than the preset level, and uses the elevated reference voltage to generate an output voltage generated by the converter. It is another object to stabilize.
  • the present invention generates a reference voltage by charging and discharging according to the feedback voltage of the minimum level among the feedback voltages corresponding to the bias voltages of the respective LED channels, and generates in the converter by regulating the output voltage using the reference voltage being charged and discharged. Another aim is to stabilize the output voltage.
  • Another object of the present invention is to eliminate audible noise that may occur in a converter by an unstable output voltage by controlling an output voltage unstable due to a difference in bias voltages of respective LED channels.
  • Another object of the present invention is to reduce the number of components and the manufacturing cost by sharing components such as a converter when a plurality of driving circuits are configured to correspond to a large number of LED channels.
  • Another object of the present invention is to drive LED channels using a single converter when a plurality of driving circuits are configured to correspond to a large number of LED channels.
  • the lowest feedback voltage for LED channels corresponding to the respective driving circuits is shared, and the lowest feedback voltage for all LED channels is provided. It is another object to detect and control the output voltage provided to the LED channels using the lowest feedback voltage for all the LED channels.
  • Another object of the present invention is to secure an effective duty of a drive signal for controlling dimming of an LED lamp even when the switching frequency of the converter changes.
  • Another object of the present invention is to secure an effective duty of a driving signal for dimming control regardless of the change in the switching frequency of the converter by changing the minimum on time corresponding to the change in the switching frequency of the converter.
  • Another object of the present invention is to secure an effective duty of a driving signal for dimming control regardless of a change in the switching frequency of the converter by changing the minimum off time in response to a change in the switching frequency of the converter.
  • Another object of the present invention is to reduce EMI by controlling the rise and fall times of a drive signal for driving a power switch of a converter.
  • Another object of the present invention is to precisely control the switching time by adjusting the rise and fall times of the driving signal by using the control current.
  • the driving circuit of the lighting apparatus for providing a drive signal to the converter of the present invention is a control that expresses the end time of the minimum on-time following the frequency change of the oscillation signal used to generate the drive signal within the turn-on period of the converter.
  • An end point generation unit generating a pulse;
  • a minimum on-time determining unit configured to provide a minimum on-time pulse that defines the minimum on-time including a turn-on start point of the converter to the end point of time using the control pulse within the turn-on period of the converter. It is characterized by including.
  • the driving circuit of the lighting apparatus for providing a drive signal to the converter of the present invention, which represents the start time of the minimum off time in accordance with the frequency change of the oscillation signal used to generate the drive signal within the turn-off period of the converter.
  • a start point generation unit generating a control pulse;
  • a minimum off time determination unit configured to provide a minimum off time pulse that defines the minimum off time including the control point from the start time to the turn off end time of the converter in the turn off period of the converter. Characterized by including.
  • the driving circuit of the lighting apparatus for providing a driving signal to the converter of the present invention comprises a first time representing an end point of the minimum on-time following a frequency change of the oscillation signal used to generate the driving signal within a turn-on period of the converter.
  • An end point generation unit generating one control pulse;
  • a minimum on-time determining unit configured to provide a minimum on-time pulse that defines the minimum on-time including a turn-on start point of the converter to the end point of the converter using the first control pulse within the turn-on period of the converter;
  • a start point generation unit generating a second control pulse representing a start point of a minimum off time according to a frequency change of the oscillation signal used to generate the driving signal within a turn-off period of the converter;
  • a minimum off time for providing a minimum off time pulse that defines the minimum off time that includes the second control pulse within the turn off period of the converter, from the start time to the turn off end time of the converter.
  • Determination unit characterized in that it comprises a.
  • a drive circuit of the lighting apparatus of the present invention includes a control current generation circuit for generating a control current; And a gate driver configured to receive the control current, generate a drive signal having the control current in response to a PWM signal, and drive a power switch using the drive signal.
  • Lighting device of the present invention the LED module; A converter for regulating an output voltage provided to the LED module; And a driving circuit generating a driving signal having a control current corresponding to the PWM signal, and controlling the converter through the driving signal.
  • the driving circuit of the lighting apparatus of the present invention for generating a current;
  • a current adjusting unit having a current mirror structure with respect to the current generating unit, generating a first control current and a second control current using the current, and providing the first control current and the second control current; And receiving the first control current and the second control current, operating a pull up and pull down in response to a PWM signal, and forming a first current path and a second current path in response to the pull up and pull down operations.
  • a gate driver configured to provide a control current and the second control current to the power switch.
  • the present invention has the effect of providing an output voltage to the lighting loads using the LED, and can quickly maintain the output voltage by performing a compensation corresponding to the load change of the loads.
  • the present invention provides an output voltage to the lighting loads by the power conversion using a drive signal, and stabilizes the output voltage in a short time by quickly compensating the on time of the drive signal to a predetermined value in response to the load change of the load It is effective to keep it stable.
  • power conversion for providing an output voltage may be performed using a drive signal having a distributed frequency, and the switching time of the converter for power conversion is distributed by the distributed frequency of the drive signal, Concentration can be reduced and EMI can be reduced.
  • the present invention it is possible to control the sub-harmonic oscillation that may occur according to the state of the voltage output from the converter of the lighting device, and to change the slope compensation voltage that is actively changed even when the switching frequency for power conversion of the converter is varied.
  • the sub harmony oscillation can be controlled effectively.
  • the configuration of the drive circuit for actively responding to the switching frequency change for power conversion of the converter of the lighting device can be simply implemented by the internal interlocking structure, the number of parts and the manufacturing cost can be reduced. .
  • the present invention by changing the reference voltage according to the change of the minimum level of the feedback voltage, it is possible to stabilize the output voltage generated in the converter by using the changed reference voltage, and can eliminate audible noise caused by the unstable output voltage. .
  • the output voltage generated in the converter is stabilized by generating a reference voltage by charging and discharging according to a change in the feedback voltage of the minimum level, and regulating the output voltage by using the reference voltage generated by charging and discharging. Can eliminate the audible noise caused by unstable output voltage.
  • a plurality of driving circuits may be configured to drive circuits corresponding to a large number of LED channels, and components such as a converter may be shared, thereby reducing the number of components and the manufacturing cost.
  • the LED channels can be driven using a single converter corresponding to a large number of LED channels, thereby reducing the number of components and the manufacturing cost.
  • the lowest feedback voltage for LED channels corresponding to the respective driving circuits is shared, the lowest feedback voltage for all LED channels is detected, and the lowest feedback voltage for all LED channels is detected. Can be used to control the output voltage provided to the LED channels.
  • the corrected minimum on time or corrected minimum off time can be applied, thereby ensuring an effective duty for controlling the dimming of the LED lamp.
  • the minimum on-time is corrected in response to a change in the switching frequency of the converter, so that the converter can be switched while ensuring an effective duty even when the switching frequency of the converter changes.
  • the minimum off time is corrected in response to a change in the switching frequency of the converter, so that the converter can be switched while ensuring an effective duty even if the switching frequency of the converter changes.
  • the present invention generates a drive signal having a constant control current corresponding to the PWM signal, and regulates the output voltage of the converter through the drive signal, thereby reducing EMI (Electro Magnetic Interference) that may be caused by the repetitive switching of the power switch. have.
  • EMI Electro Magnetic Interference
  • the present invention can control the rise and fall time of the driving signal through the control current, thereby accurately controlling the switching time of the power switch regardless of the output impedance variation of the gate driver. Therefore, the present invention can improve the EMI characteristics caused by the switching of the power switch.
  • FIG. 1 is a view for explaining embodiments of the lighting device of the present invention.
  • FIG. 2 is a detailed circuit diagram corresponding to FIG. 1 for explaining the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a detailed circuit diagram corresponding to FIG. 1 for explaining the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a waveform diagram illustrating an operation of a general lighting device.
  • FIG. 4 is a waveform diagram illustrating the operation of the first embodiment of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a waveform diagram illustrating that the center frequency Fc of a drive signal is varied.
  • FIG. 6 is a waveform diagram illustrating the bandwidth of a frequency modulated waveform of a drive signal.
  • FIG. 7 is a circuit diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a timing diagram illustrating that a PWM signal is adjusted according to the embodiment of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a waveform diagram illustrating a frequency dithered drive signal.
  • FIG. 10 is a circuit diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
  • 11 is a graph illustrating the slope compensation voltage according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a circuit diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a circuit diagram illustrating the reference voltage generation circuit of FIG. 12.
  • FIG. 14 is a waveform diagram of voltages of the reference voltage generation circuit of FIG.
  • 15 is a block diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a circuit diagram illustrating linear regulators and a detection voltage generation circuit of the master driving circuit and the slave driving circuit of FIG. 15.
  • FIG. 16 is a circuit diagram illustrating linear regulators and a detection voltage generation circuit of the master driving circuit and the slave driving circuit of FIG. 15.
  • Fig. 17 is a circuit diagram for explaining the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a waveform diagram illustrating the operation of the embodiment of FIG. 17;
  • FIG. 19 is a graph illustrating a minimum on time versus frequency change according to the embodiment of FIG. 17.
  • 20 is a circuit diagram for explaining the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a waveform diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG. 20;
  • FIG. 22 is a graph illustrating a minimum off time versus frequency change according to the embodiment of FIG. 20.
  • FIG. 23 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the drive circuit of FIG. 1.
  • FIG. 24 is a timing diagram for explaining the operation of FIG. 23.
  • the lighting device includes a converter 10 and a driving circuit 20.
  • the lighting device may include a vehicle controller 30, a path unit 40, and an LED lamp 50.
  • the driving circuit 20 may be implemented as a one chip.
  • the LED lamp 50 may be configured for a vehicle, and as a specific example, rear combination lamps installed at both rear sides of the vehicle may be applied.
  • the LED lamp 50 is an example of a light source used as a load, and a light source using various optical elements may be used as a load.
  • the LED lamp 50 may include a plurality of LED channels CH1 to CH8, each LED channel CH1 to CH8 may include one or more LEDs, and the plurality of LED channels CH1 to CH8 may be configured in parallel. have.
  • FIG. 1 illustrates that one driving circuit 20 drives a plurality of LED channels CH1 to CH8 included in the LED lamp 50.
  • the LED lamp 50 When the LED lamp 50 is a rear combination lamp, the LED lamp 50 may be classified into a type in which the LED channels are configured only in the vehicle body and a type in which the LED channels are distributed in the doors of the vehicle body and the trunk.
  • the LED lamp 50 of FIG. 1 may be defined as including LED channels configured in various types without being limited to a specific type.
  • the current of each LED channel CH1 to CH8 is represented by " ICH1 to ICH8. &Quot;
  • the vehicle controller 30 may be configured to include a micro controller unit (MCU) 32, the MCU 32 is interlocked with the main MCU or the main MCU to provide a variety of control signals for driving the vehicle and to drive the vehicle. It can be understood as an auxiliary MCU that provides a control signal auxiliary to perform some necessary functions.
  • MCU micro controller unit
  • the vehicle controller 30 of FIG. 1 controls the battery voltage VB to be transmitted to the converter 10 in response to the direction indication signal T / S of the MCU 32, and in response to the rapid braking signal ESS.
  • the voltage VB is controlled to be transmitted to the converter 10 and the driving circuit 20.
  • the battery voltage VB exemplifies a constant voltage source and may be replaced with various constant voltage sources.
  • the battery voltage VB transmitted to the driving circuit 20 in response to the rapid braking signal ESS may be defined as a dim signal DIM.
  • the direction indication signal T / S and the sudden braking signal ESS are examples of a control signal provided from the MCU 32.
  • the present invention is not limited thereto and may be configured to provide a voltage corresponding to various control signals for driving the LED lamp 50 to at least one of the converter 10 and the driving circuit 20 according to the needs of the manufacturer. .
  • the path part 40 may be configured between the vehicle control part 30, the converter 10, and the driving circuit 20.
  • the path unit 40 includes paths through which the battery voltage VB is provided to the converter 10 and the driving circuit 20, and each path is exemplarily represented by diodes.
  • the path unit 40 may include paths D1 and D2 through which the battery voltage VB is transmitted to the converter 10 and paths D3 through which the dim signal DIM is transmitted to the driving circuit 20. Include.
  • the direction indication signal T / S is activated
  • the battery voltage VB is transmitted to the converter 10 through the path D1.
  • the rapid braking signal ESS is activated, the battery voltage VB is transmitted to the converter 10 through the path D2, and the battery voltage VB is the driving circuit as the dim signal DIM through the path D3. 20 is passed.
  • the activated dim signal DIM is input to the driving circuit 20.
  • the path D3 may include a circuit for outputting a dim signal DIM having a logic level corresponding to the battery voltage VB.
  • the battery voltage VB transferred from the path part 40 to the converter 10 may be defined as an input voltage VIN.
  • the converter 10 generates the output voltage VOUT and the internal voltage VDIN using the input voltage VIN, supplies the output voltage VOUT to the LED lamp 50, and drives the internal voltage VDIN into a driving circuit. It supplies to (20).
  • the converter 10 may use various power conversion circuits such as a buck converter or a flyback converter.
  • the driving circuit 20 is configured to perform sensing and control of the converter 10 and the LED lamp 50.
  • the driving circuit 20 may receive the internal voltage VDIN and the sensing signal SEN from the converter 10 and provide the driving signal GATE to the converter 10.
  • the internal voltage VDIN is a voltage for the operation of the controller 20, and the sensing signal SEN determines the level of the input voltage VIN, or the operating state or the output voltage VOUT state of the converter 10.
  • the driving signal GATE is a signal used for a switching operation for power conversion of the converter 10 and may be provided as a pulse width modulation (PWM) signal. .
  • PWM pulse width modulation
  • the driving circuit 20 may include regulation resistors R1 to linear regulation of the feedback voltages FB1 to FB8 of the LED channels CH1 to CH8 and the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp 50.
  • the bin voltage BIN applied to the regulation voltages RCH1 to RCH8 applied to R8 and the bin resistor RBIN for controlling the dimming of all the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp 50 is determined. Can be received.
  • the bin resistor RBIN may be defined as a load current control resistor acting on all of the LED channels CH1 to CH8 serving as loads, and the bin voltage BIN applied to the bin resistor RBIN is a load amount change. It can be used to determine the timing and can be defined as the load current control voltage.
  • each of the LED channels CH1 to CH8 may be configured to emit light at different times for load distribution, and the empty voltage RB of the empty resistor RBIN at the time at which each of the LED channels CH1 to CH8 emits light.
  • BIN can be changed.
  • the bin voltage (BIN) of one LED channel emitting light is higher than that of all LED channels being extinguished, and the bin voltage of two LED channels emitting light than one LED channel emitting light ( BIN) is high.
  • the time point at which the empty voltage BIN changes may be determined as the time point at which the load amount changes.
  • the driving circuit 20 may determine the load change time point using the empty voltage BIN and generate a control voltage V N corresponding to the load amount after the load change time point.
  • the control voltage V N may be generated corresponding to a preset value, and a detailed description thereof will be described later with reference to the control voltage providing circuit 230.
  • the converter 10 provides the output voltage VOUT to the LED channels CH1 to CH8 serving as loads by using the driving signal GATE.
  • the converter 10 includes a switching element Qb, the input voltage VIN is transmitted to the switching element Qb through the resistor Rb, and the voltage across the resistor Rb is sensed by the amplifier 110.
  • the signal is output as the sensing signal SEN.
  • the switching element Qb may be composed of an NMOS transistor, and a FET may be used.
  • the inductor Lb and the capacitor Cb are connected in series with the switching element Qb, the diode Db is connected in parallel between the switching element Qb and the inductor L, and the diode Db is The current is configured to flow in the reverse direction to the current flow provided from the switching element Qb.
  • the converter 10 performs power conversion by periodically turning on and off the switching element Qb, and the turning on and off of the switching element Qb may be determined by the driving signal GATE.
  • a current loop including a diode Db, an inductor Lb, and a capacitor Cb is formed, and an inductor current which is energy accumulated in the inductor Lb is a capacitor. It is supplied to (Cb).
  • the inductor current gradually decreases after the turn-off time of the switching element Qb, and the LED channels CH1 to CH8 connected in parallel with the capacitor Cb also receive a gradually decreasing current.
  • the voltage accumulated and output in the capacitor Cb is the output voltage VOUT and is equal to the voltage applied to the LED channels LED1 to LED8.
  • the driving circuit 20 provides a control voltage V N corresponding to the load amount changed for each load amount change time point of the LED channels CH1 to CH8, and adjusts the voltage V NC using the control voltage V N. ) And provide a drive signal (GATE) compensated for the load change by having an On Time corresponding to the regulated voltage (V NC ) to the converter 10. Further, the driving circuit 20 for generating a detection voltage (V D) corresponding to the minimum voltage of the LED channels of the feedback voltage (CH1 ⁇ CH8) (FB1 ⁇ FB8), and the detection voltage (V D) The compensation voltage Vc may be generated. Then, the driving circuit 20 is combined with the compensation voltage (Vc) to a control voltage (V N) may generate a control voltage (V N).
  • the feedback voltages FB1 to FB8 are voltages applied to the linear regulators 201 to 208.
  • the drive circuit 20 includes linear regulators 201-208 and feeds back to monitor whether the output voltage VOUT maintains a minimum voltage above which the LED channels CH1-CH8 maintain illumination normally.
  • the voltages FB1 to FB8 are received, and the received feedback voltages FB1 to FB8 are provided to the detection voltage generation circuit 220 inside the driving circuit 20.
  • the linear regulators 201 to 208 are configured between the regulation resistors R1 to R8 and the LED channels CH1 to CH8, respectively.
  • the linear regulator 201 includes a comparator 211 and an NMOS transistor M1.
  • the comparator 211 compares the regulation voltage RCH1 applied to the regulation resistor R1 with a preset reference voltage VREF1, and the NMOS transistor M1 corresponds to an LED channel (eg, a voltage output from the comparator 211). Controls the current flowing between LED1) and regulation resistor (R1).
  • the linear regulators 202 to 208 also include comparators 212 to 218 and NMOS transistors M2 to M8, similarly to the linear regulator 201.
  • the linear regulators 201 to 208 control a current flowing through the LED channels CH1 to CH8 in response to a result of comparing the regulation voltages RCH1 to RCH8 and the reference voltage VREF1, respectively. Do this.
  • the amount of current in the LED channels CH1 to CH8 may be limited by the reference voltage VREF1.
  • the driving circuit 20 further includes a detection voltage generating circuit 220, a control voltage providing circuit 230, a load change detection circuit 232, and a driving signal providing circuit as well as the linear regulators 201 to 208 described above. .
  • the detection voltage generation circuit 220 detects a feedback voltage having a minimum value among the feedback voltages FB1 to FB8, and provides a feedback voltage having a minimum value as the detection voltage V D.
  • the load amount change detection circuit 232 detects a load amount change time point using the empty voltage BIN.
  • the load change detection circuit 232 may not only detect a load change time point, but also provide the control voltage providing circuit 230 with a digital value N corresponding to the load after the load change time when the empty voltage BIN changes. .
  • the empty voltage BIN may change in level at a load change point at which the number of LED channels CH1 to CH8 emitting light is changed.
  • the load change detection circuit 232 may output a binary code? 0000 "when all the LED channels CH1 to CH8 are extinguished, and a point in time at which the number of the LED channels CH1 to CH8 emits light increases.
  • the digital value N represented by the binary code can be increased by 1 bit, and the digital value N is decreased by 1 bit when the number of LED channels CH1 to CH8 to emit light decreases. can do.
  • the digital value N is (0000) 2 , (0001) 2 , (0010) 2 , (0011) 2 , (0100) 2 , ( 0101) 2 , (0110) 2 , (0111) 2 , (1000) 2 may be sequentially increased and output.
  • the digital value N is equal to (1000) 2 , (0111) 2 , (0110) 2 , (0101) 2 , (0100) 2 , (0011) 2 , (0010) 2 , (0001) 2 , (0000) 2 may be sequentially reduced to the output.
  • the load change detection circuit 232 detects a load change time point by a change in the empty voltage BIN. .
  • the digital value N corresponding to the state where all the LED channels CH1 to CH8 are extinguished is (0000) 2
  • the control voltage providing circuit 230 outputs a control voltage V N corresponding to the digital value N.
  • the control voltage providing circuit 230 outputs a control voltage V N of an increased level.
  • the control voltage V N of the reduced level is output.
  • the control voltage V N may be determined by the digital value N input to the control voltage providing circuit 230, and the control voltage providing circuit 230 may control the control voltage corresponding to the digital value N.
  • FIG. It may be configured as a digital-to-analog converter that outputs (V N ).
  • the driving signal providing circuit generates a compensation voltage Vc corresponding to the detection voltage V D , generates a control voltage V NC by adding the control voltage V N and the compensation voltage V c, and adjusts the voltage.
  • the driving signal GATE is generated using the result of comparing the voltage V NC and the comparison voltage Vs as a reset signal.
  • the comparison voltage Vs is the sum of the sensing signal SEN provided by the converter 10 and the slope compensation voltage provided by the slope compensator 240. Assuming that the comparison signal Vs has a fixed value, the driving signal GATE has an on time corresponding to the adjustment voltage V NC .
  • the driving signal providing circuit may include a comparator 222, an adder 234, a slope compensator 240, an adder 242, a comparator 244, and an SR latch 250.
  • the SR latch 250 is configured as a pulse generator for generating a gate signal, and may be configured using an SR flip-flop.
  • the comparator 222 compares the detection voltage V D0 output from the detection voltage generation circuit 220 with the reference voltage VREF2 having a predetermined level and outputs a compensation voltage Vc.
  • the compensation voltage Vc may be stabilized by a capacitor Cd connected to the output terminal of the comparator 222.
  • the comparator 222 is configured such that the detection voltage V D0 is applied to the negative terminal ( ⁇ ) and the reference voltage VREF2 is applied to the positive terminal (+).
  • the summer 234 generates the adjustment voltage V NC by adding the control voltage V N provided from the control voltage providing circuit 230 and the compensation voltage Vc output from the comparator 222.
  • V NC is output to the negative terminal ( ⁇ ) of the comparator 244.
  • an embodiment of the present invention may include a slope compensator 240, and the slope compensator 240 compensates a slope when it is necessary to adjust a slope of a rising edge of a driving signal GATE.
  • a slope compensation voltage is output.
  • the summer 242 adds the slope compensation voltage of the slope compensator 240 and the sensing signal SEN output from the converter 10 to output the comparison voltage Vs.
  • the comparator 244 outputs a result of comparing the comparison voltage Vs and the adjustment voltage V NC .
  • the comparator 244 is configured such that the comparison voltage Vs is applied to the positive terminal + and the regulation voltage V NC is applied to the negative terminal ⁇ .
  • the driving signal GATE may have a waveform reflecting the slope compensation voltage of the slope compensator 240 and the sensing signal SEN of the converter 10. The on time may be determined by the adjustment voltage V NC .
  • the SR latch 250 receives a PWM signal including a periodic pulse at the set terminal S and receives an output of the comparator 244 at the reset terminal R.
  • the SR latch 250 outputs the driving signal GATE through the output terminal Q, and the driving signal GATE is applied to the gate of the switching element Qb.
  • the PWM signal may be provided in an oscillator circuit such as an oscillator (not shown), and the oscillator circuit may use one configured inside or outside the driving circuit 20.
  • the output of the comparator 244 serves as a reset signal for determining the on time of the driving signal GATE.
  • the SR latch 250 determines an on time at which the driving signal GATE is output to the output terminal Q by a reset by the output of the comparator 244, and a periodic pulse through the output terminal Q after the on time. And output a PWM signal including the drive signal (GATE).
  • the correlation between the output current IL, the output voltage VOUT, and the compensation voltage Vc may be described as shown in FIG. 3.
  • Real Vc shows a change in the compensation voltage Vc
  • Ideal Vc shows an ideal compensation voltage Vc corresponding to the change in load amount.
  • the output voltage VOUT is temporarily lowered by the increase in the load amount.
  • the feedback voltages FB1 to FB8 are also lowered, and the detection voltage V D output from the detection voltage generation circuit 220 is also lowered.
  • the comparator 222 outputs a compensation voltage Vc having a level rising in proportion to the difference between the reference voltage VREF2 and the detection voltage V D , and is output from the SR latch 250 by the compensation voltage Vc.
  • the on point of the driving signal GATE to be accelerated. As soon as the driving signal GATE is turned on, the level of the output voltage VOUT output from the converter 10 increases.
  • the compensation of the output voltage VOUT is performed as described above, the amount of reduction of the feedback voltages FB1 to FB8 and the detection voltage V D decreases, and the compensation voltage Vc gradually increases, so that the output voltage VOUT becomes After a certain time, it may return to the normal level.
  • the output voltage VOUT is temporarily increased by the decrease in the load amount.
  • the temporary increase in the output voltage VOUT due to the decrease in the load amount is compensated gradually because the compensation voltage Vc gradually decreases due to the increase in the feedback voltages FB1 to FB8 and the detection voltage V D , and the output voltage V VOUT) can be returned to the normal level.
  • the output voltage VOUT may be stably maintained even when a load change occurs due to the operation of the control voltage providing circuit 230.
  • Output current IL according to the embodiment of the present invention described above.
  • the correlation between the control voltage V N , the compensation voltage Vc, and the output voltage VOUT may be described as shown in FIG. 4.
  • the load amount detection circuit 232 provides the control voltage providing circuit 230 with a digital value N corresponding to the load amount increased at the point of change of the load amount.
  • the control voltage providing circuit 230 provides a control voltage V N having a raised level corresponding to an increased load amount from a load change point.
  • the adjustment voltage V Nc also rises from the point of change of the load due to the change of the control voltage V N , and the SR latch 250 increases the output voltage VOUT from the point of change of the load by the adjustment voltage V Nc .
  • the driving signal GATE is outputted with a changed on-time that can be stably maintained.
  • the load amount detection circuit 232 provides the control voltage providing circuit 230 with a digital value N corresponding to the load amount reduced at the point of change of the load amount.
  • the control voltage providing circuit 230 provides a control voltage V N having a lowered level corresponding to the reduced load amount from a load change point.
  • the adjustment voltage (V Nc ) is also lowered from the load amount change point
  • SR latch 250 is the output voltage (VOUT) from the load amount change point by the adjustment voltage (V Nc ).
  • the driving signal GATE having the changed on-time is outputted so as to be stably maintained.
  • the adjustment voltage V Nc follows the change of the control voltage V N. That is, the embodiment of the present invention adjusts the control voltage V Nc by the control voltage V N corresponding to the digital value N determined according to the load change instead of the compensation voltage Vc that changes slowly in response to the load change. This is quickly determined. Therefore, the embodiment of the present invention can quickly compensate the output voltage (VOUT) in response to the load change time, it is possible to maintain the output voltage (VOUT) stably. Meanwhile, the feedback voltages FB1 to FB8 are also stabilized by keeping the output voltage VOUT stable, and as a result, the compensation voltage Vc also maintains a constant level without change.
  • the embodiment of the present invention can quickly perform the compensation corresponding to the load amount change of the loads to keep the output voltage VOUT stable, and there is an effect of maintaining a good lighting state.
  • the drive signal GATE is generated using a PWM signal including a periodic pulse.
  • the drive signal GATE includes pulses of a fixed frequency by the PWM signal of a constant frequency
  • the converter 10 of the lighting device may consume a lot of power at the time of switching by the drive signal GATE and may reduce EMI. May cause
  • the present invention discloses an embodiment in which the frequency of the PWM signal used to generate the driving signal GATE can be changed over time by a spread spectrum method.
  • the driving signal GATE may have pulses of a distributed frequency.
  • the converter 10 may perform power conversion at distributed switching points, and power consumption may be distributed by switching switching points, and EMI may be reduced. Can be.
  • the frequency of the PWM signal can be dispersed using Carson's rule.
  • FIG. 5 shows that the center frequency fc varies over time according to Carson's law within a constant variable frequency f range.
  • 6 illustrates the bandwidth of a waveform frequency modulated by Carson's law, where the modulation frequency of variable frequency f is denoted by "fm".
  • the scatter spectrum can be implemented as "center frequency (fc) ⁇ variable frequency (f)” or “center frequency (fc)-variable frequency (f)".
  • Embodiments of the present invention can be implemented using "center frequency (fc) + variable frequency (f)”.
  • variable frequency f may be adjusted using option information.
  • the variable frequency f may be adjusted by non-dithering, 5%, 10%, 20%, or 30%. have.
  • Non-dithering means maintaining the original frequency
  • option information means a value set to change the resistance value of the dithering resistor Rf described later.
  • the modulation frequency fm of the variable frequency f is a frequency that is changed by the change of the frequency reference voltage FREF, and the frequency reference voltage FREF is varied by 5 msec, 10 msec, 40 msec by using a digital control method. can do.
  • the digital control method means that the step control unit 304 to be described later is controlled by the dithering control signal DMOD.
  • the frequency of the pulse included in the driving signal FATE may be changed over time.
  • An embodiment for this may be illustrated as shown in FIG. 7.
  • an embodiment of the present invention may include a dithering control unit 300, filters 310 and 320, and an oscillator 330.
  • the dithering control unit 300 has a configuration for varying the frequency reference voltage FREF by 64 steps, for example, and includes a dithering resistor Rf and a dithering control signal DMOD whose resistance is changed by option information. And a step controller 304 for changing the frequency reference voltage FREF.
  • the dithering control unit 300 further includes a comparator 302, a PMOS transistor Qp, and a resistor string.
  • the resistance string includes resistors Rd1 to Rd64 connected in series corresponding to 64 steps, respectively, and a dithering resistor Rf connected in series to the resistors Rd1 to RD64.
  • the dithering resistor Rf is located at the end of the resistor string and is grounded, and it is preferable that the dithering resistor Rf is made of a variable resistor whose resistance value can be changed in response to the option information.
  • the resistors Rd1 to Rd64 are divided into lower resistance groups Rd1 to Rd32 of 32 steps and upper resistance groups Rd33 to Rd64 of 32 steps.
  • the comparator 302 outputs a voltage corresponding to the result of comparing the voltages Vf1 and Vf2, and the PMOS transistor Qp is driven by the voltage output from the comparator 302 and the driving voltage VDD to the resistor string.
  • the voltage Vf1 input to the negative terminal (-) of the comparator 302 may be provided with a fixed level of voltage.
  • the voltage Vf2 input to the positive terminal + of the comparator 302 may use a voltage applied to a node between the lower resistance groups Rd1 to Rd32 and the upper resistance groups Rd33 to Rd64.
  • the step controller 304 includes switches connected to nodes between the resistors Rd1 to Rd64 of the resistor string, respectively.
  • the switches of the step controller 304 are configured with the same number as the resistors Rd1 to Rd64.
  • the switches are individually controlled by a dithering control signal DMOD having a digital value, and the dithering control signal DMOD has a number of bits that can be allocated by 1 bit for each switch.
  • one end of the switches is connected to nodes between the resistors Rd1 to Rd64 of the resistor string as described above, and the other end of the switches is commonly connected to output the frequency reference voltage FREF.
  • An output terminal of the dithering control unit 300 is formed.
  • the dithering control unit 300 configured as described above may be understood as a digital analog converter configured to provide a frequency reference voltage FREF expressed as an analog value in response to the dithering control signal DMOD having a digital value.
  • the step controller 304 sequentially turns on the switches connected to the lower resistance groups Rd1 to Rd32, and as a result, the frequency reference voltage FREF gradually increases from a low level to a high level. Thereafter, the step controller 304 sequentially turns on the switches connected to the upper resistance groups Rd33 to Rd64, and as a result, the frequency reference voltage FREF gradually descends from a high level to a low level. Under the control of the step controller 304, the frequency reference voltage FREF has a triangular waveform in which a rising section of 32 steps and a falling section of 32 steps are formed.
  • the period of the frequency reference voltage FREF may be controlled by adjusting the switching period of 64 steps of the step controller 304. That is, when the period in which the dithering control signal DMOD is provided is changed, the period of the frequency reference voltage FREF may be changed correspondingly. According to the embodiment of the present invention, the frequency reference voltage FREF may be It can be configured to change the period.
  • the period of the frequency reference voltage FREF may be controlled by adjusting the voltage change width for each step.
  • the voltage change width for each step may be adjusted according to the option information provided to the dithering resistor Rf.
  • the sum of the height change of each step according to the change in the resistance value of the dithering resistor Rf is expressed as the change in height of the triangular waveform of the frequency reference voltage FREF. Therefore, the height of the triangular waveform of the frequency reference voltage FREF can be controlled by the resistance value of the dithering resistor Rf which is varied by the option information.
  • the period of the frequency reference voltage FREF may be long.
  • the time for the frequency reference voltage FREF to rise from the lowest level to the highest level and the time for descending from the highest level to the lowest level decrease. That is, the period of the frequency reference voltage FREF may be shortened.
  • the step controller 304 configured in the embodiment of the present invention may change the shape of the frequency reference voltage VREF.
  • the frequency reference voltage FREF of the triangular waveform output from the dithering control unit 300 is applied to the filter 310, and by the action of the filter 310 in which the resistor and the capacitor are connected in parallel, the frequency reference voltage ( The step of FREF) is relaxed.
  • the frequency reference voltage FREF is applied to the filter 320 via the filter 310, and the filter 320 applies the oscillation signal VOSC shaped by a triangular waveform to the oscillator 330.
  • the oscillator 330 may output a PWM signal having a periodic pulse waveform by comparing the triangular waveform oscillation signal VOSC with an internal reference voltage (not shown).
  • the above-described embodiment of FIG. 7 may be applied to the driving circuit 20, and the frequency of the PWM signal may change according to the shape change of the oscillation signal Vosc.
  • the oscillator 330 provides a PWM signal having a frequency distributed every cycle.
  • the driving circuit 20 may provide the converter 10 with a driving signal GATE having frequency-dispersed pulses due to frequency dithering. Therefore, the converter 10 may perform switching for power conversion at a time dispersed by the frequency dithered drive signal Gate, and as a result, concentration of power consumption may be alleviated and EMI may be reduced.
  • DIM_EN is a dimming control enable signal of a lighting device
  • JIT_EN is a frequency dithering enable signal
  • MAX and MIN are signals for controlling the point of time when the oscillation signal Vosc of the triangular waveform has the highest or lowest value. It is a signal for.
  • the lighting apparatus performs an initialization operation in which the oscillation signal Vosc maintains a constant level after being powered on, and then outputs an oscillation signal Vosc having a triangular waveform when the dimming control enable signal DIM_EN is enabled. Can be configured.
  • the oscillation signal Vosc Before the frequency dithering enable signal JIT_EN is enabled, the oscillation signal Vosc is output to have a uniform triangular waveform. That is, the period T of the oscillation signal Vosc at this time is uniform.
  • the frequency reference After the frequency dithering enable signal JIT_EN is enabled, the frequency reference according to the change in the magnitude of the frequency reference voltage FREF or the change in the dithering control signal DMOD due to the change in the option information applied to the dithering resistor Rf. According to the period change of the voltage FREF, at least one of the magnitude and the period of the triangular waveform of the oscillation signal Vosc may be changed every cycle.
  • the driving circuit 20 configured as an embodiment of the present invention may store a plurality of values corresponding to the option information or the dithering control signal DMOD in the storage, and allow the frequency reference voltage FREF to change regularly or irregularly. Information or a dithering control signal DMOD may be provided.
  • the dithering control unit 300 of the driving circuit 20 may allow the first period after a certain time since the enable of the drive signal GATE to elapse and a predetermined time before the enable of the drive signal GATE ends.
  • the frequency dithering may be performed at a time including at least one of the second periods in which the enable ends.
  • the driving circuit 20 may perform frequency dithering on the driving signal GATE by periodically changing the option information or the dithering control signal DMOD and providing the dithering control signal to the dithering control unit 300.
  • the driving circuit 20 may perform frequency dithering on the driving signal GATE by changing the option information or the dithering control signal DMOD in a pattern repeated in units of a plurality of periods and providing the dithering control signal to the dithering control unit 300. Can be.
  • the driving circuit 20 may perform frequency dirun by changing the frequency reference voltage VREF in a pattern of gradually changing frequency.
  • the driving signal GATE may have a peak value reduced by frequency dithering as shown in FIG. 9 and frequency may be dispersed. Therefore, the converter 10 may be distributed in the switching time for power conversion can be alleviated the concentration of power consumption, EMI can be reduced.
  • the driving circuit 20 of the present invention may include a slope compensator 241 for generating a slope compensation voltage at a value that is linked to a variable switching frequency of the converter 10 as shown in FIG. 10.
  • the drive circuit 20 is configured to use a frequency source that provides varying frequency information of the drive signal GATE.
  • the oscillator 330 may be used as the frequency source to provide a PWM signal used to generate the driving signal GATE.
  • the output of the oscillator 330 may be used as the frequency information. More specifically, any one of voltage or current corresponding to the output of the oscillator 330 may be used as frequency information.
  • the slope compensator 241 may include a slave current source IS2 and a charging device Cc connected in series.
  • the slave current source IS2 controls an amount of current in response to frequency information, and the charging device Cc.
  • the slope compensator 241 may be configured to generate a lower slope compensation voltage as the frequency of the driving signal GATE increases.
  • the current source IS1 and the PMOS transistor MS may be understood as configurations corresponding to the summer 242 of FIG. 2, and FIG. 10 illustrates the sensing signal SEN and the slope compensator 241.
  • the slope compensation voltages output from are summed up by way of example.
  • the summer 242 is not limited to FIG. 10 and may be variously performed by the manufacturer.
  • the unstable sub harmony oscillation generated when the duty of the driving signal GATE provided to the converter 10 is 50% or more to generate the output voltage is controlled by the slope compensator 241. Can be.
  • the frequency of the driving signal GATE In order to vary the switching frequency of the converter 10, the frequency of the driving signal GATE must be varied. That is, the switching frequency of the converter 10 varies depending on the frequency of the driving signal GATE.
  • the value of the inductance of the converter 10 is also changed.
  • the slope compensation voltage of the slope compensator 241 of FIG. 10 also changes in response to the change of the inductance.
  • the frequency of the PWM signal output from the oscillator 330 must also be changed. Therefore, the oscillator 330 has variable frequency information and as a result can be used as a frequency source as described above.
  • the dependent current source IS2 may be configured to provide the charging element Cc with a current mirroring the output current of the oscillator 330. That is, the dependent current source IS2 may provide the charging element Cc with a current corresponding to the changed frequency of the PWM signal of the oscillator 330 in order to change the frequency of the driving signal GATE.
  • the current mirroring increases the frequency of the oscillator 330 to increase the output current of the slave current source IS2, and decreases the frequency of the oscillator 330 to reduce the output current of the slave current source IS2.
  • the relationship between the frequency of the oscillator 30 and the amount of current in the dependent current source IS2 may be determined for slope compensation to reduce sub-harmony oscillation.
  • the dependent current source IS2 may be configured to provide the charging element Cc with a current that is linked to a PWM signal or a voltage corresponding to the PWM signal of the oscillator 330.
  • the dependent current source IS2 reduces the amount of current by the voltage corresponding to the PWM signal or the PWM signal of the oscillator 330 having a higher frequency and is reduced by a voltage corresponding to the PWM signal or the PWM signal of the oscillator 330 having a lower frequency. It can be configured to increase the amount of current.
  • FIG. 11 is a graph illustrating a slope compensation voltage according to the related art compared with a slope compensation voltage according to the present invention, in which a voltage charged by a fixed current is provided as a slope compensation voltage.
  • the embodiment of the present invention is a frequency source without having to configure a separate terminal in the driving circuit 20 implemented as a chip or an additional circuit outside the chip.
  • the slope compensation voltage can be provided in conjunction with the frequency variation of the PWM signal output from the oscillator.
  • a function for actively responding to the switching frequency change of the converter 10 may be simply implemented, and the number of parts and the manufacturing cost may be reduced.
  • FIG. 12 a fourth embodiment for ensuring that the LED current of each of the LED channels CH1 to CH8 included in the LED lamp 50 is maintained above a certain amount may be illustrated as shown in FIG. 12.
  • FIG. 12 the same parts as those of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description of the configuration and operation thereof will be omitted.
  • the lighting device of FIG. 12 includes an output sensing circuit 60 for sensing the output voltage VOUT of the converter 10, wherein the output sensing circuit 60 includes a series of resistors RV1 and RV2 connected to the converter 10. Are connected in parallel to the output terminal.
  • the output sensing circuit 60 provides the driving circuit 20 with a voltage applied to the node between the series connected resistors RV1 and RV2, and the voltage provided to the driving circuit 20 in the output sensing circuit 60 is This is called the output sensing voltage.
  • the output sensing circuit 60 may be configured inside or outside the driving circuit 20.
  • the driving circuit 20 includes the linear regulators 201 to 208, the detection voltage generation circuit 220, the reference voltage generation circuit 221, the comparator 223, the capacitor Cd, the slope compensator 240, and the adder. 242, comparator 244, and SR latch 250.
  • the driving circuit of FIG. 12 includes a reference voltage generation circuit 221.
  • the reference voltage generation circuit 221 receives the detection voltage V D and the internal reference voltage VREFi of the detection voltage generation circuit 220, uses an external capacitor Cs, and compares the reference voltage VREF with a comparator ( And output to the negative end ( ⁇ ) of 223.
  • the reference voltage generation circuit 221 has an internal reference voltage at which one or more of the feedback voltages FB1 to FB8 corresponding to the bias voltages of the LED channels LED1 to LED8 have a preset value. Below VREFi), the reference voltage VREF at which the level is increased is generated.
  • the reference voltage generator 221 may be configured to generate a reference voltage VREF that increases until all of the feedback voltages FB1 to FB8 are equal to or greater than the internal reference voltage VREFi.
  • the reference voltage generation circuit 221 is configured to charge or discharge the reference voltage VREF using an external capacitor Ce.
  • the driving circuit 20 of FIG. 12 is configured such that the comparator 223 outputs the compensation voltage Vc by comparing the reference voltage VREF with the output sensing voltage of the output sensing circuit 60.
  • the reference voltage VREF is applied to the negative terminal (-) of the comparator 223, and the output sensing voltage of the output sensing circuit 60 is applied to the positive terminal (+) of the comparator 223.
  • the driving circuit 20 of FIG. 12 is configured such that the comparator 244 compares and outputs the compensating voltage Vc and the comparison voltage Vs of the summer 242.
  • the compensation voltage Vc is applied to the negative terminal (-) of the comparator 244, and the comparison voltage Vs is applied to the positive terminal (+) of the comparator 244.
  • the SR latch 250 which is a pulse generator, generates a driving signal GATE in response to the output of the comparator 244 whose level is determined in response to the compensation voltage Vc. That is, the SR latch 25 generates a drive signal GATE having an adjusted on time corresponding to the compensation voltage Vc and provides the drive signal GATE to the converter 10 for power conversion.
  • the reference voltage generator 221 charges or discharges the reference voltage VREF by using an external capacitor Ce, and charging of the reference voltage VREF is performed by one or more of the feedback voltages FB1 to FB8.
  • the discharge of the reference voltage VREF is performed until all of the feedback voltages FB1 to FB8 are equal to or greater than the internal reference voltage VREFi.
  • the voltage charged in the capacitor Ce is output as the reference voltage VREF.
  • the reference voltage generation circuit 221 includes a comparator 225 and a current control circuit
  • the comparator 225 is a switching control voltage (VCT) comparing the detection voltage (V D ) and the internal reference voltage (VREFi)
  • the output current control circuit includes a switch SW that is switched according to the switching control voltage VCT, and when the switch SW is turned on, the current control circuit provides a current for charging the capacitor Ce.
  • the comparator 225 may output the switching control voltage VCT to 0V, for example, at a low level when the detection voltage V D is less than the internal reference voltage VREFi, and the detection voltage V D may be an internal reference voltage. If greater than VREFi, the switching control voltage VCT may be output as a high level illustratively VDD.
  • the switch SW is turned on when the switching control voltage VCT is at a low level, and the switch SW is turned off when the switching control voltage VCT is at a high level.
  • the current control circuit may further include a plurality of PMOS transistors MP1 to MP7 to control providing current to the capacitor Ce by turning on the switch SW.
  • the plurality of PMOS transistors MP1 to MP7 may be configured to have a current mirror structure for controlling a current provided to the capacitor Ce by the operation of the switch SW.
  • the PMOS transistors MP1 and MP2 form a first path including a constant current source
  • the PMOS transistors MP3, MP4 and MP5 form a second path that provides a radiated current
  • the PMOS transistors MP6 form a third path for controlling the current provided to the capacitor Ce by the current in the second path.
  • the first to third paths are configured such that respective transistors included therein are connected in series, and the first to third paths are configured in parallel with respect to the constant voltage VDD.
  • the amount of current flowing through the PMOS transistors MP3 and MP4 in the second path is determined by the PMOS transistor in the first path. It can be controlled based on the amount of current flowing through the fields (MP1, MP2).
  • the amount of current flowing through the PMOS transistor MP6 may also be controlled based on the amount of current flowing through the PMOS transistor MP1 in the first path.
  • the amount of current flowing through the PMOS transistor MP7 may be controlled based on the amount of current flowing through the PMOS transistor MP5 in the second path.
  • the switching control voltage VCT of the comparator 225 becomes low level, and as a result, the switch SW is turned on. do.
  • the amount of current Ir3 may be determined as "amount of current Ir1"-"amount of current Ir2 of the PMOS transistor MP7".
  • the detection voltage V D is the lowest feedback voltage among the feedback voltages FB1 to FB8.
  • the switching control voltage VCT of the comparator 225 transitions to a high level when all the feedback voltages FB1 to FB8 are greater than or equal to the internal reference voltage VREFi. Therefore, the reference voltage VREF charged to the capacitor Ce is also charged until the feedback voltages FB1 to FB8 are greater than or equal to the internal reference voltage VREFi and the level rises.
  • the switching control voltage VCT transitions to a high level, and the switch SW is turned off.
  • the switch SW is turned off, the flow of the current Ir1 is stopped.
  • the capacitor Ce starts to discharge, so that the level of the reference voltage VREF output from the reference voltage generator 221 gradually decreases.
  • the reference voltage VREF provided from the reference voltage generation circuit 221 may increase or decrease according to the states of the feedback voltages FB1 to FB8.
  • the increase in the reference voltage VREF corresponds to a case in which it is necessary to compensate for the amount of LED current for the normal emission of the LED channels CH1 to CH8.
  • the output voltage VOUT is increased by the increasing reference voltage VREF.
  • the reference voltage VREF decreases when the amount of LED current of the LED channels CH1 to CH8 can maintain normal light emission.
  • the comparator 223 compares the output sensing voltage of the output sensing circuit 60 with the raised reference voltage VREF.
  • the compensation voltage Vc is applied to the negative terminal (-) of the comparator 244 at a negative level.
  • the output of the comparator 244 rises.
  • the SR latch 25 generates a drive signal GATE with an increased on time. As a result, the output voltage VOUT output from the converter 10 rises.
  • the output voltage VOUT is regulated to maintain a certain level or more by the increasing reference voltage VREF.
  • the fourth embodiment of the present invention may be regulated by the reference voltage VREF at which the output voltage VOUT is changed.
  • the bias voltages of the LED channels CH1 to CH8 vary depending on the characteristic variation, and the lowest feedback voltage among the feedback voltages of the LED channels CH1 to CH8 emits light from the LED channels CH1 to CH8, respectively. It can change every time.
  • the output voltage VOUT can be stably maintained in response to the environment in which the lowest feedback voltage is changed as described above, and as a result, audible noise can be prevented from occurring.
  • the fifth embodiment of the present invention may be configured as shown in FIG. 15 in order to reduce the number of components and the manufacturing cost by sharing components such as a converter.
  • FIG. 15 illustrates that the driving circuits are configured in multiple chips with respect to one converter 10.
  • the driving circuit which provides the driving signal GATE to the converter 10 to distinguish the driving circuits is a master driving circuit. This is referred to as M20, and the remaining driving circuit is referred to as slave driving circuit S20.
  • the converter 10 performs power conversion to output an output voltage VOUT corresponding to the input voltage VIN, and to provide the output voltage VOUT to the LED lamps M50 and S50. It is composed.
  • the LED lamps M50 and S50 respectively include a plurality of LED channels CH1 to CH8 configured in parallel as shown in FIG. 1, and the plurality of LED channels CH1 to CH8 of the LED lamps M50 and S50. Emits light by the output voltage VOUT.
  • an overvoltage detection circuit 70 for detecting the level of the output voltage VOUT is configured at the output terminal of the converter 10.
  • the overvoltage detection circuit 70 outputs a voltage applied to a node between the resistors ROVP1 and ROVP2 connected in series as an overvoltage detection signal, and the overvoltage detection signal of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20. It is shared by the overvoltage detection terminal OVP.
  • the master driving circuit M20 controls the level of the output voltage VOUT by adjusting the output of the driving signal GATE or the LED lamp M50. Can be controlled.
  • the slave driving circuit S20 may also control the light emission state of the LED lamp S50 in response to the overvoltage detection signal.
  • the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 have substantially the same configuration as the driving circuit 20 of FIG. 1 except that the common terminal CON and the high ground terminal HGND are formed. Duplicate explanations are omitted.
  • the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 may use chips having the same structure.
  • the shared terminals CON of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 are electrically connected to each other.
  • the high ground terminals HGND of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 are set to have a predetermined voltage biased using the capacitor CH.
  • the master driving circuit M20 performs linear regulation on the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp M50, and feedback voltages FB1 to LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp 50.
  • the first minimum feedback voltage of the lowest level of FB8) is detected.
  • the master driving circuit M20 generates a detection voltage V D corresponding to a lower level among the first minimum feedback voltage and the second minimum feedback voltage shared through the sharing terminal CON, and the detection voltage V D.
  • the generation of the driving signal GATE by the master driving circuit M20 using the detection voltage V D may be variously performed as in the embodiment of FIGS. 1 and 2 or the embodiment of FIG. 12. The detailed description thereof will be omitted.
  • the slave driving circuit S20 performs linear regulation on the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp S50, and has the lowest feedback voltages of the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp S50.
  • the second minimum feedback voltage of the level is detected, and the second minimum feedback voltage is shared with the master driving circuit M20 through the sharing terminal CON.
  • the slave driving circuit S20 has input and output terminals related to generation and output of a driving signal, similarly to the master driving circuit M20. However, the slave driving circuit S20 does not generate and output the driving signal GATE. Therefore, some of the input / output terminals of the slave driving circuit S20 (VIN, SEN, GATE) related to the generation and output of the driving signal GATE are masked.
  • the masking process means that the input level is fixed by the high level voltage charged in the capacitor CH, or is fixed to the ground level of the capacitor CIN, and may also include a floating state.
  • the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 described above may each include a detection voltage generation circuit 220 for generating the detection voltage V D.
  • the configuration and operation of the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 will be described with reference to FIG. 16.
  • FIG. 16 schematically illustrates the detection voltage generation circuit 220 and the linear regulators 201 to 208 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20.
  • the feedback voltages FB1 to FB8 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 are voltages applied to the respective linear regulators 201 to 208. Since each of the linear regulators 201 to 208 is the same as that of FIG. 2, detailed configuration and operation thereof will be omitted.
  • the feedback voltages FB1 to FB8 are applied to the detection voltage generation circuit 220 inside the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20.
  • the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 may include transistors TFB1 to TFB8 and switches SFB1 to SFB8 for respective paths of the feedback voltages FB1 to FB8. have.
  • the transistors TFB1 to TFB8 transfer the feedback voltages FB1 to FB8 to the switches SFB1 to SFB8 when the switches SFB1 to SFB8 are turned on, and the switches SFB1 to SFB8 are switching control signals.
  • the switches SFB1 to SFB8 are switching control signals.
  • the output terminal of the detection voltage generation circuit 220 refers to a node that outputs the detection voltage V D by connecting the switches SFB1 to SFB8 in common, and the output terminal of the detection voltage generation circuit 220 is illustrated in FIG. 16.
  • the constant current may be supplied by the constant current source.
  • the detection voltage generation circuit 220 may include a circuit (not shown) for comparing the levels of the feedback voltages FB1 to FB8 to determine the lowest level feedback voltage (minimum feedback voltage).
  • the above circuit provides the switching control signals FBS1 to FBS8 for outputting only the minimum feedback voltage as the detection voltage V D , and a person who understands the technical idea of the present specification using a conventional comparator or a level detector Since it can be comprised easily, a specific example is abbreviate
  • the detection voltage generation circuit 220 may provide the switching control signals FBS1 to FBS8 to the switches SFB1 to SFB8 for outputting only the minimum feedback voltage as the detection voltage V D.
  • the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 turns on only the switch SFB1 when the feedback voltage “FB1” is determined as the first minimum feedback voltage, and the remaining switches SFB2 to SFB8 are turned on. Turn off.
  • the feedback voltage FB1 determined as the first minimum feedback voltage may be transmitted to the output terminal of the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20.
  • the detection voltage generation circuit 220 of the slave driving circuit S20 may also operate in the same manner as the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 described above.
  • the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 may transfer the first minimum feedback voltage and the second minimum feedback voltage to the output terminal, respectively.
  • the output terminal of the detection voltage generating circuit 220 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 is electrically connected to each other through the shared terminals CON. Therefore, the first minimum feedback voltage and the second minimum feedback voltage transmitted to the output terminals of the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 are shared.
  • the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 may output the detection voltage V D generated by sharing the first minimum feedback voltage and the second minimum feedback voltage.
  • the master driving circuit M20 may generate a driving signal GATE as in the embodiment of FIGS. 1 and 2 or the embodiment of FIG. 12, in response to the detected voltage V D generated as described above. (GATE) may be provided to the converter 10 for power conversion.
  • the slave driving circuit S20 may include the feedback voltages of the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp S50. It may be configured to perform only a function of detecting the second minimum feedback voltage of the lowest level among the FB1 to FB8 and linear regulation of the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp S50.
  • the master driving circuit M20 may be referred to as a first circuit
  • the slave driving circuit S20 may be referred to as a second circuit.
  • the present invention allows the driving circuits to be composed of multi-chips corresponding to a large number of LED channels. Therefore, it shares the lowest feedback voltage for the LED channels corresponding to the respective drive circuits, detects the lowest feedback voltage for all LED channels, and uses the lowest feedback voltage for all LED channels. It is possible to control the output voltage provided to the channels.
  • parts such as converters can be shared and the number of parts and manufacturing cost can be reduced.
  • the present invention may be practiced to ensure an effective duty of the drive signal GATE for controlling dimming regardless of the switching frequency of the converter 10.
  • a sixth embodiment for guaranteeing the minimum on time of the converter 10 may be configured as shown in FIGS. 17 to 19 regardless of the switching frequency of the converter 10.
  • a seventh embodiment for guaranteeing the minimum off time of the converter 10 may be configured as shown in FIGS. 20 to 22 regardless of the switching frequency of the converter 10.
  • the driving signal GATE may be generated using the PWM signal of the oscillator 330.
  • Generation of the driving signal GATE using the PWM signal may be understood by the above description with reference to FIG. 2, and thus description thereof will be omitted.
  • the PWM signal of the oscillator 330 will be described as an oscillation signal.
  • the switching frequency of the converter 10 may be determined by the driving signal GATE, and the driving circuit 20 provides the converter 10 with a driving signal GATE capable of guaranteeing a minimum on time of the converter 10. do.
  • the driving circuit 20 includes a constant current supply unit 80, a control current supply unit 82, a charging element CN, a switch SWT, a comparator 86, a NAND gate 88 and an inverter as shown in FIG. IV1).
  • the constant current supply unit 80 is for providing the charging element CN with a constant current by the constant voltage VDD. To this end, the constant current supply unit 80 copies the current flowing in the PMOS transistors MS1 and MS2 connected in series to the PMOS transistors MS3 and MS4 by mirroring, respectively, and flows the PMOS transistors MS3 and MS4. It is configured to provide a current to the charging element CN.
  • control current supply unit 82, the charging element CN, and the switch SWT described above are included in a control voltage generation circuit described later.
  • the control current supply unit 82 is configured to provide the control current to the charging element CN by using the oscillator current iosc by the oscillation signal output from the oscillator 330. To this end, the control current supply unit 82 flows a current corresponding to the oscillator current iosc and the current flowing through the PMOS transistors MC1 and MC2 and the PMOS transistors MC1 and MC2 connected in series is copied by mirroring. PMOS transistors MC3 and MC4 that flow and are connected in series. Here, the current flowing through the PMOS transistors MC3 and MC4 is provided to the charging element CN.
  • the oscillator current iosc may vary in proportion to the frequency change of the oscillation signal. Therefore, the amount of control current provided by the control current supply unit 82 to the charging element CN can also be changed in proportion to the frequency change of the oscillation signal.
  • the amount of oscillator current iosc increases and the amount of control current of the control current supply unit 82 also increases.
  • the frequency of the oscillation signal is low, the amount of oscillator current iosc is reduced, and the amount of control current of the control current supply 82 is also reduced.
  • the switch SWT is connected in parallel to the charging element CN and blocks the supply of current to the charging element CN when turned on. That is, providing current to the charging element CN is regulated by the switch SWT.
  • the switch SWT is switched by the driving signal GATE which is inverted and input through the inverter IV1. That is, the switch SWT is turned off during the turn-on period of the converter 10 and turned on during the turn-off period of the converter 10. Accordingly, the charging element CN is charged during the turn-on period of the converter 10 and discharged during the turn-off period of the converter 10.
  • the charging element CN may perform charging by the current supplied from the constant current supply unit 80 and the control current supply unit 82, and generate a control voltage.
  • the charging element CN generates a control voltage by the control current of the control current supply unit 82 whose amount is changed in proportion to the frequency change of the oscillation signal, and the charging speed of the control voltage in proportion to the frequency change of the oscillation signal. May vary.
  • the frequency of the oscillation signal when the frequency of the oscillation signal is high, the amount of control current of the control current supply unit 82 increases, and the rate at which the control voltage is charged in the charging element CN is fast. On the contrary, when the frequency of the oscillation signal is low, the amount of control current of the control current supply unit 82 decreases, and the rate at which the control voltage is charged in the charging element CN is slow.
  • the comparator 86 compares the control voltage of the charging element CN applied to the positive terminal (+) with the reference voltage VREF applied to the negative terminal ( ⁇ ) and outputs a control pulse VA as shown in FIG. 18. . More specifically, the comparator 86 outputs a control pulse VA that transitions to a high level when the control voltage reaches the reference voltage VREF and maintains a transition state while the control voltage maintains the reference voltage VREF or more. do.
  • the comparator 86 performing the above operation corresponds to a control pulse generation circuit described later.
  • the comparator 86 When the frequency of the oscillation signal is high and the control voltage of the capacitor CN is rapidly charged, the comparator 86 outputs a control pulse VA with a fast level transition time. On the contrary, when the frequency of the oscillation signal is low and the charge voltage of the capacitor CN is increased to increase, the comparator 86 outputs the control pulse VA with a late level transition time.
  • the NAND gate 88 NAND combines the control pulse VA and the inverted driving signal GATE to output the minimum ON time pulse ON_MIN as shown in FIG. 18.
  • the inverted driving signal GATE is used to determine the turn-on period of the converter 10.
  • the NAND gate 88 defines a minimum on time including the end point of the minimum on time from the start of turn-on of the converter 10 using the control pulse VA within the turn-on period of the converter 10. Generate the minimum on time pulse (ON_MIN).
  • the NAND gate 88 performing the above operation corresponds to the minimum on time determination unit described later.
  • the NAND gate 88 When the comparator 86 outputs the control pulse VA with a high level transition time due to the high frequency of the oscillation signal, the end point of the minimum on time is faster, and as a result, the NAND gate 88 has a minimum on width with a narrow pulse width. Output a time pulse (ON_MIN). On the contrary, when the frequency of the oscillation signal is low and the comparator 86 outputs a control pulse VA having a slow level transition time, the end time of the minimum on time becomes slow, and as a result, the NAND gate 88 has a pulse width. Output a wide minimum on-time pulse (ON_MIN).
  • the width of the minimum ON time pulse ON_MIN may be adjusted in response to the frequency change of the oscillation signal as shown in FIG. 19.
  • the width of the minimum on time pulse ON_MIN means a minimum on time that can be guaranteed for turning on the converter 10. That is, the minimum on time for turning on the converter 10 may change in response to the frequency change of the oscillation signal.
  • FIGS. 17 to 19 can secure an effective duty capable of controlling dimming regardless of the switching frequency of the converter 10.
  • 17 may be described as including an end time generation unit and a minimum on time determination unit.
  • the end point generator generates a control pulse VA representing the end point of the minimum on time following the frequency change of the oscillation signal using the oscillation signal used to generate the driving signal GATE within the turn-on period of the converter 10. It is configured to generate.
  • the end point generation unit may be described as including a control voltage generation circuit and a control pulse generation circuit.
  • control voltage generation circuit is configured to generate a control voltage whose increase time varies according to the frequency change of the oscillation signal using the oscillation signal used to generate the drive signal GATE within the turn-on period of the converter 10. do.
  • the control pulse generation circuit corresponds to the comparator 86 described above.
  • the control voltage generation circuit may include a control current supply unit 82, a charging element CN, and a switch SWT.
  • the embodiment of FIG. 20 is to ensure the minimum off time of the converter 10 irrespective of the switching frequency of the converter 10, and the drive circuit 20 drives to ensure the minimum off time of the converter 10.
  • the signal GATE is provided to the converter 10.
  • the driving circuit 20 is a constant current supply unit 80, the control current supply unit 82, the charging element (CN), the switch (SWT), the comparator 86, the end gate 89 and the inverter ( IV2).
  • the switch SWT is switched by a non-inverting input drive signal GATE. That is, the switch SWT is turned off during the turn-off period of the converter 10 and turned on during the turn-on period of the converter 10. Accordingly, the charging element CN is charged during the turn-off period of the converter 10 and discharged during the turn-on period of the converter 10.
  • the charging element CN may be configured to have a charging capacity larger than that of FIG. 17.
  • Comparator 86 outputs a control pulse VA as shown in FIG. More specifically, in the embodiment of FIG. 20, the time when the control voltage reaches the reference voltage VREF is slower than the embodiment of FIG. 17 due to the difference in the charging capacity of the charging element CN. Therefore, the control pulse VA output from the comparator 86 is delayed by a predetermined time after the turn-off period of the converter 10 is started, and the transition level is maintained until the turn-on period of the converter 10 is started. . Comparator 86 outputs a control pulse VA that maintains a transition state while the control voltage maintains the reference voltage VREF or more.
  • the AND gate 89 combines the control pulse VA and the inverted driving signal GATE and outputs the minimum OFF time pulse OFF_MIN as shown in FIG. 21.
  • the inverted driving signal GATE is used to determine the turn-off period of the converter 10.
  • the AND gate 88 uses the control pulse VA to set the minimum off time including the turn off end point of the converter 10 using the control pulse VA within the turn off period of the converter 10. Generates the minimum off time pulse (OFF_MIN) that you define.
  • the AND gate 89 performing the above operation corresponds to the minimum off time determination unit described later.
  • the comparator 86 When the comparator 86 outputs a control pulse VA with a fast level transition time due to the high frequency of the oscillation signal, the start time of the minimum off time is faster, and as a result, the AND gate 88 has a minimum off with a wide pulse width. Output a time pulse (OFF_MIN). On the contrary, when the frequency of the oscillation signal is low and the comparator 86 outputs a control pulse VA having a slow level transition time, the start time of the minimum off time is slowed, and as a result, the AND gate 89 has a pulse width. Output a narrow minimum off time pulse (OFF_MIN).
  • the width of the minimum off time pulse OFF_MIN may be adjusted in response to the frequency change of the oscillation signal as shown in FIG. 22.
  • the width of the minimum off time pulse OFF_MIN means the minimum off time that can be guaranteed for the turn-off of the converter 10. That is, the minimum off time for turning off the converter 10 may change in response to the frequency change of the oscillation signal.
  • FIGS. 20 to 22 can ensure an effective duty of the drive signal GATE for controlling dimming regardless of the switching frequency of the converter 10.
  • 20 may be described as including a start time generation unit and a minimum off time determination unit.
  • the start point generator generates a control pulse VA representing a start point of a minimum off time following a frequency change of the oscillation signal using the oscillation signal used to generate the driving signal GATE within the turn-off period of the converter 10. Is generated).
  • the start point generation unit may be described as including a control voltage generation circuit and a control pulse generation circuit.
  • control voltage generation circuit generates a control voltage whose increase time varies according to the frequency change of the oscillation signal using the oscillation signal used to generate the drive signal GATE within the turn-off period of the converter 10. It is composed.
  • the control pulse generation circuit corresponds to the comparator 86 described above.
  • the control voltage generation circuit may include a control current supply unit 82, a charging device CN, and a switch SWT.
  • the embodiment of FIG. 17 and the embodiment of FIG. 20 may be applied to the driving circuit 20 in the same manner.
  • the minimum on time of the turn-on period and the minimum off time of the turn-off period may be guaranteed at the same time regardless of the switching frequency.
  • the internal voltage VIN at the time when the drain voltage of the power switch FET_P provided in the converter 10 of FIG. 23 falls to the ground voltage at the time of rising and falling of the PWM signal is grounded. It is to provide a lighting device that can reduce the EMI by adjusting the time to climb.
  • FIG. 23 is a circuit diagram for explaining an embodiment provided in the drive circuit 20. As shown in FIG. This embodiment includes a control current generation circuit and a gate driver 205.
  • the control current generating circuit includes a current generating unit 203 and a current adjusting unit 204.
  • the current generator 203 generates a current through an internal or external resistance.
  • the current generator 203 may include a variable resistor, and the magnitude of the current may be set corresponding to the magnitude of the power switch FET_P.
  • the current controller 204 has a current mirror structure with the current generator 203.
  • the current controller 204 generates the control currents I1 and I2 by using the current of the current generator 203.
  • Control currents I1 and I2 are formed corresponding to pull-up and pull-down driving of the gate driver 205.
  • the current path of the control current I1 is formed when the gate driver 205 pulls up
  • the current path of the control current I2 is formed when the gate driver 205 pulls down.
  • the magnitudes of the control currents I1 and I2 may be set corresponding to the magnitudes of the power switch FET_P.
  • the control current generation circuit configured as described above provides the control current I1 to the pull-up driver PMOS of the gate driver 205 at the rising time of the PWM signal, and the control current at the falling time of the PWM signal. (I2) is provided to the pull-down driver NMOS of the gate driver 205.
  • the rise and fall times of the driving signal GATE may be set corresponding to the magnitudes of the control currents I1 and I2.
  • the gate driver 205 provides a driving signal GATE to the power switch FET_P in response to the PWM signal.
  • the gate driver 205 includes non-overlap circuits NOC1 and NOC2 for outputting a signal such that a signal does not overlap with a delay or the like in response to a PWM signal, and includes a signal overlap prevention circuit NOC1, And a pull-up driver PMOS and a pull-down driver NMOS that pull-up and pull-down the driving signal GATE in response to the signal of NOC2.
  • the driving signal GATE rises through the flat section as shown in FIG. 3, and the pull-down driving unit NMOS is the control current during the pull-down driving.
  • the driving signal GATE falls through the flat section by (I2).
  • the rise and fall times of the driving signal GATE may be adjusted corresponding to the magnitudes of the control currents I1 and I2.
  • the drive signal GATE rises to the slope set by the control current I1 at the time of rising of the PWM signal and then remains flat while the capacitor Cgd between the gate and the drain is discharged.
  • GATE terminates the state that remains flat when the discharge of the capacitor Cgd is completed and rises again to the slope set by the control current I1. Thereafter, when the current path of the control current I1 is blocked by the turn-on of the power switch FET_P, the rise of the driving signal GATE is stopped.
  • the driving signal GATE falls to the slope set by the control current I2 at the time of polling the PWM signal and then remains flat while the capacitor Cgd between the gate and the drain is charged.
  • the driving signal GATE terminates the state that remains flat when the charging of the capacitor Cgd is completed and falls back to the slope set by the control current I2. Thereafter, when the current path of the control current I2 is blocked by turning off the power switch FET_P, the falling of the driving signal GATE is stopped.
  • the present invention can accurately set the rise and fall times of the driving signal GATE to the target time using the control currents I1 and I2.
  • the present invention adjusts the rise and fall times of the drive signal GATE by the control currents I1 and I2 at the transition point of the PWM signal, thereby reducing the time when the drain voltage of the power switch FET_P falls to the ground voltage and the ground voltage.
  • the rise time to the internal voltage can be adjusted.
  • the present invention can reduce the EMI that may be caused by the repetitive switching of the power switch (FET_P) by adjusting the time when the drain-source voltage of the power switch (FET_P) is changed as described above.
  • the pull-up driver PMOS When the PWM signal rises in the gate driver 205, the pull-up driver PMOS is turned on, and a current path of the control current I1 is formed by turning on the pull-up driver PMOS.
  • the capacitor Cgs between the gate and the source of the power switch FET_P is charged by the control current I1, and the driving signal GATE rises to the set slope by the charging of the capacitor Cgs.
  • the power switch FET_P starts to turn on, and the capacitor Cgd between the gate and the drain of the power switch FET_P starts to be discharged by turning on the power switch FET_P. do.
  • the driving signal GATE does not rise due to the discharge of the capacitor Cgd and maintains the level during the flat period.
  • the driving signal GATE rises again to the set slope, and when the driving signal GATE reaches a predetermined level and the power switch FET_P is turned on, the current path of the control current I1 is turned on. Is blocked.
  • the capacitor Cgd starts discharging by turning on the power switch FET_P, and the driving signal GATE is applied to the power voltage VDD.
  • the current path of the control current I1 is interrupted by the turn-on of the power switch FET_P.
  • the driving signal GATE rises to the slope set at the rising point of the PWM signal and remains flat while the capacitor Cgd between the gate and the drain is discharged.
  • the driving signal GATE rises again to the set slope.
  • the current path of the control current I1 is blocked by turning on the power switch FET_P, the rising of the driving signal GATE is stopped.
  • the pull-down driver NMOS When the PWM signal is polled by the gate driver 205, the pull-down driver NMOS is turned on, and a current path of the control current I2 is formed by turning on the pull-down driver NMOS.
  • the capacitor Cgs between the gate and the source of the power switch FET_P is discharged by the control current I2, and the driving signal GATE is lowered to the set slope by the discharge of the capacitor Cgs.
  • the power switch FET_P starts to be turned off, and the capacitor Cgd between the gate and the drain of the power switch FET_P is charged by turning off the power switch FET_P. It begins to be.
  • the driving signal GATE does not fall but maintains the level during the flat period.
  • the driving signal GATE falls back to the slope set by the control current I2, and when the driving signal GATE reaches a predetermined level and the power switch FET_P is turned off, the control is performed.
  • the current path of current I2 is interrupted.
  • the capacitor Cgd starts to charge by turning off the power switch FET_P, and the driving signal GATE becomes the ground voltage GND.
  • the current path of the control current I2 is interrupted by turning off the power switch FET_P.
  • the driving signal GATE is lowered to the set slope when the PWM signal is polled, and then remains flat while the capacitor Cgd between the gate and the drain is charged.
  • the driving signal GATE descends again to the set slope.
  • the current path of the control current I2 is blocked by the turning off of the power switch FET_P, the falling of the driving signal GATE is stopped.
  • the present invention adjusts the rise and fall times of the driving signal GATE at the transition point of the PWM signal, so that the drain voltage of the power switch FET_P falls to the ground voltage and the ground voltage rises to the internal voltage VIN. Can be adjusted.
  • the present invention can reduce the EMI (Electro Magnetic Interference) that can be caused by the repetitive switching of the power switch (FET_P) by adjusting the time when the drain-source voltage of the power switch (FET_P) is changed.
  • EMI Electro Magnetic Interference
  • the present invention can control the rise and fall time of the driving signal GATE through the control current, so that the switching time can be accurately controlled regardless of the output impedance variation of the gate driver. Therefore, the present invention can improve the EMI characteristic caused by the switching of the power switch (FET_P).

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

The present invention provides a lighting device. The lighting device comprises a driving circuit therefor, which provides a switching driving signal of a converter, wherein the driving circuit comprises: an end time point generation unit for generating a control pulse which expresses an end time point of a minimum on-time according to a frequency change of an oscillation signal used to generate the driving signal, within a turn-on interval of the converter; and a minimum on-time determination unit for providing, within a turn-on interval of the converter, a minimum on-time pulse which defines the minimum on-time including a time from a turn-on start time point of the converter to the end time point, using the control pulse.

Description

조명 장치 및 그의 구동 회로Lighting device and its driving circuit
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리어 콤비네이션 램프(REAR COMBINATION LAMP)와 같은 차량의 조명용 램프로 사용할 수 있는 조명 장치와 상기 조명 장치의 구동 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a lighting device, and more particularly, to a lighting device that can be used as a lighting lamp for a vehicle such as a rear combination lamp (REAR COMBINATION LAMP) and a driving circuit of the lighting device.
일반적으로 차량은 다양한 용도의 조명 장치를 실내 또는 실외에 구비한다. 조명 장치의 일례로 차량의 양측 후방에 설치되는 리어 콤비네이션 램프가 예시될 수 있다.In general, a vehicle is equipped with a lighting device for a variety of applications indoors or outdoors. An example of a lighting device may be a rear combination lamp installed at both rear of the vehicle.
리어 콤비네이션 램프는 방향 지시 램프, 브레이크 램프, 테일(Tail) 램프, 후진 램프 등을 포함하며 후방에 위치한 다른 차량의 운전자에게 자기 차량의 주행 의사나 주행 상태를 알리기 위한 수단으로 사용된다.The rear combination lamp includes a direction indicator lamp, a brake lamp, a tail lamp, a reversing lamp, and the like, and is used as a means for informing the driver of another vehicle located behind the vehicle to inform the driving intention or driving condition of the vehicle.
최근, 고휘도 엘이디(LED : Light Emitted Diode)를 이용한 조명 장치가 개발되고 있으며, 자동차를 위한 조명 장치로서 LED를 채용한 리어 콤비네이션 램프가 개발되고 있다. 리어 콤비네이션 램프는 LED를 광원으로 채용함에 따라 다양한 디자인으로 구성될 수 있으며, 다양한 디자인의 리어 콤비네이션 램프에 채용되는 LED의 수는 점차 많아지는 추세이다. Recently, a lighting device using a high brightness light emitting diode (LED) has been developed, and a rear combination lamp employing LED as a lighting device for a vehicle has been developed. The rear combination lamp may be configured in various designs as the LED is used as a light source, and the number of LEDs employed in the rear combination lamp of various designs is gradually increasing.
상기한 리어 콤비네이션 램프와 같은 차량의 조명 장치는 안정적으로 동작되어야 하며, 전력을 절감할 수 있고, 적은 수의 부품으로 구현될 수 있도록 개발될 필요가 있다.The lighting device of a vehicle such as the rear combination lamp needs to be stably operated, and can be developed to save power and to be implemented with a small number of components.
LED를 이용하는 조명 장치는 복수 개의 LED 채널에 출력 전압을 제공하도록 구성될 수 있다. 발광하는 LED 채널의 수가 변화되는 경우, 조명 장치에서 부하량 변화가 발생하고, LED 채널들에 제공되는 조명 장치의 출력 전압은 부하량 변화가 발생하는 시점에 일시적으로 불안정해질 수 있다. Lighting devices using LEDs can be configured to provide an output voltage to a plurality of LED channels. When the number of LED channels emitting light changes, a load amount change occurs in the lighting device, and the output voltage of the lighting device provided to the LED channels may become temporarily unstable at the time when the load amount change occurs.
상기한 출력 전압의 변화에 대응하여, 조명 장치는 피드백 전압을 이용한 출력 전압의 보상과 센싱 신호를 이용한 리니어 레귤레이션에 의하여 부하량 변화에 따른 출력 전압의 변화를 보상하고 출력 전압을 안정화할 수 있다.In response to the change in the output voltage, the lighting device may compensate for the change in the output voltage according to the load change and stabilize the output voltage by the compensation of the output voltage using the feedback voltage and the linear regulation using the sensing signal.
그러나, 일반적인 조명 장치는 상기한 부하량 변화에 대응한 출력 전압의 보상과 안정화에 많은 시간을 소요한다. 출력 전압의 안정화에 많은 시간이 소요되는 경우, 출력 전압의 변화는 조도에 영향을 미칠 수 있다.However, a general lighting device spends a lot of time compensating and stabilizing the output voltage corresponding to the load change described above. If it takes a long time to stabilize the output voltage, the change in the output voltage may affect the illuminance.
그러므로, LED를 이용하는 조명 장치는 부하량 변화에도 출력 전압을 안정화할 수 있도록 개선할 필요성이 있다.Therefore, there is a need to improve the lighting device using the LED so that the output voltage can be stabilized even when the load changes.
또한, 조명 장치는 스위칭 소자를 포함하는 컨버터를 이용하여 전력 변환을 수행하며 전력 변환한 결과로 생성된 출력 전압을 제공한다. 조명 장치의 컨버터는 일례로 벅(Buck) 컨버터로 구성될 수 있다.In addition, the lighting apparatus performs power conversion using a converter including a switching element and provides an output voltage generated as a result of the power conversion. The converter of the lighting device may for example be configured as a buck converter.
컨버터는 전력 변환을 위한 스위칭 시점에 많은 전력을 소비하며, 그에 따라 EMI(Electro Magnetic Interference)가 발생할 수 있다. 상기한 컨버터에서 발생하는 EMI는 조명 장치의 동작에 영향을 미칠 수 있으므로 저감되어야 한다. 그러므로, EMI가 저감될 수 있는 컨버터의 구동 기술의 개발이 필요하다.The converter consumes a lot of power at the switching point for power conversion, which may cause electro magnetic interference (EMI). EMI generated by the converter may be reduced because it may affect the operation of the lighting device. Therefore, there is a need for the development of a drive technology of a converter in which EMI can be reduced.
또한, 출력 전압을 제공하기 위하여 컨버터를 구동하는 구동 신호의 듀티(Duty)가 50% 이상인 경우, 불안정한 서브 하모니 발진(Sub-Harmonic Oscillation)이 조명 장치의 컨버터에서 발생할 수 있다. 상기한 불안정한 서브 하모니 발진은 조명 장치의 동작을 불안정하게 하는 요소로 작용할 수 있다. In addition, when the duty of the driving signal for driving the converter to provide the output voltage is 50% or more, unstable sub-harmonic oscillation may occur in the converter of the lighting device. The unstable sub-harmony oscillation may act as an element that destabilizes the operation of the lighting device.
상기한 컨버터의 불안정한 서브 하모니 발진은 컨버터를 구동하는 구동 신호의 슬로프(SLOP) 보상에 의하여 제어될 수 있다. 구동 신호의 슬로프 보상은 구동 신호의 라이징 에지와 폴링 에지의 슬로프를 제어하는 것을 의미하며, 상기한 슬로프 보상은 고정된 값의 전류를 충전한 슬로프 보상 전압에 의하여 구현된다. The unstable sub harmony oscillation of the converter may be controlled by SLOP compensation of a driving signal for driving the converter. The slope compensation of the driving signal means controlling the slopes of the rising edge and the falling edge of the driving signal. The slope compensation is implemented by a slope compensation voltage charged with a fixed value of current.
벅 컨버터는 스위칭 주파수의 가변 범위가 크게 설정될 수 있으며, 일례로 100KHz에서 1MHz로 가변 범위가 설정될 수 있다. 상기한 벅 컨버터의 스위칭 주파수는 구동 회로에서 제공되는 구동 신호에 의하여 결정될 수 있다. 스위칭 주파수의 가변 범위가 크면, 벅 컨버터의 인덕턴스의 값도 가변되는 스위칭 주파수에 맞게 설정되어야 한다. 그러나, 벅 컨버터의 인덕턴스의 값이 가변되면, 서브 하모니 발진을 제어하기 위한 슬로프 보상 전압의 값이 변경되어야 한다.In the buck converter, a variable range of the switching frequency may be large, and for example, the variable range may be set from 100 KHz to 1 MHz. The switching frequency of the buck converter may be determined by a driving signal provided from a driving circuit. If the variable range of the switching frequency is large, the value of the inductance of the buck converter must also be set for the variable switching frequency. However, if the value of the inductance of the buck converter is varied, the value of the slope compensation voltage for controlling the sub harmony oscillation should be changed.
일반적으로 슬로프 보상 전압의 값은 상술한 바와 같이 고정된 값의 전류를 기반으로 제공된다. 그러므로, 구동 회로는 가변되는 스위칭 주파수에 맞게 슬로프 보상 전압을 변경하기 위한 전압 또는 전류를 외부에서 수신할 필요가 있고, 외부의 전류 또는 전압을 수신하기 위한 접속 단자가 구동 회로에 부가적으로 요구될 수 있다. 또한, 슬로프 보상 전압을 변경하기 위한 전압 또는 전류를 생성하기 위하여, 많은 부품들을 포함하는 부가적인 회로의 구성이 요구되는 문제점이 있다. In general, the value of the slope compensation voltage is provided based on a fixed value of current as described above. Therefore, the drive circuit needs to externally receive a voltage or a current for changing the slope compensation voltage in accordance with a variable switching frequency, and a connection terminal for receiving an external current or voltage may be additionally required in the drive circuit. Can be. In addition, there is a problem that an additional circuit configuration including many components is required to generate a voltage or current for changing the slope compensation voltage.
또한, 조명 장치의 LED 채널들은 상술한 바와 같이 전력 집중과 그에 따른 EMI 해소를 위하여 서로 다른 시점에 발광하도록 구성된다. 그리고, 각 LED 채널들의 LED 전류는 정상적인 발광을 위하여 일정한 양 이상 유지되도록 보증되어야 한다. In addition, the LED channels of the lighting device are configured to emit light at different times for power concentration and consequent EMI cancellation, as described above. In addition, the LED current of each LED channel should be guaranteed to be kept above a certain amount for normal light emission.
각 LED 채널들의 LED 전류가 일정한 양 이상 유지되도록 보증하기 위하여, 조명 장치는 각 LED 채널의 피드백 전압들 중 가장 낮은 전압을 검출 전압으로 검출하고, 고정된 레벨의 기준 전압과 검출 전압을 비교하며, 비교 결과에 의하여 출력 전압을 제어할 수 있다. 상기한 바와 같이 조명 장치의 출력 전압을 제어하는 기술이 한국 등록특허 제10-0941509호에 개시된 바 있다.In order to ensure that the LED current of each LED channel is maintained above a certain amount, the lighting device detects the lowest voltage among the feedback voltages of each LED channel as the detection voltage, compares the detection voltage with a fixed level of reference voltage, The output voltage can be controlled by the comparison result. As described above, a technique for controlling the output voltage of the lighting device has been disclosed in Korean Patent No. 10-0941509.
LED 채널들의 바이어스 전압은 특성 편차에 의하여 각각 달라질 수 있다. 일례로, LED 채널들의 바이어스 전압이 모두 다른 경우, LED 채널들의 가장 낮은 피드백 전압은 LED 채널들이 각각 발광될 때마다 변화될 수 있다. The bias voltage of the LED channels may vary depending on the characteristic variation. In one example, if the bias voltages of the LED channels are all different, the lowest feedback voltage of the LED channels may change each time the LED channels emit light.
그러므로, 컨버터에서 생성하는 출력 전압은 레벨이 수시로 변화될 수 있다. 이와 같이 출력 전압이 불안정하게 변화되는 경우, 컨버터에서 출력 변화의 변화에 대응한 가청 노이즈(Audible Noise)가 발생할 수 있다.Therefore, the output voltage produced by the converter can change from time to time. As such, when the output voltage is unstable, an audible noise corresponding to a change in the output change in the converter may occur.
또한, 많은 수의 LED 채널이 조명 장치에 구성되는 경우, 하나의 구동 회로로 모든 LED 채널들을 담당하기에 어려움이 있다. 그러므로, 많은 수의 LED 채널의 발광을 제어하기 위해서는 다수의 구동 회로가 구성될 필요가 있다. 이 경우 구동 회로들은 멀티 칩으로 구현될 수 있다.In addition, when a large number of LED channels are configured in the lighting device, it is difficult to cover all the LED channels with one driving circuit. Therefore, in order to control the light emission of a large number of LED channels, a plurality of driving circuits need to be configured. In this case, the driving circuits may be implemented as a multi chip.
구동 회로들이 멀티 칩으로 구현되는 경우, 컨버터 등의 부품들을 공유하여 부품의 수와 제조 단가를 절감할 필요성이 있다.When the driving circuits are implemented as multi-chips, there is a need to share components such as a converter to reduce the number of components and the manufacturing cost.
상기와 같이, 많은 수의 LED 채널에 대응하여 멀티 칩으로 구동 회로들이 구성되는 경우, 부품의 수와 제조 단가를 절감할 필요성을 해소하기 위하여 컨버터 등의 부품을 공유할 수 있는 조명 장치의 제안이 요구된다.As described above, in the case where the driving circuits are composed of multi-chips corresponding to a large number of LED channels, a proposal of a lighting device that can share a component such as a converter in order to eliminate the need to reduce the number of components and manufacturing cost Required.
또한, 구동 신호에 의하여 스위칭되는 컨버터는 최소 온 시간과 최소 오프 시간이 보장되어야 한다. 최소 온 시간은 컨버터의 스위치가 턴온할 수 있는 가장 작은 시간을 의미하고, 최소 오프 시간은 컨버터의 스위치가 턴오프할 수 있는 가장 작은 시간을 의미한다. 일반적으로 상기한 컨버터의 턴온을 위한 최소 온 시간과 컨버터의 턴오프를 위한 최소 오프 시간은 고정된다.In addition, the converter switched by the drive signal must ensure a minimum on time and a minimum off time. The minimum on time means the smallest time that the switch of the converter can turn on, and the minimum off time means the smallest time that the switch of the converter can turn off. In general, the minimum on time for turning on the converter and the minimum off time for turning off the converter are fixed.
그러나, 컨버터의 스위칭 주파수가 변화되는 경우, 디밍을 제어하기 위한 구동 신호의 효과적인 듀티를 확보하는 것은 고정된 최소 온 시간에 의하여 어려울 수 있다. 보다 구체적으로, 컨버터의 스위칭 주파수가 높아질수록, 고정된 최소 온 시간은 컨버터의 턴온 구간 중 점차 많은 부분을 차지하게 된다. 결과적으로 디밍에 활용하기 위한 구동 신호의 듀티를 충분히 확보하는 것은 점차 어려워진다.However, when the switching frequency of the converter is changed, ensuring an effective duty of the drive signal for controlling dimming can be difficult due to a fixed minimum on time. More specifically, as the switching frequency of the converter increases, the fixed minimum on time takes up a larger portion of the turn on period of the converter. As a result, it becomes increasingly difficult to ensure sufficient duty of the drive signal for use in dimming.
또한, 컨버터의 스위칭 주파수가 변화되는 경우, 디밍을 제어하기 위한 구동 신호의 효과적인 듀티를 확보하는 것은 고정된 최소 오프 시간에 의하여 어려울 수 있다. 보다 구체적으로, 컨버터의 스위칭 주파수가 높아질수록, 최소 오프 시간은 구동 신호의 한 주기 내에 점차 많은 부분을 차지하게 된다. 결과적으로 디밍에 활용하기 위한 구동 신호의 듀티를 충분히 확보하는 것은 점차 어려워진다.In addition, when the switching frequency of the converter is changed, it may be difficult to secure an effective duty of the drive signal for controlling the dimming by a fixed minimum off time. More specifically, as the switching frequency of the converter increases, the minimum off time takes up more and more in one period of the drive signal. As a result, it becomes increasingly difficult to ensure sufficient duty of the drive signal for use in dimming.
그러므로, 컨버터의 스위칭 주파수 변화에 관계없이, LED 램프의 디밍을 제어하기 위한 구동 신호의 효과적인 듀티를 확보할 수 있는 방법의 제시가 필요하다.Therefore, there is a need for a method of securing an effective duty of a drive signal for controlling dimming of an LED lamp, regardless of the switching frequency change of the converter.
한편, 출력전압을 제공하는 컨버터는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 대응하여 반복적으로 스위칭하는 파워 스위치를 포함하고, 파워 스위치의 스위칭 동작에 의한 전력 변환을 수행하며, 전력 변환에 의하여 생성된 출력전압을 LED 채널에 제공한다.On the other hand, the converter providing the output voltage includes a power switch to repeatedly switch in response to a pulse width modulation (PWM) signal, performs a power conversion by the switching operation of the power switch, the output voltage generated by the power conversion To the LED channel.
그런데, 파워 스위치의 반복적인 스위칭은 급격한 전압 변화를 수반하기 때문에 EMI(Electro Magnetic Interference)를 발생하는 주요 원인으로 작용할 수 있다. 따라서, 반복적인 스위칭에 의한 EMI를 줄일 수 있는 기술이 필요하다.However, since repetitive switching of the power switch involves a sudden voltage change, it may act as a main cause of generating EMI (Electro Magnetic Interference). Therefore, there is a need for a technique capable of reducing EMI due to repetitive switching.
본 발명은 조명 장치의 안정적인 동작을 위하여, LED와 같은 조명용 부하들의 부하량 변화에 대응하여 부하들에 제공하는 출력 전압을 안정적으로 유지함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to stably maintain an output voltage provided to loads in response to a load change of lighting loads such as LEDs for stable operation of the lighting device.
본 발명은 조명 장치에 포함된 조명용 부하들의 부하량 변화 시점에 출력 전압을 생성하기 위한 구동 신호의 온 시간을 미리 설정된 값으로 빠르게 보상하여 부하량 변화에 대응하여 출력 전압을 빠른 시간에 안정화하고 안정적으로 유지함을 다른 목적으로 한다.The present invention quickly compensates the on time of a drive signal for generating an output voltage at a point of load change of lighting loads included in a lighting device to a predetermined value, thereby stabilizing and stably output voltage in response to a load change. For other purposes.
본 발명은 조명 장치의 조명용 부하들에 제공할 출력 전압을 생성하기 위한 전력 변환 과정에 발생하는 EMI를 저감시킴을 또다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to reduce EMI generated in the power conversion process for generating an output voltage to be provided to the lighting loads of the lighting device.
본 발명은 조명 장치에서 컨버터의 전력 변환을 위하여 제공되는 구동 신호가 분산 스펙트럼이 적용된 분산된 주파수를 갖도록 제어함으로써 컨버터의 스위칭 시점을 분산 시키고 컨버터의 스위칭 시점에 전력 소모가 집중되는 문제점을 해소하며 EMI를 저감시킴을 또다른 목적으로 한다.The present invention is to control the drive signal provided for the power conversion of the converter in the lighting device to have a distributed frequency applied to the scattering spectrum to distribute the switching time of the converter and solve the problem that the power consumption is concentrated at the switching time of the converter and EMI Another aim is to reduce the
본 발명은 조명 장치에서 컨버터의 전력 변환을 위한 스위칭 주파수가 가변되는 것에 대응하여 슬로프 보상 전압을 제공할 수 있어서 출력 전압의 듀티 상태에 따라 발생할 수 있는 서브 하모니 발진을 제어함을 또다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a slope compensation voltage in response to a variable switching frequency for power conversion of a converter in a lighting device, thereby controlling sub-harmonic oscillations that may occur depending on the duty state of the output voltage. .
본 발명은 조명 장치에서 컨버터의 전력 변환을 위한 스위칭 주파수가 가변되는 경우, 구동 신호의 생성에 이용되는 PWM 신호를 제공하는 발진 회로의 스위칭 주파수 변화에 대응하는 전류 또는 전압의 변화에 연동하여 스위칭 주파수의 가변에 대응하는 슬로프 보상 전압을 제공함을 또다른 목적으로 한다.According to the present invention, when a switching frequency for power conversion of a converter in a lighting device is changed, the switching frequency is linked to a change in current or voltage corresponding to a change in switching frequency of an oscillating circuit that provides a PWM signal used to generate a drive signal. It is another object of the present invention to provide a slope compensation voltage corresponding to a variable of.
본 발명은 조명 장치에서 컨버터의 전력 변환을 위한 스위칭 주파수 가변에 능동적으로 대응하기 위한 구성이 별도의 단자나 부품들을 구성할 필요없이 칩으로 구성되는 구동 회로의 내부의 연동 구조에 의하여 간단히 구현할 수 있도록 함을 또다른 목적으로 한다.The present invention can be simply implemented by the interlocking structure of the internal drive circuit of the chip configuration without the need to configure a separate terminal or components to actively respond to the switching frequency change for the power conversion of the converter in the lighting device Is another purpose.
본 발명은 각 LED 채널들의 바이어스 전압들에 대응하는 피드백 전압들 중 최소 레벨의 피드백 전압이 미리 설정된 레벨 이하로 낮아지는 경우 기준 전압을 상승시키고, 상승된 기준 전압을 이용하여 컨버터에서 생성되는 출력 전압을 안정화시킴을 또다른 목적으로 한다.The present invention raises the reference voltage when the feedback voltage of the minimum level among the feedback voltages corresponding to the bias voltages of each LED channel is lower than the preset level, and uses the elevated reference voltage to generate an output voltage generated by the converter. It is another object to stabilize.
본 발명은 각 LED 채널들의 바이어스 전압들에 대응하는 피드백 전압들 중 최소 레벨의 피드백 전압에 따른 충방전에 의하여 기준 전압을 생성하고, 충방전되는 기준 전압을 이용하여 출력 전압을 레귤레이션함으로써 컨버터에서 생성되는 출력 전압을 안정화시킴을 또다른 목적으로 한다.The present invention generates a reference voltage by charging and discharging according to the feedback voltage of the minimum level among the feedback voltages corresponding to the bias voltages of the respective LED channels, and generates in the converter by regulating the output voltage using the reference voltage being charged and discharged. Another aim is to stabilize the output voltage.
본 발명은 각 LED 채널들의 바이어스 전압의 차에 의하여 출력 전압이 불안정해지는 것을 제어함으로서 불안정한 출력 전압에 의하여 컨버터에서 발생할 수 있는 가청 노이즈를 해소함을 또다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to eliminate audible noise that may occur in a converter by an unstable output voltage by controlling an output voltage unstable due to a difference in bias voltages of respective LED channels.
본 발명은 많은 수의 LED 채널에 대응하여 복수 개의 구동 회로가 구성되는 경우, 컨버터 등의 부품을 공유하여 부품의 수와 제조 단가를 절감함을 또다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to reduce the number of components and the manufacturing cost by sharing components such as a converter when a plurality of driving circuits are configured to correspond to a large number of LED channels.
본 발명은 많은 수의 LED 채널에 대응하여 복수 개의 구동 회로가 구성되는 경우, 하나의 컨버터를 이용하여 LED 채널들을 구동함을 또다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to drive LED channels using a single converter when a plurality of driving circuits are configured to correspond to a large number of LED channels.
본 발명은 많은 수의 LED 채널에 대응하여 복수 개의 구동 회로가 구성되는 경우, 각 구동 회로들에 해당하는 LED 채널들에 대한 가장 낮은 피드백 전압을 공유하며, 전체 LED 채널들에 대한 가장 낮은 피드백 전압을 검출하고, 전체 LED 채널들에 대한 가장 낮은 피드백 전압을 이용하여 LED 채널들에 제공되는 출력 전압을 제어함을 또다른 목적으로 한다.According to the present invention, when a plurality of driving circuits are configured to correspond to a large number of LED channels, the lowest feedback voltage for LED channels corresponding to the respective driving circuits is shared, and the lowest feedback voltage for all LED channels is provided. It is another object to detect and control the output voltage provided to the LED channels using the lowest feedback voltage for all the LED channels.
본 발명은 컨버터의 스위칭 주파수가 변화하여도 LED 램프의 디밍을 제어하기 위한 구동 신호의 효과적인 듀티를 확보함을 또다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to secure an effective duty of a drive signal for controlling dimming of an LED lamp even when the switching frequency of the converter changes.
본 발명은 컨버터의 스위칭 주파수 변화에 대응하여 최소 온 시간을 변경함으로써 컨버터의 스위칭 주파수의 변화와 무관하게 디밍 제어를 위한 구동 신호의 효과적인 듀티를 확보함을 또다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to secure an effective duty of a driving signal for dimming control regardless of the change in the switching frequency of the converter by changing the minimum on time corresponding to the change in the switching frequency of the converter.
본 발명은 컨버터의 스위칭 주파수 변화에 대응하여 최소 오프 시간을 변경함으로써 컨버터의 스위칭 주파수의 변화와 무관하게 디밍 제어를 위한 구동 신호의 효과적인 듀티를 확보함을 또다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to secure an effective duty of a driving signal for dimming control regardless of a change in the switching frequency of the converter by changing the minimum off time in response to a change in the switching frequency of the converter.
본 발명은 컨버터의 파워 스위치 구동을 위한 구동 신호의 상승 및 하강 시간을 제어함으로써 EMI를 줄임을 또다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to reduce EMI by controlling the rise and fall times of a drive signal for driving a power switch of a converter.
본 발명은 제어 전류를 이용하여서 구동 신호의 상승 및 하강 시간을 조절하여 스위칭 시간을 정확히 제어함을 또다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to precisely control the switching time by adjusting the rise and fall times of the driving signal by using the control current.
본 발명의 컨버터에 구동 신호를 제공하는 조명 장치의 구동 회로는, 상기 컨버터의 턴온 구간 내에서, 상기 구동 신호의 생성에 이용되는 발진 신호의 주파수 변화를 따르는 최소 온 시간의 종료 시점을 표현하는 제어 펄스를 생성하는 종료 시점 생성부; 및 상기 컨버터의 턴온 구간 내에서, 상기 제어 펄스를 이용하여 상기 컨버터의 턴온 개시 시점부터 상기 종료 시점까지를 포함하는 상기 최소 온 시간을 정의하는 최소 온 시간 펄스를 제공하는 최소 온 시간 판단부;를 포함함을 특징으로 한다.The driving circuit of the lighting apparatus for providing a drive signal to the converter of the present invention is a control that expresses the end time of the minimum on-time following the frequency change of the oscillation signal used to generate the drive signal within the turn-on period of the converter. An end point generation unit generating a pulse; And a minimum on-time determining unit configured to provide a minimum on-time pulse that defines the minimum on-time including a turn-on start point of the converter to the end point of time using the control pulse within the turn-on period of the converter. It is characterized by including.
본 발명의 컨버터에 구동 신호를 제공하는 조명 장치의 구동 회로는, 상기 컨버터의 턴오프 구간 내에서, 상기 구동 신호의 생성에 이용되는 발진 신호의 주파수 변화를 따르는 최소 오프 시간의 시작 시점을 표현하는 제어 펄스를 생성하는 시작 시점 생성부; 및 상기 컨버터의 턴오프 구간 내에서, 상기 제어 펄스를 이용하여 상기 시작 시점부터 컨버터의 턴오프 종료 시점까지를 포함하는 상기 최소 오프 시간을 정의하는 최소 오프 시간 펄스를 제공하는 최소 오프 시간 판단부;를 포함함을 특징으로 한다.The driving circuit of the lighting apparatus for providing a drive signal to the converter of the present invention, which represents the start time of the minimum off time in accordance with the frequency change of the oscillation signal used to generate the drive signal within the turn-off period of the converter. A start point generation unit generating a control pulse; And a minimum off time determination unit configured to provide a minimum off time pulse that defines the minimum off time including the control point from the start time to the turn off end time of the converter in the turn off period of the converter. Characterized by including.
본 발명의 컨버터에 구동 신호를 제공하는 조명 장치의 구동 회로는, 상기 컨버터의 턴온 구간 내에서, 상기 구동 신호의 생성에 이용되는 발진 신호의 주파수 변화를 따르는 최소 온 시간의 종료 시점을 표현하는 제1 제어 펄스를 생성하는 종료 시점 생성부; 상기 컨버터의 턴온 구간 내에서, 상기 제1 제어 펄스를 이용하여 상기 컨버터의 턴온 개시 시점부터 상기 종료 시점까지를 포함하는 상기 최소 온 시간을 정의하는 최소 온 시간 펄스를 제공하는 최소 온 시간 판단부; 상기 컨버터의 턴오프 구간 내에서, 상기 구동 신호의 생성에 이용되는 상기 발진 신호의 주파수 변화를 따르는 최소 오프 시간의 시작 시점을 표현하는 제2 제어 펄스를 생성하는 시작 시점 생성부; 및 상기 컨버터의 턴오프 구간 내에서, 상기 제2 제어 펄스를 이용하여 상기 시작 시점부터 상기 컨버터의 턴오프 종료 시점까지를 포함하는 상기 최소 오프 시간을 정의하는 최소 오프 시간 펄스를 제공하는 최소 오프 시간 판단부;를 포함함을 특징으로 한다.The driving circuit of the lighting apparatus for providing a driving signal to the converter of the present invention comprises a first time representing an end point of the minimum on-time following a frequency change of the oscillation signal used to generate the driving signal within a turn-on period of the converter. An end point generation unit generating one control pulse; A minimum on-time determining unit configured to provide a minimum on-time pulse that defines the minimum on-time including a turn-on start point of the converter to the end point of the converter using the first control pulse within the turn-on period of the converter; A start point generation unit generating a second control pulse representing a start point of a minimum off time according to a frequency change of the oscillation signal used to generate the driving signal within a turn-off period of the converter; And a minimum off time for providing a minimum off time pulse that defines the minimum off time that includes the second control pulse within the turn off period of the converter, from the start time to the turn off end time of the converter. Determination unit; characterized in that it comprises a.
본 발명의 조명 장치의 구동 회로는, 제어 전류를 생성하는 제어 전류 생성 회로; 및 상기 제어 전류를 제공받고, PWM 신호에 대응하여 상기 제어 전류를 갖는 구동 신호를 생성하며, 상기 구동 신호를 이용하여 파워 스위치를 구동하는 게이트 구동부;를 포함한다.A drive circuit of the lighting apparatus of the present invention includes a control current generation circuit for generating a control current; And a gate driver configured to receive the control current, generate a drive signal having the control current in response to a PWM signal, and drive a power switch using the drive signal.
본 발명의 조명 장치는, 엘이디 모듈; 상기 엘이디 모듈에 제공되는 출력 전압을 레귤레이션하는 컨버터; 및 PWM 신호에 대응하여 제어 전류를 갖는 구동 신호를 생성하며, 상기 구동 신호를 통해서 상기 컨버터를 제어하는 구동 회로;를 포함한다.Lighting device of the present invention, the LED module; A converter for regulating an output voltage provided to the LED module; And a driving circuit generating a driving signal having a control current corresponding to the PWM signal, and controlling the converter through the driving signal.
본 발명의 조명 장치의 구동 회로는, 전류를 생성하는 전류 생성부; 상기 전류 생성부에 대하여 전류미러 구조를 가지고, 상기 전류를 이용하여 제1 제어 전류 및 제2 제어 전류를 생성하며, 상기 제1 제어 전류 및 상기 제2 제어 전류를 제공하는 전류 조절부; 및 상기 제1 제어 전류 및 상기 제2 제어 전류를 제공받고, PWM 신호에 대응하여 풀업 및 풀다운 동작하며, 상기 풀업 및 풀다운 동작에 대응하여 제1 전류 패스 및 제2 전류 패스를 형성하여 상기 제1 제어 전류 및 상기 제2 제어 전류를 파워 스위치에 제공하는 게이트 구동부;를 포함한다.The driving circuit of the lighting apparatus of the present invention, the current generating unit for generating a current; A current adjusting unit having a current mirror structure with respect to the current generating unit, generating a first control current and a second control current using the current, and providing the first control current and the second control current; And receiving the first control current and the second control current, operating a pull up and pull down in response to a PWM signal, and forming a first current path and a second current path in response to the pull up and pull down operations. And a gate driver configured to provide a control current and the second control current to the power switch.
본 발명은 LED를 이용하는 조명용 부하들에 출력 전압을 제공하고, 부하들의 부하량 변화에 대응한 보상을 빠르게 수행하여 출력 전압을 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of providing an output voltage to the lighting loads using the LED, and can quickly maintain the output voltage by performing a compensation corresponding to the load change of the loads.
또한, 본 발명은 구동 신호를 이용한 전력변환에 의하여 조명용 부하들에 출력 전압을 제공하고, 구동 신호의 온 시간을 부하들의 부하량 변화에 대응하여 미리 설정된 값으로 빠르게 보상하여 출력 전압을 빠른 시간에 안정화하고 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention provides an output voltage to the lighting loads by the power conversion using a drive signal, and stabilizes the output voltage in a short time by quickly compensating the on time of the drive signal to a predetermined value in response to the load change of the load It is effective to keep it stable.
본 발명에 의하면 분산된 주파수를 갖는 구동 신호를 이용하여 출력 전압을 제공하기 위한 전력 변환을 수행할 수 있으며, 구동 신호의 분산된 주파수에 의하여 전력 변환을 위한 컨버터의 스위칭 시점이 분산되고 전력 소모의 집중이 완화될 수 있으며 EMI가 저감될 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, power conversion for providing an output voltage may be performed using a drive signal having a distributed frequency, and the switching time of the converter for power conversion is distributed by the distributed frequency of the drive signal, Concentration can be reduced and EMI can be reduced.
본 발명에 의하면, 조명 장치의 컨버터에서 출력되는 전압의 상태에 따라 발생할 수 있는 서브 하모니 발진을 제어할 수 있으며, 컨버터의 전력 변환을 위한 스위칭 주파수가 가변되는 경우에도 능동적으로 변화되는 슬로프 보상 전압을 제공할 수 있어서 효과적으로 서브 하모니 발진이 제어될 수 있다.According to the present invention, it is possible to control the sub-harmonic oscillation that may occur according to the state of the voltage output from the converter of the lighting device, and to change the slope compensation voltage that is actively changed even when the switching frequency for power conversion of the converter is varied. The sub harmony oscillation can be controlled effectively.
본 발명에 의하면, 조명 장치의 컨버터의 전력 변환을 위한 스위칭 주파수 가변에 능동적으로 대응하기 위한 구동 회로의 구성이 내부 연동 구조에 의하여 간단히 구현될 수 있으므로, 부품의 수와 제조 단가가 절감될 수 있다.According to the present invention, since the configuration of the drive circuit for actively responding to the switching frequency change for power conversion of the converter of the lighting device can be simply implemented by the internal interlocking structure, the number of parts and the manufacturing cost can be reduced. .
본 발명에 의하면, 최소 레벨의 피드백 전압의 변화에 따라 기준 전압을 변화시킴으로써, 변화된 기준 전압을 이용하여 컨버터에서 생성되는 출력 전압을 안정화시킬 수 있고, 불안정한 출력 전압에 의한 가청 노이즈를 해소할 수 있다.According to the present invention, by changing the reference voltage according to the change of the minimum level of the feedback voltage, it is possible to stabilize the output voltage generated in the converter by using the changed reference voltage, and can eliminate audible noise caused by the unstable output voltage. .
본 발명에 의하면, 최소 레벨의 피드백 전압의 변화에 따르는 충방전에 의하여 기준 전압을 생성하고, 충방전에 의하여 생성된 기준 전압을 이용하여 출력 전압을 레귤레이션함으로써, 컨버터에서 생성되는 출력 전압을 안정화시킬 수 있고, 불안정한 출력 전압에 의한 가청 노이즈를 해소할 수 있다.According to the present invention, the output voltage generated in the converter is stabilized by generating a reference voltage by charging and discharging according to a change in the feedback voltage of the minimum level, and regulating the output voltage by using the reference voltage generated by charging and discharging. Can eliminate the audible noise caused by unstable output voltage.
본 발명에 의하면, 구동 회로들이 많은 수의 LED 채널에 대응하여 복수 개의 구동 회로가 구성될 수 있으며 컨버터 등의 부품이 공유될 수 있어서 부품의 수와 제조 단가를 절감할 수 있다.According to the present invention, a plurality of driving circuits may be configured to drive circuits corresponding to a large number of LED channels, and components such as a converter may be shared, thereby reducing the number of components and the manufacturing cost.
본 발명에 의하면, 많은 수의 LED 채널에 대응하여 하나의 컨버터를 이용하여 LED 채널들을 구동할 수 있어서 부품의 수와 제조 단가를 절감할 수 있다.According to the present invention, the LED channels can be driven using a single converter corresponding to a large number of LED channels, thereby reducing the number of components and the manufacturing cost.
본 발명에 의하면, 각 구동 회로들에 해당하는 LED 채널들에 대한 가장 낮은 피드백 전압을 공유하며, 전체 LED 채널들에 대한 가장 낮은 피드백 전압을 검출하고, 전체 LED 채널들에 대한 가장 낮은 피드백 전압을 이용하여 LED 채널들에 제공되는 출력 전압을 제어할 수 있다.According to the present invention, the lowest feedback voltage for LED channels corresponding to the respective driving circuits is shared, the lowest feedback voltage for all LED channels is detected, and the lowest feedback voltage for all LED channels is detected. Can be used to control the output voltage provided to the LED channels.
본 발명에 의하면 컨버터의 스위칭 주파수가 변화하여도 보정된 최소 온 시간 또는 보정된 최소 오프 시간이 적용될 수 있어서 LED 램프의 디밍을 제어하기 위한 효과적인 듀티가 확보될 수 있다.According to the present invention, even if the switching frequency of the converter changes, the corrected minimum on time or corrected minimum off time can be applied, thereby ensuring an effective duty for controlling the dimming of the LED lamp.
본 발명에 의하면 최소 온 시간이 컨버터의 스위칭 주파수 변화에 대응하여 보정됨으로써 컨버터의 스위칭 주파수가 변화하여도 효과적인 듀티를 확보하면서 컨버터를 스위칭할 수 있다.According to the present invention, the minimum on-time is corrected in response to a change in the switching frequency of the converter, so that the converter can be switched while ensuring an effective duty even when the switching frequency of the converter changes.
본 발명에 의하면 최소 오프 시간이 컨버터의 스위칭 주파수 변화에 대응하여 보정됨으로써 컨버터의 스위칭 주파수가 변화하여도 효과적인 듀티를 확보하면서 컨버터를 스위칭할 수 있다.According to the present invention, the minimum off time is corrected in response to a change in the switching frequency of the converter, so that the converter can be switched while ensuring an effective duty even if the switching frequency of the converter changes.
본 발명은 PWM 신호에 대응하여 일정한 제어 전류를 갖는 구동 신호를 생성하고, 구동 신호를 통해서 컨버터의 출력 전압을 레귤레이션하므로 파워 스위치의 반복적인 스위칭에 의해 발생할 수 있는 EMI(Electro Magnetic Interference)를 줄일 수 있다.The present invention generates a drive signal having a constant control current corresponding to the PWM signal, and regulates the output voltage of the converter through the drive signal, thereby reducing EMI (Electro Magnetic Interference) that may be caused by the repetitive switching of the power switch. have.
본 발명은 제어 전류를 통해서 구동 신호의 상승 및 하강 시간 조절이 가능하므로 게이트 구동부의 출력 임피던스 편차와 무관하게 파워 스위치의 스위칭 시간을 정확히 제어할 수 있다. 따라서 본 발명은 파워 스위치의 스위칭에 의해 발생하는 EMI 특성을 개선할 수 있다.The present invention can control the rise and fall time of the driving signal through the control current, thereby accurately controlling the switching time of the power switch regardless of the output impedance variation of the gate driver. Therefore, the present invention can improve the EMI characteristics caused by the switching of the power switch.
도 1은 본 발명의 조명 장치의 실시예들을 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining embodiments of the lighting device of the present invention.
도 2는 본 발명의 제1 실시예를 설명하기 위한 도 1에 대응하는 상세 회로도.FIG. 2 is a detailed circuit diagram corresponding to FIG. 1 for explaining the first embodiment of the present invention. FIG.
도 3은 일반적인 조명 장치의 동작을 설명하는 파형도.3 is a waveform diagram illustrating an operation of a general lighting device.
도 4는 도 2의 제1 실시예의 동작을 설명하는 파형도.4 is a waveform diagram illustrating the operation of the first embodiment of FIG. 2;
도 5는 구동 신호의 중심 주파수(Fc)가 가변되는 것을 예시한 파형도.5 is a waveform diagram illustrating that the center frequency Fc of a drive signal is varied.
도 6은 구동 신호의 주파수 변조된 파형의 대역폭을 예시한 파형도.6 is a waveform diagram illustrating the bandwidth of a frequency modulated waveform of a drive signal.
도 7은 본 발명의 제2 실시예를 설명하기 위한 회로도.7 is a circuit diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 실시예에 의하여 PWM 신호가 조절되는 것을 예시한 타이밍도.8 is a timing diagram illustrating that a PWM signal is adjusted according to the embodiment of FIG. 7.
도 9는 주파수 디더링된 구동 신호를 예시한 파형도.9 is a waveform diagram illustrating a frequency dithered drive signal.
도 10은 본 발명의 제3 실시예를 설명하기 위한 회로도.10 is a circuit diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
도 11은 제 3 실시예에 의한 슬로프 보상 전압을 예시한 그래프.11 is a graph illustrating the slope compensation voltage according to the third embodiment.
도 12는 본 발명의 제4 실시예를 설명하기 위한 회로도.12 is a circuit diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.
도 13은 도 12의 기준 전압 생성 회로를 예시한 회로도.FIG. 13 is a circuit diagram illustrating the reference voltage generation circuit of FIG. 12. FIG.
도 14는 도 13의 기준 전압 생성 회로의 전압들에 대한 파형도.14 is a waveform diagram of voltages of the reference voltage generation circuit of FIG.
도 15는 본 발명의 제5 실시예를 설명하기 위한 블록도.15 is a block diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention.
도 16은 도 15의 마스터 구동 회로와 슬레이브 구동 회로의 리니어 레귤레이터들과 검출 전압 생성 회로를 예시한 회로도.FIG. 16 is a circuit diagram illustrating linear regulators and a detection voltage generation circuit of the master driving circuit and the slave driving circuit of FIG. 15. FIG.
도 17은 본 발명의 제6 실시예를 설명하기 위한 회로도.Fig. 17 is a circuit diagram for explaining the sixth embodiment of the present invention.
도 18은 도 17의 실시예의 동작을 설명하기 위한 파형도.18 is a waveform diagram illustrating the operation of the embodiment of FIG. 17;
도 19는 도 17의 실시예에 의한 최소 온 시간 대 주파수 변화를 예시한 그래프.19 is a graph illustrating a minimum on time versus frequency change according to the embodiment of FIG. 17.
도 20은 본 발명의 제7 실시예를 설명하기 위한 회로도.20 is a circuit diagram for explaining the seventh embodiment of the present invention.
도 21은 도 20의 실시예의 동작을 설명하기 위한 파형도.21 is a waveform diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG. 20;
도 22는 도 20의 실시예에 의한 최소 오프 시간 대 주파수 변화를 예시한 그래프.22 is a graph illustrating a minimum off time versus frequency change according to the embodiment of FIG. 20.
도 23은 도 1의 구동 회로의 실시예를 설명하기 회로도.FIG. 23 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the drive circuit of FIG. 1.
도 24는 도 23의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.24 is a timing diagram for explaining the operation of FIG. 23.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The terms used in the present specification and claims are not to be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, but should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical matters of the present invention.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.The embodiments described in the specification and the configuration shown in the drawings are preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents and modifications that can replace them at the time of the present application are There may be.
도 1은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참고하면, 조명 장치는 컨버터(10)와 구동 회로(20)를 포함한다. 그리고, 조명 장치는 차량 제어부(30), 경로부(40) 및 LED 램프(50)를 포함할 수 있다. 상기한 구성에서 구동 회로(20)는 원-칩(One Chip)으로 구현될 수 있다.1 is a view for explaining embodiments of the present invention. Referring to FIG. 1, the lighting device includes a converter 10 and a driving circuit 20. The lighting device may include a vehicle controller 30, a path unit 40, and an LED lamp 50. In the above configuration, the driving circuit 20 may be implemented as a one chip.
LED 램프(50)는 차량용으로 구성될 수 있으며, 구체적인 일례로 차량의 양측 후방에 설치되는 리어 콤비네이션 램프가 적용될 수 있다. 상기한 LED 램프(50)는 부하로 사용되는 광원의 일 예이며, 다양한 광 소자를 이용한 광원이 부하로 사용될 수 있다. The LED lamp 50 may be configured for a vehicle, and as a specific example, rear combination lamps installed at both rear sides of the vehicle may be applied. The LED lamp 50 is an example of a light source used as a load, and a light source using various optical elements may be used as a load.
LED 램프(50)는 복수 개의 LED 채널(CH1~CH8)을 포함하며, 각 LED 채널(CH1~CH8)은 하나 이상의 LED를 포함하고, 복수 개의 LED 채널(CH1~CH8)은 병렬로 구성될 수 있다. The LED lamp 50 may include a plurality of LED channels CH1 to CH8, each LED channel CH1 to CH8 may include one or more LEDs, and the plurality of LED channels CH1 to CH8 may be configured in parallel. have.
도 1은 하나의 구동 회로(20)가 LED 램프(50)에 포함된 복수 개의 LED 채널(CH1~CH8)을 구동하는 것을 예시하고 있다. LED 램프(50)가 리어 콤비네이션 램프인 경우 차종에 따라 차체에만 LED 채널들이 구성되는 타입과 차체와 트렁크의 도어에 LED 채널들이 분산되어 구성되는 타입 등으로 구분될 수 있다. 도 1의 LED 램프(50)는 특정한 타입에 한정되지 않고 다양한 타입으로 구성되는 LED 채널들을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 각 LED 채널(CH1~CH8)의 전류는 "ICH1~ICH8"로 표시한다.FIG. 1 illustrates that one driving circuit 20 drives a plurality of LED channels CH1 to CH8 included in the LED lamp 50. When the LED lamp 50 is a rear combination lamp, the LED lamp 50 may be classified into a type in which the LED channels are configured only in the vehicle body and a type in which the LED channels are distributed in the doors of the vehicle body and the trunk. The LED lamp 50 of FIG. 1 may be defined as including LED channels configured in various types without being limited to a specific type. The current of each LED channel CH1 to CH8 is represented by " ICH1 to ICH8. &Quot;
차량 제어부(30)는 MCU(Micro Controller Unit)(32)를 포함하는 것으로 구성될 수 있으며, MCU(32)는 차량 구동에 필요한 다양한 제어 신호를 제공하는 메인 MCU 또는 메인 MCU와 연동하며 차량 구동에 필요한 일부 기능을 수행하기 위하여 보조적으로 제어 신호를 제공하는 보조 MCU로 이해될 수 있다. The vehicle controller 30 may be configured to include a micro controller unit (MCU) 32, the MCU 32 is interlocked with the main MCU or the main MCU to provide a variety of control signals for driving the vehicle and to drive the vehicle. It can be understood as an auxiliary MCU that provides a control signal auxiliary to perform some necessary functions.
도 1의 차량 제어부(30)는 MCU(32)의 방향지시신호(T/S)에 대응하여 밧데리 전압(VB)이 컨버터(10)에 전달되도록 제어하고, 급제동신호(ESS)에 대응하여 밧데리 전압(VB)이 컨버터(10)와 구동 회로 (20)에 전달되도록 제어한다. 여기에서 밧데리 전압(VB)은 정전압원을 예시한 것이며, 다양한 정전압원으로 대체될 수 있다. 이때, 급제동신호(ESS)에 대응하여 구동 회로(20)에 전달되는 밧데리 전압(VB)는 딤신호(DIM)라 정의할 수 있다. 방향지시신호(T/S)와 급제동신호(ESS)는 MCU(32)에서 제공되는 제어 신호를 예시한 것이다. 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않고 제작자의 필요에 따라 LED 램프(50)를 구동하기 위한 다양한 제어 신호에 대응하는 전압을 컨버터(10)와 구동 회로(20) 중 적어도 하나에 제공하도록 구성될 수 있다.The vehicle controller 30 of FIG. 1 controls the battery voltage VB to be transmitted to the converter 10 in response to the direction indication signal T / S of the MCU 32, and in response to the rapid braking signal ESS. The voltage VB is controlled to be transmitted to the converter 10 and the driving circuit 20. Here, the battery voltage VB exemplifies a constant voltage source and may be replaced with various constant voltage sources. In this case, the battery voltage VB transmitted to the driving circuit 20 in response to the rapid braking signal ESS may be defined as a dim signal DIM. The direction indication signal T / S and the sudden braking signal ESS are examples of a control signal provided from the MCU 32. However, the present invention is not limited thereto and may be configured to provide a voltage corresponding to various control signals for driving the LED lamp 50 to at least one of the converter 10 and the driving circuit 20 according to the needs of the manufacturer. .
차량 제어부(30)와 컨버터(10) 및 구동 회로(20) 사이에는 경로부(40)가 구성될 수 있다. 경로부(40)는 밧데리 전압(VB)이 컨버터(10)와 구동 회로(20)에 제공되는 경로들을 포함하며, 각 경로들은 예시적으로 다이오드들로 표현된다. The path part 40 may be configured between the vehicle control part 30, the converter 10, and the driving circuit 20. The path unit 40 includes paths through which the battery voltage VB is provided to the converter 10 and the driving circuit 20, and each path is exemplarily represented by diodes.
보다 구체적으로, 경로부(40)는 밧데리 전압(VB)이 컨버터(10)에 전달되는 경로들(D1, D2)과 딤신호(DIM)가 구동 회로(20)에 전달되는 경로(D3)를 포함한다. 방향지시신호(T/S)가 활성화되면 경로(D1)를 통해 밧데리 전압(VB)이 컨버터(10)에 전달된다. 그리고 급제동신호(ESS)가 활성화되면, 밧데리 전압(VB)이 경로(D2)를 통해 컨버터(10)에 전달되고, 밧데리 전압(VB)은 경로(D3)를 통해 딤신호(DIM)로서 구동 회로(20)에 전달된다. 급제동신호(ESS)의 활성화에 대응하여, 활성화된 딤신호(DIM)가 구동 회로(20)에 입력된다. 일례로, 경로(D3)에는 밧데리 전압(VB)에 대응하여 로직 레벨을 갖는 딤신호(DIM)로 출력하는 회로가 포함될 수 있다. 상기한 경로부(40)에서 컨버터(10)로 전달되는 밧데리 전압(VB)은 입력 전압(VIN)으로 정의할 수 있다.More specifically, the path unit 40 may include paths D1 and D2 through which the battery voltage VB is transmitted to the converter 10 and paths D3 through which the dim signal DIM is transmitted to the driving circuit 20. Include. When the direction indication signal T / S is activated, the battery voltage VB is transmitted to the converter 10 through the path D1. When the rapid braking signal ESS is activated, the battery voltage VB is transmitted to the converter 10 through the path D2, and the battery voltage VB is the driving circuit as the dim signal DIM through the path D3. 20 is passed. In response to the activation of the rapid braking signal ESS, the activated dim signal DIM is input to the driving circuit 20. For example, the path D3 may include a circuit for outputting a dim signal DIM having a logic level corresponding to the battery voltage VB. The battery voltage VB transferred from the path part 40 to the converter 10 may be defined as an input voltage VIN.
컨버터(10)는 입력 전압(VIN)을 이용하여 출력전압(VOUT) 및 내부전압(VDIN)을 생성하고, 출력전압(VOUT)을 LED 램프(50)에 공급하며 내부전압(VDIN)을 구동 회로(20)에 공급한다. 일례로, 컨버터(10)는 벅 컨버터나 플라이백 컨버터 등 다양한 전력 변환 회로가 이용될 수 있다.The converter 10 generates the output voltage VOUT and the internal voltage VDIN using the input voltage VIN, supplies the output voltage VOUT to the LED lamp 50, and drives the internal voltage VDIN into a driving circuit. It supplies to (20). For example, the converter 10 may use various power conversion circuits such as a buck converter or a flyback converter.
구동 회로(20)는 컨버터(10)와 LED 램프(50)에 대한 센싱과 제어를 수행하도록 구성된다.The driving circuit 20 is configured to perform sensing and control of the converter 10 and the LED lamp 50.
구동 회로(20)는 내부 전압(VDIN)와 센싱 신호(SEN)를 컨버터(10)로부터 수신할 수 있고 구동 신호(GATE)를 컨버터(10)에 제공할 수 있다. 여기에서, 내부 전압(VDIN)은 제어부(20)의 동작을 위한 전압이고, 센싱 신호(SEN)는 입력 전압(VIN)의 레벨을 판단하거나 컨버터(10)의 동작 상태나 출력 전압(VOUT) 상태를 직접 또는 간접적으로 센싱하기 위한 전압이며, 구동 신호(GATE)는 컨버터(10)의 전력 변환을 위한 스위칭 동작에 이용하기 위한 신호이며 펄스폭변조(PWM : Pulse Width Modulation) 신호로 제공될 수 있다.The driving circuit 20 may receive the internal voltage VDIN and the sensing signal SEN from the converter 10 and provide the driving signal GATE to the converter 10. Herein, the internal voltage VDIN is a voltage for the operation of the controller 20, and the sensing signal SEN determines the level of the input voltage VIN, or the operating state or the output voltage VOUT state of the converter 10. Is a voltage for directly or indirectly sensing the driving signal, and the driving signal GATE is a signal used for a switching operation for power conversion of the converter 10 and may be provided as a pulse width modulation (PWM) signal. .
또한, 구동 회로(20)는 LED 램프(50)의 LED 채널들(CH1~CH8)의 피드백 전압들(FB1~FB8), LED 채널(CH1~CH8)들의 리니어 레귤레이션을 위한 레귤레이션 저항들(R1~R8)에 인가되는 레귤레이션 전압들(RCH1~RCH8), 및 LED 램프(50)의 전체 LED 채널들(CH1~CH8)의 디밍을 제어하기 위한 빈 저항(RBIN)에 인가되는 빈 전압(BIN)을 수신할 수 있다.In addition, the driving circuit 20 may include regulation resistors R1 to linear regulation of the feedback voltages FB1 to FB8 of the LED channels CH1 to CH8 and the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp 50. The bin voltage BIN applied to the regulation voltages RCH1 to RCH8 applied to R8 and the bin resistor RBIN for controlling the dimming of all the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp 50 is determined. Can be received.
여기에서, 빈 저항(RBIN)은 부하들인 LED 채널들(CH1~CH8)의 전체에 작용하는 부하 전류 제어 저항으로 정의할 수 있고, 빈 저항(RBIN)에 인가되는 빈 전압(BIN)은 부하량 변화 시점을 판단하는데 이용될 수 있으며 부하 전류 제어 전압으로 정의할 수 있다.Here, the bin resistor RBIN may be defined as a load current control resistor acting on all of the LED channels CH1 to CH8 serving as loads, and the bin voltage BIN applied to the bin resistor RBIN is a load amount change. It can be used to determine the timing and can be defined as the load current control voltage.
보다 구체적으로, 각 LED 채널(CH1~CH8)은 부하량 분산을 위하여 서로 다른 시점에 발광하도록 구성될 수 있으며, 각 LED 채널(CH1~CH8)이 발광하는 시점에 빈 저항(RBIN)의 빈 전압(BIN)이 변화될 수 있다. 예시적으로, LED 채널이 모두 소광된 상태보다 하나의 LED 채널이 발광된 상태의 빈 전압(BIN)이 높고, 하나의 LED 채널이 발광된 상태보다 두 개의 LED 채널이 발광된 상태의 빈 전압(BIN)이 높다. 빈 전압(BIN)이 변화되는 시점은 상술한 바와 같이 부하량 변화 시점으로 판단될 수 있다. More specifically, each of the LED channels CH1 to CH8 may be configured to emit light at different times for load distribution, and the empty voltage RB of the empty resistor RBIN at the time at which each of the LED channels CH1 to CH8 emits light. BIN) can be changed. For example, the bin voltage (BIN) of one LED channel emitting light is higher than that of all LED channels being extinguished, and the bin voltage of two LED channels emitting light than one LED channel emitting light ( BIN) is high. The time point at which the empty voltage BIN changes may be determined as the time point at which the load amount changes.
결과적으로, 구동 회로(20)는 빈 전압(BIN)을 이용하여 부하량 변화 시점을 판단하고, 부하량 변화 시점 이후의 부하량에 대응하는 제어 전압(VN)을 생성할 수 있다. 제어 전압(VN)은 미리 설정된 값에 대응하여 생성될 수 있으며 구체적인 설명은 제어 전압 제공 회로(230)를 참조하여 후술한다.As a result, the driving circuit 20 may determine the load change time point using the empty voltage BIN and generate a control voltage V N corresponding to the load amount after the load change time point. The control voltage V N may be generated corresponding to a preset value, and a detailed description thereof will be described later with reference to the control voltage providing circuit 230.
상술한 도 1의 구성에 의하여, 컨버터(10)는 구동 신호(GATE)를 이용하여 부하들인 LED 채널들(CH1~CH8)에 출력 전압(VOUT)을 제공한다. 1, the converter 10 provides the output voltage VOUT to the LED channels CH1 to CH8 serving as loads by using the driving signal GATE.
이하, 본 발명의 실시예로 구성되는 컨버터(10)와 구동 회로(20)의 상세한 구성에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration of the converter 10 and the driving circuit 20 constituted by the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
컨버터(10)는 스위칭 소자(Qb)를 포함하며, 입력 전압(VIN)은 저항(Rb)을 통하여 스위칭 소자(Qb)에 전달하고, 저항(Rb)의 양단 전압은 증폭기(110)에 의하여 센싱되어서 센싱 신호(SEN)로 출력된다. 스위칭 소자(Qb)는 NMOS 트랜지스터로 구성될 수 있으며, FET가 이용될 수 있다. 그리고, 인덕터(Lb)와 캐패시터(Cb)가 스위칭 소자(Qb)에 직렬로 연결되며, 스위칭 소자(Qb)와 인덕터(L) 사이에 다이오드(Db)가 병렬로 연결되고, 다이오드(Db)는 스위칭 소자(Qb)로부터 제공되는 전류 흐름에 대한 역방향으로 전류가 흐르도록 구성된다.The converter 10 includes a switching element Qb, the input voltage VIN is transmitted to the switching element Qb through the resistor Rb, and the voltage across the resistor Rb is sensed by the amplifier 110. The signal is output as the sensing signal SEN. The switching element Qb may be composed of an NMOS transistor, and a FET may be used. In addition, the inductor Lb and the capacitor Cb are connected in series with the switching element Qb, the diode Db is connected in parallel between the switching element Qb and the inductor L, and the diode Db is The current is configured to flow in the reverse direction to the current flow provided from the switching element Qb.
컨버터(10)는 스위칭 소자(Qb)의 주기적인 턴온과 턴오프에 의하여 전력 변환을 수행하며, 스위칭 소자(Qb)의 턴온과 턴오프는 구동 신호(GATE)에 의하여 결정될 수 있다.The converter 10 performs power conversion by periodically turning on and off the switching element Qb, and the turning on and off of the switching element Qb may be determined by the driving signal GATE.
스위칭 소자(Qb)가 턴온되는 경우, 스위칭 소자(Qb), 인덕터(Lb), 및 캐패시터(Cb)를 포함하는 전류 루프가 형성되며, 인덕터(Lb)로 전류가 흘러서 에너지가 축적되고, 전류는 캐패시터(Cb)를 통해 증가하면서 흐른다. 이때 부하인 LED 채널(CH1~CH8)은 캐패시터(Cb)와 병렬로 연결되며 캐패시터(Cb)와 같이 증가하는 전류를 공급받는다.When the switching element Qb is turned on, a current loop including the switching element Qb, the inductor Lb, and the capacitor Cb is formed, a current flows through the inductor Lb, and energy is accumulated. Flowing increases through the capacitor (Cb). At this time, the LED channels CH1 to CH8 serving as loads are connected in parallel with the capacitor Cb and are supplied with an increasing current, such as the capacitor Cb.
그리고, 스위칭 소자(Qb)가 턴오프되는 경우, 다이오드(Db), 인덕터(Lb), 및 캐패시터(Cb)를 포함하는 전류 루프가 형성되며, 인덕터(Lb)에 축적된 에너지인 인덕터 전류가 캐패시터(Cb)로 공급된다. 이때, 인덕터 전류는 스위칭 소자(Qb)의 턴오프 시점 이후 점차 감소하며, 캐패시터(Cb)와 병렬로 연결되는 LED 채널(CH1~CH8)도 점차 감소하는 전류를 공급받는다. When the switching element Qb is turned off, a current loop including a diode Db, an inductor Lb, and a capacitor Cb is formed, and an inductor current which is energy accumulated in the inductor Lb is a capacitor. It is supplied to (Cb). In this case, the inductor current gradually decreases after the turn-off time of the switching element Qb, and the LED channels CH1 to CH8 connected in parallel with the capacitor Cb also receive a gradually decreasing current.
상기한 컨버터(10)에서, 캐패시터(Cb)에 축적되어 출력되는 전압은 출력 전압(VOUT)이며 LED 채널(LED1~LED8)에 인가되는 전압과 동일하다. In the converter 10, the voltage accumulated and output in the capacitor Cb is the output voltage VOUT and is equal to the voltage applied to the LED channels LED1 to LED8.
한편, 구동 회로(20)는 LED 채널들(CH1~CH8)의 부하량 변화 시점 별로 변화된 부하량에 대응하는 제어 전압(VN)을 제공하고, 제어 전압(VN)을 이용하여 조절 전압(VNC)을 생성하고, 조절 전압(VNC)에 대응하는 온 시간(On Time)을 가짐으로써 부하량 변화에 대하여 보상된 구동 신호(GATE)를 컨버터(10)에 제공한다. 또한, 구동 회로(20)는 LED 채널들(CH1~CH8)의 피드백 전압들(FB1~FB8) 중 최소 전압에 대응하는 검출 전압(VD)을 생성하고, 검출 전압(VD)에 대응하는 보상 전압(Vc)을 생성할 수 있다. 그리고, 구동 회로(20)는 제어 전압(VN)에 보상 전압(Vc)을 합하여 조절 전압(VN)을 생성할 수 있다.Meanwhile, the driving circuit 20 provides a control voltage V N corresponding to the load amount changed for each load amount change time point of the LED channels CH1 to CH8, and adjusts the voltage V NC using the control voltage V N. ) And provide a drive signal (GATE) compensated for the load change by having an On Time corresponding to the regulated voltage (V NC ) to the converter 10. Further, the driving circuit 20 for generating a detection voltage (V D) corresponding to the minimum voltage of the LED channels of the feedback voltage (CH1 ~ CH8) (FB1 ~ FB8), and the detection voltage (V D) The compensation voltage Vc may be generated. Then, the driving circuit 20 is combined with the compensation voltage (Vc) to a control voltage (V N) may generate a control voltage (V N).
상기한 바에서 피드백 전압들(FB1~FB8)은 리니어 레귤레이터들(201~208)에 인가되는 전압들이다. 구동 회로(20)는 리니어 레귤레이터들(201~208)을 포함하며, LED 채널들(CH1~CH8)이 조명을 정상적으로 유지하기 위한 최소한의 전압 이상을 출력 전압(VOUT)이 유지하는지 모니터링하기 위하여 피드백 전압들(FB1~FB8)을 수신하며, 수신된 피드백 전압들(FB1~FB8)은 구동 회로(20) 내부의 검출 전압 생성 회로(220)에 제공된다. As described above, the feedback voltages FB1 to FB8 are voltages applied to the linear regulators 201 to 208. The drive circuit 20 includes linear regulators 201-208 and feeds back to monitor whether the output voltage VOUT maintains a minimum voltage above which the LED channels CH1-CH8 maintain illumination normally. The voltages FB1 to FB8 are received, and the received feedback voltages FB1 to FB8 are provided to the detection voltage generation circuit 220 inside the driving circuit 20.
리니어 레귤레이터들(201~208)은 레귤레이션 저항들(R1~R8)과 LED 채널들(CH1~CH8) 사이에 각각 구성된다. 리니어 레귤레이터(201)는 비교기(211)와 NMOS 트랜지스터(M1)를 포함한다. 비교기(211)는 레귤레이션 저항(R1)에 인가되는 레귤레이션 전압(RCH1)을 미리 설정된 기준 전압(VREF1)과 비교하며, NMOS 트랜지스터(M1)는 비교기(211)에서 출력되는 전압에 대응하여 LED 채널(LED1)과 레귤레이션 저항(R1) 사이에 흐르는 전류를 제어한다. 리니어 레귤레이터들(202~208)도 리니어 레귤레이터(201)와 동일하게 비교기들(212~218)과 NMOS 트랜지스터들(M2~M8)을 각각 포함한다.The linear regulators 201 to 208 are configured between the regulation resistors R1 to R8 and the LED channels CH1 to CH8, respectively. The linear regulator 201 includes a comparator 211 and an NMOS transistor M1. The comparator 211 compares the regulation voltage RCH1 applied to the regulation resistor R1 with a preset reference voltage VREF1, and the NMOS transistor M1 corresponds to an LED channel (eg, a voltage output from the comparator 211). Controls the current flowing between LED1) and regulation resistor (R1). The linear regulators 202 to 208 also include comparators 212 to 218 and NMOS transistors M2 to M8, similarly to the linear regulator 201.
상기한 리니어 레귤레이터들(201~208)은 레귤레이션 전압들(RCH1~RCH8)과 기준 전압(VREF1)을 각각 비교한 결과에 대응하여 LED 채널들(CH1~CH8)에 흐르는 전류를 제어하는 리니어 레귤레이션 동작을 수행한다. 리니어 레귤레이션 동작에 의하여 LED 채널들(CH1~CH8)의 전류량은 기준 전압(VREF1)에 의하여 제한될 수 있다.The linear regulators 201 to 208 control a current flowing through the LED channels CH1 to CH8 in response to a result of comparing the regulation voltages RCH1 to RCH8 and the reference voltage VREF1, respectively. Do this. By the linear regulation operation, the amount of current in the LED channels CH1 to CH8 may be limited by the reference voltage VREF1.
도 1 또는 도 2에서 LED 채널들(CH1~CH8), 리니어 레귤레이터들(201~208), 비교기들(211~218), NMOS 트랜지스터들(M1~M8), 레귤레이션 저항들(R1~R8), 레귤레이션 전압들(RCH1~RCH8), 피드백 전압들(FB1~FB8) 중 일부는 간략한 표현을 위하여 도시를 생략한다.1 or 2, LED channels CH1 to CH8, linear regulators 201 to 208, comparators 211 to 218, NMOS transistors M1 to M8, regulation resistors R1 to R8, Some of the regulation voltages RCH1 to RCH8 and the feedback voltages FB1 to FB8 are not shown for simplicity.
구동 회로(20)는 상기한 리니어 레귤레이터들(201~208) 뿐만 아니라 검출 전압 생성 회로(220), 제어 전압 제공 회로(230), 부하량 변화 검출 회로(232) 및 구동 신호 제공 회로를 더 포함한다. The driving circuit 20 further includes a detection voltage generating circuit 220, a control voltage providing circuit 230, a load change detection circuit 232, and a driving signal providing circuit as well as the linear regulators 201 to 208 described above. .
검출 전압 생성 회로(220)는 피드백 전압들(FB1~FB8) 중 최소값을 갖는 피드백 전압을 검출하며, 최소값을 갖는 피드백 전압을 검출 전압(VD)으로 제공한다.The detection voltage generation circuit 220 detects a feedback voltage having a minimum value among the feedback voltages FB1 to FB8, and provides a feedback voltage having a minimum value as the detection voltage V D.
부하량 변화 검출 회로(232)는 빈 전압(BIN)을 이용하여 부하량 변화 시점을 검출한다. 부하량 변화 검출 회로(232)는 부하량 변화 시점을 검출할 뿐만 아니라 빈 전압(BIN)이 변화하는 부하량 변화 시점 이후 부하량에 대응하는 디지털 값(N)을 제어 전압 제공 회로(230)에 제공할 수 있다. The load amount change detection circuit 232 detects a load amount change time point using the empty voltage BIN. The load change detection circuit 232 may not only detect a load change time point, but also provide the control voltage providing circuit 230 with a digital value N corresponding to the load after the load change time when the empty voltage BIN changes. .
빈 전압(BIN)은 발광하는 LED 채널들(CH1~CH8)의 수가 변경되는 부하량 변화 시점에 레벨이 변화될 수 있다. 일예로, 부하량 변화 검출 회로(232)는 LED 채널들(CH1~CH8)이 모두 소광된 경우 바이너리 코드 ?0000"를 출력할 수 있고, 발광하는 LED 채널들(CH1~CH8)의 수가 증가하는 시점에 바이너리 코드로 표현되는 디지털 값(N)을 1비트씩 증가시켜서 출력할 수 있으며, 발광하는 LED 채널들(CH1~CH8)의 수가 감소하는 시점에 디지털 값(N)을 1비트씩 감소시켜서 출력할 수 있다. The empty voltage BIN may change in level at a load change point at which the number of LED channels CH1 to CH8 emitting light is changed. For example, the load change detection circuit 232 may output a binary code? 0000 "when all the LED channels CH1 to CH8 are extinguished, and a point in time at which the number of the LED channels CH1 to CH8 emits light increases. The digital value N represented by the binary code can be increased by 1 bit, and the digital value N is decreased by 1 bit when the number of LED channels CH1 to CH8 to emit light decreases. can do.
즉, 발광하는 LED 채널들(CH1~CH8)의 수가 증가하는 경우, 디지털 값(N)은 (0000)2, (0001)2, (0010)2, (0011)2, (0100)2, (0101)2, (0110)2, (0111)2, (1000)2로 순차적으로 증가하여 출력될 수 있다. 이와 반대로, 발광하는 LED 채널들(CH1~CH8)의 수가 감소하는 경우, 디지털 값(N)은 (1000)2, (0111)2, (0110)2, (0101)2, (0100)2, (0011)2, (0010)2, (0001)2, (0000)2로 순차적으로 감소하여 출력될 수 있다.That is, when the number of LED channels CH1 to CH8 that emit light is increased, the digital value N is (0000) 2 , (0001) 2 , (0010) 2 , (0011) 2 , (0100) 2 , ( 0101) 2 , (0110) 2 , (0111) 2 , (1000) 2 may be sequentially increased and output. On the contrary, when the number of LED channels CH1 to CH8 that emit light decreases, the digital value N is equal to (1000) 2 , (0111) 2 , (0110) 2 , (0101) 2 , (0100) 2 , (0011) 2 , (0010) 2 , (0001) 2 , (0000) 2 may be sequentially reduced to the output.
일례로, LED 채널들(CH1~CH8)이 모두 소광된 상태에서 하나가 발광되는 상태로 변화되는 경우, 부하량 변화 검출 회로(232)는 빈 전압(BIN)의 변화에 의하여 부하량 변화 시점을 감지한다. LED 채널들(CH1~CH8)이 모두 소광된 상태에 대응하는 디지털값(N)이 (0000)2이고, LED 채널들(CH1~CH8) 중 하나가 발광하는 상태에 대응하는 디지털값(N)이 (0001)2인 경우, 부하량 변화 검출 회로(232)는 디지털값(N)을 (0000)2에서 (0001)2로 변경하여 출력한다.For example, when the LED channels CH1 to CH8 are all extinguished and one is changed to a light emitting state, the load change detection circuit 232 detects a load change time point by a change in the empty voltage BIN. . The digital value N corresponding to the state where all the LED channels CH1 to CH8 are extinguished is (0000) 2 , and the digital value N corresponding to the state where one of the LED channels CH1 to CH8 emits light. If (0001) 2 , the load amount change detection circuit 232 changes the digital value N from (0000) 2 to (0001) 2 and outputs it.
제어 전압 제공 회로(230)는 상기한 디지털값(N)에 대응하는 제어 전압(VN)을 출력하며, 디지털값(N)이 증가하면 증가한 레벨의 제어 전압(VN)을 출력하고, 디지털값(N)이 감소하면 감소한 레벨의 제어 전압(VN)을 출력한다. 일례로, 디지털값(N)이 (0000)2인 경우 보다 (0001)2인 경우, 제어 전압 제공 회로(230)는 높은 레벨의 제어 전압(VN)을 출력한다. 상기와 같이, 제어 전압(VN)은 제어 전압 제공 회로(230)에 입력되는 디지털 값(N)에 의하여 결정될 수 있으며, 제어 전압 제공 회로(230)는 디지털 값(N)에 대응하는 제어 전압(VN)을 출력하는 디지털-아날로그 컨버터(Digital-Analog Converter)로 구성될 수 있다.The control voltage providing circuit 230 outputs a control voltage V N corresponding to the digital value N. When the digital value N increases, the control voltage providing circuit 230 outputs a control voltage V N of an increased level. When the value N decreases, the control voltage V N of the reduced level is output. For example, when the digital value N is (0001) 2 rather than (0000) 2 , the control voltage providing circuit 230 outputs a high level control voltage V N. As described above, the control voltage V N may be determined by the digital value N input to the control voltage providing circuit 230, and the control voltage providing circuit 230 may control the control voltage corresponding to the digital value N. FIG. It may be configured as a digital-to-analog converter that outputs (V N ).
한편, 구동 신호 제공 회로는 검출 전압(VD)에 대응하는 보상 전압(Vc)을 생성하고, 제어 전압(VN)과 보상 전압(Vc)을 합하여 조절 전압(VNC)을 생성하며, 조절 전압(VNC)과 비교 전압(Vs)을 비교한 결과를 리셋 신호로 이용하여 구동 신호(GATE)를 생성하도록 구성된다. 여기에서, 비교 전압(Vs)은 컨버터(10)에서 제공되는 센싱 신호(SEN)와 슬로프 보상부(240)에서 제공되는 슬로프 보상 전압을 합한 것이다. 비교 신호(Vs)가 고정된 값을 갖는 것으로 가정하면 구동 신호(GATE)는 조절 전압(VNC)에 대응하는 온 시간(On Time)을 갖는다.Meanwhile, the driving signal providing circuit generates a compensation voltage Vc corresponding to the detection voltage V D , generates a control voltage V NC by adding the control voltage V N and the compensation voltage V c, and adjusts the voltage. The driving signal GATE is generated using the result of comparing the voltage V NC and the comparison voltage Vs as a reset signal. Here, the comparison voltage Vs is the sum of the sensing signal SEN provided by the converter 10 and the slope compensation voltage provided by the slope compensator 240. Assuming that the comparison signal Vs has a fixed value, the driving signal GATE has an on time corresponding to the adjustment voltage V NC .
이를 위하여, 구동 신호 제공 회로는 비교기(222), 합산기(234), 슬로프 보상부(240), 합산기(242), 비교기(244) 및 SR 래치(250)를 포함할 수 있다. 여기에서, SR 래치(250)는 게이트 신호를 생성하기 위한 펄스 발생기로서 구성된 것이며, SR 플립플롭을 이용하여 구성될 수 있다.To this end, the driving signal providing circuit may include a comparator 222, an adder 234, a slope compensator 240, an adder 242, a comparator 244, and an SR latch 250. Here, the SR latch 250 is configured as a pulse generator for generating a gate signal, and may be configured using an SR flip-flop.
비교기(222)는 검출 전압 생성 회로(220)에서 출력되는 검출 전압(VD0)과 미리 설정된 레벨을 갖는 기준 전압(VREF2)을 비교하여 보상 전압(Vc)을 출력한다. 이때 보상 전압(Vc)은 비교기(222)의 출력단에 연결된 캐패시터(Cd)에 의하여 안정화될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예로, 비교기(222)는 검출 전압(VD0)이 네가티브 단자(-)에 인가되고 기준 전압(VREF2)이 포지티브 단자(+)에 인가되도록 구성된다.The comparator 222 compares the detection voltage V D0 output from the detection voltage generation circuit 220 with the reference voltage VREF2 having a predetermined level and outputs a compensation voltage Vc. In this case, the compensation voltage Vc may be stabilized by a capacitor Cd connected to the output terminal of the comparator 222. In one embodiment of the present invention, the comparator 222 is configured such that the detection voltage V D0 is applied to the negative terminal (−) and the reference voltage VREF2 is applied to the positive terminal (+).
합산기(234)는 제어 전압 제공 회로(230)에서 제공되는 제어 전압(VN)과 비교기(222)에서 출력되는 보상 전압(Vc)을 합하여 조절 전압(VNC)을 생성하고, 조절 전압(VNC)을 비교기(244)의 네가티브 단자(-)에 출력한다.The summer 234 generates the adjustment voltage V NC by adding the control voltage V N provided from the control voltage providing circuit 230 and the compensation voltage Vc output from the comparator 222. V NC ) is output to the negative terminal (−) of the comparator 244.
한편, 본 발명의 실시예는 슬로프 보상부(240)를 포함할 수 있으며, 슬로프 보상부(240)는 구동 신호(GATE)의 라이징 에지(Rising Edge)의 슬로프를 조정할 필요성이 있는 경우 슬로프를 보상하기 위한 슬로프 보상 전압을 출력한다.Meanwhile, an embodiment of the present invention may include a slope compensator 240, and the slope compensator 240 compensates a slope when it is necessary to adjust a slope of a rising edge of a driving signal GATE. A slope compensation voltage is output.
합산기(242)는 슬로프 보상부(240)의 슬로프 보상 전압과 컨버터(10)에서 출력되는 센싱 신호(SEN)를 합산하여 비교 전압(Vs)으로 출력한다.The summer 242 adds the slope compensation voltage of the slope compensator 240 and the sensing signal SEN output from the converter 10 to output the comparison voltage Vs.
비교기(244)는 비교 전압(Vs)과 조절 전압(VNC)을 비교한 결과를 출력한다. 본 발명의 일 실시예로, 비교기(244)는 비교 전압(Vs)이 포지티브 단자(+)에 인가되고 조절 전압(VNC)이 네가티브 단자(-)에 인가되도록 구성된다. 상기한 비교기(244) 및 합산기(242)의 구성에 의하여, 구동 신호(GATE)는 슬로프 보상부(240)의 슬로프 보상 전압과 컨버터(10)의 센싱 신호(SEN)를 반영한 파형을 가질 수 있으며, 조절 전압((VNC)에 의하여 온 시간이 결정될 수 있다.The comparator 244 outputs a result of comparing the comparison voltage Vs and the adjustment voltage V NC . In one embodiment of the present invention, the comparator 244 is configured such that the comparison voltage Vs is applied to the positive terminal + and the regulation voltage V NC is applied to the negative terminal −. By the configuration of the comparator 244 and the adder 242, the driving signal GATE may have a waveform reflecting the slope compensation voltage of the slope compensator 240 and the sensing signal SEN of the converter 10. The on time may be determined by the adjustment voltage V NC .
SR 래치(250)는 셋 단자(S)에 주기적인 펄스를 포함하는 PWM 신호를 수신하고 리셋 단자(R)에 비교기(244)의 출력을 수신한다. SR 래치(250)는 출력단(Q)을 통하여 구동 신호(GATE)를 출력하며, 구동 신호(GATE)는 스위칭 소자(Qb)의 게이트에 인가된다. 상기 PWM 신호는 오실레이터(도시되지 않음)와 같은 발진 회로에서 제공될 수 있으며, 발진 회로는 구동 회로(20)의 내부 또는 외부에 구성된 것을 이용할 수 있다. 상기한 SR 래치(250)의 구성에 의하여, 비교기(244)의 출력은 구동 신호(GATE)의 온 시간을 결정하는 리셋 신호로 작용한다. 즉, SR 래치(250)는 비교기(244)의 출력에 의한 리셋에 의하여 구동 신호(GATE)를 출력단(Q)으로 출력하는 온 시점이 결정되며, 온 시점 이후 출력단(Q)을 통하여 주기적인 펄스들을 포함하는 PWM 신호를 구동 신호(GATE)로서 출력한다.The SR latch 250 receives a PWM signal including a periodic pulse at the set terminal S and receives an output of the comparator 244 at the reset terminal R. The SR latch 250 outputs the driving signal GATE through the output terminal Q, and the driving signal GATE is applied to the gate of the switching element Qb. The PWM signal may be provided in an oscillator circuit such as an oscillator (not shown), and the oscillator circuit may use one configured inside or outside the driving circuit 20. By the configuration of the SR latch 250 described above, the output of the comparator 244 serves as a reset signal for determining the on time of the driving signal GATE. That is, the SR latch 250 determines an on time at which the driving signal GATE is output to the output terminal Q by a reset by the output of the comparator 244, and a periodic pulse through the output terminal Q after the on time. And output a PWM signal including the drive signal (GATE).
본 발명의 실시예에서 제어 전압 제공 회로(230)가 구성되지 않은 경우, 출력 전류(IL)와 출력 전압(VOUT) 및 보상 전압(Vc)의 상관 관계는 도 3과 같이 설명될 수 있다. 도 3에서, Real Vc는 보상 전압(Vc)의 변화를 도시한 것이고, Ideal Vc는 변화되는 부하량 변화에 대응하는 이상적인 보상 전압(Vc)을 도시한 것이다. When the control voltage providing circuit 230 is not configured in the embodiment of the present invention, the correlation between the output current IL, the output voltage VOUT, and the compensation voltage Vc may be described as shown in FIG. 3. In FIG. 3, Real Vc shows a change in the compensation voltage Vc, and Ideal Vc shows an ideal compensation voltage Vc corresponding to the change in load amount.
즉, LED 램프(50)에서 발광하는 LED 채널의 수가 증가하는 경우, 출력 전압(VOUT)은 부하량 증가에 의하여 일시적으로 낮아진다. 출력 전압(VOUT)이 낮아지면, 피드백 전압들(FB1~FB8)도 낮아지고, 검출 전압 생성 회로(220)에서 출력되는 검출 전압(VD)도 낮아진다.That is, when the number of LED channels emitting from the LED lamp 50 increases, the output voltage VOUT is temporarily lowered by the increase in the load amount. When the output voltage VOUT is lowered, the feedback voltages FB1 to FB8 are also lowered, and the detection voltage V D output from the detection voltage generation circuit 220 is also lowered.
비교기(222)는 기준전압(VREF2)과 검출 전압(VD)의 차가 커지는 것에 비례하여 상승한 레벨을 갖는 보상 전압(Vc)을 출력하며, 보상 전압(Vc)에 의하여 SR 래치(250)에서 출력되는 구동 신호(GATE)의 온 시점이 빨라진다. 구동 신호(GATE)의 온 시점이 빨라지면, 컨버터(10)에서 출력되는 출력 전압(VOUT)의 레벨이 상승한다. The comparator 222 outputs a compensation voltage Vc having a level rising in proportion to the difference between the reference voltage VREF2 and the detection voltage V D , and is output from the SR latch 250 by the compensation voltage Vc. The on point of the driving signal GATE to be accelerated. As soon as the driving signal GATE is turned on, the level of the output voltage VOUT output from the converter 10 increases.
상기와 같은 출력 전압(VOUT)의 보상이 진행되면, 피드백 전압들(FB1~FB8)과 검출 전압(VD)의 감소량이 줄어들고, 보상 전압(Vc)이 점차 증가하므로, 출력 전압(VOUT)은 일정 시간 후 정상적인 레벨로 복귀될 수 있다.When the compensation of the output voltage VOUT is performed as described above, the amount of reduction of the feedback voltages FB1 to FB8 and the detection voltage V D decreases, and the compensation voltage Vc gradually increases, so that the output voltage VOUT becomes After a certain time, it may return to the normal level.
이와 반대로, LED 램프(50)에서 발광하는 LED 채널의 수가 감소하는 경우, 출력 전압(VOUT)은 부하량 감소에 의하여 일시적으로 높아진다. 상기한 부하량 감소에 의한 출력 전압(VOUT)의 일시적인 상승은 피드백 전압들(FB1~FB8)과 검출 전압(VD)의 상승에 의하여 보상 전압(Vc)이 점차 감소하므로 점차 보상되며, 출력 전압(VOUT)은 정상적인 레벨로 복귀될 수 있다.On the contrary, when the number of LED channels emitting from the LED lamp 50 decreases, the output voltage VOUT is temporarily increased by the decrease in the load amount. The temporary increase in the output voltage VOUT due to the decrease in the load amount is compensated gradually because the compensation voltage Vc gradually decreases due to the increase in the feedback voltages FB1 to FB8 and the detection voltage V D , and the output voltage V VOUT) can be returned to the normal level.
그러나, 상기한 보상 전압(Vc)에 의한 출력 전압(VOUT)의 보상은 부하량 변화에 대응하여 느리게 진행되므로 출력 전압 VOUT이 안정적으로 유지되기 어렵다.However, since the compensation of the output voltage VOUT by the compensation voltage Vc proceeds slowly in response to the load change, it is difficult for the output voltage VOUT to be stably maintained.
또한, 출력 전압(VOUT)이 심하게 낮아지는 경우, LED 채널들(CH1~CH8)이 안정되게 발광을 유지할 수 있는 최소 전압을 보장하기 어려울 수 있어서, 안정적인 조명 상태를 유지하는데 어려움이 발생할 수 있다.In addition, when the output voltage VOUT is severely lowered, it may be difficult to ensure the minimum voltage at which the LED channels CH1 to CH8 can stably emit light, which may cause difficulty in maintaining a stable lighting state.
본 발명의 실시예는 제어 전압 제공 회로(230)의 동작에 의하여 부하량 변화가 발생하여도 출력 전압(VOUT)을 안정적으로 유지할 수 있다. 상기한 본 발명의 실시예에 의한, 출력 전류(IL). 제어 전압(VN), 보상 전압(Vc) 및 출력 전압(VOUT)의 상관 관계는 도 4와 같이 설명될 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present invention, the output voltage VOUT may be stably maintained even when a load change occurs due to the operation of the control voltage providing circuit 230. Output current IL according to the embodiment of the present invention described above. The correlation between the control voltage V N , the compensation voltage Vc, and the output voltage VOUT may be described as shown in FIG. 4.
즉, LED 램프(50)에서 발광하는 LED 채널의 수가 증가하는 경우, 부하량 검출 회로(232)는 부하량 변화 시점에 증가되는 부하량에 대응하는 디지털값(N)을 제어 전압 제공 회로(230)에 제공하며, 제어 전압 제공 회로(230)는 증가되는 부하량에 대응하는 상승된 레벨을 갖는 제어 전압(VN)을 부하량 변화 시점부터 제공한다. 상기한 제어 전압(VN)의 변화에 의하여 조절 전압(VNc)도 부하량 변화 시점부터 상승하며, SR 래치(250)는 조절 전압(VNc)에 의하여 부하량 변화 시점부터 출력 전압(VOUT)을 안정적으로 유지할 수 있는 변화된 온 시점을 갖는 구동 신호(GATE)를 출력한다.That is, when the number of LED channels emitting from the LED lamp 50 increases, the load amount detection circuit 232 provides the control voltage providing circuit 230 with a digital value N corresponding to the load amount increased at the point of change of the load amount. In addition, the control voltage providing circuit 230 provides a control voltage V N having a raised level corresponding to an increased load amount from a load change point. The adjustment voltage V Nc also rises from the point of change of the load due to the change of the control voltage V N , and the SR latch 250 increases the output voltage VOUT from the point of change of the load by the adjustment voltage V Nc . The driving signal GATE is outputted with a changed on-time that can be stably maintained.
또한, LED 램프(50)에서 발광하는 LED 채널의 수가 감소하는 경우, 부하량 검출 회로(232)는 부하량 변화 시점에 감소되는 부하량에 대응하는 디지털값(N)을 제어 전압 제공 회로(230)에 제공하며, 제어 전압 제공 회로(230)는 감소되는 부하량에 대응하는 하강된 레벨을 갖는 제어 전압(VN)을 부하량 변화 시점부터 제공한다. 상기한 제어 전압(VN)의 변화에 의하여 조절 전압(VNc)도 부하량 변화 시점부터 하강하며, SR 래치(250)는 조절 전압(VNc)에 의하여 부하량 변화 시점부터 출력 전압(VOUT)을 안정적으로 유지할 수 있도록 변화된 온 시점을 갖는 구동 신호(GATE)를 출력한다.In addition, when the number of LED channels emitted from the LED lamp 50 decreases, the load amount detection circuit 232 provides the control voltage providing circuit 230 with a digital value N corresponding to the load amount reduced at the point of change of the load amount. In addition, the control voltage providing circuit 230 provides a control voltage V N having a lowered level corresponding to the reduced load amount from a load change point. According to the change of the control voltage (V N ), the adjustment voltage (V Nc ) is also lowered from the load amount change point, SR latch 250 is the output voltage (VOUT) from the load amount change point by the adjustment voltage (V Nc ). The driving signal GATE having the changed on-time is outputted so as to be stably maintained.
상기한 본 발명의 실시예는 조절 전압(VNc)이 제어 전압(VN)의 변화를 따른다. 즉, 본 발명의 실시예는 부하량 변화에 대응하여 느리게 변화되는 보상 전압(Vc) 대신 부하량 변화에 따라 결정되는 디지털 값(N)에 대응하는 제어 전압(VN)에 의하여 조절 전압(VNc)이 빠르게 결정된다. 그러므로, 본 발명의 실시예는 부하량 변화 시점에 대응하여 빠르게 출력 전압(VOUT)을 보상할 수 있어서 출력 전압(VOUT)을 안정적으로 유지할 수 있다. 한편, 출력 전압(VOUT)이 안정적으로 유지됨에 의하여 피드백 전압(FB1~FB8)도 안정화되며, 그 결과 보상 전압(Vc)도 변화없이 일정한 레벨을 유지하는 파형을 갖는다.In the above-described embodiment of the present invention, the adjustment voltage V Nc follows the change of the control voltage V N. That is, the embodiment of the present invention adjusts the control voltage V Nc by the control voltage V N corresponding to the digital value N determined according to the load change instead of the compensation voltage Vc that changes slowly in response to the load change. This is quickly determined. Therefore, the embodiment of the present invention can quickly compensate the output voltage (VOUT) in response to the load change time, it is possible to maintain the output voltage (VOUT) stably. Meanwhile, the feedback voltages FB1 to FB8 are also stabilized by keeping the output voltage VOUT stable, and as a result, the compensation voltage Vc also maintains a constant level without change.
그러므로, 본 발명의 실시예는 부하들의 부하량 변화에 대응한 보상을 빠르게 수행하여 출력 전압(VOUT)을 안정적으로 유지할 수 있으며, 양호한 조명 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the embodiment of the present invention can quickly perform the compensation corresponding to the load amount change of the loads to keep the output voltage VOUT stable, and there is an effect of maintaining a good lighting state.
상기한 본 발명의 실시예에서, 구동 신호(GATE)는 주기적인 펄스를 포함하는 PWM 신호를 이용하여 생성된다. 일정한 주파수의 PWM 신호에 의하여 구동 신호(GATE)가 고정된 주파수의 펄스들을 포함하는 경우, 조명 장치의 컨버터(10)는 구동 신호(GATE)에 의한 스위칭 시점에 많은 전력을 소비할 수 있고 EMI를 유발할 수 있다.In the above-described embodiment of the present invention, the drive signal GATE is generated using a PWM signal including a periodic pulse. When the drive signal GATE includes pulses of a fixed frequency by the PWM signal of a constant frequency, the converter 10 of the lighting device may consume a lot of power at the time of switching by the drive signal GATE and may reduce EMI. May cause
상기한 EMI를 저감하기 위하여, 본 발명은 분산 스펙트럼(Spread Spectrum) 방식에 의하여 구동 신호(GATE)의 생성에 이용되는 PWM 신호의 주파수를 시간에 따라 변경시킬 수 있는 실시예를 개시한다. 상기한 본 발명의 실시예에 의하여 구동 신호(GATE)는 분산된 주파수의 펄스들을 가질 수 있다. 구동 신호(GATE)의 분산된 주파수의 펄스들에 의하여 컨버터(10)는 분산된 스위칭 시점들에 전력 변환을 수행할 수 있고, 스위칭 시점이 분산됨에 의하여 전력 소비가 분산될 수 있으며 EMI가 저감될 수 있다.In order to reduce the above-described EMI, the present invention discloses an embodiment in which the frequency of the PWM signal used to generate the driving signal GATE can be changed over time by a spread spectrum method. According to the embodiment of the present invention described above, the driving signal GATE may have pulses of a distributed frequency. By the pulses of the distributed frequency of the driving signal GATE, the converter 10 may perform power conversion at distributed switching points, and power consumption may be distributed by switching switching points, and EMI may be reduced. Can be.
PWM 신호의 주파수는 카슨의 법칙(Carson's rule)을 이용하여 분산될 수 있다. 도 5는 카슨의 법칙에 의하여 중심 주파수(fc)가 일정한 가변 주파수(f) 범위 내로 시간에 따라 가변되는 것을 도시한다. 도 6은 카슨의 법칙에 의하여 주파수 변조된 파형의 대역폭을 예시한 것이고, 여기에서 가변 주파수(f)의 변조 주파수는 "fm"으로 표시된다.The frequency of the PWM signal can be dispersed using Carson's rule. FIG. 5 shows that the center frequency fc varies over time according to Carson's law within a constant variable frequency f range. 6 illustrates the bandwidth of a waveform frequency modulated by Carson's law, where the modulation frequency of variable frequency f is denoted by "fm".
분산 스펙트럼은 "중심 주파수(fc)±가변 주파수(f)" 또는 "중심 주파수(fc)-가변 주파수(f)"로 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예는 "중심 주파수(fc)±가변 주파수(f)"를 사용하여 구현될 수 있다.The scatter spectrum can be implemented as "center frequency (fc) ± variable frequency (f)" or "center frequency (fc)-variable frequency (f)". Embodiments of the present invention can be implemented using "center frequency (fc) + variable frequency (f)".
가변 주파수(f)는 옵션 정보를 이용하여 조절할 수 있으며, 예시적으로 가변 주파수(f)는 논-디더링(Non-dithering), 5%, 10%, 20%, 30%로 가변량을 조절할 수 있다. 논-디더링(Non-dithering)은 원 주파수를 유지하는 것을 의미하고, 옵션 정보는 후술되는 디더링 저항(Rf)의 저항값을 변경하기 위하여 설정되는 값을 의미한다.The variable frequency f may be adjusted using option information. For example, the variable frequency f may be adjusted by non-dithering, 5%, 10%, 20%, or 30%. have. Non-dithering means maintaining the original frequency, and the option information means a value set to change the resistance value of the dithering resistor Rf described later.
가변 주파수(f)의 변조 주파수(fm)는 주파수 기준 전압(FREF)의 변경에 의하여 가변된 주파수이며, 주파수 기준 전압(FREF)은 디지털 컨트롤 방식을 이용하여 예시적으로 5msec, 10msec, 40msec로 가변할 수 있다. 디지털 컨트롤 방식은 후술되는 스텝 제어부(304)가 디더링 제어 신호(DMOD)에 의하여 제어되는 것을 의미한다.The modulation frequency fm of the variable frequency f is a frequency that is changed by the change of the frequency reference voltage FREF, and the frequency reference voltage FREF is varied by 5 msec, 10 msec, 40 msec by using a digital control method. can do. The digital control method means that the step control unit 304 to be described later is controlled by the dithering control signal DMOD.
상기한 분산 스펙트럼(Spread Spectrum)을 적용함에 의하여 구동 신호(FATE)에 포함되는 펄스의 주파수는 시간에 따라 변경할 수 있다. 이를 위한 실시예는 도 7과 같이 예시될 수 있다.By applying the spread spectrum, the frequency of the pulse included in the driving signal FATE may be changed over time. An embodiment for this may be illustrated as shown in FIG. 7.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예는 디더링 제어부(300), 필터들(310, 320) 및 오실레이터(330)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, an embodiment of the present invention may include a dithering control unit 300, filters 310 and 320, and an oscillator 330.
디더링 제어부(300)는 예시적으로 64 스텝(Step)으로 주파수 기준 전압(FREF)을 가변시키기 위한 구성을 가지며, 옵션 정보에 의하여 저항값이 변화되는 디더링 저항(Rf)과 디더링 제어 신호(DMOD)에 의하여 주파수 기준 전압(FREF)을 변경하는 스텝 제어부(304)를 포함한다. 또한, 디더링 제어부(300)는 비교기(302), PMOS 트랜지스터(Qp) 및 저항 스트링을 더 포함한다.The dithering control unit 300 has a configuration for varying the frequency reference voltage FREF by 64 steps, for example, and includes a dithering resistor Rf and a dithering control signal DMOD whose resistance is changed by option information. And a step controller 304 for changing the frequency reference voltage FREF. In addition, the dithering control unit 300 further includes a comparator 302, a PMOS transistor Qp, and a resistor string.
먼저, 저항 스트링은 64 스텝에 각각 대응하는 직렬로 연결된 저항들(Rd1~Rd64)과 상기한 저항들(Rd1~RD64)에 직렬로 연결된 디더링 저항(Rf)을 포함한다. 디더링 저항(Rf)은 저항 스트링의 단부에 위치하여 접지되며, 옵션 정보에 대응하여 저항값이 변경될 수 있는 가변 저항으로 구성됨이 바람직하다. 저항들(Rd1~Rd64)은 32 스텝의 하위 저항 그룹(Rd1~Rd32)과 32 스텝의 상위 저항 그룹(Rd33~Rd64)으로 구분된다.First, the resistance string includes resistors Rd1 to Rd64 connected in series corresponding to 64 steps, respectively, and a dithering resistor Rf connected in series to the resistors Rd1 to RD64. The dithering resistor Rf is located at the end of the resistor string and is grounded, and it is preferable that the dithering resistor Rf is made of a variable resistor whose resistance value can be changed in response to the option information. The resistors Rd1 to Rd64 are divided into lower resistance groups Rd1 to Rd32 of 32 steps and upper resistance groups Rd33 to Rd64 of 32 steps.
비교기(302)는 전압들(Vf1, Vf2)을 비교한 결과에 대응하는 전압을 출력하며, PMOS 트랜지스터(Qp)는 비교기(302)에서 출력되는 전압에 의하여 구동되며 저항 스트링에 구동 전압(VDD)를 전달한다. 여기에서, 비교기(302)의 네가티브단(-)에 입력되는 전압(Vf1)은 고정된 레벨의 전압이 제공될 수 있다. 그리고, 비교기(302)의 포지티브단(+)에 입력되는 전압(Vf2)은 하위 저항 그룹(Rd1~Rd32)과 상위 저항 그룹(Rd33~Rd64) 사이의 노드에 인가되는 전압을 이용할 수 있다.The comparator 302 outputs a voltage corresponding to the result of comparing the voltages Vf1 and Vf2, and the PMOS transistor Qp is driven by the voltage output from the comparator 302 and the driving voltage VDD to the resistor string. To pass. Here, the voltage Vf1 input to the negative terminal (-) of the comparator 302 may be provided with a fixed level of voltage. The voltage Vf2 input to the positive terminal + of the comparator 302 may use a voltage applied to a node between the lower resistance groups Rd1 to Rd32 and the upper resistance groups Rd33 to Rd64.
스텝 제어부(304)는 저항 스트링의 저항들(Rd1~Rd64) 사이의 노드들에 각각 연결된 스위치들을 포함한다. 스텝 제어부(304)의 스위치들은 저항 들(Rd1~Rd64)와 동일한 수로 구성된다. 스위치들은 디지털 값을 갖는 디더링 제어 신호(DMOD)에 의하여 스위칭이 개별적으로 제어되며, 디더링 제어 신호(DMOD)는 각 스위치 별로 1비트씩 할당할 수 있는 비트 수를 갖는다.The step controller 304 includes switches connected to nodes between the resistors Rd1 to Rd64 of the resistor string, respectively. The switches of the step controller 304 are configured with the same number as the resistors Rd1 to Rd64. The switches are individually controlled by a dithering control signal DMOD having a digital value, and the dithering control signal DMOD has a number of bits that can be allocated by 1 bit for each switch.
스텝 제어부(304)에서, 스위치들의 일단은 상기와 같이 저항 스트링의 저항들(Rd1~Rd64) 사이의 노드들에 각각 연결되며, 스위치들의 타단은 공통으로 연결되어 주파수 기준 전압(FREF)을 출력하는 디더링 제어부(300)의 출력단을 형성한다.In the step controller 304, one end of the switches is connected to nodes between the resistors Rd1 to Rd64 of the resistor string as described above, and the other end of the switches is commonly connected to output the frequency reference voltage FREF. An output terminal of the dithering control unit 300 is formed.
상기와 같이 구성되는 디더링 제어부(300)는 디지털 값을 갖는 디더링 제어 신호(DMOD)에 대응하여 아날로그 값으로 표현되는 주파수 기준 전압(FREF)을 제공하는 디지털 아날로그 변환기로 구성된 것으로 이해될 수 있다.The dithering control unit 300 configured as described above may be understood as a digital analog converter configured to provide a frequency reference voltage FREF expressed as an analog value in response to the dithering control signal DMOD having a digital value.
스텝 제어부(304)는 하위 저항 그룹(Rd1~Rd32)에 연결된 스위치들을 순차적으로 턴온하며, 그 결과 주파수 기준 전압(FREF)이 낮은 레벨부터 높은 레벨로 단계적으로 상승한다. 그 후 스텝 제어부(304)는 상위 저항 그룹(Rd33~Rd64)에 연결된 스위치들을 순차적으로 턴온하며, 그 결과 주파수 기준 전압(FREF)은 높은 레벨부터 낮은 레벨로 단계적으로 하강한다. 상기한 스텝 제어부(304)의 제어에 의하여 주파수 기준 전압(FREF)은 32 스텝의 상승 구간과 32 스텝의 하강 구간이 형성되는 삼각 파형을 갖는다.The step controller 304 sequentially turns on the switches connected to the lower resistance groups Rd1 to Rd32, and as a result, the frequency reference voltage FREF gradually increases from a low level to a high level. Thereafter, the step controller 304 sequentially turns on the switches connected to the upper resistance groups Rd33 to Rd64, and as a result, the frequency reference voltage FREF gradually descends from a high level to a low level. Under the control of the step controller 304, the frequency reference voltage FREF has a triangular waveform in which a rising section of 32 steps and a falling section of 32 steps are formed.
상기한 주파수 기준 전압(FREF)의 주기는 스텝 제어부(304)의 64 스텝의 스위칭 주기를 조절함으로써 제어될 수 있다. 즉, 디더링 제어 신호(DMOD)가 제공되는 주기가 가변되면, 그에 대응하여 주파수 기준 전압(FREF)의 주기가 가변될 수 있으며, 본 발명의 실시예는 매 주기 단위로 주파수 기준 전압(FREF)의 주기를 변경하도록 구성될 수 있다.The period of the frequency reference voltage FREF may be controlled by adjusting the switching period of 64 steps of the step controller 304. That is, when the period in which the dithering control signal DMOD is provided is changed, the period of the frequency reference voltage FREF may be changed correspondingly. According to the embodiment of the present invention, the frequency reference voltage FREF may be It can be configured to change the period.
또한, 주파수 기준 전압(FREF)의 주기는 각 스텝 별 전압 변화 폭을 조절함으로써 제어될 수 있다. 상기한 스텝 별 전압 변화 폭은 디더링 저항(Rf)에 제공되는 옵션 정보에 대응하여 조절될 수 있다.In addition, the period of the frequency reference voltage FREF may be controlled by adjusting the voltage change width for each step. The voltage change width for each step may be adjusted according to the option information provided to the dithering resistor Rf.
디더링 저항(Rf)의 저항값 변화에 따른 각 스텝의 높이 변화의 합이 주파수 기준 전압(FREF)의 삼각 파형의 높이 변화로 표현된다. 그러므로, 주파수 기준 전압(FREF)의 삼각 파형의 높이는 옵션 정보에 의하여 가변되는 디더링 저항(Rf)의 저항값에 의하여 제어될 수 있다. The sum of the height change of each step according to the change in the resistance value of the dithering resistor Rf is expressed as the change in height of the triangular waveform of the frequency reference voltage FREF. Therefore, the height of the triangular waveform of the frequency reference voltage FREF can be controlled by the resistance value of the dithering resistor Rf which is varied by the option information.
보다 구체적으로, 주파수 기준 전압(VREF)의 삼각 파형의 높이가 높아지는 경우, 주파수 기준 전압(FREF)이 최저 레벨에서 최고 레벨로 상승하는 시간과 최고 레벨에서 최저 레벨로 하강하는 시간이 더 소요된다. 즉, 주파수 기준 전압(FREF)의 주기가 길어질 수 있다. 이와 반대로, 주파수 기준 전압(VREF)의 삼각 파형의 높이가 낮아지는 경우, 주파수 기준 전압(FREF)이 최저 레벨에서 최고 레벨로 상승하는 시간과 최고 레벨에서 최저 레벨로 하강하는 시간이 줄어든다. 즉, 주파수 기준 전압(FREF)의 주기가 짧아질 수 있다.More specifically, when the height of the triangular waveform of the frequency reference voltage VREF increases, it takes more time for the frequency reference voltage FREF to rise from the lowest level to the highest level and for the time to descend from the highest level to the lowest level. That is, the period of the frequency reference voltage FREF may be long. On the contrary, when the height of the triangular waveform of the frequency reference voltage VREF is lowered, the time for the frequency reference voltage FREF to rise from the lowest level to the highest level and the time for descending from the highest level to the lowest level decrease. That is, the period of the frequency reference voltage FREF may be shortened.
본 발명의 실시예로 구성된 스텝 제어부(304)는 주파수 기준 전압(VREF)의 형상을 변화시킬 수 있다.The step controller 304 configured in the embodiment of the present invention may change the shape of the frequency reference voltage VREF.
상술한 바와 같이 디더링 제어부(300)에서 출력되는 삼각 파형의 주파수 기준 전압(FREF)은 필터(310)에 인가되고, 저항과 캐패시터가 병렬로 연결된 필터(310)의 작용에 의하여, 주파수 기준 전압(FREF)의 스텝이 완화된다.As described above, the frequency reference voltage FREF of the triangular waveform output from the dithering control unit 300 is applied to the filter 310, and by the action of the filter 310 in which the resistor and the capacitor are connected in parallel, the frequency reference voltage ( The step of FREF) is relaxed.
그리고, 주파수 기준 전압(FREF)은 필터(310)를 경유하여 필터(320)에 인가되며, 필터(320)는 삼각 파형으로 정형화된 발진 신호(VOSC)를 오실레이터(330)에 인가한다.In addition, the frequency reference voltage FREF is applied to the filter 320 via the filter 310, and the filter 320 applies the oscillation signal VOSC shaped by a triangular waveform to the oscillator 330.
오실레이터(330)는 삼각 파형의 발진 신호(VOSC)를 내부의 기준 전압(도시되지 않음)과 비교하여 주기적인 펄스 파형을 갖는 PWM 신호를 출력할 수 있다.The oscillator 330 may output a PWM signal having a periodic pulse waveform by comparing the triangular waveform oscillation signal VOSC with an internal reference voltage (not shown).
상기한 도 7의 실시예는 구동 회로(20)에 적용될 수 있으며, PWM 신호의 주파수는 발진 신호(Vosc)의 형태 변화를 따라 변화될 수 있다. 발진 신호(Vosc)가 매 주기마다 변화되는 경우, 오실레이터(330)는 매 주기별로 분산된 주파수를 갖는 PWM 신호를 제공한다. 결국, 구동 회로(20)는 주파수 디더링(Frequncy Dithring)에 의한 주파수가 분산된 펄스들을 갖는 구동 신호(GATE)를 컨버터(10)에 제공할 수 있다. 따라서, 컨버터(10)는 주파수 디더링된 구동 신호(Gate)에 의하여 분산된 시점에 전력 변환을 위한 스위칭을 수행할 수 있고, 그 결과 전력 소모의 집중이 완화되고 EMI가 저감될 수 있다.The above-described embodiment of FIG. 7 may be applied to the driving circuit 20, and the frequency of the PWM signal may change according to the shape change of the oscillation signal Vosc. When the oscillation signal Vosc changes every cycle, the oscillator 330 provides a PWM signal having a frequency distributed every cycle. As a result, the driving circuit 20 may provide the converter 10 with a driving signal GATE having frequency-dispersed pulses due to frequency dithering. Therefore, the converter 10 may perform switching for power conversion at a time dispersed by the frequency dithered drive signal Gate, and as a result, concentration of power consumption may be alleviated and EMI may be reduced.
도 8을 참조하면, DIM_EN은 조명 장치의 디밍 제어 인에이블 신호이고, JIT_EN은 주파수 디더링 인에이블 신호이며, MAX와 MIN은 삼각 파형의 발진 신호(Vosc)가 최고값 또는 최저값을 갖는 시점을 제어하기 위한 신호이다.Referring to FIG. 8, DIM_EN is a dimming control enable signal of a lighting device, JIT_EN is a frequency dithering enable signal, and MAX and MIN are signals for controlling the point of time when the oscillation signal Vosc of the triangular waveform has the highest or lowest value. It is a signal for.
조명 장치는 파워온 된 후 발진 신호(Vosc)가 일정한 레벨을 유지하는 초기화 동작을 수행하며, 그 후 디밍 제어 인에이블 신호(DIM_EN)가 인에이블되면 삼각 파형을 갖는 발진 신호(Vosc)를 출력하도록 구성될 수 있다.The lighting apparatus performs an initialization operation in which the oscillation signal Vosc maintains a constant level after being powered on, and then outputs an oscillation signal Vosc having a triangular waveform when the dimming control enable signal DIM_EN is enabled. Can be configured.
주파수 디더링 인에이블 신호(JIT_EN)가 인에이블되기 전에, 발진 신호(Vosc)는 균일한 형태의 삼각 파형을 갖도록 출력된다. 즉, 이때의 발진 신호(Vosc)의 주기(T)는 균일하다.Before the frequency dithering enable signal JIT_EN is enabled, the oscillation signal Vosc is output to have a uniform triangular waveform. That is, the period T of the oscillation signal Vosc at this time is uniform.
주파수 디더링 인에이블 신호(JIT_EN)가 인에이블된 후, 디더링 저항(Rf)에 적용되는 옵션 정보의 변화에 의한 주파수 기준 전압(FREF)의 크기 변화 또는 디더링 제어 신호(DMOD)의 변화에 따른 주파수 기준 전압(FREF)의 주기 변화에 의하여, 발진 신호(Vosc)의 삼각 파형의 크기와 주기 중 적어도 하나가 매 주기 단위로 변화될 수 있다.After the frequency dithering enable signal JIT_EN is enabled, the frequency reference according to the change in the magnitude of the frequency reference voltage FREF or the change in the dithering control signal DMOD due to the change in the option information applied to the dithering resistor Rf. According to the period change of the voltage FREF, at least one of the magnitude and the period of the triangular waveform of the oscillation signal Vosc may be changed every cycle.
본 발명의 실시예로 구성되는 구동 회로(20)는 옵션 정보나 디더링 제어 신호(DMOD)에 해당하는 복수의 값을 저장소에 저장할 수 있으며, 규칙적 또는 불규칙적으로 주파수 기준 전압(FREF)이 변화하도록 옵션 정보나 디더링 제어 신호(DMOD)를 제공할 수 있다.The driving circuit 20 configured as an embodiment of the present invention may store a plurality of values corresponding to the option information or the dithering control signal DMOD in the storage, and allow the frequency reference voltage FREF to change regularly or irregularly. Information or a dithering control signal DMOD may be provided.
그리고, 구동 회로(20)의 디더링 제어부(300)는 구동 신호(GATE)의 인에이블이 개시부터 그 후 일정 시간 경과하는 제1 구간과 구동 신호(GATE)의 인에이블이 종료되기 일정 시간 전부터 인에이블이 종료되는 제2 구간 중 적어도 어느 하나를 포함하는 시간에 주파수 디더링을 수행하도록 구성될 수 있다. In addition, the dithering control unit 300 of the driving circuit 20 may allow the first period after a certain time since the enable of the drive signal GATE to elapse and a predetermined time before the enable of the drive signal GATE ends. The frequency dithering may be performed at a time including at least one of the second periods in which the enable ends.
그리고, 구동 회로(20)는 옵션 정보나 디더링 제어 신호(DMOD)를 주기적으로 변화시켜서 디더링 제어부(300)에 제공함으로써 구동 신호(GATE)에 대한 주파수 디더링을 수행할 수 있다. 또한, 구동 회로(20)는 복수의 주기를 단위로 반복된 패턴으로 옵션 정보나 디더링 제어 신호(DMOD)를 변화시켜서 디더링 제어부(300)에 제공함으로써 구동 신호(GATE)에 대한 주파수 디더링을 수행할 수 있다. 또한, 구동 회로(20)는 점진적으로 주파수를 가변하는 패턴으로 주파수 기준 전압(VREF)를 변화시킴으로써 주파수 디디렁을 수행할 수 있다.In addition, the driving circuit 20 may perform frequency dithering on the driving signal GATE by periodically changing the option information or the dithering control signal DMOD and providing the dithering control signal to the dithering control unit 300. In addition, the driving circuit 20 may perform frequency dithering on the driving signal GATE by changing the option information or the dithering control signal DMOD in a pattern repeated in units of a plurality of periods and providing the dithering control signal to the dithering control unit 300. Can be. In addition, the driving circuit 20 may perform frequency dirun by changing the frequency reference voltage VREF in a pattern of gradually changing frequency.
상술한 구동 신호(GATE)에 대한 주파수 디디렁에 의하여, 구동 신호(GATE)는 도 9와 같이 주파수 디더링에 의하여 피크 값이 저감되고 주파수가 분산될 수 있다. 따라서, 컨버터(10)는 전력 변환을 위한 스위칭 시점이 분산될 수 있어서 전력 소모가 집중되는 것을 완화할 수 있고, EMI가 저감될 수 있다.As a result of the frequency digging of the driving signal GATE described above, the driving signal GATE may have a peak value reduced by frequency dithering as shown in FIG. 9 and frequency may be dispersed. Therefore, the converter 10 may be distributed in the switching time for power conversion can be alleviated the concentration of power consumption, EMI can be reduced.
한편, 본 발명의 구동 회로(20)는 도 10과 같이 컨버터(10)의 가변되는 스위칭 주파수에 연동하는 값으로 슬로프 보상 전압을 생성하는 슬로프 보상부(241)를 포함하여 실시될 수 있다.Meanwhile, the driving circuit 20 of the present invention may include a slope compensator 241 for generating a slope compensation voltage at a value that is linked to a variable switching frequency of the converter 10 as shown in FIG. 10.
슬로프 보상 전압이 컨버터(10)의 가변되는 스위칭 주파수에 연동되기 위하여, 구동 회로(20)는 구동 신호(GATE)의 변화되는 주파수 정보를 제공하는 주파수 소스를 이용하도록 구성된다. 여기에서, 주파수 소스는 구동 신호(GATE)의 생성에 이용되는 PWM 신호를 제공하는 오실레이터(330)가 이용될 수 있다. 그리고, 주파수 정보로 오실레이터(330)의 출력이 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, 오실레이터(330)의 출력에 대응하는 전압 또는 전류 중 어느 하나가 주파수 정보로 이용될 수 있다.In order for the slope compensation voltage to be linked to the varying switching frequency of the converter 10, the drive circuit 20 is configured to use a frequency source that provides varying frequency information of the drive signal GATE. Here, the oscillator 330 may be used as the frequency source to provide a PWM signal used to generate the driving signal GATE. In addition, the output of the oscillator 330 may be used as the frequency information. More specifically, any one of voltage or current corresponding to the output of the oscillator 330 may be used as frequency information.
슬로프 보상부(241)는 직렬로 연결된 종속 전류원(IS2)과 충전 소자(Cc)를 포함할 수 있으며, 종속 전류원(IS2)은 주파수 정보에 대응하여 전류의 양이 제어되고, 충전 소자(Cc)는 커패시터를 이용하여 구성될 수 있으며 종속 전류원(IS2)에서 제공되는 전류를 충전하고 충전된 전압을 슬로프 보상 전압으로 제공한다.The slope compensator 241 may include a slave current source IS2 and a charging device Cc connected in series. The slave current source IS2 controls an amount of current in response to frequency information, and the charging device Cc. Can be configured using a capacitor and charges the current provided by the slave current source IS2 and provides the charged voltage as the slope compensation voltage.
상기한 슬로프 보상부(241)는 구동 신호(GATE)의 주파수가 높아질수록 낮은 슬로프 보상 전압을 생성하도록 구성될 수 있다.The slope compensator 241 may be configured to generate a lower slope compensation voltage as the frequency of the driving signal GATE increases.
한편, 도 10에서, 전류원(IS1) 및 PMOS 트랜지스터(MS)는 도 2의 합산기(242)에 대응하는 구성으로 이해될 수 있으며, 도 10은 센싱 신호(SEN)와 슬로프 보상부(241)에서 출력되는 슬로프 보상 전압이 합산되는 것을 예시적으로 나타낸 것이다. 상기한 합산기(242)는 도 10에 제한되지 않고 제작자에 의하여 다양하게 실시될 수 있다.Meanwhile, in FIG. 10, the current source IS1 and the PMOS transistor MS may be understood as configurations corresponding to the summer 242 of FIG. 2, and FIG. 10 illustrates the sensing signal SEN and the slope compensator 241. The slope compensation voltages output from are summed up by way of example. The summer 242 is not limited to FIG. 10 and may be variously performed by the manufacturer.
도 10과 같이 구성됨에 의하여, 출력 전압을 생성하기 위하여 컨버터(10)에 제공되는 구동 신호(GATE)의 듀티가 50% 이상인 경우 발생하는 불안정한 서브 하모니 발진은 슬로프 보상부(241)에 의하여 제어될 수 있다. As shown in FIG. 10, the unstable sub harmony oscillation generated when the duty of the driving signal GATE provided to the converter 10 is 50% or more to generate the output voltage is controlled by the slope compensator 241. Can be.
컨버터(10)의 스위칭 주파수를 가변하기 위해서는 구동 신호(GATE)의 주파수를 가변해야 한다. 즉, 컨버터(10)의 스위칭 주파수는 구동 신호(GATE)의 주파수에 종속되어 가변된다. In order to vary the switching frequency of the converter 10, the frequency of the driving signal GATE must be varied. That is, the switching frequency of the converter 10 varies depending on the frequency of the driving signal GATE.
그리고, 스위칭 주파수가 가변된 경우, 컨버터(10)의 인덕턴스의 값도 변경된다. 이때, 인덕턴스의 값이 변경된 것에 대응하여 도 10의 슬로프 보상부(241)의 슬로프 보상 전압의 값도 변경된다.In addition, when the switching frequency is changed, the value of the inductance of the converter 10 is also changed. In this case, the slope compensation voltage of the slope compensator 241 of FIG. 10 also changes in response to the change of the inductance.
보다 구체적으로, 구동 신호(GATE)의 주파수를 가변하기 위해서는 오실레이터(330)에서 출력되는 PWM 신호의 주파수도 가변되어야 한다. 그러므로, 오실레이터(330)는 가변되는 주파수 정보를 가지며 그 결과 상기와 같이 주파수 소스로 이용될 수 있다.More specifically, in order to change the frequency of the driving signal GATE, the frequency of the PWM signal output from the oscillator 330 must also be changed. Therefore, the oscillator 330 has variable frequency information and as a result can be used as a frequency source as described above.
일례로, 종속 전류원(IS2)은 오실레이터(330)의 출력 전류를 미러링한 전류를 충전 소자(Cc)에 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 종속 전류원(IS2)은 구동 신호(GATE)의 주파수 가변을 위하여 오실레이터(330)의 PWM 신호의 가변된 주파수에 대응하는 전류를 충전 소자(Cc)에 제공할 수 있다. 이때, 전류 미러링은 주파수가 높아져서 오실레이터(330)의 출력 전류가 많아지면 종속 전류원(IS2)의 전류량을 감소시키고 주파수가 낮아져서 오실레이터(330)의 출력 전류가 줄어들면 종속 전류원(IS2)의 전류량을 증가시키도록 구현될 수 있다. 상기한 오실레이터(30)의 주파수와 종속 전류원(IS2)의 전류 양 간의 관계는 서브 하모니 발진을 줄이기 위한 슬로프 보상을 위하여 결정될 수 있다.In one example, the dependent current source IS2 may be configured to provide the charging element Cc with a current mirroring the output current of the oscillator 330. That is, the dependent current source IS2 may provide the charging element Cc with a current corresponding to the changed frequency of the PWM signal of the oscillator 330 in order to change the frequency of the driving signal GATE. In this case, the current mirroring increases the frequency of the oscillator 330 to increase the output current of the slave current source IS2, and decreases the frequency of the oscillator 330 to reduce the output current of the slave current source IS2. Can be implemented. The relationship between the frequency of the oscillator 30 and the amount of current in the dependent current source IS2 may be determined for slope compensation to reduce sub-harmony oscillation.
상술한 바와 달리, 종속 전류원(IS2)은 오실레이터(330)의 PWM 신호 또는 PWM 신호에 대응하는 전압에 연동하는 전류를 충전 소자(Cc)에 제공하도록 구성될 수 있다. 이때, 종속 전류원(IS2)은 주파수가 높아진 오실레이터(330)의 PWM 신호 또는 PWM 신호에 대응하는 전압에 의하여 전류량을 감소시키고 주파수가 낮아진 오실레이터(330)의 PWM 신호 또는 PWM 신호에 대응하는 전압에 의하여 전류량을 증가시키도록 구성될 수 있다. Unlike the above, the dependent current source IS2 may be configured to provide the charging element Cc with a current that is linked to a PWM signal or a voltage corresponding to the PWM signal of the oscillator 330. In this case, the dependent current source IS2 reduces the amount of current by the voltage corresponding to the PWM signal or the PWM signal of the oscillator 330 having a higher frequency and is reduced by a voltage corresponding to the PWM signal or the PWM signal of the oscillator 330 having a lower frequency. It can be configured to increase the amount of current.
종속 전류원(IS2)에서 제공되는 전류는 충전 소자(Cc)에 충전되며, 충전 소자(Cc)에 충전된 전압이 슬로프 보상 전압으로 제공될 수 있다. 즉, 슬로프 보상 전압은 도 11과 같이 주파수에 따라 가변되도록 제공될 수 있다. 도 11은 종래는 고정된 전류에 의하여 충전된 전압이 슬로프 보상 전압으로 제공되는 종래 기술에 의한 슬로프 보상 전압을 본 발명에 의한 슬로프 보상 전압과 대비하도록 도시한 그래프이다.The current provided from the dependent current source IS2 is charged in the charging element Cc, and the voltage charged in the charging element Cc may be provided as a slope compensation voltage. That is, the slope compensation voltage may be provided to vary with frequency as shown in FIG. 11. FIG. 11 is a graph illustrating a slope compensation voltage according to the related art compared with a slope compensation voltage according to the present invention, in which a voltage charged by a fixed current is provided as a slope compensation voltage.
그러므로, 컨버터(10)의 스위칭 주파수가 가변되어도, 본 발명의 실시예는 칩으로 구현된 구동 회로(20)에 별도의 단자를 구성하거나 또는 칩 외부에 부가적인 회로를 구성할 필요없이 주파수 소스인 오실레이터에서 출력되는 PWM 신호의 주파수 변동에 연동하여 슬로프 보상 전압을 제공할 수 있다. Therefore, even if the switching frequency of the converter 10 is variable, the embodiment of the present invention is a frequency source without having to configure a separate terminal in the driving circuit 20 implemented as a chip or an additional circuit outside the chip. The slope compensation voltage can be provided in conjunction with the frequency variation of the PWM signal output from the oscillator.
따라서, 본 발명의 실시예는 컨버터(10)의 스위칭 주파수 가변에 능동적으로 대응하기 위한 기능이 간단히 구현될 수 있고, 부품의 수와 제조 단가를 절감할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, a function for actively responding to the switching frequency change of the converter 10 may be simply implemented, and the number of parts and the manufacturing cost may be reduced.
또한, LED 램프(50)에 포함된 각 LED 채널들(CH1~CH8)의 LED 전류가 일정한 양 이상 유지되도록 보증하기 위한 제4 실시예는 도 12와 같이 예시될 수 있다. 도 12에서 도 2과 동일 부품은 동일 부호를 사용하며, 이에 대한 구성 및 동작에 대한 중복 설명은 생략한다.In addition, a fourth embodiment for ensuring that the LED current of each of the LED channels CH1 to CH8 included in the LED lamp 50 is maintained above a certain amount may be illustrated as shown in FIG. 12. In FIG. 12, the same parts as those of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description of the configuration and operation thereof will be omitted.
도 12의 조명 장치는 컨버터(10)의 출력 전압(VOUT)을 센싱하기 위한 출력 센싱 회로(60)를 포함하며, 출력 센싱 회로(60)는 직렬 연결된 저항들(RV1, RV2)이 컨버터(10)의 출력단에 병렬로 연결된다. 출력 센싱 회로(60)는 직렬 연결된 저항들(RV1, RV2) 사이의 노드에 인가되는 전압을 구동 회로(20)에 제공하며, 출력 센싱 회로(60)에서 구동 회로(20)에 제공되는 전압은 출력 센싱 전압이라 한다. 상기한 출력 센싱 회로(60)는 구동 회로(20)의 내부 또는 외부 중 어느 하나에 구성될 수 있다.The lighting device of FIG. 12 includes an output sensing circuit 60 for sensing the output voltage VOUT of the converter 10, wherein the output sensing circuit 60 includes a series of resistors RV1 and RV2 connected to the converter 10. Are connected in parallel to the output terminal. The output sensing circuit 60 provides the driving circuit 20 with a voltage applied to the node between the series connected resistors RV1 and RV2, and the voltage provided to the driving circuit 20 in the output sensing circuit 60 is This is called the output sensing voltage. The output sensing circuit 60 may be configured inside or outside the driving circuit 20.
구동 회로(20)는 리니어 레귤레이터들(201~208), 검출 전압 생성 회로(220), 기준 전압 생성 회로(221), 비교기(223), 캐패시터(Cd), 슬로프 보상부(240), 합산기(242), 비교기(244) 및 SR 래치(250)를 포함할 수 있다. The driving circuit 20 includes the linear regulators 201 to 208, the detection voltage generation circuit 220, the reference voltage generation circuit 221, the comparator 223, the capacitor Cd, the slope compensator 240, and the adder. 242, comparator 244, and SR latch 250.
도 12의 구동 회로는 기준 전압 생성 회로(221)를 포함한다. 기준 전압 생성 회로(221)는 검출 전압 생성 회로(220)의 검출 전압(VD)과 내부 기준 전압(VREFi)를 수신하고, 외부 캐패시터(Cs)를 이용하며, 기준 전압(VREF)을 비교기(223)의 네가티브단(-)에 출력하도록 구성된다. The driving circuit of FIG. 12 includes a reference voltage generation circuit 221. The reference voltage generation circuit 221 receives the detection voltage V D and the internal reference voltage VREFi of the detection voltage generation circuit 220, uses an external capacitor Cs, and compares the reference voltage VREF with a comparator ( And output to the negative end (−) of 223.
상기한 구성에 의하여, 기준 전압 생성 회로(221)는 각 LED 채널들(LED1~LED8)의 바이어스 전압에 대응하는 피드백 전압들(FB1~FB8) 중 하나 이상이 미리 설정된 값을 갖는 내부 기준 전압(VREFi) 이하이면 레벨이 증가하는 기준 전압(VREF)을 생성한다. 기준 전압 생성 회로(221)는 모든 피드백 전압들(FB1~FB8)이 내부 기준 전압(VREFi) 이상일 때까지 증가하는 기준 전압(VREF)을 생성하도록 구성됨이 바람직하다. 기준 전압 생성 회로(221)는 외부의 캐패시터(Ce)를 이용하여 기준 전압(VREF)를 충전 또는 방전하도록 구성된다.According to the above configuration, the reference voltage generation circuit 221 has an internal reference voltage at which one or more of the feedback voltages FB1 to FB8 corresponding to the bias voltages of the LED channels LED1 to LED8 have a preset value. Below VREFi), the reference voltage VREF at which the level is increased is generated. The reference voltage generator 221 may be configured to generate a reference voltage VREF that increases until all of the feedback voltages FB1 to FB8 are equal to or greater than the internal reference voltage VREFi. The reference voltage generation circuit 221 is configured to charge or discharge the reference voltage VREF using an external capacitor Ce.
보다 상세한 기준 전압 생성 회로(221)의 구성은 도 13을 참조하여 후술한다.The configuration of the reference voltage generator 221 in more detail will be described later with reference to FIG. 13.
또한, 도 12의 구동 회로(20)는 비교기(223)가 기준 전압(VREF)을 출력 센싱 회로(60)의 출력 센싱 전압과 비교하여 보상 전압(Vc)을 출력하도록 구성된다. 기준 전압(VREF)은 비교기(223)의 네가티브단(-)에 인가되고, 출력 센싱 회로(60)의 출력 센싱 전압은 비교기(223)의 포지티브단(+)에 인가된다.In addition, the driving circuit 20 of FIG. 12 is configured such that the comparator 223 outputs the compensation voltage Vc by comparing the reference voltage VREF with the output sensing voltage of the output sensing circuit 60. The reference voltage VREF is applied to the negative terminal (-) of the comparator 223, and the output sensing voltage of the output sensing circuit 60 is applied to the positive terminal (+) of the comparator 223.
또한, 도 12의 구동 회로(20)는 비교기(244)가 보상 전압(Vc)과 합산기(242)의 비교 전압(Vs)을 비교하여 출력하도록 구성된다. 보상 전압(Vc)은 비교기(244)의 네가티브단(-)에 인가되고, 비교 전압(Vs)은 비교기(244)의 포지티브단(+)에 인가된다.In addition, the driving circuit 20 of FIG. 12 is configured such that the comparator 244 compares and outputs the compensating voltage Vc and the comparison voltage Vs of the summer 242. The compensation voltage Vc is applied to the negative terminal (-) of the comparator 244, and the comparison voltage Vs is applied to the positive terminal (+) of the comparator 244.
상기한 구성에 의하여, 펄스 발생기인 SR 래치(250)는 보상 전압(Vc)에 대응하여 레벨이 결정된 비교기(244)의 출력에 대응하여 구동 신호(GATE)를 생성한다. 즉, SR 래치(25)는 보상 전압(Vc)에 대응하여 온 시간이 조절된 구동 신호(GATE)를 생성하고 구동 신호(GATE)를 컨버터(10)에 전력 변환을 위하여 제공한다.According to the above configuration, the SR latch 250, which is a pulse generator, generates a driving signal GATE in response to the output of the comparator 244 whose level is determined in response to the compensation voltage Vc. That is, the SR latch 25 generates a drive signal GATE having an adjusted on time corresponding to the compensation voltage Vc and provides the drive signal GATE to the converter 10 for power conversion.
한편, 도 13을 참조하여 기준 전압 생성 회로(221)의 구성을 보다 상세하게 설명한다.Meanwhile, the configuration of the reference voltage generation circuit 221 will be described in more detail with reference to FIG. 13.
기준 전압 생성 회로(221)는 외부의 캐패시터(Ce)를 이용하여 기준 전압(VREF)을 충전 또는 방전하며, 기준 전압(VREF)의 충전은 피드백 전압들(FB1~FB8) 중 하나 이상이 내부 기준 전압(VREFi) 이하인 경우 수행되고, 기준 전압(VREF)의 방전은 모든 피드백 전압들(FB1~FB8)이 내부 기준 전압(VREFi) 이상일 때까지 수행된다. 캐패시터(Ce)에 충전된 전압이 기준 전압(VREF)으로 출력된다.The reference voltage generator 221 charges or discharges the reference voltage VREF by using an external capacitor Ce, and charging of the reference voltage VREF is performed by one or more of the feedback voltages FB1 to FB8. When the voltage VREFi is less than or equal to, the discharge of the reference voltage VREF is performed until all of the feedback voltages FB1 to FB8 are equal to or greater than the internal reference voltage VREFi. The voltage charged in the capacitor Ce is output as the reference voltage VREF.
이를 위하여, 기준 전압 생성 회로(221)는 비교기(225)와 전류 제어 회로를 포함하며, 비교기(225)는 검출 전압(VD)과 내부 기준 전압(VREFi)을 비교한 스위칭 제어 전압(VCT)을 출력하고, 전류 제어 회로는 스위칭 제어 전압(VCT)에 따라 스위칭되는 스위치(SW)를 포함하고, 스위치(SW)가 턴온되면 캐패시터(Ce)에 충전을 위한 전류를 제공한다. 비교기(225)는 검출 전압(VD)이 내부 기준 전압(VREFi)보다 작으면 스위칭 제어 전압(VCT)를 로우 레벨 예시적으로 0V로 출력할 수 있고, 검출 전압(VD)이 내부 기준 전압(VREFi)보다 크면 스위칭 제어 전압(VCT)를 하이 레벨 예시적으로 정전압인 VDD로 출력할 수 있다. 스위칭 제어 전압(VCT)이 로우 레벨이면 스위치(SW)는 턴온되고, 스위칭 제어 전압(VCT)이 하이 레벨이면 스위치(SW)는 턴오프된다.To this end, the reference voltage generation circuit 221 includes a comparator 225 and a current control circuit, the comparator 225 is a switching control voltage (VCT) comparing the detection voltage (V D ) and the internal reference voltage (VREFi) The output current control circuit includes a switch SW that is switched according to the switching control voltage VCT, and when the switch SW is turned on, the current control circuit provides a current for charging the capacitor Ce. The comparator 225 may output the switching control voltage VCT to 0V, for example, at a low level when the detection voltage V D is less than the internal reference voltage VREFi, and the detection voltage V D may be an internal reference voltage. If greater than VREFi, the switching control voltage VCT may be output as a high level illustratively VDD. The switch SW is turned on when the switching control voltage VCT is at a low level, and the switch SW is turned off when the switching control voltage VCT is at a high level.
전류 제어 회로는 스위치(SW)의 턴온에 의하여 캐패시터(Ce)로 전류를 제공하는 것을 제어하기 위하여, 다수의 PMOS 트랜지스터들(MP1~MP7)을 더 포함할 수 있다. 다수의 PMOS 트랜지스터들(MP1~MP7)은 스위치(SW)의 동작에 의하여 캐패시터(Ce)에 제공하는 전류를 제어하기 위한 커런트 미러 구조를 갖도록 구성될 수 있다.The current control circuit may further include a plurality of PMOS transistors MP1 to MP7 to control providing current to the capacitor Ce by turning on the switch SW. The plurality of PMOS transistors MP1 to MP7 may be configured to have a current mirror structure for controlling a current provided to the capacitor Ce by the operation of the switch SW.
즉 PMOS 트랜지스터(MP1, MP2)는 정전류원을 포함하는 제1 경로를 형성하고, PMOS 트랜지스터(MP3, MP4, MP5)는 복사된 전류를 제공하는 제2 경로를 형성하며, PMOS 트랜지스터(MP6), 스위치(SW) 및 PMOS 트랜지스터(MP7)는 제2 경로의 전류에 의하여 캐패시터(Ce)에 제공하는 전류를 제어하는 제3 경로를 형성한다. 상기한 제1 경로 내지 제3 경로는 내부에 포함된 각 트랜지스터들이 직렬로 연결되도록 구성되고, 제1 경로 내지 제3 경로는 정전압(VDD)에 대하여 병렬로 구성된다.That is, the PMOS transistors MP1 and MP2 form a first path including a constant current source, the PMOS transistors MP3, MP4 and MP5 form a second path that provides a radiated current, and the PMOS transistors MP6, The switch SW and the PMOS transistor MP7 form a third path for controlling the current provided to the capacitor Ce by the current in the second path. The first to third paths are configured such that respective transistors included therein are connected in series, and the first to third paths are configured in parallel with respect to the constant voltage VDD.
PMOS 트랜지스터들(MP3, MP4)과 PMOS 트랜지스터들(MP1, MP2)의 저항비(채널비)에 의하여, 제2 경로의 PMOS 트랜지스터들(MP3, MP4)에 흐르는 전류의 양은 제1 경로의 PMOS 트랜지스터들(MP1, MP2)에 흐르는 전류의 양을 기준으로 제어될 수 있다. 그리고, PMOS 트랜지스터(MP6)에 흐르는 전류의 양도 제1 경로의 PMOS 트랜지스터(MP1)에 흐르는 전류의 양을 기준으로 제어될 수 있다. 그리고, PMOS 트랜지스터(MP7)에 흐르는 전류의 양은 제2 경로의 PMOS 트랜지스터(MP5)에 흐르는 전류의 양을 기준으로 제어될 수 있다.By the resistance ratio (channel ratio) of the PMOS transistors MP3 and MP4 and the PMOS transistors MP1 and MP2, the amount of current flowing through the PMOS transistors MP3 and MP4 in the second path is determined by the PMOS transistor in the first path. It can be controlled based on the amount of current flowing through the fields (MP1, MP2). The amount of current flowing through the PMOS transistor MP6 may also be controlled based on the amount of current flowing through the PMOS transistor MP1 in the first path. The amount of current flowing through the PMOS transistor MP7 may be controlled based on the amount of current flowing through the PMOS transistor MP5 in the second path.
도 13과 같이 구성되는 기준 전압 생성 회로(221)의 동작은 도 14를 참조하여 설명한다.The operation of the reference voltage generator 221 configured as shown in FIG. 13 will be described with reference to FIG. 14.
기준 전압 생성 회로(221)에서, 검출 전압(VD)이 내부 기준 전압(VREFi)보다 작으면, 비교기(225)의 스위칭 제어 전압(VCT)는 로우 레벨이 되고, 그 결과 스위치(SW)는 턴온된다.In the reference voltage generation circuit 221, if the detection voltage VD is less than the internal reference voltage VREFi, the switching control voltage VCT of the comparator 225 becomes low level, and as a result, the switch SW is turned on. do.
스위치(SW)가 턴온되면, 전류(Ir1)의 흐름이 개시되고, 전류(Ir3)가 캐패시터(Ce)로 제공되며, 캐패시터(Ce)의 전압은 전류(Ir3)에 의한 충전으로 상승한다. 캐패시터(Ce)에 충전되는 전압은 기준 전압 생성 회로(221)에서 출력되는 기준 전압(VREF)이다. 상기한 바에서 전류(Ir3)의 양은 "전류(Ir1)의 양"- "PMOS 트랜지스터(MP7)의 전류(Ir2)의 양"으로 결정될 수 있다.When the switch SW is turned on, the flow of the current Ir1 is started, the current Ir3 is provided to the capacitor Ce, and the voltage of the capacitor Ce rises by charging by the current Ir3. The voltage charged in the capacitor Ce is the reference voltage VREF output from the reference voltage generation circuit 221. As described above, the amount of current Ir3 may be determined as "amount of current Ir1"-"amount of current Ir2 of the PMOS transistor MP7".
검출 전압(VD)은 피드백 전압들(FB1~FB8) 중 가장 낮은 피드백 전압이다. 비교기(225)의 스위칭 제어 전압(VCT)은 모든 피드백 전압들(FB1~FB8)이 내부 기준 전압(VREFi) 이상일 때 하이 레벨로 천이된다. 그러므로, 캐패시터(Ce)에 충전되는 기준 전압(VREF)도 모든 피드백 전압들(FB1~FB8)이 내부 기준 전압(VREFi) 이상일 때까지 충전되며 레벨이 상승한다.The detection voltage V D is the lowest feedback voltage among the feedback voltages FB1 to FB8. The switching control voltage VCT of the comparator 225 transitions to a high level when all the feedback voltages FB1 to FB8 are greater than or equal to the internal reference voltage VREFi. Therefore, the reference voltage VREF charged to the capacitor Ce is also charged until the feedback voltages FB1 to FB8 are greater than or equal to the internal reference voltage VREFi and the level rises.
이후, 모든 피드백 전압들(FB1~FB8)이 내부 기준 전압(VREFi) 이상이면, 스위칭 제어 전압(VCT)은 하이 레벨로 천이되고, 스위치(SW)는 턴오프된다. 스위치(SW)가 턴오프되면, 전류(Ir1)의 흐름이 중지된다.Thereafter, when all the feedback voltages FB1 to FB8 are equal to or greater than the internal reference voltage VREFi, the switching control voltage VCT transitions to a high level, and the switch SW is turned off. When the switch SW is turned off, the flow of the current Ir1 is stopped.
전류(Ir1)의 흐름이 중지된 이후 캐패시터(Ce)는 방전을 시작하며, 그에 따라 기준 전압 생성 회로(221)에서 출력되는 기준 전압(VREF)의 레벨은 서서히 감소한다. After the flow of the current Ir1 is stopped, the capacitor Ce starts to discharge, so that the level of the reference voltage VREF output from the reference voltage generator 221 gradually decreases.
상술한 바와 같이, 기준 전압 생성 회로(221)에서 제공되는 기준 전압(VREF)은 피드백 전압들(FB1~FB8)의 상태에 따라 증가 또는 감소할 수 있다.As described above, the reference voltage VREF provided from the reference voltage generation circuit 221 may increase or decrease according to the states of the feedback voltages FB1 to FB8.
기준 전압(VREF)이 증가하는 경우는 LED 채널들(CH1~CH8)의 정상적인 발광을 위하여 LED 전류의 양을 보상할 필요가 있는 경우에 해당한다. 이때 출력 전압(VOUT)은 증가하는 기준 전압(VREF)에 의하여 상승한다. 기준 전압(VREF)이 감소하는 경우는 LED 채널들(CH1~CH8)의 LED 전류의 양이 정상적인 발광을 유지할 수 있는 경우에 해당한다.The increase in the reference voltage VREF corresponds to a case in which it is necessary to compensate for the amount of LED current for the normal emission of the LED channels CH1 to CH8. At this time, the output voltage VOUT is increased by the increasing reference voltage VREF. The reference voltage VREF decreases when the amount of LED current of the LED channels CH1 to CH8 can maintain normal light emission.
기준 전압(VREF)의 상승에 의하여 출력 전압(VOUT)이 상승되는 일련의 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 기준 전압(VREF)이 상승하면, 비교기(223)은 출력 센싱 회로(60)의 출력 센싱 전압을 상승된 기준 전압(VREF)와 비교한다. 그 결과 출력 센싱 회로(60)의 출력 센싱 전압이 기준 전압(VREF)보다 낮은 경우, 보상 전압(Vc)은 네가티브 레벨로 비교기(244)의 네가티브단(-)에 인가된다. 보상 전압(Vc)이 네가티브 레벨로 인가되면, 비교기(244)의 출력은 상승한다. 비교기(244)의 출력이 상승하면, SR 래치(25)는 온 시간이 증가된 구동 신호(GATE)를 생성한다. 그 결과 컨버터(10)에서 출력되는 출력 전압(VOUT)이 상승한다.A series of operations in which the output voltage VOUT is raised by the rise of the reference voltage VREF will be described in more detail. When the reference voltage VREF rises, the comparator 223 compares the output sensing voltage of the output sensing circuit 60 with the raised reference voltage VREF. As a result, when the output sensing voltage of the output sensing circuit 60 is lower than the reference voltage VREF, the compensation voltage Vc is applied to the negative terminal (-) of the comparator 244 at a negative level. When the compensation voltage Vc is applied at the negative level, the output of the comparator 244 rises. When the output of the comparator 244 rises, the SR latch 25 generates a drive signal GATE with an increased on time. As a result, the output voltage VOUT output from the converter 10 rises.
상술한 바와 같이, 출력 전압(VOUT)은 증가하는 기준 전압(VREF)에 의하여 일정한 레벨 이상을 유지하도록 레귤레이션된다.As described above, the output voltage VOUT is regulated to maintain a certain level or more by the increasing reference voltage VREF.
본 발명의 제4 실시예는 상기한 바와 같이 출력 전압(VOUT)이 변화되는 기준 전압(VREF)에 의하여 레귤레이션될 수 있다. As described above, the fourth embodiment of the present invention may be regulated by the reference voltage VREF at which the output voltage VOUT is changed.
그러므로, LED 채널들(CH1~CH8)의 바이어스 전압은 특성 편차에 의하여 각각 다르며, LED 채널들(CH1~CH8)의 피드백 전압들 중 가장 낮은 피드백 전압은 LED 채널들(CH1~CH8)이 각각 발광될 때마다 변화될 수 있다. 본 발명의 제4 실시예는 상기와 같이 가장 낮은 피드백 전압이 변화되는 환경에 대응하여 안정적으로 출력 전압(VOUT)을 유지할 수 있고, 그 결과 가청 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Therefore, the bias voltages of the LED channels CH1 to CH8 vary depending on the characteristic variation, and the lowest feedback voltage among the feedback voltages of the LED channels CH1 to CH8 emits light from the LED channels CH1 to CH8, respectively. It can change every time. According to the fourth embodiment of the present invention, the output voltage VOUT can be stably maintained in response to the environment in which the lowest feedback voltage is changed as described above, and as a result, audible noise can be prevented from occurring.
한편, 본 발명의 제5 실시예가 컨버터 등의 부품들을 공유하여 부품의 수와 제조 단가를 절감하기 위하여 도 15와 같이 구성될 수 있다.Meanwhile, the fifth embodiment of the present invention may be configured as shown in FIG. 15 in order to reduce the number of components and the manufacturing cost by sharing components such as a converter.
도 15의 실시예는 하나의 컨버터(10)에 대하여 멀티 칩으로 구동 회로들이 구성된 것을 예시하며, 구동 회로들의 구분을 위하여 구동 신호(GATE)를 컨버터(10)에 제공하는 구동 회로는 마스터 구동 회로(M20)라 하고, 나머지 구동 회로는 슬레이브 구동 회로(S20)라 한다.The embodiment of FIG. 15 illustrates that the driving circuits are configured in multiple chips with respect to one converter 10. The driving circuit which provides the driving signal GATE to the converter 10 to distinguish the driving circuits is a master driving circuit. This is referred to as M20, and the remaining driving circuit is referred to as slave driving circuit S20.
도 15의 실시예는 컨버터(10)가 전력 변환을 수행하여 입력 전압(VIN)에 대응하는 출력 전압(VOUT)을 출력하고, 출력 전압(VOUT)을 LED 램프들(M50, S50)에 제공하도록 구성된다.In the embodiment of FIG. 15, the converter 10 performs power conversion to output an output voltage VOUT corresponding to the input voltage VIN, and to provide the output voltage VOUT to the LED lamps M50 and S50. It is composed.
LED 램프들(M50, S50)은 도 1과 같이 병렬로 구성된 복수 개의 LED 채널들(CH1~CH8)을 각각 포함하며, LED 램프들(M50, S50)의 복수 개의 LED 채널들(CH1~CH8)은 출력 전압(VOUT)에 의하여 발광한다.The LED lamps M50 and S50 respectively include a plurality of LED channels CH1 to CH8 configured in parallel as shown in FIG. 1, and the plurality of LED channels CH1 to CH8 of the LED lamps M50 and S50. Emits light by the output voltage VOUT.
한편, 출력 전압(VOUT)의 레벨을 검출하기 위한 과전압 검출 회로(70)가 컨버터(10)의 출력단에 구성된다. 과전압 검출 회로(70)는 직렬로 연결된 저항들(ROVP1, ROVP2) 사이의 노드에 인가되는 전압을 과전압 검출 신호로 출력하며, 과전압 검출 신호는 마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)의 과전압 검출단(OVP)에 공유된다.On the other hand, an overvoltage detection circuit 70 for detecting the level of the output voltage VOUT is configured at the output terminal of the converter 10. The overvoltage detection circuit 70 outputs a voltage applied to a node between the resistors ROVP1 and ROVP2 connected in series as an overvoltage detection signal, and the overvoltage detection signal of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20. It is shared by the overvoltage detection terminal OVP.
과전압 검출 신호에 의하여 출력 전압(VOUT)이 과전압 상태인 것으로 판단되면, 마스터 구동 회로(M20)는 구동 신호(GATE)의 출력을 조절하여 출력 전압(VOUT)의 레벨을 제어하거나 또는 LED 램프(M50)의 발광 상태를 제어할 수 있다. 또한, 슬레이브 구동 회로(S20)도 과전압 검출 신호에 대응하여 LED 램프(S50)의 발광 상태를 제어할 수 있다.When it is determined that the output voltage VOUT is in the overvoltage state by the overvoltage detection signal, the master driving circuit M20 controls the level of the output voltage VOUT by adjusting the output of the driving signal GATE or the LED lamp M50. Can be controlled. In addition, the slave driving circuit S20 may also control the light emission state of the LED lamp S50 in response to the overvoltage detection signal.
그리고, 마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)는 공유단(CON)과 하이 접지단(HGND)이 형성된 것을 제외하면 도 1의 구동 회로(20)와 실질적으로 동일한 구성을 가지므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다. 마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)는 동일한 구조의 칩을 이용할 수 있다.In addition, the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 have substantially the same configuration as the driving circuit 20 of FIG. 1 except that the common terminal CON and the high ground terminal HGND are formed. Duplicate explanations are omitted. The master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 may use chips having the same structure.
마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)의 공유단들(CON)은 전기적으로 서로 연결된다. 그리고, 마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)의 하이 접지단들(HGND)은 캐패시터(CH)를 이용하여 일정 전압이 바이어스된 상태로 세팅된다.The shared terminals CON of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 are electrically connected to each other. In addition, the high ground terminals HGND of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 are set to have a predetermined voltage biased using the capacitor CH.
마스터 구동 회로(M20)는 LED 램프(M50)의 LED 채널들(CH1~CH8)에 대한 리니어 레귤레이션을 수행하며, LED 램프(50)의 LED 채널들(CH1~CH8)의 피드백 전압들(FB1~FB8) 중 가장 낮은 레벨의 제1 최소 피드백 전압을 검출한다. 그리고, 마스터 구동 회로(M20)는 제1 최소 피드백 전압과 공유단(CON)을 통하여 공유되는 제2 최소 피드백 전압 중 낮은 레벨에 대응하는 검출 전압(VD)을 생성하며, 검출 전압(VD)에 대응하여 구동 신호(GATE)를 생성하고, 전력 변환을 위하여 컨버터(10)에 구동 신호(GATE)를 제공한다. 상기한 바에서, 마스터 구동 회로(M20)가 검출 전압(VD)을 이용하여 구동 신호(GATE)를 생성하는 것은 도 1 및 도 2의 실시예 또는 도 12의 실시예 등과 같이 다양하게 실시될 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.The master driving circuit M20 performs linear regulation on the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp M50, and feedback voltages FB1 to LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp 50. The first minimum feedback voltage of the lowest level of FB8) is detected. In addition, the master driving circuit M20 generates a detection voltage V D corresponding to a lower level among the first minimum feedback voltage and the second minimum feedback voltage shared through the sharing terminal CON, and the detection voltage V D. ) Generates a driving signal GATE, and provides a driving signal GATE to the converter 10 for power conversion. As described above, the generation of the driving signal GATE by the master driving circuit M20 using the detection voltage V D may be variously performed as in the embodiment of FIGS. 1 and 2 or the embodiment of FIG. 12. The detailed description thereof will be omitted.
슬레이브 구동 회로(S20)는 LED 램프(S50)의 LED 채널들(CH1~CH8)에 대한 리니어 레귤레이션을 수행하며, LED 램프(S50)의 LED 채널들(CH1~CH8)의 피드백 전압들 중 가장 낮은 레벨의 제2 최소 피드백 전압을 검출하고, 제2 최소 피드백 전압을 공유단(CON)을 통하여 마스터 구동 회로(M20)와 공유한다.The slave driving circuit S20 performs linear regulation on the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp S50, and has the lowest feedback voltages of the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp S50. The second minimum feedback voltage of the level is detected, and the second minimum feedback voltage is shared with the master driving circuit M20 through the sharing terminal CON.
슬레이브 구동 회로(S20)는 마스터 구동 회로(M20)와 동일하게 구동 신호의 생성 및 출력에 관련된 입출력 단자들을 구비한다. 그러나, 슬레이브 구동 회로(S20)는 구동 신호(GATE)를 생성하고 출력하지 않는다. 그러므로, 슬레이브 구동 회로(S20)의 입출력 단자들 중 구동 신호(GATE)의 생성 및 출력에 관련된 일부(VIN, SEN, GATE)가 마스킹 처리된다. 여기에서, 마스킹 처리란 캐패시터(CH)에 충전된 하이 레벨의 전압에 의하여 입력 레벨이 고정되거나, 캐패시터(CIN)의 접지 레벨로 고정되는 것을 의미하며, 플로팅 상태도 포함될 수 있다.The slave driving circuit S20 has input and output terminals related to generation and output of a driving signal, similarly to the master driving circuit M20. However, the slave driving circuit S20 does not generate and output the driving signal GATE. Therefore, some of the input / output terminals of the slave driving circuit S20 (VIN, SEN, GATE) related to the generation and output of the driving signal GATE are masked. Here, the masking process means that the input level is fixed by the high level voltage charged in the capacitor CH, or is fixed to the ground level of the capacitor CIN, and may also include a floating state.
상술한 마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)는 검출 전압(VD)을 생성하기 위한 검출 전압 생성 회로(220)를 각각 포함할 수 있다. 마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)의 검출 전압 생성 회로(220)의 구성 및 동작은 도 16을 참조하여 설명한다. 도 16은 마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)의 검출 전압 생성 회로(220)와 리니어 레귤레이터들(201~208)를 개략적으로 도시한 것이다.The master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 described above may each include a detection voltage generation circuit 220 for generating the detection voltage V D. The configuration and operation of the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 will be described with reference to FIG. 16. FIG. 16 schematically illustrates the detection voltage generation circuit 220 and the linear regulators 201 to 208 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20.
마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)의 피드백 전압들(FB1~FB8)은 각 리니어 레귤레이터들(201~208)에 인가되는 전압이다. 각 리니어 레귤레이터들(201~208)은 도 2와 동일하므로 이에 대한 구체적인 구성 및 동작 설명은 생략한다.The feedback voltages FB1 to FB8 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 are voltages applied to the respective linear regulators 201 to 208. Since each of the linear regulators 201 to 208 is the same as that of FIG. 2, detailed configuration and operation thereof will be omitted.
상기한 피드백 전압들(FB1~FB8)이 마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)의 내부에서 검출 전압 생성 회로(220)에 인가된다.The feedback voltages FB1 to FB8 are applied to the detection voltage generation circuit 220 inside the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20.
마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)의 검출 전압 생성 회로(220)는 피드백 전압들(FB1~FB8)의 경로 별로 트랜지스터(TFB1~TFB8)와 스위치(SFB1~SFB8)를 포함할 수 있다. The detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 may include transistors TFB1 to TFB8 and switches SFB1 to SFB8 for respective paths of the feedback voltages FB1 to FB8. have.
트랜지스터들(TFB1~TFB8)은 스위치들(SFB1~SFB8)이 턴온되는 경우 피드백 전압들(FB1~FB8)을 스위치들(SFB1~SFB8)로 전달하며, 스위치들(SFB1~SFB8)은 스위칭 제어 신호(FBS1~FBS8)에 의하여 스위칭되어서 트랜지스터들(TFB1~TFB8)을 통하여 전달되는 피드백 전압들(FB1~FB8)을 검출 전압 생성 회로(220)의 출력단으로 전달하기 위한 것이다. The transistors TFB1 to TFB8 transfer the feedback voltages FB1 to FB8 to the switches SFB1 to SFB8 when the switches SFB1 to SFB8 are turned on, and the switches SFB1 to SFB8 are switching control signals. In order to transfer the feedback voltages FB1 to FB8 switched by the FBS1 to FBS8 and transferred through the transistors TTF1 to TTF8 to the output terminal of the detection voltage generation circuit 220.
여기에서 검출 전압 생성 회로(220)의 출력단은 스위치들(SFB1~SFB8)이 공통 연결되어서 검출 전압(VD)을 출력하는 노드를 의미하며, 검출 전압 생성 회로(220)의 출력단에는 도 16에 예시된 바와 같이 정전류원에 의하여 정전류가 공급될 수 있다.Herein, the output terminal of the detection voltage generation circuit 220 refers to a node that outputs the detection voltage V D by connecting the switches SFB1 to SFB8 in common, and the output terminal of the detection voltage generation circuit 220 is illustrated in FIG. 16. As illustrated, the constant current may be supplied by the constant current source.
검출 전압 생성 회로(220)는 피드백 전압들(FB1~FB8)의 레벨을 상호 비교하여 가장 낮은 레벨의 피드백 전압(최소 피드백 전압)을 판단하는 회로(도시되지 않음)가 포함될 수 있다. 상기한 회로는 최소 피드백 전압만 검출 전압(VD)으로 출력하기 위한 스위칭 제어 신호(FBS1~FBS8)를 제공하며, 통상적인 비교기나 레벨 검출기 등을 이용하여 본 명세서의 기술적 사상을 이해한 자라면 용이하게 구성할 수 있으므로 구체적인 예시는 생략한다.The detection voltage generation circuit 220 may include a circuit (not shown) for comparing the levels of the feedback voltages FB1 to FB8 to determine the lowest level feedback voltage (minimum feedback voltage). The above circuit provides the switching control signals FBS1 to FBS8 for outputting only the minimum feedback voltage as the detection voltage V D , and a person who understands the technical idea of the present specification using a conventional comparator or a level detector Since it can be comprised easily, a specific example is abbreviate | omitted.
검출 전압 생성 회로(220)는 최소 피드백 전압만 검출 전압(VD)으로 출력하기 위한 스위칭 제어 신호(FBS1~FBS8)를 스위치들(SFB1~SFB8)에 제공할 수 있다.The detection voltage generation circuit 220 may provide the switching control signals FBS1 to FBS8 to the switches SFB1 to SFB8 for outputting only the minimum feedback voltage as the detection voltage V D.
예시적으로, 마스터 구동 회로(M20)의 검출 전압 생성 회로(220)는 피드백 전압 "FB1"이 제1 최소 피드백 전압으로 판단된 경우 스위치(SFB1)만 턴온하고 나머지 스위치들(SFB2~SFB8)은 턴오프한다. 그 결과, 제1 최소 피드백 전압으로 판단된 피드백 전압(FB1)이 마스터 구동 회로(M20)의 검출 전압 생성 회로(220)의 출력단으로 전달될 수 있다. 슬레이브 구동 회로(S20)의 검출 전압 생성 회로(220)도 상술한 마스터 구동 회로(M20)의 검출 전압 생성 회로(220)와 동일하게 동작될 수 있다.For example, the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 turns on only the switch SFB1 when the feedback voltage “FB1” is determined as the first minimum feedback voltage, and the remaining switches SFB2 to SFB8 are turned on. Turn off. As a result, the feedback voltage FB1 determined as the first minimum feedback voltage may be transmitted to the output terminal of the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20. The detection voltage generation circuit 220 of the slave driving circuit S20 may also operate in the same manner as the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 described above.
상술한 바와 같이, 마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)의 검출 전압 생성 회로(220)는 각각 제1 최소 피드백 전압과 제2 최소 피드백 전압을 출력단으로 전달할 수 있다.As described above, the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 may transfer the first minimum feedback voltage and the second minimum feedback voltage to the output terminal, respectively.
마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)의 검출 전압 생성 회로(220)의 출력단은 각각의 공유단(CON)들을 통하여 전기적으로 연결된다. 그러므로, 마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20)의 검출 전압 생성 회로(220)의 출력단에 전달되는 제1 최소 피드백 전압과 제2 최소 피드백 전압은 공유된다. The output terminal of the detection voltage generating circuit 220 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 is electrically connected to each other through the shared terminals CON. Therefore, the first minimum feedback voltage and the second minimum feedback voltage transmitted to the output terminals of the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20 are shared.
결과적으로, 마스터 구동 회로(M20)의 검출 전압 생성 회로(220)는 제1 최소 피드백 전압과 제2 최소 피드백 전압의 공유에 의하여 생성된 검출 전압(VD)를 출력할 수 있다.As a result, the detection voltage generation circuit 220 of the master driving circuit M20 may output the detection voltage V D generated by sharing the first minimum feedback voltage and the second minimum feedback voltage.
마스터 구동 회로(M20)는 상기와 같이 생성된 검출 전압(VD)에 대응하여 도 1 및 도 2의 실시예 또는 도 12의 실시예 등과 같이 구동 신호(GATE)를 생성할 수 있고, 구동 신호(GATE)를 전력 변환을 위하여 컨버터(10)에 제공할 수 있다.The master driving circuit M20 may generate a driving signal GATE as in the embodiment of FIGS. 1 and 2 or the embodiment of FIG. 12, in response to the detected voltage V D generated as described above. (GATE) may be provided to the converter 10 for power conversion.
한편, 본 발명의 실시예로 구성되는 마스터 구동 회로(M20)와 슬레이브 구동 회로(S20) 중 슬레이브 구동 회로(S20)는 LED 램프(S50)의 LED 채널들(CH1~CH8)의 피드백 전압들(FB1~FB8) 중 가장 낮은 레벨의 제2 최소 피드백 전압을 검출하는 기능과 LED 램프(S50)의 LED 채널들(CH1~CH8)에 대한 리니어 레귤레이션만 수행하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 마스터 구동 회로(M20)는 제1 회로로 호칭하고, 슬레이브 구동 회로(S20)는 제2 회로로 호칭될 수 있다.Meanwhile, among the master driving circuit M20 and the slave driving circuit S20, the slave driving circuit S20 may include the feedback voltages of the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp S50. It may be configured to perform only a function of detecting the second minimum feedback voltage of the lowest level among the FB1 to FB8 and linear regulation of the LED channels CH1 to CH8 of the LED lamp S50. In this case, the master driving circuit M20 may be referred to as a first circuit, and the slave driving circuit S20 may be referred to as a second circuit.
상술한 바와 같이, 본 발명은 구동 회로들이 많은 수의 LED 채널에 대응하여 멀티 칩으로 구성될 수 있다. 그러므로, 각 구동 회로들에 해당하는 LED 채널들에 대한 가장 낮은 피드백 전압을 공유하며, 전체 LED 채널들에 대한 가장 낮은 피드백 전압을 검출하고, 전체 LED 채널들에 대한 가장 낮은 피드백 전압을 이용하여 LED 채널들에 제공되는 출력 전압을 제어할 수 있다.As described above, the present invention allows the driving circuits to be composed of multi-chips corresponding to a large number of LED channels. Therefore, it shares the lowest feedback voltage for the LED channels corresponding to the respective drive circuits, detects the lowest feedback voltage for all LED channels, and uses the lowest feedback voltage for all LED channels. It is possible to control the output voltage provided to the channels.
그 결과, 컨버터 등의 부품이 공유될 수 있으며 부품의 수와 제조 단가를 절감할 수 있다.As a result, parts such as converters can be shared and the number of parts and manufacturing cost can be reduced.
본 발명은 컨버터(10)의 스위칭 주파수와 무관하게 디밍을 제어하기 위한 구동 신호(GATE)의 효과적인 듀티를 확보하기 위하여 실시될 수 있다. 이를 위하여 컨버터(10)의 스위칭 주파수와 무관하게 컨버터(10)의 최소 온 시간을 보장하기 위한 제6 실시예가 도 17 내지 도 19와 같이 구성될 수 있다. 또한, 컨버터(10)의 스위칭 주파수와 무관하게 컨버터(10)의 최소 오프 시간을 보장하기 위한 제7 실시예가 도 20 내지 도 22와 같이 구성될 수 있다.The present invention may be practiced to ensure an effective duty of the drive signal GATE for controlling dimming regardless of the switching frequency of the converter 10. To this end, a sixth embodiment for guaranteeing the minimum on time of the converter 10 may be configured as shown in FIGS. 17 to 19 regardless of the switching frequency of the converter 10. In addition, a seventh embodiment for guaranteeing the minimum off time of the converter 10 may be configured as shown in FIGS. 20 to 22 regardless of the switching frequency of the converter 10.
먼저, 도17 내지 도 19를 참조하여 제6 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.First, a sixth embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 17 to 19.
구동 회로(20)에서 구동 신호(GATE)는 오실레이터(330)의 PWM 신호를 이용하여 생성될 수 있다. 상기한 PWM 신호를 이용하여 구동 신호(GATE)를 생성하는 것은 도 2를 참조한 상술한 설명에 의하여 이해될 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략한다. 이하 오실레이터(330)의 PWM 신호는 발진 신호로 설명한다. In the driving circuit 20, the driving signal GATE may be generated using the PWM signal of the oscillator 330. Generation of the driving signal GATE using the PWM signal may be understood by the above description with reference to FIG. 2, and thus description thereof will be omitted. Hereinafter, the PWM signal of the oscillator 330 will be described as an oscillation signal.
컨버터(10)의 스위칭 주파수는 구동 신호(GATE)에 의하여 결정될 수 있으며, 구동 회로(20)는 컨버터(10)의 최소 온 시간을 보장할 수 있는 구동 신호(GATE)를 컨버터(10)에 제공한다. The switching frequency of the converter 10 may be determined by the driving signal GATE, and the driving circuit 20 provides the converter 10 with a driving signal GATE capable of guaranteeing a minimum on time of the converter 10. do.
이를 위하여, 구동 회로(20)는 도 17과 같이 정전류 공급부(80), 제어 전류 공급부(82), 충전 소자(CN), 스위치(SWT), 비교기(86), 낸드 게이트(88) 및 인버터(IV1)를 포함할 수 있다. To this end, the driving circuit 20 includes a constant current supply unit 80, a control current supply unit 82, a charging element CN, a switch SWT, a comparator 86, a NAND gate 88 and an inverter as shown in FIG. IV1).
정전류 공급부(80)는 정전압(VDD)에 의한 정전류를 충전 소자(CN)에 제공하기 위한 것이다. 이를 위하여, 정전류 공급부(80)는 직렬로 연결된 PMOS 트랜지스터들(MS1, MS2)에 흐르는 전류를 미러링에 의하여 각각 PMOS 트랜지스터들(MS3, MS4)로 복사하고, PMOS 트랜지스터들(MS3, MS4)을 흐르는 전류를 충전 소자(CN)에 제공하도록 구성된다. The constant current supply unit 80 is for providing the charging element CN with a constant current by the constant voltage VDD. To this end, the constant current supply unit 80 copies the current flowing in the PMOS transistors MS1 and MS2 connected in series to the PMOS transistors MS3 and MS4 by mirroring, respectively, and flows the PMOS transistors MS3 and MS4. It is configured to provide a current to the charging element CN.
상기한 제어 전류 공급부(82), 충전 소자(CN), 스위치(SWT)는 후술하는 제어 전압 생성 회로에 포함된다. The control current supply unit 82, the charging element CN, and the switch SWT described above are included in a control voltage generation circuit described later.
이 중 제어 전류 공급부(82)는 오실레이터(330)에서 출력되는 발진 신호에 의한 오실레이터 전류(iosc)를 이용하여 충전 소자(CN)에 제어 전류를 제공하도록 구성된다. 이를 위하여, 제어 전류 공급부(82)는 오실레이터 전류(iosc)에 대응하는 전류가 흐르며 직렬로 연결된 PMOS 트랜지스터들(MC1, MC2)과 PMOS 트랜지스터들(MC1, MC2)에 흐르는 전류가 미러링에 의하여 복사되어 흐르고 직렬로 연결된 PMOS 트랜지스터들(MC3, MC4)을 포함한다. 여기에서, PMOS 트랜지스터들(MC3, MC4)을 흐르는 전류는 충전 소자(CN)에 제공된다.The control current supply unit 82 is configured to provide the control current to the charging element CN by using the oscillator current iosc by the oscillation signal output from the oscillator 330. To this end, the control current supply unit 82 flows a current corresponding to the oscillator current iosc and the current flowing through the PMOS transistors MC1 and MC2 and the PMOS transistors MC1 and MC2 connected in series is copied by mirroring. PMOS transistors MC3 and MC4 that flow and are connected in series. Here, the current flowing through the PMOS transistors MC3 and MC4 is provided to the charging element CN.
오실레이터 전류(iosc)는 발진 신호의 주파수 변화에 비례하여 양이 변화될 수 있다. 그러므로, 제어 전류 공급부(82)가 충전 소자(CN)에 제공하는 제어 전류의 양도 발진 신호의 주파수 변화에 비레하여 변화될 수 있다. The oscillator current iosc may vary in proportion to the frequency change of the oscillation signal. Therefore, the amount of control current provided by the control current supply unit 82 to the charging element CN can also be changed in proportion to the frequency change of the oscillation signal.
보다 구체적으로, 발진 신호의 주파수가 높은 경우, 오실레이터 전류(iosc)의 양은 많아지고, 제어 전류 공급부(82)의 제어 전류의 양도 많아진다. 반대로, 발진 신호의 주파수가 낮은 경우, 오실레이터 전류(iosc)의 양은 줄어들고, 제어 전류 공급부(82)의 제어 전류의 양도 줄어든다.More specifically, when the frequency of the oscillation signal is high, the amount of oscillator current iosc increases and the amount of control current of the control current supply unit 82 also increases. In contrast, when the frequency of the oscillation signal is low, the amount of oscillator current iosc is reduced, and the amount of control current of the control current supply 82 is also reduced.
그리고, 스위치(SWT)는 충전 소자(CN)에 병렬로 연결되고, 턴온되는 경우 충전 소자(CN)에 전류를 제공하는 것을 차단한다. 즉, 충전 소자(CN)에 전류를 제공하는 것은 스위치(SWT)에 의하여 규제된다. 스위치(SWT)는 인버터(IV1)를 통하여 반전 입력되는 구동 신호(GATE)에 의하여 스위칭된다. 즉, 스위치(SWT)는 컨버터(10)의 턴온 구간 동안 턴오프되고, 컨버터(10)의 턴오프 구간 동안 턴온된다. 그에 따라, 충전 소자(CN)는 컨버터(10)의 턴온 구간 동안 충전되고, 컨버터(10)의 턴오프 구간 동안 방전된다.In addition, the switch SWT is connected in parallel to the charging element CN and blocks the supply of current to the charging element CN when turned on. That is, providing current to the charging element CN is regulated by the switch SWT. The switch SWT is switched by the driving signal GATE which is inverted and input through the inverter IV1. That is, the switch SWT is turned off during the turn-on period of the converter 10 and turned on during the turn-off period of the converter 10. Accordingly, the charging element CN is charged during the turn-on period of the converter 10 and discharged during the turn-off period of the converter 10.
충전 소자(CN)는 정전류 공급부(80)와 제어 전류 공급부(82)에서 공급되는 전류에 의한 충전을 수행하고, 제어 전압을 생성할 수 있다. 특히, 충전 소자(CN)는 발진 신호의 주파수 변화에 비례하여 양이 변화되는 제어 전류 공급부(82)의 제어 전류에 의하여 제어 전압을 생성하며, 발진 신호의 주파수 변화에 비례하여 제어 전압의 충전 속도가 달라질 수 있다.The charging element CN may perform charging by the current supplied from the constant current supply unit 80 and the control current supply unit 82, and generate a control voltage. In particular, the charging element CN generates a control voltage by the control current of the control current supply unit 82 whose amount is changed in proportion to the frequency change of the oscillation signal, and the charging speed of the control voltage in proportion to the frequency change of the oscillation signal. May vary.
보다 구체적으로, 발진 신호의 주파수가 높은 경우, 제어 전류 공급부(82)의 제어 전류의 양이 많아지고, 제어 전압이 충전 소자(CN)에 충전되는 속도가 빠르다. 반대로, 발진 신호의 주파수가 낮은 경우, 제어 전류 공급부(82)의 제어 전류의 양이 줄어들고, 제어 전압이 충전 소자(CN)에 충전되는 속도가 느리다.More specifically, when the frequency of the oscillation signal is high, the amount of control current of the control current supply unit 82 increases, and the rate at which the control voltage is charged in the charging element CN is fast. On the contrary, when the frequency of the oscillation signal is low, the amount of control current of the control current supply unit 82 decreases, and the rate at which the control voltage is charged in the charging element CN is slow.
비교기(86)는 포지티브단(+)에 인가되는 충전 소자(CN)의 제어 전압과 네가티브단(-)에 인가되는 기준 전압(VREF)을 비교하고 도 18과 같은 제어 펄스(VA)를 출력한다. 보다 구체적으로, 비교기(86)는 제어 전압이 기준 전압(VREF)에 도달하면 하이 레벨로 천이되고 제어 전압이 기준 전압(VREF) 이상을 유지하는 동안 천이 상태를 유지하는 제어 펄스(VA)를 출력한다. 상기한 동작을 수행하는 비교기(86)는 후술하는 제어 펄스 생성 회로에 해당한다.The comparator 86 compares the control voltage of the charging element CN applied to the positive terminal (+) with the reference voltage VREF applied to the negative terminal (−) and outputs a control pulse VA as shown in FIG. 18. . More specifically, the comparator 86 outputs a control pulse VA that transitions to a high level when the control voltage reaches the reference voltage VREF and maintains a transition state while the control voltage maintains the reference voltage VREF or more. do. The comparator 86 performing the above operation corresponds to a control pulse generation circuit described later.
발진 신호의 주파수가 높아서 캐패시터(CN)의 제어 전압이 빠르게 충전되는 경우, 비교기(86)는 레벨 천이 시점이 빠른 제어 펄스(VA)를 출력한다. 이와 반대로, 발진 신호의 주파수가 낮아서 캐패시터(CN)의 제어 전압이 늘리게 충전되는 경우, 비교기(86)는 레벨 천이 시점이 늦은 제어 펄스(VA)를 출력한다.When the frequency of the oscillation signal is high and the control voltage of the capacitor CN is rapidly charged, the comparator 86 outputs a control pulse VA with a fast level transition time. On the contrary, when the frequency of the oscillation signal is low and the charge voltage of the capacitor CN is increased to increase, the comparator 86 outputs the control pulse VA with a late level transition time.
낸드 게이트(88)는 제어 펄스(VA)와 반전된 구동 신호(GATE)를 낸드조합하여서 도 18과 같은 최소 온 시간 펄스(ON_MIN)를 출력한다. 반전된 구동 신호(GATE)는 컨버터(10)의 턴온 구간을 판단하는데 이용된다. The NAND gate 88 NAND combines the control pulse VA and the inverted driving signal GATE to output the minimum ON time pulse ON_MIN as shown in FIG. 18. The inverted driving signal GATE is used to determine the turn-on period of the converter 10.
즉, 낸드 게이트(88)는 컨버터(10)의 턴온 구간 내에서, 제어 펄스(VA)를 이용하여 컨버터(10)의 턴온 개시 시점부터 최소 온 시간의 종료 시점을 포함하는 최소 온 시간을 정의하는 최소 온 시간 펄스(ON_MIN)를 생성한다. 상기한 동작을 수행하는 낸드 게이트(88)는 후술하는 최소 온 시간 판단부에 해당한다.That is, the NAND gate 88 defines a minimum on time including the end point of the minimum on time from the start of turn-on of the converter 10 using the control pulse VA within the turn-on period of the converter 10. Generate the minimum on time pulse (ON_MIN). The NAND gate 88 performing the above operation corresponds to the minimum on time determination unit described later.
발진 신호의 주파수가 높아서 비교기(86)가 레벨 천이 시점이 빠른 제어 펄스(VA)를 출력한 경우, 최소 온 시간의 종료 시점이 빨라지고, 그 결과, 낸드 게이트(88)는 펄스 폭이 좁은 최소 온 시간 펄스(ON_MIN)를 출력한다. 이와 반대로, 발진 신호의 주파수가 낮아서 비교기(86)가 레벨 천이 시점이 느린 제어 펄스(VA)를 출력한 경우, 최소 온 시간의 종료 시점이 느려지고, 그 결과, 낸드 게이트(88)는 펄스 폭이 넓은 최소 온 시간 펄스(ON_MIN)를 출력한다.When the comparator 86 outputs the control pulse VA with a high level transition time due to the high frequency of the oscillation signal, the end point of the minimum on time is faster, and as a result, the NAND gate 88 has a minimum on width with a narrow pulse width. Output a time pulse (ON_MIN). On the contrary, when the frequency of the oscillation signal is low and the comparator 86 outputs a control pulse VA having a slow level transition time, the end time of the minimum on time becomes slow, and as a result, the NAND gate 88 has a pulse width. Output a wide minimum on-time pulse (ON_MIN).
즉, 도 17의 실시예는 도 19와 같이 발진 신호의 주파수 변화에 대응하여 최소 온 시간 펄스(ON_MIN)의 폭이 조절될 수 있다. 최소 온 시간 펄스(ON_MIN)의 폭은 컨버터(10)의 턴온을 위하여 보장될 수 있는 최소 온 시간을 의미한다. 즉, 발진 신호의 주파수 변화에 대응하여 컨버터(10)의 턴온을 위한 최소 온 시간이 변화될 수 있다. That is, in the embodiment of FIG. 17, the width of the minimum ON time pulse ON_MIN may be adjusted in response to the frequency change of the oscillation signal as shown in FIG. 19. The width of the minimum on time pulse ON_MIN means a minimum on time that can be guaranteed for turning on the converter 10. That is, the minimum on time for turning on the converter 10 may change in response to the frequency change of the oscillation signal.
그러므로, 도 17 내지 도 19의 실시예는 컨버터(10)의 스위칭 주파수와 무관하게 디밍을 제어할 수 있는 효과적인 듀티를 확보할 수 있다.Therefore, the embodiment of FIGS. 17 to 19 can secure an effective duty capable of controlling dimming regardless of the switching frequency of the converter 10.
상술한 도 17의 실시예는 종료 시점 생성부와 최소 온 시간 판단부를 포함하는 것으로 설명될 수 있다. 17 may be described as including an end time generation unit and a minimum on time determination unit.
종료 시점 생성부는 컨버터(10)의 턴온 구간 내에서, 구동 신호(GATE)의 생성에 이용되는 발진 신호를 이용하여 발진 신호의 주파수 변화를 따르는 최소 온 시간의 종료 시점을 표현하는 제어 펄스(VA)를 생성하도록 구성된다.The end point generator generates a control pulse VA representing the end point of the minimum on time following the frequency change of the oscillation signal using the oscillation signal used to generate the driving signal GATE within the turn-on period of the converter 10. It is configured to generate.
종료 시점 생성부는 제어 전압 생성 회로와 제어 펄스 생성 회로를 포함하는 것으로 설명될 수 있다.The end point generation unit may be described as including a control voltage generation circuit and a control pulse generation circuit.
여기에서, 제어 전압 생성 회로는 컨버터(10)의 턴온 구간 내에서, 구동 신호(GATE)의 생성에 이용되는 발진 신호를 이용하여 발진 신호의 주파수 변화에 따라 증가 시간이 달라지는 제어 전압을 생성하도록 구성된다. 그리고, 제어 펄스 생성 회로는 상술한 비교기(86)에 해당한다,Here, the control voltage generation circuit is configured to generate a control voltage whose increase time varies according to the frequency change of the oscillation signal using the oscillation signal used to generate the drive signal GATE within the turn-on period of the converter 10. do. The control pulse generation circuit corresponds to the comparator 86 described above.
상기한 제어 전압 생성 회로는 제어 전류 공급부(82), 충전 소자(CN) 및 스위치(SWT)를 포함할 수 있다.The control voltage generation circuit may include a control current supply unit 82, a charging element CN, and a switch SWT.
한편, 도 20 내지 도 22를 참조하여 제7 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.Meanwhile, the seventh embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 20 to 22.
도 20의 실시예는 컨버터(10)의 스위칭 주파수와 무관하게 컨버터(10)의 최소 오프 시간을 보장하기 위한 것이며, 구동 회로(20)는 컨버터(10)의 최소 오프 시간을 보장할 수 있는 구동 신호(GATE)를 컨버터(10)에 제공한다. The embodiment of FIG. 20 is to ensure the minimum off time of the converter 10 irrespective of the switching frequency of the converter 10, and the drive circuit 20 drives to ensure the minimum off time of the converter 10. The signal GATE is provided to the converter 10.
이를 위하여, 구동 회로(20)는 도 20과 같이 정전류 공급부(80), 제어 전류 공급부(82), 충전 소자(CN), 스위치(SWT), 비교기(86), 앤드 게이트(89) 및 인버터(IV2)를 포함할 수 있다. To this end, the driving circuit 20 is a constant current supply unit 80, the control current supply unit 82, the charging element (CN), the switch (SWT), the comparator 86, the end gate 89 and the inverter ( IV2).
도 17의 실시예와 비교하여, 도 20의 실시예는 앤드 게이트(89)와 인버터(IV2)의 구성이 다르며, 충전 소자(CN)의 충전 용량에 차이가 있다. 도 20의 나머지 구성 요소들은 도 17과 동일하므로 중복 설명은 생략한다.In comparison with the embodiment of FIG. 17, the structure of the AND gate 89 and the inverter IV2 are different from each other, and the charging capacity of the charging element CN is different. Since the remaining components of FIG. 20 are the same as those of FIG. 17, redundant description is omitted.
도 20에서, 스위치(SWT)는 비반전 입력되는 구동 신호(GATE)에 의하여 스위칭된다. 즉, 스위치(SWT)는 컨버터(10)의 턴오프 구간 동안 턴오프되고, 컨버터(10)의 턴온 구간 동안 턴온된다. 그에 따라, 충전 소자(CN)는 컨버터(10)의 턴오프 구간 동안 충전되고, 컨버터(10)의 턴온 구간 동안 방전된다.In FIG. 20, the switch SWT is switched by a non-inverting input drive signal GATE. That is, the switch SWT is turned off during the turn-off period of the converter 10 and turned on during the turn-on period of the converter 10. Accordingly, the charging element CN is charged during the turn-off period of the converter 10 and discharged during the turn-on period of the converter 10.
충전 소자(CN)는 도 17의 것보다 큰 충전 용량을 갖는 것으로 구성될 수 있다. The charging element CN may be configured to have a charging capacity larger than that of FIG. 17.
비교기(86)는 도 21과 같은 제어 펄스(VA)를 출력한다. 보다 구체적으로, 도 20의 실시예는 제어 전압이 기준 전압(VREF)에 도달하는 시간이 충전 소자(CN)의 충전 용량의 차에 의하여 도 17의 실시예보다 느리다. 그러므로, 비교기(86)에서 출력되는 제어 펄스(VA)는 컨버터(10)의 턴오프 구간이 개시된 후 일정 시간 지연되어서 천이되며 천이된 레벨은 컨버터(10)의 턴온 구간이 개시될 때까지 유지된다. 비교기(86)는 제어 전압이 기준 전압(VREF) 이상을 유지하는 동안 천이 상태를 유지하는 제어 펄스(VA)를 출력한다. Comparator 86 outputs a control pulse VA as shown in FIG. More specifically, in the embodiment of FIG. 20, the time when the control voltage reaches the reference voltage VREF is slower than the embodiment of FIG. 17 due to the difference in the charging capacity of the charging element CN. Therefore, the control pulse VA output from the comparator 86 is delayed by a predetermined time after the turn-off period of the converter 10 is started, and the transition level is maintained until the turn-on period of the converter 10 is started. . Comparator 86 outputs a control pulse VA that maintains a transition state while the control voltage maintains the reference voltage VREF or more.
앤드 게이트(89)는 제어 펄스(VA)와 반전된 구동 신호(GATE)를 앤드조합하여서 도 21과 같은 최소 오프 시간 펄스(OFF_MIN)를 출력한다. 반전된 구동 신호(GATE)는 컨버터(10)의 턴오프 구간을 판단하는데 이용된다. The AND gate 89 combines the control pulse VA and the inverted driving signal GATE and outputs the minimum OFF time pulse OFF_MIN as shown in FIG. 21. The inverted driving signal GATE is used to determine the turn-off period of the converter 10.
즉, 앤드 게이트(88)는 컨버터(10)의 턴오프 구간 내에서, 제어 펄스(VA)를 이용하여 최소 오프 시간의 시작 시점부터 컨버터(10)의 턴오프 종료 시점을 포함하는 최소 오프 시간을 정의하는 최소 오프 시간 펄스(OFF_MIN)를 생성한다. 상기한 동작을 수행하는 앤드 게이트(89)는 후술하는 최소 오프 시간 판단부에 해당한다.That is, the AND gate 88 uses the control pulse VA to set the minimum off time including the turn off end point of the converter 10 using the control pulse VA within the turn off period of the converter 10. Generates the minimum off time pulse (OFF_MIN) that you define. The AND gate 89 performing the above operation corresponds to the minimum off time determination unit described later.
발진 신호의 주파수가 높아서 비교기(86)가 레벨 천이 시점이 빠른 제어 펄스(VA)를 출력한 경우, 최소 오프 시간의 시작 시점이 빨라지고, 그 결과, 앤드 게이트(88)는 펄스 폭이 넓은 최소 오프 시간 펄스(OFF_MIN)를 출력한다. 이와 반대로, 발진 신호의 주파수가 낮아서 비교기(86)가 레벨 천이 시점이 느린 제어 펄스(VA)를 출력한 경우, 최소 오프 시간의 시작 시점이 느려지고, 그 결과, 앤드 게이트(89)는 펄스 폭이 좁은 최소 오프 시간 펄스(OFF_MIN)를 출력한다.When the comparator 86 outputs a control pulse VA with a fast level transition time due to the high frequency of the oscillation signal, the start time of the minimum off time is faster, and as a result, the AND gate 88 has a minimum off with a wide pulse width. Output a time pulse (OFF_MIN). On the contrary, when the frequency of the oscillation signal is low and the comparator 86 outputs a control pulse VA having a slow level transition time, the start time of the minimum off time is slowed, and as a result, the AND gate 89 has a pulse width. Output a narrow minimum off time pulse (OFF_MIN).
즉, 도 20의 실시예는 도 22와 같이 발진 신호의 주파수 변화에 대응하여 최소 오프 시간 펄스(OFF_MIN)의 폭이 조절될 수 있다. 최소 오프 시간 펄스(OFF_MIN)의 폭은 컨버터(10)의 턴오프를 위하여 보장될 수 있는 최소 오프 시간을 의미한다. 즉, 발진 신호의 주파수 변화에 대응하여 컨버터(10)의 턴오프를 위한 최소 오프 시간이 변화될 수 있다. That is, in the embodiment of FIG. 20, the width of the minimum off time pulse OFF_MIN may be adjusted in response to the frequency change of the oscillation signal as shown in FIG. 22. The width of the minimum off time pulse OFF_MIN means the minimum off time that can be guaranteed for the turn-off of the converter 10. That is, the minimum off time for turning off the converter 10 may change in response to the frequency change of the oscillation signal.
그러므로, 도 20 내지 도 22의 실시예는 컨버터(10)의 스위칭 주파수와 무관하게 디밍을 제어하기 위한 구동 신호(GATE)의 효과적인 듀티를 확보할 수 있다.Therefore, the embodiment of FIGS. 20 to 22 can ensure an effective duty of the drive signal GATE for controlling dimming regardless of the switching frequency of the converter 10.
상술한 도 20의 실시예는 시작 시점 생성부와 최소 오프 시간 판단부를 포함하는 것으로 설명될 수 있다. 20 may be described as including a start time generation unit and a minimum off time determination unit.
시작 시점 생성부는 컨버터(10)의 턴오프 구간 내에서, 구동 신호(GATE)의 생성에 이용되는 발진 신호를 이용하여 발진 신호의 주파수 변화를 따르는 최소 오프 시간의 시작 시점을 표현하는 제어 펄스(VA)를 생성하도록 구성된다.The start point generator generates a control pulse VA representing a start point of a minimum off time following a frequency change of the oscillation signal using the oscillation signal used to generate the driving signal GATE within the turn-off period of the converter 10. Is generated).
시작 시점 생성부는 제어 전압 생성 회로와 제어 펄스 생성 회로를 포함하는 것으로 설명될 수 있다.The start point generation unit may be described as including a control voltage generation circuit and a control pulse generation circuit.
여기에서, 제어 전압 생성 회로는 컨버터(10)의 턴오프 구간 내에서, 구동 신호(GATE)의 생성에 이용되는 발진 신호를 이용하여 발진 신호의 주파수 변화에 따라 증가 시간이 달라지는 제어 전압을 생성하도록 구성된다. 그리고, 제어 펄스 생성 회로는 상술한 비교기(86)에 해당한다,Here, the control voltage generation circuit generates a control voltage whose increase time varies according to the frequency change of the oscillation signal using the oscillation signal used to generate the drive signal GATE within the turn-off period of the converter 10. It is composed. The control pulse generation circuit corresponds to the comparator 86 described above.
상기한, 제어 전압 생성 회로는 제어 전류 공급부(82), 충전 소자(CN) 및 스위치(SWT)를 포함할 수 있다.The control voltage generation circuit may include a control current supply unit 82, a charging device CN, and a switch SWT.
한편, 본 발명은 도 17의 실시예와 도 20의 실시예가 구동 회로(20)에 같이 적용되어 실시될 수 있다. 이 경우, 스위칭 주파수와 무관하게 컨버터(10)의 턴온 구간의 최소 온 시간과 턴오프 구간의 최소 오프 시간이 동시에 보장될 수 있다.Meanwhile, the embodiment of FIG. 17 and the embodiment of FIG. 20 may be applied to the driving circuit 20 in the same manner. In this case, the minimum on time of the turn-on period and the minimum off time of the turn-off period may be guaranteed at the same time regardless of the switching frequency.
본 발명은 PWM 신호의 라이징(Rising) 및 폴링(Falling) 시점에 도 23의 컨버터(10)에 구비된 파워 스위치(FET_P)의 드레인 전압이 그라운드 전압으로 떨어지는 시간과 그라운드 전압에서 내부 전압(VIN)으로 올라가는 시간을 조절하여 EMI를 줄일 수 있는 조명 장치를 제공하고자 한다.According to the present invention, the internal voltage VIN at the time when the drain voltage of the power switch FET_P provided in the converter 10 of FIG. 23 falls to the ground voltage at the time of rising and falling of the PWM signal is grounded. It is to provide a lighting device that can reduce the EMI by adjusting the time to climb.
도 23은 구동 회로(20)에 구비된 실시예를 설명하기 회로도이다. 본 실시예는 제어 전류 생성 회로 및 게이트 구동부(205)를 포함한다. 제어 전류 생성 회로는 전류 생성부(203) 및 전류 조절부(204)를 포함한다.FIG. 23 is a circuit diagram for explaining an embodiment provided in the drive circuit 20. As shown in FIG. This embodiment includes a control current generation circuit and a gate driver 205. The control current generating circuit includes a current generating unit 203 and a current adjusting unit 204.
전류 생성부(203)는 내부 또는 외부의 저항을 통해 전류를 생성한다. 전류 생성부(203)는 가변 저항을 포함할 수 있으며, 전류의 크기는 파워 스위치(FET_P)의 크기에 대응하여 설정될 수 있다. The current generator 203 generates a current through an internal or external resistance. The current generator 203 may include a variable resistor, and the magnitude of the current may be set corresponding to the magnitude of the power switch FET_P.
전류 조절부(204)는 전류 생성부(203)와 전류 미러(Current Mirror) 구조를 갖는다. 전류 조절부(204)는 전류 생성부(203)의 전류를 이용하여 제어 전류(I1, I2)를 생성한다. The current controller 204 has a current mirror structure with the current generator 203. The current controller 204 generates the control currents I1 and I2 by using the current of the current generator 203.
제어 전류(I1,I2)의 전류 패스는 게이트 구동부(205)의 풀업 및 풀다운 구동에 대응하여 형성된다. 일례로, 제어 전류(I1)의 전류 패스는 게이트 구동부(205)가 풀업 구동할 때 형성되고, 제어 전류(I2)의 전류 패스는 게이트 구동부(205)가 풀다운 구동할 때 형성된다. 제어 전류(I1, I2)의 크기는 파워 스위치(FET_P)의 크기에 대응하여 설정될 수 있다.Current paths of the control currents I1 and I2 are formed corresponding to pull-up and pull-down driving of the gate driver 205. For example, the current path of the control current I1 is formed when the gate driver 205 pulls up, and the current path of the control current I2 is formed when the gate driver 205 pulls down. The magnitudes of the control currents I1 and I2 may be set corresponding to the magnitudes of the power switch FET_P.
상기와 같이 구성된 제어 전류 생성 회로는 PWM 신호의 라이징(Rising) 시점에 제어 전류(I1)를 게이트 구동부(205)의 풀업 구동부(PMOS)에 제공하고, PWM 신호의 폴링(Falling) 시점에 제어 전류(I2)를 게이트 구동부(205)의 풀다운 구동부(NMOS)에 제공한다. 여기서, 구동 신호(GATE)의 상승 및 하강 시간은 제어 전류(I1, I2)의 크기에 대응하여 설정될 수 있다.The control current generation circuit configured as described above provides the control current I1 to the pull-up driver PMOS of the gate driver 205 at the rising time of the PWM signal, and the control current at the falling time of the PWM signal. (I2) is provided to the pull-down driver NMOS of the gate driver 205. Here, the rise and fall times of the driving signal GATE may be set corresponding to the magnitudes of the control currents I1 and I2.
게이트 구동부(205)는 PWM 신호에 대응하여 구동 신호(GATE)를 파워 스위치(FET_P)에 제공한다. 게이트 구동부(205)는 PWM 신호에 대응하여 딜레이(Delay) 등에 의해 신호가 중첩되지 않도록 출력하는 신호 중첩 방지 회로(Non-Overlap Circuit)(NOC1, NOC2)를 포함하고, 신호 중첩 방지 회로(NOC1, NOC2)의 신호에 대응하여 구동 신호(GATE)를 풀업 및 풀다운 구동하는 풀업 구동부(PMOS)와 풀다운 구동부(NMOS)를 포함한다. 풀업 구동부(PMOS)가 풀업 구동시 제어 전류(I1)에 의해 구동 신호(GATE)가 도 3에 도시한 바와 같이 플랫(Flat) 구간을 거쳐서 상승하고, 풀다운 구동부(NMOS)가 풀다운 구동시 제어전류(I2)에 의해 구동 신호(GATE)가 플랫 구간을 거쳐서 하강한다.The gate driver 205 provides a driving signal GATE to the power switch FET_P in response to the PWM signal. The gate driver 205 includes non-overlap circuits NOC1 and NOC2 for outputting a signal such that a signal does not overlap with a delay or the like in response to a PWM signal, and includes a signal overlap prevention circuit NOC1, And a pull-up driver PMOS and a pull-down driver NMOS that pull-up and pull-down the driving signal GATE in response to the signal of NOC2. When the pull-up driving unit PMOS is driven by the control current I1 during the pull-up driving, the driving signal GATE rises through the flat section as shown in FIG. 3, and the pull-down driving unit NMOS is the control current during the pull-down driving. The driving signal GATE falls through the flat section by (I2).
구동 신호(GATE)의 상승 및 하강 시간은 제어 전류(I1, I2)의 크기에 대응하여 조절될 수 있다. 일례로, 구동 신호(GATE)는 PWM 신호의 라이징 시점에 제어 전류(I1)에 의해 설정된 슬로프로 상승하고 그 후 게이트-드레인 사이의 캐패시터(Cgd)가 방전되는 동안 플랫하게 유지된다.. 구동 신호(GATE)는 캐패시터(Cgd)의 방전이 완료되면 플랫하게 유지되는 상태를 종료하고 제어 전류(I1)에 의해 설정된 슬로프로 다시 상승한다. 그 후 파워 스위치(FET_P)의 턴온에 의해 제어 전류(I1)의 전류 패스가 차단되면 구동 신호(GATE)의 상승은 중지된다. The rise and fall times of the driving signal GATE may be adjusted corresponding to the magnitudes of the control currents I1 and I2. In one example, the drive signal GATE rises to the slope set by the control current I1 at the time of rising of the PWM signal and then remains flat while the capacitor Cgd between the gate and the drain is discharged. GATE terminates the state that remains flat when the discharge of the capacitor Cgd is completed and rises again to the slope set by the control current I1. Thereafter, when the current path of the control current I1 is blocked by the turn-on of the power switch FET_P, the rise of the driving signal GATE is stopped.
그리고, 구동 신호(GATE)는 PWM 신호의 폴링 시점에 제어 전류(I2)에 의해 설정된 슬로프로 하강하고 그 후 게이트-드레인 사이의 캐패시터(Cgd)가 충전되는 동안 플랫하게 유지된다. 구동 신호(GATE)는 캐패시터(Cgd)의 충전이 완료되면 플랫하게 유지되는 상태를 종료하고 제어 전류(I2)에 의해 설정된 슬로프로 다시 하강한다. 그 후 파워 스위치(FET_P)의 턴오프에 의해 제어 전류(I2)의 전류 패스가 차단되면 구동 신호(GATE)의 하강은 중지된다.Then, the driving signal GATE falls to the slope set by the control current I2 at the time of polling the PWM signal and then remains flat while the capacitor Cgd between the gate and the drain is charged. The driving signal GATE terminates the state that remains flat when the charging of the capacitor Cgd is completed and falls back to the slope set by the control current I2. Thereafter, when the current path of the control current I2 is blocked by turning off the power switch FET_P, the falling of the driving signal GATE is stopped.
이와 같이 본 발명은 제어 전류(I1, I2)를 이용하여 구동 신호(GATE)의 상승 및 하강 시간을 목표한 시간으로 정확히 설정할 수 있다. As described above, the present invention can accurately set the rise and fall times of the driving signal GATE to the target time using the control currents I1 and I2.
본 발명은 PWM 신호의 천이 시점에 제어 전류(I1, I2)에 의해 구동 신호(GATE)의 상승 및 하강 시간을 조절함으로써 파워 스위치(FET_P)의 드레인 전압이 그라운드 전압으로 하강하는 시간과 그라운드 전압이 내부 전압으로 상승하는 시간을 조절할 수 있다. 본 발명은 상기와 같이 파워 스위치(FET_P)의 드레인-소스 전압이 바뀌는 시간을 조절함으로써 파워 스위치(FET_P)의 반복적인 스위칭에 의해 발생할 수 있는 EMI를 줄일 수 있다.The present invention adjusts the rise and fall times of the drive signal GATE by the control currents I1 and I2 at the transition point of the PWM signal, thereby reducing the time when the drain voltage of the power switch FET_P falls to the ground voltage and the ground voltage. The rise time to the internal voltage can be adjusted. The present invention can reduce the EMI that may be caused by the repetitive switching of the power switch (FET_P) by adjusting the time when the drain-source voltage of the power switch (FET_P) is changed as described above.
도 23 및 도 24를 참고하여 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 설명한다.23 and 24, the operation of this embodiment configured as described above will be described.
먼저, PWM 신호의 라이징(Rising) 시점의 동작을 설명한다.First, the operation at the rising time of the PWM signal will be described.
게이트 구동부(205)에서 PWM 신호가 라이징시 풀업 구동부(PMOS)가 턴온되고, 풀업 구동부(PMOS)의 턴온에 의해 제어 전류(I1)의 전류 패스가 형성된다. 제어 전류(I1)에 의해 파워 스위치(FET_P)의 게이트-소스 사이의 캐패시터(Cgs)가 충전되고, 캐패시터(Cgs)의 충전에 의해 구동 신호(GATE)는 설정된 슬로프(Slope)로 상승한다. When the PWM signal rises in the gate driver 205, the pull-up driver PMOS is turned on, and a current path of the control current I1 is formed by turning on the pull-up driver PMOS. The capacitor Cgs between the gate and the source of the power switch FET_P is charged by the control current I1, and the driving signal GATE rises to the set slope by the charging of the capacitor Cgs.
구동 신호(GATE)가 일정 레벨에 도달하면 파워 스위치(FET_P)는 턴온되기 시작하고, 파워 스위치(FET_P)의 턴온에 의해 파워 스위치(FET_P)의 게이트-드레인 사이의 캐패시터(Cgd)가 방전되기 시작한다. 캐패시터(Cgd)의 방전에 의해 구동 신호(GATE)는 상승하지 않고 플랫(Flat) 구간동안 레벨을 유지한다. 캐패시터(Cgd)의 방전이 완료되면 구동 신호(GATE)는 설정된 슬로프로 다시 상승하고, 구동 신호(GATE)가 일정 레벨에 도달하고 파워 스위치에(FET_P)가 턴온되면 제어 전류(I1)의 전류 패스는 차단된다. 일례로, 구동 신호(GATE)가 하프 전원전압(VDD)에 도달할 때 파워 스위치(FET_P)의 턴온에 의해 캐패시터(Cgd)가 방전을 시작하며, 구동 신호(GATE)가 전원 전압(VDD)에 도달할 때 파워 스위치(FET_P)의 턴온에 의해 제어 전류(I1)의 전류 패스는 차단된다.When the driving signal GATE reaches a predetermined level, the power switch FET_P starts to turn on, and the capacitor Cgd between the gate and the drain of the power switch FET_P starts to be discharged by turning on the power switch FET_P. do. The driving signal GATE does not rise due to the discharge of the capacitor Cgd and maintains the level during the flat period. When the discharge of the capacitor Cgd is completed, the driving signal GATE rises again to the set slope, and when the driving signal GATE reaches a predetermined level and the power switch FET_P is turned on, the current path of the control current I1 is turned on. Is blocked. For example, when the driving signal GATE reaches the half power voltage VDD, the capacitor Cgd starts discharging by turning on the power switch FET_P, and the driving signal GATE is applied to the power voltage VDD. When reaching, the current path of the control current I1 is interrupted by the turn-on of the power switch FET_P.
이와 같이 구동 신호(GATE)는 PWM 신호의 라이징 시점에 설정된 슬로프로고 상승하다가 게이트-드레인 사이의 캐패시터(Cgd)가 방전되는 동안 플랫하게 유지된다. 그리고, 구동 신호(GATE)는 캐패시터(Cgd)의 방전이 완료되면 설정된 슬로프로 다시 상승한다. 그리고, 파워 스위치(FET_P)의 턴온에 의해 제어 전류(I1)의 전류 패스가 차단되면 구동 신호(GATE)의 상승은 중지된다.As such, the driving signal GATE rises to the slope set at the rising point of the PWM signal and remains flat while the capacitor Cgd between the gate and the drain is discharged. When the discharge of the capacitor Cgd is completed, the driving signal GATE rises again to the set slope. When the current path of the control current I1 is blocked by turning on the power switch FET_P, the rising of the driving signal GATE is stopped.
다음으로, PWM신호의 폴링(Falling) 시점의 동작을 설명한다.Next, the operation at the time of falling the PWM signal will be described.
게이트 구동부(205)에서 PWM 신호가 폴링 시 풀다운 구동부(NMOS)가 턴온되고, 풀다운 구동부(NMOS)의 턴온에 의해 제어 전류(I2)의 전류 패스가 형성된다. 제어전류(I2)에 의해 파워 스위치(FET_P)의 게이트-소스 사이의 캐패시터(Cgs)가 방전되고, 캐패시터(Cgs)의 방전에 의해 구동 신호(GATE)는 설정된 슬로프로 하강한다.When the PWM signal is polled by the gate driver 205, the pull-down driver NMOS is turned on, and a current path of the control current I2 is formed by turning on the pull-down driver NMOS. The capacitor Cgs between the gate and the source of the power switch FET_P is discharged by the control current I2, and the driving signal GATE is lowered to the set slope by the discharge of the capacitor Cgs.
구동 신호(GATE)가 일정 레벨에 도달하면 파워 스위치(FET_P)가 턴오프되기 시작하고, 파워 스위치(FET_P)의 턴오프에 의해 파워 스위치(FET_P)의 게이트-드레인 사이의 캐패시터(Cgd)는 충전되기 시작한다. 캐패시터(Cgd)의 충전에 의해 구동 신호(GATE)는 하강하지 않고 플랫(Flat) 구간동안 레벨을 유지한다. 캐패시터(Cgd)의 충전이 완료되면 구동 신호(GATE)는 제어 전류(I2)에 의해 설정된 슬로프로 다시 하강하고, 구동 신호(GATE)가 일정 레벨에 도달하고 파워 스위치(FET_P)가 턴오프되면 제어 전류(I2)의 전류 패스는 차단된다. 일례로, 구동 신호(GATE)가 하프 전원전압(VDD)에 도달할 때 파워 스위치(FET_P)의 턴오프에 의해 캐패시터(Cgd)가 충전을 시작하며, 구동 신호(GATE)가 접지 전압(GND)에 도달할 때 파워 스위치(FET_P)의 턴오프에 의해 제어 전류(I2)의 전류 패스는 차단된다.When the driving signal GATE reaches a predetermined level, the power switch FET_P starts to be turned off, and the capacitor Cgd between the gate and the drain of the power switch FET_P is charged by turning off the power switch FET_P. It begins to be. By charging the capacitor Cgd, the driving signal GATE does not fall but maintains the level during the flat period. When charging of the capacitor Cgd is completed, the driving signal GATE falls back to the slope set by the control current I2, and when the driving signal GATE reaches a predetermined level and the power switch FET_P is turned off, the control is performed. The current path of current I2 is interrupted. For example, when the driving signal GATE reaches the half power supply voltage VDD, the capacitor Cgd starts to charge by turning off the power switch FET_P, and the driving signal GATE becomes the ground voltage GND. When is reached, the current path of the control current I2 is interrupted by turning off the power switch FET_P.
이와 같이 구동 신호(GATE)는 PWM 신호의 폴링시 설정된 슬로프로 하강하다가 게이트-드레인 사이의 캐패시터(Cgd)가 충전되는 동안 플랫하게 유지된다. 그리고, 구동 신호(GATE)는 캐패시터(Cgd)의 충전이 완료되면 설정된 슬로프로 다시 하강한다. 그리고, 파워 스위치(FET_P)의 턴오프에 의해 제어 전류(I2)의 전류 패스가 차단되면 구동 신호(GATE)의 하강은 중지된다.As such, the driving signal GATE is lowered to the set slope when the PWM signal is polled, and then remains flat while the capacitor Cgd between the gate and the drain is charged. When the charging of the capacitor Cgd is completed, the driving signal GATE descends again to the set slope. When the current path of the control current I2 is blocked by the turning off of the power switch FET_P, the falling of the driving signal GATE is stopped.
이와 같이 본 발명은 PWM 신호의 천이 시점에 구동 신호(GATE)의 상승 및 하강 시간을 조절함으로써 파워 스위치(FET_P)의 드레인 전압이 그라운드 전압으로 내려가는 시간과 그라운드 전압이 내부 전압(VIN)으로 올라가는 시간을 조절할 수 있다. As described above, the present invention adjusts the rise and fall times of the driving signal GATE at the transition point of the PWM signal, so that the drain voltage of the power switch FET_P falls to the ground voltage and the ground voltage rises to the internal voltage VIN. Can be adjusted.
본 발명은 파워 스위치(FET_P)의 드레인-소스 전압이 바뀌는 시간을 조절함으로써 파워 스위치(FET_P)의 반복적인 스위칭에 의해 발생할 수 있는 EMI(Electro Magnetic Interference)를 줄일 수 있다.The present invention can reduce the EMI (Electro Magnetic Interference) that can be caused by the repetitive switching of the power switch (FET_P) by adjusting the time when the drain-source voltage of the power switch (FET_P) is changed.
본 발명은 제어 전류를 통해서 구동 신호(GATE)의 상승 및 하강 시간 조절이 가능하므로 게이트 구동부의 출력 임피던스 편차와 무관하게 스위칭 시간을 정확히 제어할 수 있다. 따라서 본 발명은 파워 스위치(FET_P)의 스위칭에 의해 발생하는 EMI 특성을 개선할 수 있다.The present invention can control the rise and fall time of the driving signal GATE through the control current, so that the switching time can be accurately controlled regardless of the output impedance variation of the gate driver. Therefore, the present invention can improve the EMI characteristic caused by the switching of the power switch (FET_P).

Claims (24)

  1. 컨버터에 구동 신호를 제공하는 조명 장치의 구동 회로에 있어서,In the driving circuit of the lighting device for providing a drive signal to the converter,
    상기 컨버터의 턴온 구간 내에서, 상기 구동 신호의 생성에 이용되는 발진 신호의 주파수 변화를 따르는 최소 온 시간의 종료 시점을 표현하는 제어 펄스를 생성하는 종료 시점 생성부; 및An end point generation unit generating a control pulse representing an end point of a minimum on time in accordance with a frequency change of an oscillation signal used to generate the driving signal within a turn-on period of the converter; And
    상기 컨버터의 턴온 구간 내에서, 상기 제어 펄스를 이용하여 상기 컨버터의 턴온 개시 시점부터 상기 종료 시점까지를 포함하는 상기 최소 온 시간을 정의하는 최소 온 시간 펄스를 제공하는 최소 온 시간 판단부;를 포함함을 특징으로 하는 조명 장치의 구동 회로.And a minimum on time determination unit configured to provide a minimum on time pulse that defines the minimum on time including the control pulse from the start point of turn-on of the converter to the end point in the turn-on period of the converter. The driving circuit of the lighting device, characterized in that.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 종료 시점 생성부는,The method of claim 1, wherein the end time generation unit,
    상기 컨버터의 턴온 구간 내에서, 상기 구동 신호의 생성에 이용되는 발진 신호의 주파수 변화에 따라 증가 시간이 달라지는 제어 전압을 생성하는 제어 전압 생성 회로; 및A control voltage generation circuit generating a control voltage having an increase time depending on a frequency change of an oscillation signal used to generate the driving signal within a turn-on period of the converter; And
    상기 제어 전압이 미리 설정된 기준 전압에 도달하는 시점에 레벨이 천이되는 상기 제어 펄스를 생성하는 제어 펄스 생성 회로;를 포함하며,And a control pulse generation circuit configured to generate the control pulse whose level is shifted when the control voltage reaches a preset reference voltage.
    상기 종료 시점은 상기 제어 펄스의 레벨 천이 시점으로 표현되는 조명 장치의 구동 회로.And the end point is represented by a level transition point of the control pulse.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제어 전압 생성 회로는,The circuit of claim 2, wherein the control voltage generation circuit comprises:
    상기 발진 신호의 주파수 변화에 비례하여 양이 변화되는 제어 전류를 제공하는 제어 전류 공급부;A control current supply unit providing a control current whose amount is changed in proportion to a frequency change of the oscillation signal;
    상기 제어 전류에 의하여 충전된 제어 전압을 생성하는 충전 소자; 및A charging element generating a control voltage charged by the control current; And
    상기 컨버터의 턴온 구간 동안 상기 제어 전류가 상기 충전 소자로 공급되도록 제한하는 스위치;를 포함하는 조명 장치의 구동 회로.And a switch configured to limit the control current to the charging element during a turn-on period of the converter.
  4. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein
    상기 제어 전류 공급부는 오실레이터에서 출력되는 상기 발진 신호에 의한 오실레이터 전류를 이용하여 상기 제어 전류를 제공하는 조명 장치의 구동 회로.And the control current supply unit provides the control current by using an oscillator current generated by the oscillation signal output from the oscillator.
  5. 제2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제어 펄스 생성 회로는 상기 제어 전압과 상기 기준 전압을 비교하며, 상기 제어 전압이 상기 기준 전압에 도달하면 레벨이 천이되고 상기 제어 전압이 기준 전압 이상을 유지하는 동안 천이 상태를 유지하는 상기 제어 펄스를 출력하는 비교기를 포함하는 조명 장치의 구동 회로.The control pulse generation circuit compares the control voltage with the reference voltage, and when the control voltage reaches the reference voltage, the control pulse shifts in level and maintains a transition state while the control voltage is maintained above the reference voltage. The driving circuit of the lighting device including a comparator for outputting.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 최소 온 시간 판단부는,The method of claim 1, wherein the minimum on time determination unit,
    상기 최소 온 시간을 정의하기 위하여, 상기 구동 신호와 상기 제어 펄스의 조합에 의하여 상기 최소 온 시간 동안 인에이블 상태를 유지하는 상기 최소 온 시간 펄스를 출력하는 조명 장치의 구동 회로.And the minimum on time pulse outputting the minimum on time pulse for enabling the minimum on time by the combination of the drive signal and the control pulse to define the minimum on time.
  7. 컨버터에 구동 신호를 제공하는 조명 장치의 구동 회로에 있어서,In the driving circuit of the lighting device for providing a drive signal to the converter,
    상기 컨버터의 턴오프 구간 내에서, 상기 구동 신호의 생성에 이용되는 발진 신호의 주파수 변화를 따르는 최소 오프 시간의 시작 시점을 표현하는 제어 펄스를 생성하는 시작 시점 생성부; 및A start time generation unit generating a control pulse representing a start time of a minimum off time according to a frequency change of an oscillation signal used to generate the driving signal within a turn-off period of the converter; And
    상기 컨버터의 턴오프 구간 내에서, 상기 제어 펄스를 이용하여 상기 시작 시점부터 컨버터의 턴오프 종료 시점까지를 포함하는 상기 최소 오프 시간을 정의하는 최소 오프 시간 펄스를 제공하는 최소 오프 시간 판단부;를 포함함을 특징으로 하는 조명 장치의 구동 회로.A minimum off time determiner configured to provide a minimum off time pulse that defines the minimum off time including the control point from the start time to the turn off end time of the converter in the turn off period of the converter; And a drive circuit of the lighting device.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 시작 시점 생성부는,The method of claim 7, wherein the start time generation unit,
    상기 컨버터의 턴오프 구간 내에서, 상기 구동 신호의 생성에 이용되는 발진 신호의 주파수 변화에 따라 증가 시간이 달라지는 제어 전압을 생성하는 제어 전압 생성 회로; 및A control voltage generation circuit for generating a control voltage in which an increase time varies according to a frequency change of an oscillation signal used to generate the driving signal within a turn-off period of the converter; And
    상기 제어 전압이 미리 설정된 기준 전압에 도달하는 시점에 레벨이 천이되는 상기 제어 펄스를 생성하는 제어 펄스 생성 회로;를 포함하며,And a control pulse generation circuit configured to generate the control pulse whose level is shifted when the control voltage reaches a preset reference voltage.
    상기 시작 시점은 상기 제어 펄스의 레벨 천이 시점으로 표현되는 조명 장치의 구동 회로.The start time point is represented by a level transition time point of the control pulse.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제어 전압 생성 회로는,The method of claim 8, wherein the control voltage generation circuit,
    상기 발진 신호의 주파수 변화에 비례하여 양이 변화되는 제어 전류를 제공하는 제어 전류 공급부;A control current supply unit providing a control current whose amount is changed in proportion to a frequency change of the oscillation signal;
    상기 제어 전류에 의하여 충전된 제어 전압을 생성하는 충전 소자; 및A charging element generating a control voltage charged by the control current; And
    상기 컨버터의 턴오프 구간 동안 상기 제어 전류가 상기 충전 소자로 공급되도록 제한하는 스위치;를 포함하는 조명 장치의 구동 회로.And a switch for limiting the control current to the charging element during a turn-off period of the converter.
  10. 제9 항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 제어 전류 공급부는 오실레이터에서 출력되는 상기 발진 신호에 의한 오실레이터 전류를 이용하여 상기 제어 전류를 제공하는 조명 장치의 구동 회로.And the control current supply unit provides the control current by using an oscillator current generated by the oscillation signal output from the oscillator.
  11. 제8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 제어 펄스 생성 회로는 상기 제어 전압과 상기 기준 전압을 비교하며, 상기 제어 전압이 상기 기준 전압에 도달하면 레벨이 천이되고 상기 제어 전압이 기준 전압 이상을 유지하는 동안 천이 상태를 유지하는 상기 제어 펄스를 출력하는 비교기를 포함하는 조명 장치의 구동 회로.The control pulse generation circuit compares the control voltage with the reference voltage, and when the control voltage reaches the reference voltage, the control pulse shifts in level and maintains a transition state while the control voltage is maintained above the reference voltage. The driving circuit of the lighting device including a comparator for outputting.
  12. 제7 항에 있어서, 상기 최소 오프 시간 판단부는,The method of claim 7, wherein the minimum off time determination unit,
    상기 최소 오프 시간을 정의하기 위하여, 상기 구동 신호와 상기 제어 펄스의 조합에 의하여 상기 최소 오프 시간 동안 인에이블 상태를 유지하는 상기 최소 오프 시간 펄스를 출력하는 조명 장치의 구동 회로.And outputting the minimum off time pulse for maintaining the enable state for the minimum off time by a combination of the drive signal and the control pulse to define the minimum off time.
  13. 컨버터에 구동 신호를 제공하는 조명 장치의 구동 회로에 있어서,In the driving circuit of the lighting device for providing a drive signal to the converter,
    상기 컨버터의 턴온 구간 내에서, 상기 구동 신호의 생성에 이용되는 발진 신호의 주파수 변화를 따르는 최소 온 시간의 종료 시점을 표현하는 제1 제어 펄스를 생성하는 종료 시점 생성부; An end point generation unit configured to generate a first control pulse representing an end point of a minimum on time following a change in frequency of an oscillation signal used to generate the driving signal within a turn-on period of the converter;
    상기 컨버터의 턴온 구간 내에서, 상기 제1 제어 펄스를 이용하여 상기 컨버터의 턴온 개시 시점부터 상기 종료 시점까지를 포함하는 상기 최소 온 시간을 정의하는 최소 온 시간 펄스를 제공하는 최소 온 시간 판단부;A minimum on-time determining unit configured to provide a minimum on-time pulse that defines the minimum on-time including a turn-on start point of the converter to the end point of the converter using the first control pulse within the turn-on period of the converter;
    상기 컨버터의 턴오프 구간 내에서, 상기 구동 신호의 생성에 이용되는 상기 발진 신호의 주파수 변화를 따르는 최소 오프 시간의 시작 시점을 표현하는 제2 제어 펄스를 생성하는 시작 시점 생성부; 및A start point generation unit generating a second control pulse representing a start point of a minimum off time according to a frequency change of the oscillation signal used to generate the driving signal within a turn-off period of the converter; And
    상기 컨버터의 턴오프 구간 내에서, 상기 제2 제어 펄스를 이용하여 상기 시작 시점부터 상기 컨버터의 턴오프 종료 시점까지를 포함하는 상기 최소 오프 시간을 정의하는 최소 오프 시간 펄스를 제공하는 최소 오프 시간 판단부;를 포함함을 특징으로 하는 조명 장치의 구동 회로.Determining a minimum off time within the turn-off period of the converter, using the second control pulse to provide a minimum off time pulse defining the minimum off time including from the start time to the turn off end time of the converter The driving circuit of the lighting device comprising a.
  14. 제어 전류를 생성하는 제어전류 생성 회로; 및A control current generation circuit for generating a control current; And
    상기 제어 전류를 제공받고, PWM 신호에 대응하여 상기 제어 전류를 갖는 구동 신호를 생성하며, 상기 구동 신호를 이용하여 파워 스위치를 구동하는 게이트 구동부;를 포함하는 전원 구동 회로.And a gate driver configured to receive the control current, generate a drive signal having the control current in response to a PWM signal, and drive a power switch using the drive signal.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 게이트 구동부는,The method of claim 14, wherein the gate driver,
    상기 제어 전류의 크기에 대응하여 상기 구동 신호의 상승 및 하강 시간을 제어하는 전원 구동 회로.And a rising time and a falling time of the driving signal in response to the magnitude of the control current.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 제어전류 생성 회로는15. The circuit of claim 14, wherein the control current generation circuit is
    전류를 생성하는 전류 생성부; 및A current generator for generating a current; And
    상기 전류 생성부에 대한 전류미러 구조를 가지며, 상기 전류를 이용하여 상기 제어 전류를 생성하고, 상기 제어 전류를 상기 게이트 구동부에 제공하는 전류 조절부;를 포함하는 전원 구동 회로.And a current adjusting unit having a current mirror structure for the current generating unit, generating the control current by using the current, and providing the control current to the gate driving unit.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 게이트 구동부는The method of claim 14, wherein the gate driver
    상기 PWM 신호에 대응하여 풀업 및 풀다운 구동하고, 상기 풀업 및 상기 풀다운 구동에 대응하여 제1 전류 패스 및 제2 전류 패스를 형성하며, 상기 제1 전류 패스 및 상기 제2 전류 패스에 의한 제1 제어 전류 및 제2 제어 전류를 상기 파워 스위치에 제공하는 전원 구동 회로.A pull-up and pull-down drive in response to the PWM signal, a first current path and a second current path are formed in response to the pull-up and the pull-down drive, and a first control is performed by the first current path and the second current path. A power supply circuit for providing a current and a second control current to the power switch.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 게이트 구동부는The method of claim 17, wherein the gate driver
    상기 제1 제어 전류를 이용하여 상기 파워 스위치의 드레인 전압이 그라운드 전압으로 떨어지는 시간을 조절하고, 상기 제2 제어 전류를 이용하여 상기 파워 스위치의 그라운드 전압이 내부 전압으로 올라가는 시간을 조절하는 전원 구동 회로.A power supply driving circuit controlling a time at which the drain voltage of the power switch falls to the ground voltage by using the first control current, and controlling a time at which the ground voltage of the power switch rises to an internal voltage by using the second control current .
  19. 엘이디 모듈;LED module;
    상기 엘이디 모듈에 출력 전압을 제공하는 컨버터; 및A converter providing an output voltage to the LED module; And
    PWM 신호에 대응하여 제어 전류를 갖는 구동 신호를 생성하며, 상기 구동 신호를 이용하여 상기 컨버터를 제어하는 구동 회로;를 포함하는 조명 장치.And a driving circuit configured to generate a driving signal having a control current in response to the PWM signal, and to control the converter using the driving signal.
  20. 제 19 항에 있어서, The method of claim 19,
    상기 구동 회로는 상기 제어 전류의 크기에 대응하여 상기 구동 신호의 상승 및 하강 시간이 제어되는 조명 장치.And the driving circuit controls the rise and fall times of the drive signal in response to the magnitude of the control current.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 구동 회로는The method of claim 19, wherein the driving circuit
    전류를 생성하는 전류 생성부;A current generator for generating a current;
    상기 전류 생성부에 대한 전류미러 구조를 가지고, 상기 전류를 이용하여 상기 제어 전류를 생성 및 제공하는 전류 조절부; 및A current adjusting unit having a current mirror structure for the current generating unit and generating and providing the control current using the current; And
    상기 제어 전류를 제공받고, 상기 PWM 신호에 대응하여 상기 제어 전류에 의해 상승 및 하강 시간이 설정되는 상기 구동 신호를 생성하며, 상기 컨버터의 파워 스위치를 구동하는 게이트 구동부;를 포함하는 조명 장치.And a gate driver configured to receive the control current, generate the driving signal whose rise and fall times are set by the control current in response to the PWM signal, and drive a power switch of the converter.
  22. 전류를 생성하는 전류 생성부;A current generator for generating a current;
    상기 전류 생성부에 대한 전류미러 구조를 가지고, 상기 전류를 이용하여 상기 제1 제어 전류 및 상기 제2 제어 전류를 생성하며, 상기 제1 제어 전류 및 상기 제2 제어 전류를 제공하는 전류 조절부; 및A current adjusting unit having a current mirror structure for the current generating unit, generating the first control current and the second control current using the current, and providing the first control current and the second control current; And
    상기 제1 제어 전류 및 상기 제2 제어 전류를 제공받고, PWM 신호에 대응하여 풀업 및 풀다운 구동하며, 상기 풀업 및 풀다운 구동에 대응하여 제1 전류 패스 및 제2 전류 패스를 형성하여 상기 제1 제어 전류 및 상기 제2 제어 전류를 파워 스위치에 제공하는 게이트 구동부;를 포함하는 조명 장치의 구동 회로.Receiving the first control current and the second control current, driving pull-up and pull-down in response to a PWM signal, and forming a first current path and a second current path in response to the pull-up and pull-down driving to control the first control; And a gate driver configured to provide a current and the second control current to a power switch.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 게이트 구동부는The method of claim 22, wherein the gate driver
    상기 제1 전류 패스가 형성되면 상기 제1 제어 전류에 의해 상승하는 구동 신호를 생성하고, 상기 제2 전류 패스가 형성되면 상기 제2 제어 전류에 의해 하강하는 상기 구동 신호를 생성하며, 상기 구동 신호를 이용하여 상기 파워 스위치를 구동하는 조명 장치의 구동 회로.The driving signal rising by the first control current is generated when the first current path is formed, and the driving signal falling by the second control current is generated when the second current path is formed, and the driving signal is generated. A driving circuit of the lighting device for driving the power switch using.
  24. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22,
    상기 구동 신호의 상승 및 하강 시간은 상기 제1제어 전류 및 상기 제2 제어 전류의 크기에 대응하여 제어되는 조명 장치의 구동 회로.The rise and fall time of the drive signal is controlled in correspondence with the magnitude of the first control current and the second control current.
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