CN102111934A - 发光二极管驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通过在预设范围内改变切换频率来消除信号干扰的发光二极管(LED)驱动器。该LED驱动器包括：供电部，切换输入电源并将驱动电源提供给至少一个LED；切换控制部，根据所提供的时钟信号来控制供电部的切换；以及时钟信号生成部，将具有预设的可变频率范围的时钟信号提供给切换控制部。

Description

发光二极管驱动器
相关申请的参考
本申请要求于2009年12月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2009-0130816号的优先权，其公开的全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种发光二极管驱动器，更具体地，涉及一种通过在预设的范围内改变切换频率来消除信号干扰的发光二极管驱动器。
背景技术
近年来，新型平板显示器(FPD)技术在显示器行业中变得显著突出，其反映了在当今多媒体时代对高分辨率、大尺寸屏幕等的需求。具体地，就中型和大型显示器而言，液晶显示器(LCD)TV表现出了迅速的增长，并且在膝上型计算机中已采用了LCD监视器，因此，鉴于价格和可销售性，预计LCD将在今后显著地增长。
根据现有技术，已经将冷阴极荧光灯(CCFL)用作LCD TV或笔记本电脑中的背光光源。然而，近年来，由于包括功耗、寿命和环境友好特性的多种优点，发光二极管(LED)的使用在逐渐地增加。
就中型和大型显示器而言，这种LED包括多个LED通道(channel)，为了以恒定电流控制每个LED通道，使用了根据预设切换频率将电流提供给LED通道的切换装置。
然而，切换装置的固定频率会产生谐波，以致于由谐波引起的信号干扰会产生系统故障问题。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种通过在预设范围内改变切换频率来消除信号干扰的发光二极管驱动器。
根据本发明的一个方面，提供了一种发光二极管(LED)驱动器，其包括：供电部，切换输入电源并将驱动电源提供给至少一个LED；切换控制部，根据所提供的时钟信号来控制供电部的切换；以及时钟信号生成部，将具有预设可变频率范围的时钟信号提供给切换控制部。
时钟信号生成部可以包括：三角波信号生成部，生成在预设电压范围内的三角波信号；和振荡部，使具有预设的可变频率范围的时钟信号振荡，该可变频率范围根据三角波信号生成部的三角波信号来设定。
三角波信号生成部可以包括：第一电流镜像部，对预设的参考电源的电流进行镜像，从而提供第一电流源和第二电流源；和充电/放电部，在预设的电压范围内对第一电流镜像部的第一电流源和第二电流源进行充电和放电，以提供三角波信号。
振荡部可以包括：第二电流镜像部，根据三角波信号对预设的参考电源的电流进行镜像；和时钟信号生成部，通过根据预设的参考电压的逻辑结果所镜像的电流和通过第二电流镜像部所镜像的电流的电压进行充电和放电，来生成时钟信号。
切换控制部可以包括：比较器，将通过检测由供电部提供给至少一个LED的驱动电源所得到的反馈信号与参考信号进行比较，并提供脉宽调制(PWM)信号；和门驱动器，根据由比较器提供的PWM信号来控制供电部的切换。
供电部可以将驱动电源提供给多个并联连接的LED。
供电部可以将驱动电源提供给包括多个串联连接的LED的至少一个LED阵列。
供电部可以将驱动电源提供给多个并联连接的LED阵列。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述的以及其他方面、特征和其他优点。
图1是示出了根据本发明示例性实施方式的发光二极管(LED)驱动器的构造的示意图；
图2是示出了在根据本发明示例性实施方式的LED驱动器中所采用的时钟信号生成部的构造的示意图；
图3和图4是示出了根据本发明示例性实施方式的时钟信号生成部的频率和周期的曲线图；
图5A～图5D是示出了通过与根据现有技术的LED驱动器相比较的根据本发明示例性实施方式的LED驱动器电特性的曲线图。
具体实施方式
现在将参考附图详细地描述本发明的示例性实施方式。
图1是示出了根据本发明示例性实施方式的发光二极管(LED)驱动器的构造的示意图。
参考图1，根据该实施方式的LED驱动器100可以包括供电部110、切换控制部120和时钟信号生成部130。
供电部110切换输入电源VCC，将经切换的输入电源转换为能够驱动至少一个LED的驱动电源，并将该驱动电源提供给至少一个LED。
该至少一个LED可以包括多个并联连接的LED。该至少一个LED可以包括包含多个串联连接的LED的至少一个LED阵列。多个LED阵列L1和L2可以并联地连接。LED可以通过被供有驱动电源而发光。
输入电源VCC可以通过电感器L和电容器C进行过滤，通过开关SW进行切换，通过二极管D和输出电容器Co进行稳压，并且可被提供给至少一个LED。
切换控制部120可以控制供电部110的开关SW的切换。在这点上，切换控制部120可以包括比较器121和门驱动器122。
比较器121可以将从外部输入的控制信号S与通过提供给至少一个LED的电源的分配和反馈所得到的反馈信号Fb进行比较，并将比较结果传输至门驱动器122。另外，比较器121可以被提供有来自外部的软启动信号SS。
门驱动器122可以根据由比较器121提供的比较结果和时钟信号CLK，使用脉宽调制(PWM)法来控制开关SW的切换。当控制开关SW的开关控制信号的频率恒定时，会产生信号干扰。因此，时钟信号CLK可以具有预设的可变频率范围。
时钟信号生成部130将具有预设的可变频率范围的时钟信号CLK提供给门驱动器122。
下文中，将参考附图来描述时钟信号生成部130的详细构造。
图2是示出了在根据本发明的示例性实施方式的LED驱动器中所采用的时钟信号生成部的构造的示意图。
时钟信号生成部130可以包括三角波信号生成部131和振荡部132。
三角波信号生成部131可以包括第一电流镜像部131a和充电/放电部131b。
第一电流镜像部131a可以包括两个p沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管M1和M3、两个n沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管M2和M4以及单个运算放大器(OP Amp)OP1。
第一PMOS晶体管M1和第一NMOS晶体管M2可以串联连接。第二PMOS晶体管M3和第二NMOS晶体管M4可以串联连接。
第一PMOS晶体管M1可以切换所提供的参考电源VREF。第一NMOS晶体管M2可以根据第一OP Amp OP1的参考电压V1来切换流过第一PMOS晶体管M1的电流。
第二PMOS晶体管M3和第二NMOS晶体管M4可以执行流过第一PMOS晶体管M1的电流的镜像，并提供镜像电流作为各自的电流源I1和I2。
充电/放电部131b可以根据逻辑结果来切换电流源I1和I2，并且使经切换的电流源I1和I2充电和放电，从而提供三角波信号。
充电/放电部131b可以包括第一RS锁存器Lo1、第二OP AmpOP2和第三OP Amp OP3、第一电流源I1和第二电流源I2、第一开关SW1和第二开关SW2以及第一电容器C1。
第一RS锁存器Lo1可以根据逻辑运算来提供开关信号Q和QB。第一电流源I1、第一开关SW1、第二开关SW2以及第二电流源I2可以依次地串联连接在参考电源VREF和地之间。第一开关SW1和第二开关SW2可以根据开关信号Q和QB来切换第一电流源I1和第二电流I2的电流通路。第一电容器C1根据上述第一开关SW1和第二开关SW2的切换进行充电和放电。
这里，在第一电容器C1中所充的电压在VS1至VS2的预设电压范围内可以是可变的。电压的变化可以由第二OP Amp OP2和第三OP Amp OP3来确定。第一RS锁存器Lo1可以根据第二OP Amp OP2和第三OP Amp OP3的比较结果来执行逻辑运算，从而提供开关信号Q和QB。
振荡部132可以包括第二电流镜像部132a和时钟信号生成部132b。
第二电流镜像部132a可以包括两个PMOS晶体管M5和M7、单个NMOS晶体管M6以及单个OP Amp OP4。
第三PMOS晶体管M5和第三NMOS晶体管M6可以串联连接。第四PMOS晶体管M7和第三PMOS晶体管M5可以并联连接。
第三PMOS晶体管M5可以切换所提供的参考电源VREF。第三NMOS晶体管M6可以根据第四OP Amp OP4的电压来切换流过第三PMOS晶体管M5的电流。这里，可以将通过对第一电容器C1进行充电和放电而具有可变电平的电压提供给第四OP Amp OP4。
通过对流过第三PMOS晶体管M5的电流进行镜像，第四PMOS晶体管M7可以接收镜像电流。
时钟信号生成部132b可以包括第五OPAmp OP5、第二RS锁存器Lo2、延时器De、第四NMOS晶体管M8以及第二电容器C2。
第四NMOS晶体管M8和第二电容器C2并联地连接，并且它们与第四PMOS晶体管M7串联连接。因此，第四NMOS晶体管M8可以切换流过第四PMOS晶体管M7的电流。第二电容器C2可以根据第四NMOS晶体管M8的切换来进行从第四PMOS晶体管M7输入的电流的充电和放电，从而可以提供时钟信号CLK。
第五OP Amp OP5将在第二电容器C2中充电和放电的时钟信号CLK的电压的电平与参考电压V1的电平进行比较，并将比较结果传输至第二RS锁存器Lo2。第二RS锁存器Lo2可以对第五OP Amp OP5的比较结果和通过延时器De所延迟的其自身输出Q执行逻辑运算，从而控制第四NMOS晶体管M8的切换。
图3和图4是示出了根据本发明示例性实施方式的时钟信号生成部的频率和周期的曲线图。
如图3和图4所示，由时钟信号生成部130提供的时钟信号CLK具有预设的可变频率和周期范围。这里，为了不使LED驱动功能下降，可以将时钟信号CLK的频率设定为期望频率Fo的±5％，将时钟信号CLK的周期设定为1/1000。
图5A～图5D是示出了通过与根据现有技术的LED驱动器进行比较的根据本发明的示例性实施方式的LED驱动器的电特性的曲线图。
参考图5A～图5D，根据本发明实施方式的LED驱动器提供具有预设的可变频率范围的时钟信号，切换频率相应地变化。因此，降低了信号干扰，相应地减少了谐波。
如上所述，提供具有预设的可变频率范围的时钟信号，使得切换频率相应地变化，由此降低了信号干扰。因此，为了消除信号干扰，不需要额外的屏蔽部。结果，可以实现小型化和生产成本的降低。
如上文所阐述的，根据本发明的示例性实施方式，通过在预设的范围内改变切换频率消除了信号干扰，从而可以稳定LED驱动。
尽管已经结合示例性实施方式示出和描述了本发明，但对本领域技术人员来说显而易见的是，在不背离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，可以进行修改和变化。

Claims (8)

1.一种发光二极管(LED)驱动器，包括：
供电部，切换输入电源并将驱动电源提供给至少一个LED；
切换控制部，根据所提供的时钟信号来控制所述供电部的切换；以及
时钟信号生成部，将具有预设的可变频率范围的所述时钟信号提供给所述切换控制部。
2.根据权利要求1所述的LED驱动器，其中，所述时钟信号生成部包括：
三角波信号生成部，生成在预设的电压范围内的三角波信号；以及
振荡部，使具有所述预设的可变频率范围的所述时钟信号振荡，所述可变频率范围根据所述三角波信号生成部的所述三角波信号来设定。
3.根据权利要求2所述的LED驱动器，其中，所述三角波信号生成部包括：
第一电流镜像部，对预设的参考电源的电流进行镜像，以提供第一电流源和第二电流源；以及
充电/放电部，在所述预设的电压范围内对所述第一电流镜像部的所述第一电流源和所述第二电流源进行充电和放电，以提供所述三角波信号。
4.根据权利要求2所述的LED驱动器，其中，所述振荡部包括：
第二电流镜像部，根据所述三角波信号对预设的参考电源的电流进行镜像；以及
时钟信号生成部，通过使根据预设的参考电压的逻辑结果所镜像的电流和通过所述第二电流镜像部所镜像的电流的电压充电和放电，来生成所述时钟信号。
5.根据权利要求1所述的LED驱动器，其中，所述切换控制部包括：
比较器，将通过检测由所述供电部提供给所述至少一个LED的所述驱动电源获得的反馈信号与参考信号进行比较，并提供脉宽调制(PWM)信号；以及
门驱动器，根据由所述比较器提供的PWM信号来控制所述供电部的切换。
6.根据权利要求1所述的LED驱动器，其中，所述供电部将所述驱动电源提供给多个并联连接的LED。
7.根据权利要求1所述的LED驱动器，其中，所述供电部将所述驱动电源提供给包括多个串联连接的LED的至少一个LED阵列。
8.根据权利要求7所述的LED驱动器，其中，所述供电部将所述驱动电源提供给多个并联连接的LED阵列。
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