KR0153954B1 - 발광다이오드 구동회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레벨 변환기(leverl translator)를 사용하지 않고 간단한 저항만 사용하거나 또는 추가로 LED의 점등, 소등의 조절을 위한 다이오드를 사용하여 PECL신호로 LED를 구동할 수 있도록 한 회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 PECL신호가 출력하는 디바이스(1)에 캐소우드가 연결되고 애노우드는 전원전압에 연결된 LED와, 상기 LED의 캐소우드에 일단이 연결되고 타단은 접지에 연결된 저항(2)을 구비하여, 간단한 회로를 이용하여 PECL신호로 LED를 구동할 수 있어 경제적인 효과를 갖는다.

Description

발광다이오드 구동 회로
제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로의 구성도.
제2도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로의 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : PECL 신호 발생부 20 : 전류제한부
30 : 발광다이오드 40 : 다이오드
R1,R2 : 저항
본 발명은 광통신 등에서 PECL(Pseudo Emitter Coupled Logic) 신호를 이용하여 직접 발광다이오드(LED : Light Emitting Diode)의 발광 동작을 제어하기 위해 한 구동 회로에 관한 것이다.
종래에는 PECL 신호로 LED를 구동하기 위하여 먼저 PECL 신호를 TTL(Transistor Transistor Logic) 신호로 바꾼 뒤에 보통의 방법대로 전류제한용 저항을 달아서 TTL 신호가 로우(low)상태일 때 점등되게 하였다. 즉, TTL 신호가 하이(high)상태일 때는 전원전압(VCC)과 최대 2V밖에 차이가 나지 않으나 TTL 신호가 로우(low)상태일 때는 전원전압(VCC)과 최소 4.8V의 차이가 난다. 따라서, 전원전압(VCC)과 전압 차이를 이용해서 LED를 발광시키고, LED에 흐르는 전류를 제한하기 위하여 220Ω이나 330Ω 저항을 직렬로 연결하여 LED에 흐르는 전류가 20㎃ 내지 30㎃가 되도록 하였다. 만약, 이 PECL 신호가 오직 LED만을 구동하여 상태를 표시하는데만 사용된다면 TTL 신호로 바꾸기 위해서 비교적 값이 비싼 PECL/TTL 레벨 변환기(level translator)를 사용하는 것은 비효율적인 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, PECL/TTL 등과 같은 별도의 레벨 변환 동작없이 최고 전압에서 최저 전압까지의 스윙(swing)폭이 매우 적은 PECL 신호를 이용하여 발광다이오드의 발광 동작을 효율적으로 제어할 수 있는 발광다이오드 구동 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 발광다이오드를 구동하기 위한 회로에 있어서, 출력단이 상기 발광다이오드의 캐소드에 연결되며, 상기 발광다이오드의 발광 동작을 제어하기 위하여 PECL(Pseudo Emitter Coupled Logic) 신호를 제공하는 PECL 신호 발생수단; 상기 발광다이오드에 흐르는 전류를 제한하기 위한 저항; 및 상기 발광다이오드가 턴오프(turn-off)상태일 때 전류가 손실되는 것을 방지하기 위하여, 상기 전원전압과 상기 발광다이오드 사이에 순방향으로 접속된 다이오드를 포함하며, TTL(Transistor Transistor Logic)이나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)보다 상대적으로 스윙(swing)폭이 작은 PECL 신호를 이용하여 직접 발광다이오드를 구동하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로의 구성도이다.
제1도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로는, 출력단이 발광다이오드(LED : Light Emitting Diode)(30)의 캐소드(cathode)에 연결되며, 발광다이오드(30)의 발광 동작을 제어하기 위한 PECL(Pseudo Emitter Coupled Logic) 신호를 제공하는 PECL 신호 발생부(10)와, 발광다이오드(30)에 흐르는 전류를 제한하기 위한 전류제한부(20)를 구비한다. 여기서, 발광다이오드(30)는 애노드(anode)에 접속된 저항(R2)를 통해 5V의 전원전압(VCC)을 인가받는다.
전류제한부(20)는 일측단이 발광다이오드(30)의 캐소드와 PECL 신호 발생부(10)의 출력단에 공통 접속되고, 타측단이 접지에 접속된 저항(R1)으로 구성된다. 여기서, 저항(R1)은 10Ω 내지 55Ω의 값을 갖는다.
그리고, PECL 신호 발생부(10)로부터 발생되는 PECL 신호는 로우(low)상태인 최소 전압이 3.2V이고, 하이(high)상태인 최대 전압이 4.1V이다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.
이하에서 설명되는 발광다이오드(30)는 0.7V의 전압이 인가되고, 최소한 20㎃ 내지 30㎃의 전류가 흘러야 발광되는 것으로 가정한다. 또한, 설명의 편의를 위하여 저항(R2)을 통해 전원전압이 강하되는 것은 무시한다.
우선, PECL 신호 발생부(10)로부터 최대 전압인 4.1V를 갖는 PECL 신호가 발광다이오드(30)의 캐소드에 인가되면, 5V의 전원전압에서 4.1V를 뺀 0.9V가 발광다이오드(30)와 저항(R1)에 인가된다. 여기서, 0.9V의 전압에서 0.7V의 전압은 발광다이오드(30)를 발광시키는데 이용되고, 0.2V의 전압은 저항(R1)에 인가되어 발광다이오드(30)에 흐르는 전류의 크기를 결정한다.
이때, 발광다이오드(30)에는 0.7V의 전압이 인가되었으므로, 발광다이오드(30)를 발광시키기 위한 전류의 크기는 전류제한부(20)의 저항(R1)에 의해 결정된다. 이 저항(R1)은 다음 [수식 1]에 의해 결정된다.
상기 [수식 1]에 의해 전류제한부(20)의 저항(R1)은 10Ω이 된다.
따라서, PECL 신호 발생부(10)로부터 최대 전압인 4.1V를 갖는 PECL 신호가 발광다이오드(30)의 캐소드에 인가될 경우에, 발광다이오드(30)가 발광되기 위해서는 전류제한부(20)의 저항(R1)은 10Ω이 되어야 한다. 여기서, 저항(R1)값인 10Ω은 발광다이오드(30)가 발광되지 않도록 하기 위한 최소 저항값이다.
다음, PECL 신호 발생부(10)로부터 최소 전압인 3.2V를 갖는 PECL 신호가 발광다이오드(30)의 캐소드에 인가되면, 5V의 전원전압에서 3.2V를 뺀 1.8V가 발광다이오드(30)와 저항(R1)에 인가된다. 여기서, 1.8V의 전압에서 0.7V의 전압은 발광다이오드(30)를 발광시키는데 이용되고, 1.2V의 전압은 저항(R1)에 인가되어 발광다이오드(30)에 흐르는 전류의 크기를 결정한다.
이때, 발광다이오드(30)에는 0.7V의 전압이 인가되었으므로, 발광다이오드(30)를 발광시키기 위한 전류의 크기는 전류제한부(20)의 저항(R1)에 의해 결정된다. 이 저항(R1)은 다음 [수식 2]에 의해 결정된다.
상기 [수식 2]에 의해 전류제한부(20)의 저항(R1)은 55Ω이 된다.
따라서, PECL 신호 발생부(10)로부터 최소 전압인 3.2V를 갖는 PECL 신호가 발광다이오드(30)의 캐소드에 인가될 경우에, 발광다이오드(30)가 발광되기 위해서는 전류제한부(20)의 저항(R1)은 55Ω이 되어야 한다. 여기서, 저항(R1)값인 55Ω은 발광다이오드(30)를 발광시키기 위한 최대 저항값이 된다.
이상에서 설명한 바에 따라, 최소 전압인 3.2V를 갖는 PECL 신호에 의해 발광다이오드(30)가 발광되기 위해서는 전류제한부(20)의 저항(R1)값은 10Ω보다 크고 55Ω보다 작아야 한다.
즉, 전류제한부(20)의 저항(R1)이 11Ω 이상일 때, PECL 신호 발생부(10)로부터 최대 전압인 4.1V를 갖는 PECL 신호가 발광다이오드(30)의 캐소드에 인가되면, 발광다이오드(30)에는 20㎃의 전류보다 적은 전류가 흐르게 되어 발광다이오드(30)는 발광되지 않는다. 그러나, 전류제한부(20)의 저항(R1)이 10Ω보다 크고 55Ω보다 작을 때, PECL 신호 발생부(10)로부터 최소 전압인 3.2V를 갖는 PECL 신호가 발광다이오드(30)의 캐소드에 인가되면, 발광다이오드(30)에는 20㎃ 내지 30㎃의 전류가 흐르게 되어 발광다이오드(30)는 발광된다.
그러나, 전술한 바에 따르면, PECL 신호가 하이상태인 경우에 발광다이오드(30)가 완전히 턴오프(turn-off)되지 않고 20㎃ 이하의 미세한 전류가 발광다이오드(30)에 계속하여 흐르므로서, 발광다이오드(30)는 사람의 육안으로 식별이 되지 않을 정도의 미세하게 발광하여 전류를 불필요하게 소모할 수 있다. 이와 같이, PECL 신호가 하이상태인 경우에 발광다이오드(30)를 완전히 턴오프시켜 전류 소모를 방지하기 위하여, 제2도에 도시된 바와 같이 다이오드(40)를 이용하여 본 발명의 발광다이오드 구동 회로를 구성할 수 있다.
제2도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로의 구성도이다.
제2도를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로는, 제1도와 마찬가지로, PECL 신호 발생부(10)와, 전류제한부(20)를 구비하고, 또한 애노드가 저항(R2)에 연결되고 캐소드가 발광다이오드(30)의 애노드에 연결된 다이오드(40)를 더 구비한다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.
제1도의 동작 설명에서와 마찬가지로, 발광다이오드(30)는 0.7V의 전압이 인가되고, 최소한 20㎃ 내지 30㎃의 전류가 흘러야 발광되는 것으로 가정하고, 저항(R2)을 통해 전원전압이 강하되는 것은 무시한다. 또한, 다이오드(40)는 0.7V의 전압에 의해 턴온(turn-on)되는 것으로 가정한다.
우선, PECL 신호 발생부(10)로부터 최대 전압인 4.1V를 갖는 PECL 신호가 발광다이오드(30)의 캐소드에 인가되면, 5V의 전원전압에서 4.1V를 뺀 0.9V가 다이오드(40), 발광다이오드(30) 및 저항(R1)에 인가된다. 이때, 0.9V의 전압에서 0.7V의 전압은 다이오드(40)를 턴온시키는데 이용되고, 다른 0.2V의 전압은 발광다이오드(30)에 인가된다. 하지만, 발광다이오드(30)는 0.7V의 전압이 인가되어야만 발광하므로, 이와 같이 하이상태의 PECL 신호가 인가된 경우에 다이오드(40)에 의해 충분한 전압이 인가되지 않아 발광다이오드(30)는 발광하지 않는다.
따라서, PECL 신호 발생부(10)로부터 하이상태의 PECL 신호가 발광다이오드(30)의 캐소드에 인가되면, 다이오드(40)를 통해 발광다이오드(30)에 인가되는 전압을 차단하여 발광다이오드(30)를 완전히 턴오프시키므로서, 전류가 불필요하게 소모되는 것을 방지할 수 있다.
다음, PECL 신호 발생부(10)로부터 최소 전압인 3.2V를 갖는 PECL 신호가 발광다이오드(30)의 캐소드에 인가되면, 5V의 전원전압에서 3.2V를 뺀 1.8V가 다이오드(40), 발광다이오드(30) 및 저항(R1)에 인가된다. 여기서, 1.8V의 전압에서 0.7V의 전압은 다이오드(40)를 턴온시키는데 이용되고, 다른 0.7V의 전압은 발광다이오드(30)를 발광시키는데 이용되고, 또다른 0.4V의 전압은 저항(R1)에 인가되어 발광다이오드(30)에 흐르는 전류의 크기를 결정한다.
이때, 발광다이오드(30)에는 0.7V의 전압이 인가되었으므로, 발광다이오드(30)를 발광시키기 위한 전류의 크기는 전류제한부(20)의 저항(R1)에 의해 결정된다. 이 저항(R1)은 다음 [수식 3]에 의해 결정된다.
상기 [수식 3]에 의해 전류제한부(20)의 저항(R1)은 20Ω이 된다.
따라서, PECL 신호 발생부(10)로부터 최소 전압인 3.2V를 갖는 PECL 신호가 발광다이오드(30)의 캐소드에 인가될 경우에, 발광다이오드(30)가 발광되기 위해서는 전류제한부(20)의 저항(R1)은 20Ω이 되어야 한다. 여기서, 저항(R1)값인 20Ω은 발광다이오드(30)를 발광시키기 위한 최대 저항값이 된다. 즉, 20Ω이하의 저항(R1)을 이용하면, 발광다이오드(30)는 로우상태의 PECL 신호에 의해서만 발광하게 된다.
한편, 발광다이오드(30)에 너무 큰 전류가 흐르지 않도록 하려면, 80Ω 이상의 저항(R1)을 이용하여 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 첫째, 최고 전압에서 최저 전압까지의 스윙폭이 큰 TTL 신호를 이용하지 않고, 스윙폭이 적은 PECL 신호를 이용하여 발광다이오드의 발광 동작을 효율적으로 제어할 수 있다. 둘째, 종래의 비싼 PECL/TTL 레벨 변환기를 사용하지 않고 가격이 저렴한 하나의 저항을 이용하여 발광다이오드에 흐르는 전류를 제한하므로서, 과전류에 의해 발광다이오드가 파손되는 것을 방지할 수 있고, 회로를 간단하게 구성하여 상품성을 향상시킬 수 있다. 셋째, 다이오드를 이용하여 발광다이오드에 인가되는 전압을 제한하므로서, 발광다이오드의 턴오프시 전류가 손실되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 발광다이오드를 구동하기 위한 회로에 있어서, 출력단이 상기 발광다이오드의 캐소드에 연결되며, 상기 발광다이오드의 발광 동작을 제어하기 위하여 PECL(Pseudo Emitter Coupled Logic) 신호를 제공하는 PECL 신호 발생수단; 상기 발광다이오드에 흐르는 전류를 제한하기 위한 저항; 및 상기 발광다이오드가 턴오프(turn-off)상태일 때 전류가 손실되는 것을 방지하기 위하여, 상기 전원전압과 상기 발광다이오드 사이에 순방향으로 접속된 다이오드를 포함하며, TTL(Transistor Transistor Logic)이나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)보다 상대적으로 스윙(swing)폭이 작은 PECL 신호를 이용하여 직접 발광다이오드를 구동하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저항은, 10Ω 내지 55Ω의 저항값중 어느 한 값을 갖는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 구동 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 PECL 신호는 로우(low)상태인 최소 전압은 3.2V이고 하이(high)상태인 최대 전압은 4.1V이며, 상기 PECL 신호 발생수단으로부터 로우상태의 PECL 신호가 출력될 때 상기 발광다이오드는 턴온(turn-on)되고, 하이상태의 PECL 신호가 출력될 때 상기 발광다이오드는 턴오프되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 구동 회로.
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