KR100949779B1 - 전류원 배열 에너지 공급 회로 - Google Patents

전류원 배열 에너지 공급 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전류원 배열 에너지 공급 회로에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전류원 배열 에너지 공급회로는 부하단의 일측에 출력전압을 공급하는 DC전압조절기, 부하단의 다른 일측에 정전류원을 연결하는 전압태핑노드, 출력전압을 조절하는 저항단, 전압태핑노드와 저항단 사이에 위치하여 각각 연결되는 비교단 및 전압태핑노드와 연결되며, 출력전압이 부하단의 턴 온을 위한 최소 전압값을 갖도록 동작하는 펌프회로단을 포함한다. 본 발명에 따르면, 부하단과 정전류원 사이의 전압을 감지하여 부하단의 턴 온을 위한 최소한의 전압을 안정적으로 공급할 수 있다는 이점이 있다.
Figure R1020090109167
전류원, 부하단, 전압 감지

Description

전류원 배열 에너지 공급 회로{ENERGY SUPPLY CIRCUIT FOR CURRENT SOURCE ARRANGEMENT}
본 발명은 에너지 공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하단과 전류원 사이의 전압을 감지하여 필요로 하는 최소한의 전압을 안정적으로 공급할 수 있는 효과적인 전류원 배열 에너지 공급 회로에 관한 것이다.
액정표시장치용 백라이트의 광원으로는 발광다이오드(LED), 형광램프, 메탈할라이드 램프 등이 주로 사용된다. 이중 발광다이오드는 수명이 길며, 별도의 인버터가 필요 없고, 경량 및 박형으로 균일 발광이 가능하고 저소비전력 특성이 우수하여, 중소형 액정표시장치용 백라이트 광원으로 많이 사용되고 있다.
일반적으로 액정표시장치용 백라이트는 직렬로 연결된 발광다이오드군과 발광다이오드군에 일정한 전류를 흐르게 하는 전류원이 병렬로 연결된 발광다이오드 채널 형태로 구성된다. 병렬로 연결된 다수개의 발광다이오드 채널은 하나의 전원으로 구동된다. 이때, 각 발광다이오드 채널마다 발광다이오드군의 턴 온(Turn On)전압이 각각 다를 수 있다. 또한, 발광다이오드군에 공급되는 전압이 낮은 전압에 서 급격히 높은 전압이 요구되어 전압이 상승될 때, 원하는 전압까지 도달하기 위해서 어느 정도 시간이 필요로 하게 된다. 이는 전압이 상승되는 중에는 짧은 시간이라도 원하는 만큼의 빛을 기대할 수 없게 된다. 이와 같은 현상은 발광다이오드 채널이 구동되는 구간이 짧을수록 이러한 현상은 심각해진다.
따라서, 전류원 에너지 공급 회로의 효율을 위해서 각각의 발광다이오드군마다 적정 턴 온 전압을 공급해주기 위한 장치가 필요하다.
또한, 낮은 전압에서 발광다이오드군에서 요구되는 전압까지 빠른시간 동안 전압 상승을 가능하게 하는 장치가 필요하다.
본 발명에 의한 펌핑회로단을 이용하여 부하단의 턴 온을 위한 최소한 전압을 안정적으로 제공하는 전류원 에너지 공급 회로를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명에 의한 펌핑회로단을 이용하여, 짧은 시간동안 부하단에서 요구되는 전압까지 전압 상승이 가능한 전류원 에너지 공급 회로를 제공하는 것이다.
더 나아가 본 발명은 각각의 부하단 마다 턴 온을 위한 최소한의 전압을 안정적으로 제공함으로써, 효율적인 전류원 에너지 공급 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 부하단의 일측에 출력전압을 공급하는 DC전압 조절기, 부하단의 다른 일측에 정전류원을 연결하는 전압태핑노드, 출력전압을 조절하는 저항단, 전압태핑노드와 저항단 사이에 위치하여 각각 연결되는 비교단 및 전압태핑노드와 연결되며, 출력전압이 부하단의 턴 온을 위한 최소 전압값을 갖도록 동작하는 펌프회로단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 회로가 제공된다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 부하단의 일측에 출력 전압을 공급하는 DC전압조절기, 출력전압을 조절하는 저항단, 부하단, 비교단 및 펌프회로단을 포함하는 전류원 배열 에너지 공급 블록 및 하나 이상의 전류원 배열 에너지 공급 블록의 동작이 서로 간섭되는 것을 방지하기 위한 분리단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전류원 에너지 공급 회로는 부하단과 정전류원 사이의 전압을 감지하여 부하단의 턴 온을 위한 최소한의 전압을 안정적으로 공급할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시에에 의하면, DC전압조절기의 출력전압이 부하단의 구동에 최적이 되도록 조절할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시예의 의하면, 효율적인 전류원 에너지 공급 회로에 의해서 LED(Light emitting diode)를 광원으로 사용하는 LED 백라이트(backlight)와 같은 조명기기에서 LED를 효과적으로 구동하는데 이용될 수 있다는 이점이 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
이하, 본 발명에 따른 전류원 에너지 공급 회로의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류원 배열 에너지 공급 회로도이다.
도1을 참고하면, 전류원 배열 에너지 공급 회로는 DC전압조절기(100), 저항단(110), 부하단(140), 전류원(160), 비교단(120), 펌프회로단(130)을 포함하여 구성된다.
DC전압조절기(100)는 부하단(140)의 일측에 출력전압을 공급한다. DC전압조절기(100)의 출력전압에 의해서 부하단(140)의 발광다이오드가 턴 온(Turn On) 되어 전류가 부하단(140)을 통해 흐르게 된다.
저항단(110)은 DC전압조절기(100)의 출력전압을 조절한다. 본 발명의 일 실시예에서 저항단(110)은 3개의 저항으로 구성되어 있다. 그러나 저항의 개수 및 저 항간의 연결 관계는 당업자에 의해서 용이하게 변경 가능하다. 저항단(110)은 DC전압조절기(100)의 출력전압이 필요이상으로 과도하게 증가하는 것을 방지한다. 즉, 저항단(110)은 출력전압이 임의의 전압보다 높은 값을 갖는 것을 방지한다.
부하단(140)은 한 개 이상의 발광다이오드로 구성되어 있다.
전류원(160)은 부하단(140)의 하단과 연결된다.
부하단(140)과 전류원(160)은 전압태핑노드(150)에 의해서 연결된다. 부하단(140)의 하단에 연결되어 있는 전압태핑노드(150)의 전압은 DC전압조절기(100)의 출력전압에서 부하단(140)의 턴 온에 의해서 소모된 전압만큼 하강한다. 만약, DC전압조절기(100)의 출력전압이 충분하지 않아 부하단(140)이 턴 온 되지 않았다면 부하단(140)을 통해 전류가 흐르지 않기 때문에 전압태핑노드(150)의 전압은 거의 0[V]가 된다.
비교단(120)은 전압태핑노드(150)와 저항단(110) 사이에 위치한다. 비교단(120)은 제1 비교기(121) 및 제1 다이오드(122)를 포함하여 구성된다. 비교단(120)은 임의로 설정된 기준전압과 전압태핑노드(150)의 전압을 제1 비교기(121)에서 입력 받아 비교한다. 비교 후, 그 결과를 제1 다이오드(122)로 출력한다.
펌프회로단(130)은 전압태핑노드(150) 및 비교단(120)과 연결되며, DC전압조절기(100)의 출력전압을 제어한다. 펌프회로단(130)은 펌핑 신호 생성기(131)와 펌핑 트랜지스터(132)를 포함하여 구성된다. 펌핑 트랜지스터(132)의 드레인(Drain)단은 전압태핑노드(150)와 연결된다. 펌핑 신호 생성기(131)은 부하단(140)이 턴 온 되기 직전의 임의의 시간동안 펌핑 신호를 출력한다. 이때, 펌핑 신호는 펌핑 트랜지스터(132)가 턴 온 되도록 한다. 즉, 부하단(140)의 턴 온 되기 직전에 펌핑 신호 생성기(131)는 펌핑 트랜지스터(132)를 턴 온 시키고, 턴 온 된 펌핑 트랜지스터(132)에 의해서 전압태핑노드(150)에 흐르는 전류가 접지된다. 이때 비교단(120)의 입력단에 전류가 흐르지 않게 된다.
펌핑 트랜지스터(132)가 턴 온 되면, 저항단(110)의 R3(113)에는 전류가 흐르지 않으므로, DC전압조절기(100)의 출력전압은 부하단(140)의 턴 온을 위한 최소 전압값을 갖게 된다.
DC전압조절기(100)의 출력전압은 아래의 [수식1]과 같이 표현된다.
Figure 112009069580180-pat00001
여기서, VLED는 DC전압조절기(100)의 출력전압으로, 부하단(140)의 턴 온을 위한 최소 전압값이 된다. VR은 DC전압조절기(100)의 기준전압, R1(111)은 기준전압과 접지를 연결하는 위치하는 저항, R2(112)는 출력전압과 기준전압을 연결하는 저항, R3(113)는 비교단(120)의 제1 다이오드(122)와 기준전압을 연결하는 저항 및 IR3는 R3(113)저항에 흐르는 전류이다.
DC전압조절기(100)의 출력전압이 부하단(140)을 턴 온 시키기에 충분하지 않아, 전압태핑노드(150)의 전압이 0[V] 또는 제1 비교기(121)의 기준전압보다 낮다면, 제1 비교기(121)는 LOW 신호를 출력하게 된다. 여기서, LOW 신호는 제1 비교 기(121)의 기준전압보다 낮은 값이 제1 비교기(121)에 입력되었을 때 제1 비교기(121)의 출력으로, 미리 설정된 임의의 전압이다. 예를 들어 LOW 신호는 0[V]가 될 수 있다. LOW 신호로 설정되는 전압은 당업자의 의도에 따라서 용이하게 변경 가능하다. 제1 비교기(121)의 출력이 LOW 신호라면, 제1 다이오드(122)가 턴 온 되지 않아 R3(113)에 전류가 흐르지 않으므로, IR3가 0[A]의 값을 갖게 된다. 따라서, [수식1]에서 확인할 수 있듯이, 출력전압인 VLED는 최대값을 갖게 되어, 부하단(140)에 부하단(140)이 턴 온이 될 수 있는 충분한 전압을 공급할 수 있다. 여기서 VLED의 최대값은 부하단(140)이 안정적으로 턴 온 될 수 있는 최소 전압값이다. VLED의 최대값은 저항단(110)에 의해서, 필요이상으로 과도하게 높은 전압이 되지 않도록 조절될 수 있다.
출력전압이 너무 높아 부하단(140)에 과전압이 걸리게 되어, 전압태핑노드의 전압이 제1 비교기(121)의 기준전압보다 높다면, 제1 비교기(121)는 HIGH 신호를 출력하게 된다. 여기서, HIGH 신호는 제1 비교기(121)의 기준전압보다 높은 값이 제1 비교기(121)에 입력되었을 때 제1 비교기(121)의 출력으로 미리 설정된 임의의 전압이다. 제1 비교기(121)에서 HIGH 신호를 출력하면 제1 다이오드(122)가 턴 온 된다. HIGH 신호로 설정되는 전압은 당업자에 의해서 용이하게 변경 가능하다. 제1 비교기(121)가 HIGH 신호를 출력하면, 제1 다이오드(122)는 턴 온 되어 전류가 흐르게 된다. 따라서 [수식1]에서 확인할 수 있듯이, 출력전압인 VLED는 부하단(140) 의 턴 온을 위한 최소한의 전압이 될 때까지 감소한다.
펌프회로단(130)의 펌핑 신호 생성기(131)는 부하단(140)이 턴 온 되기 직전의 임의의 구간동안 펌핑 트랜지스터(132)의 턴 온 전압인 펌핑 신호를 출력한다. 펌핑 신호를 입력 받은 펌핑 트랜지스터(132)가 턴 온 되면, 전압태핑노드(150)의 전압은 턴 온 된 펌핑 트랜지스터(132)에 의해 접지와 연결되어 0[V]가 된다. 따라서, 제1 비교기(121)의 기준전압보다 낮은 전압태핑노드의 전압이 제1 비교기(121)로 입력 되므로 제1 비교기(121)는 LOW 신호를 출력하게 된다. 즉, DC전압조절기(100)의 출력전압인 VLED값은 최대값을 갖게 된다.
따라서, 부하단(140)은 DC전압조절기(100)의 출력전압으로부터 부하단(140)이 턴 온 되기 충분한 전압을 공급받지 못하였을 경우, 펌프 회로단에 의해서 부하단(140)을 턴 온 할 수 있는 충분한 전압을 공급 받는다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌핑 신호 생성기의 동작을 나타낸 예시도이다.
도2를 참조하면, CH1은 채널1, PUMP는 펌핑 신호, VLED.MAX는 출력전압의 최대값, VLED.MIN은 출력전압의 최소값, VLS,1은 CH1에 포함된 부하단(140)을 구성하는 발광다이오드의 턴 온 전압의 합, VISOURCE는 전류원(160)이 안정적으로 동작하기 위해 필요한 최소의 전압 및 VLED,1은 CH1을 구동하기 위한 최소전압이다.
도2를 참조하면, A 구간은 CH1이 구동되는 구간(B 구간)의 바로 전 구간으로 펌핑 신호가 생성(PUMP ON)된다. 여기서 채널은 부하단(140)과 부하단(140)의 일측에 연결된 전류원(160)이다. 펌핑 신호가 생성되면, VLED는 최소 값에서 최대 값으로 상승하게 된다.
B 및 E구간은 CH1이 구동되는 턴 온 상태인 구간이다. 만약, A 및 D구간에서 펌핑 신호가 생성되지 않고, B 및 E구간에 해당하는 시간이 짧다면, DC전압조절기(100)의 느린 출력 응답에 의해서, CH1은 구동을 위한 충분한 전압을 공급받지 못하게 된다. A 및 D구간에서 펌핑 신호가 생성됨으로써 VLED가 최대값이 되어 DC전압조절기(100)의 응답속도와 상관없이 B 및 E구간에 의한 채널(CH1)의 오동작을 방지할 수 있다.
C 및 D구간은 CH1이 턴 오프(Turn Off)되는 구간이다. C구간에서는 출력전압이 최소 값을 갖는다. 이때, D구간에서 펌핑 신호가 생성된다. CH1이 구동되는 구간의 전 구간인 D구간에서 펌핑 신호가 생성되어 E구간에 다시 출력전압이 최소값에서 최대값으로 상승한다.
도3는 본 발명의 일 실시예에 따른 최소전압선택기를 포함하는 전류원 배열 에너지 공급 회로도이다.
도3를 참조하면, 전류원 배열 에너지 공급 회로는 최소전압선택기를 추가적으로 포함하여 구성된다.
최소전압선택기(170)는 다수개의 전압태핑노드 전압(VOUT1, VOUT2) 중에서 최소전압을 선택하여 출력한다. 비교기(121)는 최소전압선택기(170)에 의해 출력된 최소전압과 비교기(121)의 기준전압을 비교하는 동작을 수행한다. 최소전압과 기준전압의 비교 결과에 의해서 DC전압조절기(100)의 출력전압인 VLED가 조절된다. 최소전압선택기(170)를 이용하여 위와 같은 동작의 반복함으로써, 다수개의 모든 채널이 동작하기 위해 필요한 최소한의 출력전압을 생성한다. 펌핑 신호 생성기(131)는 다수개의 모든 채널이 턴 오프 구간일 동안 펌핑 신호를 생성한다. 따라서 펌핑 신호를 입력 받은 펌핑 트랜지스터(132)는 턴 온 되고 제1 다이오드(122)는 턴 오프 된다. 이때, 출력전압 VLED는 최대값을 갖게 된다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수 채널에 대한 펌핑 신호 생성기의 동작을 나타낸 예시도이다.
도4를 참조하면, 다수개의 채널 중에서 한 개 이상의 턴 온 상태의 채널이 있는 구간인 B, C 및 D 구간에서 펌핑 신호 생성기(131)는 펌핑 신호를 생성하지 않는다. 따라서 한 개의 채널이라도 턴 온 상태인 채널이 있는 구간에서 펌핑 신호 생성기(131)는 피드백 동작에 영향을 끼치지 않는다. 또한 모든 채널이 턴 오프 상태 구간인 A 및 E 구간에서 펌핑 신호 생성기(131)는 펌핑 신호를 출력하여 DC전압조절기(100)의 출력전압인 VLED값을 최대 값이 되도록 한다.
도5은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 전류원 배열 에너지 공급 회로도이다.
도5을 참고하면, 비교단(120)의 제3 다이오드(125)의 방향이 도1의 제1 다이오드(122)와 다르다는 것을 알 수 있다. 본 실시예에 의한 DC전압조절기(100)의 출력전압은 아래의 [수식2]와 같이 표현된다.
Figure 112009069580180-pat00002
[수식2]에 의하면, R3(113)에 흐르는 전류인 IR3의 값이 0[A]일 경우, 출력전압인 VLED는 최소전압 값을 갖게 된다. 또한, R3(113)에 전류가 흘러 IR3가 전류 값을 갖게 되면, VLED는 최대전압 값을 갖게 된다.
전압태핑노드(150)의 전압이 비교기(121)의 기준전압보다 낮은 경우, 비교기(121)는 LOW 신호를 출력한다. 비교기(121)의 LOW 신호 출력에 의해 제3 다이오드(122)는 턴 온이 되어 R3(113)에 전류(IR3)가 흐르게 된다. 따라서, [수식2]에 의해서, 출력전압인 VLED는 부하단(140)이 충분히 턴 온 될 정도의 출력전압이 된다.
출력전압이 너무 높아 부하단(140)에 과전압이 걸리게 되어 비교기(121)에 기준전압보다 높은 전압태핑노드(150)의 전압이 입력되는 경우, 비교기(121)는 HIGH 신호를 출력한다. 비교기(121)의 HIGH 신호 출력에 의해 제3 다이오드(125)는 턴 오프 되어 R3(113)에 전류(IR3)가 흐르지 않게 된다. 따라서, [수식2]에 의해서, 과 전압 상태인 VLED의 전압이 낮아지면서, 결국 부하단(140)이 턴 온 되기 위한 최소전압이 부하단(140)에 공급된다.
펌핑회로단의 동작은 도1과 동일하다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 최소전압선택기를 포함하는 다른 전류원 배열 에너지 공급 회로도이다.
도6을 참조하면, 도6의 전류원(160) 배열 에너지 공급 회로에 다수의 채널과 최소전압선택기(170)를 추가하여 구성된다.
다수개의 채널의 전압태핑노드의 전압(VOUT1, VOUT2) 중에서 최소전압을 최소전압선택기(170)가 선택하여 출력한다. 출력된 최소전압과 비교기(121)의 기준전압의 비교 결과에 의해서 DC전압조절기(100)의 출력전압인 VLED가 조절된다. 위와 같은 동작을 반복함으로써, 다수개의 모든 채널이 동작하기 위해 필요한 최소한의 출력전압의 생성이 가능하게 된다.
도7 본 발명의 일 실시예에 따른 전류원 배열 에너지 공급 장치의 예시도이다.
도7을 참조하면, DC전압조절기(100)의 출력전압을 공통으로 공급받으며, 각각 비교기단(120, 127)으로 전압을 출력하고 각각의 비교기단(120, 127)과 연결된 펌핑회로단(130, 135)에 의해 동작하는 블록(200, 201)은 하나의 칩으로 구성될 수 있다. 이와 같이 하나의 칩으로 구성되는 블록(200, 201)이 여러 개 병렬로 연결된 경우, 각 블록(200, 201)의 동작이 서로 간섭 받지 않게 하기 위해서 분리단(180)을 추가적으로 구성한다.
분리단(180)은 다수의 저항(181, 182, 183) 및 제1 BJT(Bipolar Transistor, 184)로 구성된다. 도7의 경우 비교기단(120, 127)의 다이오드(125, 126)의 방향이 역방향 이므로, 한 블록이 펌프 구간인 경우, 다른 블록의 동작 여부와 상관없이 DC전압조절기(100)의 출력전압인 VLED는 최대값을 가지게 된다. 즉, 모든 블록의 피드백 동작을 정상적으로 수행할 수 있는 것은 아니다. 분리단(180)은 이와 같은 문제점을 방지하기 위한 회로이다.
다수개의 채널을 사용하는 경우, 각 채널을 포함하는 블록간의 피드백이 동시에 동작하면서 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 분리단(180)를 추가함으로써 각 블록간 피드백 동작시 오류를 방지할 수 있다. 피드백 제어 회로는 각 블록의 피드백 동작시 어느 하나의 블록이 채널 구동을 위한 최소전압을 만족시켰을 경우, R3(113)에 흐르는 전류의 흐름을 중단시켜 DC전압조절기의 출력값을 일정하게 유지되도록 한다. 또한, 모든 블록엔 펌핑 신호가 생성된 경우 전류의 흐름을 중단시켜 DC전압조절기의 출력이 최대값을 가질 수 있도록 한다.
예를들어, 두 블록(200, 201)의 모든 채널이 구동하지 않는 턴 오프 구간에서는 펌핑 신호 생성기(131, 133)는 LOW 신호를 출력한다. 이때, 제1 BJT(184)의 베이스단에 일정 전압이 걸리게 되고, 제1 BJT(184)는 턴 온 상태가 된다. 제1 BJT(184)가 턴 온 되어 에미터단 쪽으로 전류가 흐르게 되면서 R3(113)에 전류가 흐르게 된다. 따라서, DC전압조절기(100)의 출력전압인 VLED의 전압이 상승하게 된다.
예를들어, 두 블록 중에서 한 블록(200)의 채널은 턴 오프 상태이고, 다른 한 블록(201)의 채널은 턴 온 상태라면, 펌핑 신호 생성기(131, 133)는 각각 LOW 신호 및 HIGH 신호를 출력한다. 이때, 펌핑 신호 생성기(131)의 HIGH 신호 출력에 의해서 해당 펌핑 트랜지스터(132)가 턴 온 되면서, 제1 BJT(184)는 턴 오프 상태가 되어 전류가 흐르지 않게 된다. 따라서, 펌프회로단(130)에 의한 펌핑 동작을 하지 않고 채널이 턴 온 상태인 블록에 의해서 피드백 동작이 수행된다.
다시 말해서, 모든 블록이 턴 오프 상태인 구간에서만 펌프회로단(130, 135)의 펌핑 동작이 수행되어, DC전압조절기(100)의 출력전압인 VLED이 최대 값을 조절하여 생성하게 된다. 또한, 한 블록이라도 턴 온 상태인 구간에서는 펌핑 신호 생성기(131, 133)는 동작하지 않고 피드백 동작을 수행하여 최적의 VLED 전압을 생성하게 된다.
도8는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류원 배열 에너지 공급 장치의 다른 예시도이다.
도8를 참조하면, 펌프회로단(130, 135)은 펌핑 신호 생성기(131, 133)와 PMOS형 펌핑 트랜지스터(136, 137)를 포함하여 구성된다. 또한 분리단(190)은 저항(191)과 하나의 다이오드(192)를 포함하여 구성된다. 분리단(190)의 다이오 드(192)의 캐소드단에 펌프회로단(130, 135)의 PMOS트랜지스터(136, 137)의 소스단과 그라운드와 연결된 저항이 연결되어 있다.
예를 들어, 두 블록 모두 턴 오프 구간인 경우 모든 펌핑 신호 생성기(131, 133)는 HIGH 신호를 생성하여, 분리단(190)의 다이오드(192) 캐소드 단에 낮은 전압이 걸리면서, 다이오드는(192) 턴 온 상태가 된다. 다이오드(192)가 턴 온 상태가 되어 다이오드로 전류가 흐르게 되면서, R3(113)에 전류가 흐르게 된다. 따라서 DC전압조절기(100)의 출력전압인 VLED의 전압이 상승하게 된다.
예를 들어, 두 블록 중 한 블록이상이 턴 온 상태인 경우, 펌핑 신호 생성기(131)는 턴 오프 상태의 블록은 LOW 신호를 출력하고 턴 온 상태 블록은 HIGH 신호를 출력하게 된다. 다이오드(125, 126)는 펌핑 신호 생성기(133)의 HIGH 신호에 의해서 턴 오프 되어 전류가 흐르지 않게 된다. 따라서 펌프회로단(135)에 의한 펌핑 동작을 하지 않고 채널이 턴 온 상태인 블록에 의해서 피드백 동작이 수행된다.
다시 말해서, 모든 블록이 턴 오프 상태인 구간에서만 펌프회로단(130, 133)의 펌핑 동작이 수행된다. 또한 한 블록이라도 턴 온 상태인 구간에서는 피드백 동작을 수행함으로써 최적 VLED 전압을 생성하게 된다.
도9은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류원 배열 에너지 공급 장치의 또 다른 예시도이다.
도9을 참조하면, 펌프회로단(130, 135)는 펌핑 신호 생성기(131, 133)와 PMOS형 펌핑 트랜지스터(136, 137)를 포함하여 구성된다. 분리단(300)은 다수개의 BJT(301, 302, 303, 304), 저항(305, 306) 및 다이오드(307)를 포함한다.
다수개의 블록 중에서 어느 하나의 블록이라도 부하단이 턴 온 되지 않는다면, 분리단(300)의 다이오드(307)가 턴 온 되지 않아 IR3가 흐르지 않게 된다. 따라서, VLED가 모든 블록의 부하단이 턴 온 가능할 때까지 증가하게 된다.
예를 들어, 제1 블록(200)의 부하단이 턴 온 되지 않았다면, 비교단(120)의 출력은 LOW가 된다. 이에 제2 BJT(301)는 턴 오프 상태가 되고 제5 BJT(304)는 VDD를 입력 받아 턴 온 된다. 제5 BJT(304)의 턴 온에 의해서, 제2 다이오드(307)가 턴 오프되어 R3에 전류가 흐르지 않게 된다. 따라서, VLED는 최대값을 갖게 된다.
만약, 모든 블록의 부하단이 턴 온 되었다면, 모든 블록의 비교단이 HIGH를 출력하게 된다. 이에 비교단의 제1 다이오드는 턴 온 되고, 분리단(300)의 제2 내지 제4 BJT(301, 302, 303)는 모두 턴 온 된다. 분리단(300)의 BJT(301, 302, 303)의 턴 온으로 제5 BJT가 턴 오프 됨으로써, 제2 다이오드(304)가 턴 온 되어 IR3가 흐르게 된다. 따라서, VLED는 최소 값을 갖게 된다.
만약, 모든 블록의 부하단이 턴 오프 되었다면, 모든 블록의 비교단이 LOW를 출력하게 된다. 이에 비교단의 제1 다이오드는 턴 오프 되고, 분리단(300)의 제2 내지 제4 BJT(301, 302, 303) 중에서 펌핑 회로단과 연결된 BJT를 제외하고 모든 BJT가 턴 오프 된다. 이에 비교단의 제1 다이오드는 턴 온 되고, 분리단(300)의 제 2 내지 제4 BJT(301, 302, 303)는 모두 턴 온 된다. 분리단(300)의 BJT(301, 302, 303)의 턴 온으로 제5 BJT가 턴 오프 됨으로써, 제2 다이오드(304)가 턴 온 되어 IR3가 흐르게 된다. 따라서, VLED는 최소 값을 갖게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류원 배열 에너지 공급 회로도.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌핑 신호 생성기의 동작을 나타낸 예시도.
도3는 본 발명의 일 실시예에 따른 최소전압선택기를 포함하는 전류원 배열 에너지 공급 회로도.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수 채널에 대한 펌핑 신호 생성기의 동작을 나타낸 예시도.
도5은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 전류원 배열 에너지 공급 회로도.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 최소전압선택기를 포함하는 다른 전류원 배열 에너지 공급 회로도.
도7 본 발명의 일 실시예에 따른 전류원 배열 에너지 공급 장치의 예시도.
도8는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류원 배열 에너지 공급 장치의 다른 예시도.
도9은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류원 배열 에너지 공급 장치의 또 다른 예시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : DC전압조절기 110 : 저항단
120 : 비교단 121 123 : 비교기
122 124 125 126: 다이오드 130 135: 펌프 회로단
131 133 : 펌핑 신호 생성기 132 134 :펌핑 트랜지스터
136 137 : PMOS형 펌핑 트랜지스터 140 : 부하단
150 : 전압태핑노드 160 : 전류원

Claims (12)

  1. 부하단의 일측에 출력전압을 공급하는 DC전압조절기;
    상기 부하단의 다른 일측에 정전류원을 연결하는 전압태핑노드;
    상기 출력전압을 조절하는 저항단;
    상기 전압태핑노드와 상기 저항단 사이에 위치하여 각각 연결되는 비교단; 및
    상기 전압태핑노드와 연결되며, 상기 출력전압이 상기 부하단의 턴 온을 위한 최소 전압값으로 유지되도록 동작하는 펌프회로단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비교단은 비교기 및 제1 다이오드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비교기는 임의의 기준전압과 상기 전압태핑노드의 전압을 비교한 결과인, 비교 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펌프회로단은 펌핑 신호 생성기 및 펌핑 트랜지스터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 펌핑 트랜지스터는 상기 전압태핑노드와 연결되는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 회로.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 펌핑 신호 생성기는 상기 부하단이 턴 온(Turn On)되기 직전의 임의의 시간동안 상기 펌핑 트랜지스터의 턴 온 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 펌핑 트랜지스터가 턴 온 된 경우, 상기 출력전압은 상기 부하단의 턴 온을 위한 최소 전압값을 갖는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 회로.
  8. 제1항에 있어서,
    한 개 이상의 상기 전압태핑노드의 전압을 입력 받아 최소전압을 갖는 전압태핑노드의 전압을 상기 비교단으로 출력하는 최소전압선택기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 회로.
  9. 부하단의 일측에 출력 전압을 공급하는 DC전압조절기;
    상기 출력전압을 조절하는 저항단;
    부하단, 비교단 및 펌프회로단을 포함하는 전류원 배열 에너지 공급 블록; 및
    하나 이상의 상기 전류원 배열 에너지 공급 블록의 동작이 서로 간섭되는 것을 방지하기 위한 분리단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 분리단은 상기 전류원 배열 에너지 공급 블록의 상기 비교단, 상기 펌 프회로단의 출력 및 상기 저항단과 연결되는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 분리단은 하나 이상의 저항 및 바이폴라 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 분리단은 상기 바이폴라 트랜지스터를 대신하여 다이오드로 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 전류원 배열 에너지 공급 장치.
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