KR101005796B1 - 발광 다이오드 구동 회로 - Google Patents

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Abstract

발광 다이오드 구동 회로는 AC 전원을 DC 전원으로 변환하는 AC/DC 변환 회로; AC/DC 변환 회로에 연결되어 있는 입력 콘택을 가지는 스위칭 소자; 스위칭 소자를 켜거나 또는 끄도록 설정 주파수에서 스위칭 소자로 제어 신호를 출력하는 제어 유닛, 여기서 제 1 저항은 제어 유닛의 파워 콘택과 스위칭 소자의 입력 콘택 사이에 배치되고; 제어 유닛이 DC 전원의 반-사이클 전압을 검출할 수 있기 하기 위한 제 2 저항; 파워 콘택에 연결된 제 1 단부 및 제어 유닛의 접지 콘택에 연결된 제 2 단부를 가지는 제 1 커패시터; 및 접지 콘택 및 커패시터의 제 2 단부에 연결된 제 1 단부 및 발광 다이오드에 연결된 제 2 단부를 가지는 인덕터를 포함한다.
Figure R1020080129210
발광 다이오드 구동 회로, 스위칭 소자, 저항, 인덕터, 커패시터

Description

발광 다이오드 구동 회로{Light-emitting diode driving circuit}
본 발명은 구동 회로, 더 구체적으로는 반-사이클 또는 전-사이클 검출을 수행할 수 있는 발광 다이오드(LED) 구동 회로에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 작고, 가볍고, 충격에 강하고, 좋은 전력 효율, 긴 수명 및 낮은 비용을 가진다. 그러므로, LED는 액정 디스플레이의 백라이트원(backlight source)에 대해 중요한 소자 중 하나이다.
동작 특징에 대하여, LED의 광도(luminance)는 전류에 따라 변하여, 기술적으로, LED는 전류가 일정하게 남아있는 모드에서 종종 구동된다. 각각의 LED의 색 및 광도가 LED를 통해 흐르는 전류와 직접적으로 관련되기 때문에, LED의 최상의 성능을 실현하기 위하여 전류는 정확하게 제어되어야 한다. 따라서, 응용 장치를 설계하는 경우, 제품 개발자는 스크린의 백라이트를 제어하도록, 구동 회로 및 직접 회로(IC)를 통하여 LED 전류를 어떻게 제어해야 할지를 고려해야만 한다.
본 발명의 특허 출원은 ROC 특허 출원 제 00533672호에 변압기(transformer) 없는 AC/DC 변환 회로를 제공한다. 변압기가 없는 AC/DC 변환 회로는 안정된 일정한 전류를 출력할 수 있고, 발광 소자(예를 들어, LED)와 같은, 안정된 공급 전류 를 필요로 하는 부하 장치에 적용가능하다. 변압기가 없는 AC/DC 변환 회로의 기술적 수단은 안정된 범위 내에 부하 전류를 제한하도록 전류 스위칭 회로를 사용하는 것이며, 제어 회로는 제어 회로의 입력과 출력 사이의 전위 차에 따라 전류 스위칭 회로의 ON/OFF 동작을 결정한다. 전위 차가 기결정된 값보다 작은 경우, 부하 전류는 흐르고, 전위차가 기결정된 값보다 큰 경우, 부하 전류는 흐르지 않는다. 따라서, 부하 전류는 효과적으로 제한된다.
위에서 설명된 특허가 전류 스위칭 회로를 사용함으로써 안정된 범위 내에 부하 전류를 제한하더라도, LED의 구동 전류가 더 효과적으로 제한된다면 스크린의 백라이트(backlight)는 더 양호할 수 있다. 그러므로, LED의 구동 전류를 정확하게 제어할 수 있는 구동 전류를 제공하는 것이 연구자들의 과제이다.
따라서, 본 발명은 발광 다이오드(LED) 구동 회로로 지향되어 있고, 이는 LED의 구동 전류를 검출하기 위해 제어 유닛을 사용하고, LED의 구동 전류를 정확하게 제어하도록, LED의 구동 전류의 대응하는 스위칭 회로를 제어한다.
본 발명은 LED 구동 회로를 제공하고, 이는 AC/DC 변환 회로, 스위칭 소자, 제어 유닛, 제 2 저항, 제 1 커패시터 및 제 1 인덕터를 포함한다. AC/DC 변환 회로는 AC 전원을 DC 전원으로 변환한다. 스위칭 소자는 입력 콘택, 출력 콘택 및 제어 콘택을 포함하고, 스위칭 소자의 입력 콘택은 AC/DC 변환 회로에 연결되어 있다. 제어 유닛은 파워 콘택, 제어 콘택, 검출 콘택, 및 접지 콘택을 포함하고, 제 1 저항은 제어 유닛의 파워 콘택과 스위칭 소자의 입력 콘택 사이에 배치되고, 제어 유닛은 스위칭 소자를 켜거나 또는 끄도록 설정 주파수에서 제어 콘택으로부터 스위칭 소자의 제어 콘택으로 제어 신호를 출력한다. 제 2 저항은 제어 유닛의 접지 콘택과 검출 콘택 사이에 배치된다. 제 1 커패시터는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 제 1 커패시터의 제 1 단부는 파워 콘택에 연결되고 제 1 커패시터의 제 2 단부는 접지 콘택에 연결된다. 제 1 인덕터는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 제 1 인덕터의 제 1 단부가 접지 콘택 및 제 1 커패시터의 제 2 단부에 연결되고, 제 1 인덕터의 제 2 단부가 로드에 연결된다.
또한, 본 발명은 LED 구동 회로를 제공하고, 이는 AC/DC 변환 회로, 스위칭 소자, 제어 유닛, 제 2 저항, 제 1 커패시터 및 제 1 인덕터를 포함한다. AC/DC 변환 회로는 AC 전원을 DC 전원으로 변환한다. 스위칭 소자는 입력 콘택, 출력 콘택 및 제어 콘택을 포함하고, 스위칭 소자의 입력 콘택은 AC/DC 변환 회로에 연결되어 있다. 제어 유닛은 파워 콘택, 제어 콘택, 검출 콘택 및 접지 콘택을 포함하고, 제 1 저항은 제어 유닛의 파워 콘택과 스위칭 소자의 입력 콘택 사이에 배치되고, 제어 유닛은 스위칭 소자를 켜거나 또는 끄도록 설정 주파수에서 제어 콘택으로부터 스위칭 소자의 제어 콘택으로 제어 신호를 출력한다.
제 2 저항은 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 제어 유닛의 접지 콘택과 검출 콘택 사이에 배치된다. 제어 유닛은 제 2 저항의 전압을 검출하고 제 2 저항의 검출된 전압에 근거하여 제어 신호를 발생시킨다. 제 1 커패시터는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 제 1 커패시터의 제 1 단부가 파워 콘택에 연결되고, 제 1 커패시터의 제 2 단부가 접지 콘택 및 제 2 저항의 제 1 단부에 연결된다. 제 1 인덕터는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 제 1 인덕터의 제 1 단부가 제 2 저항의 제 2 단부에 연결되고, 제 1 인덕터의 제 2 단부가 로드에 연결된다.
LED 구동 회로는 제 2 저항의 전압 및 설정 타겟 전압을 비교하기 위하여 제어 유닛 및 제 2 저항에 의해 구성된 검출 루프를 사용한다. 비교 결과에 따라, 제어 유닛은 LED의 구동 전류를 정확하게 제어하도록, LED의 구동 전류를 입력하는 스위칭 소자를 켜거나 또는 끈다.
본 발명의 특징 및 예에 관해서는, 바람직한 실시예는 수반하는 도면을 참고로 하여 이하 상세히 설명되어 있다.
LED 구동 회로는 DC 전원의 반-사이클 또는 전-사이클 구동 전압을 얻기 위해 제어 유닛 및 제 2 저항에 의해 구성된 검출 루프를 사용하고, 획득한 구동 전압 및 설정 타겟 전압을 비교한다. 비교 결과에 따라, 제어 유닛은 LED의 구동 전류를 정확하게 제어하도록, LED의 구동 전류를 입력하는 전류 스위칭 회로를 켜거나 또는 끈다.
도 1은 시작 주기에서 본 발명의 제 1 실시예에 관한 개략적 회로도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 반-사이클 검출을 수행할 수 있는 발광 다이오드(LED) 구동 회로는 AC/DC 변환 회로(10), 제 1 저항(R1), 스위칭 소자(Msw), 제어 유닛(20), 제 2 저항(R2), 제 1 커패시터(C1), 제 1 인덕터(L1), 제 3 저항(R3), 제1 쇼트기(schottky) 다이오드(Dr1) 및 제 2 쇼트키 다이오드(Dr2)를 포함한다. 이하 언급된 "연결(connection)"은 전기적 연결을 언급한다.
AC/DC 변환 회로(10)는 AC 전원을 수용하고, AC 전원을 DC 전원(Vin)으로 변환한다. AC/DC 변환 회로(10)의 출력단은 입력 커패시터(Cin)에 연결되어 있다. AC/DC 변환 회로(10)는 전파 브리지 정류기(full-wave bridge rectifier) 또는 반파 브리지 정류기를 포함한다.
스위칭 소자(Msw)는 입력 콘택, 출력 콘택 및 제어 콘택을 포함한다. 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택은 AC/DC 변환 회로(10)에 연결되어 있다. 스위칭 소자(Msw)는, 예를 들어, N-MOSFET(N-type metal-oxide semiconductor field-effect transistor) 또는 바이폴라 트랜지스터이다. 제 1 실시예에서, 스위칭 소자(Msw)는 N-MOSFET이므로, 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택은 N-MOSEFET의 드레인(drain)과 같고, 스위칭 소자(Msw)의 출력 콘택은 N-MOSFET의 소스(source)와 같으며, 스위칭 소자(Msw)의 제어 콘택은 스위칭 소자(Msw)의 게이트(gate)와 같다.
제어 유닛(20)은 파워 콘택(Vcc), 제어 콘택(GDRV), 검출 콘택(Vsen) 및 접지 콘택(Gnd)을 포함한다. 제어 유닛(20)의 제어 콘택(GDRV)은 스위칭 소자(Msw)의 제어 콘택에 연결되어 있다. 제어 유닛(20)의 검출 콘택(Vsen)은 스위칭 소자(Msw)의 출력 콘택 연결되어 있다. 제 1 저항(R1)은 제어 유닛(20)의 파워 콘택(Vcc)과 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택 사이에 배치되어 있다. 제 1 저항(R1)은 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 1 저항(R1)의 제 1 단부는 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택 및 AC/DC 변환 회로(10)에 연결되어 있다. 제 1 저항(R1)의 제 2 단부는 제어 유닛(20)의 파워 콘택(Vcc)에 연결되어 있다. 제어 유닛(20)은 스위칭 소자(Msw)를 켜거나 또는 끄도록, 설정 주파수에서 제어 콘택(GDRV)으로부터 스위칭 소자(Msw) 의 제어 콘택으로 제어 신호를 출력한다.
제 2 저항(R2)은 제어 유닛(20)의 접지 콘택(Gnd) 및 검출 콘택(Vsen) 사이에 배치되어 있다. 제 2 저항(R2)은 제 1 단부와 제 2 단부를 포함한다. 제 2 저항(R2)의 제 1 단부는 제어 유닛(20)의 검출 콘텍(Vsen) 및 스위칭 소자(Msw)의 출력 콘택에 연결되어 있다. 제 2 저항(R2)의 제 2 단부는 제어 유닛(20)의 접지 콘택(Gnd)에 연결되어 있다. 제어 유닛(20)은 제 2 저항(R2)의 전압을 검출하고 제 2 저항(R2)의 검출된 전압에 근거하여 제어 신호를 발생시킨다. 또한, 제 2 저항(R2)의 임피던스는 제 1 저항(R1)의 임피던스보다 작으며, 즉 제 1 저항(R1)의 임피던스는 제 2 저항(R2)의 임피던스의 약 106배이다.
제 1 커패시터(C1)는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 1 커패시터(C1)의 제 1 단부는 파워 콘택(Vcc)에 연결되어 있다. 제 1 커패시터(C1)의 제 2 단부는 접지 콘택(Gnd)에 연결되어 있다.
제 1 인덕터(L1)는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 1 인턱터(L1)의 제 1 단부는 접지 콘택(Gnd) 및 제 1 커패시터(C1)의 제 2 단부에 연결되어 있다. 제 1 인덕터(L1)의 제 2 단부는 부하(load)에 연결되어 있다. 부하는 직렬로 연결된 복수의 LED를 포함하는 직렬 LED이다. 제 1 LED(LED1)의 애노드(anode)는 제 1 인덕터(L1)의 제 2 단부에 연결되고, 제 1 LED(LED1)의 캐소드(cathode)는 다음 LED의 애노드에 연결되고 이하 이런 방식으로 연결된다. n번째 LED(LEDn)의 캐소드는 접지된다.
출력 커패시터(Cout)는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 출력 커패시터(Cout)의 제 1 단부는 제 1 인덕터(L1)의 제 2 단부에 연결되어 있다. 출력 커패시터(Cout)의 제 2 단부는 접지된다. 제 1 실시예에서, 출력 커패시터(Cout)의 커패시턴스는 제 1 커패시터(C1)의 커패시턴스와 대략 동일하다.
제 3 저항(R3)은 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 3 저항(R3)의 제 1 단부는 제 1 커패시턴스(C1)의 제 1 단부에 연결되어 있다. 제 3 저항(R3)의 제 2 단부는 제 1 쇼트키 다이오드(Dr1)의 캐소드에 연결되어 있고, 제 1 쇼트키 다이오드(Dr1)의 애노드는 출력 커패시터(Cout)의 제 1 단부에 연결되어 있다.
제 2 쇼트키 다이오드(Dr2)의 캐소드는 제어 유닛(20)의 접지 콘택(Gnd)에 연결되어 있고, 제 2 쇼트키 다이오드(Dr2)의 애노드는 접지되어 있다.
도 2a 및 2b는 시작 주기에서 본 발명의 제 1 실시예에 관한 신호 타이밍 다이어그램이다. 도 2a에서, 가로 축은 시간 축(t)이고, 세로 축(IR1)은 제 1 저항의 전류이고, 세로 축(VC1)은 제 1 커패시터(C1)의 전압이고, 세로 축(GDRV)은 제어 유닛(20)의 제어 콘택의 전압이고, 세로 축(GndF)은 콘택(GndF)의 전압이다. 도 2b에서, 가로 축은 시간 축(t)이고, 세로 축(GndF)은 콘택(GndF)의 전압이고, 세로 축(IL1)은 제 1 인덕터(L1)의 전류이고, 세로 축(IDr1)은 제 1 쇼트키 다이오드(Dr1)의 전류이고, 세로 축(ILED)은 LED의 전압이다. 이때, 회로의 동작 원리는 다음와 같이 설명된다. 반-사이클 검출을 수행할 수 있는 LED 구동 회로의 시작 주기에서, 스위칭 소자(Msw)는 꺼져 있으며(OFF), AC/DC 변환 회로(10)의 출력 전류(IR1)는 제 1 저항(R1), 제 1 커패시터(C1), 및 제 1 인덕터(L1)를 통해 직렬 LED로 흐른다. 출력 전류(IR1)의 값은 VA/R1이고, VA는 제 1 저항(R1)의 2 개의 단부 사이에서의 전압 강하(drop)이다. 이때, 출력 전류(IR1)는 제 1 커패시터(C1)를 충전한다. 제 1 커패시터(C1)의 충전 상태에 따르면, 출력 전류(IR1)는 점점 감소한다. 제 1 커패시터(C1)가 포화 상태로 충전된 후, 제어 유닛(20)은 동작을 시작한다. 여기서, 제어 유닛(20)의 동작 전압은 17V이다. 다음으로, 제어 유닛(20)은 스위칭 소자(Msw)를 켜도록(ON), 제어 콘택(GDRV)으로부터 스위칭 소자(Msw)로 제어 신호를 출력한다.
도 3은 안정된 주기에서 본 발명의 제 1 실시예에 관한 개략적인 회로도이다. 도 3의 회로 연결은 도 1의 회로 연결과 동일하여 다시 여기서 반복하지 않는다.
도 4a 및 4b는 안정된 주기에서 본 발명의 제 1 실시예에 관한 신호 타이밍 다이어그램이다. 도 4a에서, 가로 축은 시간 축(t)이고, 세로 축(Vsen)은 제어 유닛(20)의 검출 콘택의 전압이고, 세로 축(GDRV)은 제어 유닛(20)의 제어 콘택의 전압이고, 세로 축(GndF)은 콘택(GndF)의 전압이고, 세로 축(IMsw)은 스위칭 소자의 전류이다. 도 4b에서, 가로 축은 시간 축(t)이고, 세로 축(IMsw)은 스위칭 소자의 전류이고, 세로 축(IL1)은 제 1 인덕터(L1)의 전류이고, 세로 축(IDr1)은 제 1 쇼트키 다이오드(Dr1)의 전류이고, 세로 축(ILED)은 LED의 전류이다. 이때, 회로의 동작 원리는 다음과 같이 설명된다. 제어 신호의 양의 반 사이클에서, 전류(IMsw)는 제 1 인덕터(L1)를 충전하고, 제어 신호의 음의 반 사이클에서, 제 1 인덕터(L1)는 방전하고, 동시에 제 1 커패시터(C1)를 충전한다.
스위칭 소자(Msw)가 켜진 경우, 전류(IMsw)는 스위칭 소자(Msw), 제 2 저항(R2), 및 제 1 인덕터(L1)를 통해 직렬 LED로 흐르고, 광을 방출하기 위해 직렬 LED를 구동한다. 이때, 검출 콘택(Vsen)은 제 2 저항(R2)의 전압을 얻는다. 제 2 저항(R2)의 전압이 제어 유닛(20)에 의해 설정된 전압(0.5V)에 도달하고, 제어 유닛(20)은 스위칭 소자(Msw)를 끄도록, 제어 콘택(GDRV)으로부터 스위칭 소자(Msw)로 제어 신호를 출력한다.
다음으로, 제어 유닛(20)은 설정 주파수에 따라 제어 콘택(GDRV)으로부터 제어 신호를 출력하는 시간을 결정한다. 제 1 인덕터(L1)의 인덕턴스는 제어 콘택(GDRV)으로부터 제어 신호를 출력하는 시간에 영향을 미칠 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어 유닛의 회로의 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어 유닛(20)은 발진기(oscillator)(201), 듀티 사이클 한계(duty cycle limit)(202), PWM(pulse width modulation) 래치(latch)(203), AND 게이트(204), 드라이버(205), 저전압 고정(low voltage lock)(206), 리딩 에지 블랭킹(leading edge blanking) 소자(207), 제 1 커패시터(208), OR 게이트(209), NOR 게이트(210), 과전압 보호기(211), 및 기준 전압(V1)을 포함한다.
발진기(201)의 출력단은 듀티 사이클 한계(202)의 제 1 입력단 및 PWM 래치(203)의 제 1 입력단에 결합되어 있다. PWM 래치(203)의 출력단은 AND 게이트(204)의 제 1 입력단에 연결되어 있다. 듀티 사이클 한계(202)의 출력단은 AND 게이트(204)의 제 2 입력단에 연결되어 있다. AND 게이트(204)의 출력단은 드라이 버(205)의 입력단에 연결되어 있다. 드라이버(205)의 출력단은 제어 콘택(GDRV)에 연결되어 있다. 파워 콘택(Vcc)은 과전압 보호기(211)의 입력단 및 저전압 고정(206)의 입력단에 연결되어 있다. 저전압 고정(206)의 출력단은 AND 게이트(204)의 제 3 입력단에 연결되어 있다. 검출 콘택(Vsen)은 리딩 에지 블랭킹 소자(207)의 입력단에 연결되어 있다. 리딩 에지 블랭킹 소자(207)의 출력단은 제 1 비교기(208)의 제 1 입력단에 연결되어 있다. 제 1 비교기(208)의 제 2 입력단은 기준 전압(V1)의 제 1 단부에 연결되어 있다. 기준 전압(V2)의 제 2 단부는 접지된다. 제 1 비교기(208)의 출력단은 OR 게이트(209)의 제 1 입력단에 연결되어 있다. OR 게이트(209)의 출력단은 PWM 래치(203)의 제 2 입력단에 연결되어 있다.
인버터는 과전압 보호기(211)의 출력단 상에 배치되어 있고, 과전압 보호기(211)의 출력단은 NOR 게이트(210)의 제 1 입력단에 연결되어 있다. 인에이블링 콘택(enabling contact)(EN)은 NOR 게이트(210)의 제 2 입력단에 연결되어 있다. NOR 게이트(210)의 출력단은 OR 게이트(209)의 제 2 입력단에 연결되어 있다. 접지 콘택(GND)은 접지되어있다.
이때, 회로의 동작 원리는 이하 설명되어 있다. 파워 콘택(Vcc)이 입력 파워을 가지는 경우, 저전압 고정(206)의 출력단은 AND 게이트(204)의 제 3 입력단에 하이(high) 레벨 신호를 출력한다. 발진기(201)는 듀티 사이클 한계(202) 및 PWM 래치(203)에 펄스 신호를 출력한다.
제 1 비교기(208)는 기준 전압(V1)의 전압(0.5V)과 콘택(Vsen)을 검출함으로써 얻어진 전압을 비교하고, OR 게이트(209)로 논리 레벨 신호를 출력한다. OR 게 이트(209)는 이의 제 1 입력단 및 제 2 입력단에 의해 수신된 신호에 따라 OR 연산을 수행하고, 대응하는 논리 레벨 신호를 PWM 래치(203)로 출력한다.
AND 게이트(204)는 제 1 입력단, 제 2 입력단 및 제 3 입력단에 의해 수신된 신호에 따라 AND 연산을 수행하고, 대응하는 논리 레벨 신호를 드라이버(205)로 출력한다. 드라이버(205)는 스위칭 소자(Msw)의 ON 상태 또는 OFF 상태를 제어하도록, 스위칭 소자(Msw)에 제어 신호를 출력한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 개략도이다. 도 6을 참고로 하면, 본 발명의 전-사이클 검출을 수행할 수 있는 LED 구동 회로는 AC/DC 변환 회로(10), 제 1 저항(R1), 스위칭 소자(Msw), 제어 유닛(20), 제 2 저항(R2), 제 1 커패시터(C1), 제 1 인덕터(L1), 제 3 저항(R3), 제1 쇼트기(schottky) 다이오드(Dr1) 및 제 2 쇼트키 다이오드(Dr2)를 포함한다. 이하 언급된 "연결(connection)"은 전기적 연결을 언급한다.
AC/DC 변환 회로(10)는 AC 전원을 수용하고, AC 전원을 DC 전원(Vin)으로 변환한다. AC/DC 변환 회로(10)의 출력단은 입력 커패시터(Cin)에 연결되어 있다. AC/DC 변환 회로(10)는 전파 브리지 정류기 또는 반파 브리지 정류기를 포함한다.
스위칭 소자(Msw)는 입력 콘택, 출력 콘택 및 제어 콘택을 포함한다. 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택은 AC/DC 변환 회로(10)에 연결되어 있다. 스위칭 소자(Msw)는, 예를 들어, N-MOSFET 또는 바이폴라 트랜지스터이다. 제 2 실시예에서, 스위칭 소자(Msw)는 N-MOSFET이므로, 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택은 N-MOSEFET의 드레인과 같고, 스위칭 소자(Msw)의 출력 콘택은 N-MOSFET의 소스와 같으며, 스위칭 소 자(Msw)의 제어 콘택은 N-MOSFET의 게이트와 같다.
제어 유닛(20)은 파워 콘택(Vcc), 제어 콘택(GDRV), 검출 콘택(Vsen) 및 접지 콘택(Gnd)을 포함한다. 제어 유닛(20)의 제어 콘택(GDRV)은 스위칭 소자(Msw)의 제어 콘택에 연결되어 있다. 제어 유닛(20)의 검출 콘택(Vsen)은 제 2 저항의 제 1단부에 연결되어 있다. 제어 유닛(20)의 접지 콘택(Gnd)은 스위칭 소자(Msw)의 출력 콘택 연결되어 있다. 제 1 저항(R1)은 제어 유닛(20)의 파워 콘택(Vcc)과 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택 사이에 배치되어 있다. 제 1 저항(R1)은 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 1 저항(R1)의 제 1 단부는 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택 및 AC/DC 변환 회로(10)에 연결되어 있다. 제 1 저항(R1)의 제 2 단부는 제어 유닛(20)의 파워 콘택(Vcc)에 연결되어 있다. 제어 유닛(20)은 스위칭 소자(Msw)를 켜거나 또는 끄도록, 제어 콘택(GDRV)으로부터 스위칭 소자(Msw)의 제어 콘택으로 제어 신호를 출력한다.
제 2 저항(R2)은 제어 유닛(20)의 접지 콘택(Gnd)과 검출 콘택(Vsen) 사이에 배치되어 있다. 제 2 저항(R2)은 제 1 단부와 제 2 단부를 포함한다. 제 2 저항(R2)의 제 2 단부는 제어 유닛(20)의 접지 콘택(Gnd) 및 제 1 커패시터(C1)의 제 2 단부에 연결되어 있다. 제어 유닛(20)은 제 2 저항(R2)의 전압을 검출하고 제 2 저항(R2)의 검출된 전압에 근거하여 제어 신호를 발생시킨다. 또한, 제 2 저항(R2)의 임피던스는 제 1 저항(R1)의 임피던스(R1)보다 더 작으며, 즉 제 1 저항(R1)의 임피던스는 제 2 저항(R2)의 임피던스의 약 106배이다.
제 1 커패시터(C1)는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 1 커패시터(C1)의 제 1 단부는 파워 콘택(Vcc)에 연결되어 있다. 제 1 커패시터(C1)의 제 2 단부는 제 2 저항(R2)의 제 2 단부에 연결되어 있다.
제 1 인덕터(L1)는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 1 인턱터(L1)의 제 1 단부는 제 2 저항(R2)의 제 1 단부 및 제어 유닛(20)의 검출 콘택(Vsen)에 연결되어 있다. 제 1 인덕터(L1)의 제 2 단부는 부하(load)에 연결되어 있다. 부하는 직렬로 연결된 복수의 LED를 포함하는 직렬 LED이다. 제 1 LED(LED1)의 애노드(anode)는 제 1 인덕터(L1)의 제 2 단부에 연결되고, 제 1 LED(LED1)의 캐소드(cathode)는 다음 LED의 애노드에 연결되고 이하 이런 방식으로 연결된다. n번째 LED(LEDn)의 캐소드는 접지된다.
출력 커패시터(Cout)는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 출력 커패시터(Cout)의 제 1 단부는 제 1 인덕터(L1)의 제 2 단부에 연결되어 있다. 출력 커패시터(Cout)의 제 2 단부는 접지된다. 제 2 실시예에서, 출력 커패시터(Cout)의 커패시턴스는 제 1 커패시터(C1)의 커패시턴스와 대략 동일하다.
제 3 저항(R3)은 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 3 저항(R3)의 제 1 단부는 제 1 인덕터(C1)의 제 1 단부에 연결되어 있다. 제 3 저항(R3)의 제 2 단부는 제 1 쇼트키 다이오드(Dr1)의 캐소드에 연결되어 있고, 제 1 쇼트키 다이오드(Dr1)의 애노드는 출력 커패시터(Cout)의 제 1 단부에 연결되어 있다.
제 2 쇼트키 다이오드(Dr2)의 캐소드는 제어 유닛(20)의 접지 콘택(Gnd)에 연결되어 있고, 제 2 쇼트키 다이오드(Dr2)의 애노드는 접지되어 있다.
도 7a 및 7b는 안정된 주기에서 본 발명의 제 2 실시예에 관한 신호 타이밍 다이어그램이다. 도 7a에서, 가로 축은 시간 축(t)이고, 세로 축(Vsen)은 제어 유닛(20)의 검출 콘택의 전압이고, 세로 축(GDRV)은 제어 유닛(20)의 제어 콘택의 전압이고, 세로 축(GndF)은 콘택(GndF)의 전압이고, 세로 축(IMsw)은 스위칭 소자의 전류이다. 도 7b에서, 가로 축은 시간 축(t)이고, 세로 축(IMsw)은 스위칭 소자의 전류이고, 세로 축(IL1)은 제 1 인덕터(L1)의 전류이고, 세로 축(IDr1)은 제 1 쇼트키 다이오드(Dr1)의 전류이고, 세로 축(ILED)은 LED의 전류이다. 이때, 회로의 동작 원리는 다음과 같이 설명된다. 제어 신호의 양의 반 사이클에서, 전류(IMsw)는 제 1 인덕터(L1)를 충전하고, 제어 신호의 음의 반 사이클에서, 제 1 인덕터(L1)는 방전하고, 동시에 제 1 커패시터(C1)를 충전한다.
스위칭 소자(Msw)가 켜진 경우, 전류(IMsw)는 스위칭 소자(Msw), 제 2 저항(R2), 및 제 1 인덕터(L1)를 통해 직렬 LED로 흐르고, 빛을 내기 위해 직렬 LED를 구동한다. 이때, 검출 콘택(Vsen)은 제 2 저항(R2)의 전압을 얻는다. 제 2 저항(R2)의 전압이 제어 유닛(20)에 의해 설정된 전압(-230mV)에 도달하고, 제어 유닛(20)은 스위칭 소자(Msw)를 끄도록, 제어 콘택(GDRV)으로부터 스위칭 소자(Msw)로 제어 신호를 출력한다.
다음으로, 제어 유닛(20)은 제 2 저항(R2)의 전압(-170mV)에 따라 제어 콘택(GDRV)으로부터 제어 신호를 출력하는 시간을 결정한다. 제 1 인덕터(L1)의 인덕턴스는 제어 콘택(GDRV)으로부터 제어 신호를 출력하는 시간에 영향을 미칠 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어 유닛의 회로의 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어 유닛(20)은 AND 게이트(204), 드라이버(205), 저전압 고정(206), 제 1 커패시터(208), 기준 전압 발생기(212), 전압/전류 기준 신호 발생기(213), 전압 안정기(stabilizer)(214), 제 1 연산 증폭기(215), 과온도 파워-오프(power off) 제어기(216), 제 1 반도체 장치(Q1), 제2 반도체 장치(Q2), 제 3 반도체 장치(Q3), 제 4 반도체 장치(Q4), 제 4 저항(R4), 제 5 저항(R5), 및 제 6 저항(R6)을 포함한다.
기준 전압 발생기(212)의 출력단은 전압 안정기(214)의 입력단 및 전압/전류 기준 신호 발생기(213)의 입력단에 연결되어 있다. 전압/전류 기준 신호 발생기(213)의 출력단은 제 1 비교기(208)의 제 1 입력단에 연결되어 있다.
제 1 연산 증폭기(215)의 제 1 입력단은 접지되어 있다. 제 1 연산 증폭기(215)의 제 2 입력단은 제 4 저항(R4)의 제 1 단부에 연결되어 있다. 제 4 저항(R4)의 제 2 단부는 검출 콘택(Vsen)에 연결되어 있다. 제 1 연산 증폭기(215)의 출력단은 제 1 반도체 장치(Q1)의 제어 콘택에 연결되어 있다. 제 1 반도체 장치(Q1)의 출력 콘택은 제 1 연산 증폭기(215)의 제 2 입력단에 연결되어 있다. 제 1 반도체 장치(Q1)의 입력 콘택은 제 2 반도체 장치(Q2)의 출력 콘택에 연결되어 있다. 제 2 반도체 장치(Q2)의 입력 콘택은 파워 콘택(Vcc)에 연결되어 잇다. 제 2 반도체 장치(Q2)의 제어 콘택은 제 3 반도체 장치(Q3)의 제어 콘택 및 제 2 반도체 장치(Q2)의 출력 콘택에 연결되어 있다.
제 3 반도체 장치(Q3)의 입력 콘택은 파워 콘택(Vcc)에 연결되어 있다. 제 3 반도체 장치(Q3)의 출력 콘택은 제 1 비교기(208)의 제 2 입력단에 연결되어 있다. 제 1 비교기(208)의 출력단은 AND 게이트(204)의 제 1 입력단에 연결되어 있다. 제 5 저항(R5)의 제 1 단부는 제 1 비교기(208)의 제 2 입력단에 연결되어 있다. 제 5 저항(R5)의 제 2 단부는 제 6 저항(R6)의 제 1 단부에 연결되어 있다. 제 6 저항(R6)의 제 2 단부는 접지되어 있다.
제 2 실시예에서, 제 2 반도체 장치(Q2) 및 제 3 반도체 장치(Q3)는 P-MOSFET(P-type metal-oxide semiconductor field-effect transistor)이다. 제 2 반도체 장치(Q2) 및 제 3 반도체 장치(Q3)의 입력 콘택은 P-MOSFET의 소스와 동일하다. 제 2 반도체 장치(Q2) 및 제 3 반도체 장치(Q3)의 출력 콘택은 P-MOSFET의 드레인과 동일하다. 제 2 반도체 장치(Q2) 및 제 3 반도체 장치(Q3)의 제어 콘택은 P-MOSFET의 게이트와 동일하다.
제 4 반도체 장치(Q4)의 입력 콘택은 제 6 저항(R6)의 제 1 단부에 연결되어 있다. 제 4 반도체 장치(Q4)의 출력 콘택은 접지되어 있다. 제 4 반도체 장치(Q4)의 제어 콘택은 AND 게이트(204)의 제 1 입력단에 연결되어 있다. 제 2 실시예에서, 제 4 반도체 장치(Q4)는 N-MOSFET이다. 제 1 반도체 장치(Q1) 및 제 4 반도체 장치(Q4)의 입력 콘택은 N-MOSFET의 드레인과 동일하다. 제 1 반도체 장치(Q1) 및 제 4 반도체 장치(Q4)의 출력 콘택은 N-MOSFET의 소스와 동일하다. 제 1 반도체 장치(Q1) 및 제 4 반도체 장치(Q4)의 제어 콘택은 N-MOSFET의 게이트와 동일하다.
AND 게이트의 제 2 입력단(204)은 인에이블링 콘택(EN)이다. AND 게이트(204)의 제 3 입력단은 과온도 파워-오프 제어기(216)의 출력단에 연결되어 있 다. AND 게이트(204)의 제 4 입력단은 저전압 고정(206)의 출력단에 연결되어 있다. AND 게이트(204)의 출력단은 드라이버(205)의 입력단에 연결되어 있다. 드라이버(205)의 출력단은 제어 콘택(GDRV)에 연결되어 있다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 관한 개략도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예와 제 2 실시예의 차이는 제 3 실시예에서, 검출 콘택(Vsen) 및 접지 콘택(Gnd)의 위치가 교환된다는데 있다. 제 2 실시예에서, 검출 콘택(Vsen)은 음 전압을 얻는 반면, 제 3 실시예에서, 검출 콘택은 양 전압을 얻는다. 다른 동작 원리 및 제 2 실시예와 제 3 실시예의 회로의 특징은 동일하다.
제 3 실시예의 회로 연결은 이하 설명되어 있다.
AC/DC 변환 회로(10)는 AC 전원을 수용하고, AC 전원을 DC 전원(Vin)으로 변환한다. AC/DC 변환 회로(10)의 출력단은 입력 커패시터(Cin)에 연결되어 있다. AC/DC 변환 회로(10)는 전파 브리지 정류기 또는 반파 브리지 정류기를 포함한다.
스위칭 소자(Msw)는 입력 콘택, 출력 콘택 및 제어 콘택을 포함한다. 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택은 AC/DC 변환 회로(10)에 연결되어 있다. 스위칭 소자(Msw)는, 예를 들어, N-MOSFET 또는 바이폴라 트랜지스터이다. 제 3 실시예에서, 스위칭 소자(Msw)는 N-MOSFET이므로, 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택은 N-MOSEFET의 드레인과 같고, 스위칭 소자(Msw)의 출력 콘택은 N-MOSFET의 소스와 같으며, 스위칭 소자(Msw)의 제어 콘택은 스위칭 소자(Msw)의 게이트와 같다.
제어 유닛(20)은 파워 콘택(Vcc), 제어 콘택(GDRV), 검출 콘택(Vsen) 및 접지 콘택(Gnd)을 포함한다. 제어 유닛(20)의 제어 콘택(GDRV)은 스위칭 소자(Msw)의 제어 콘택에 연결되어 있다. 제어 유닛(20)의 검출 콘택(vsen)은 제 2 저항의 제 2단부 및 스위칭 소자(Msw)의 출력 콘택에 연결되어 있다.
제어 유닛(20)의 접지 콘택(Gnd)은 제 2 저항(R2)의 제 1 단부 및 제 1 커패시터(C1)의 제 2 단부에 연결되어 있다. 제 1 저항(R1)은 제어 유닛(20)의 파워 콘택(Vcc)과 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택 사이에 배치되어 있다. 제 1 저항(R1)은 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 1 저항(R1)의 제 1 단부는 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택 및 AC/DC 변환 회로(10)에 연결되어 있다. 제 1 저항(R1)의 제 1 단부는 스위칭 소자(Msw)의 입력 콘택 및 AC/DC 변환 회로(10)에 연결되어 있다. 제 1 저항(R1)의 제 2 단부는 제어 유닛(20)의 파워 콘택(Vcc)에 연결되어 있다. 제어 유닛(20)은 스위칭 소자(Msw)를 켜거나 또는 끄도록, 제어 콘택(GDRV)으로부터 스위칭 소자(Msw)의 제어 콘택으로 제어 신호를 출력한다.
제 2 저항(R2)은 제어 유닛(20)의 접지 콘택(Gnd)과 검출 콘택(Vsen) 사이에 배치되어 있다. 제 2 저항(R2)은 제 1 단부와 제 2 단부를 포함한다. 제 2 저항(R2)의 제 1 단부는 제어 유닛(20)의 검출 콘택(Vsen) 및 제 1 커패시터(C1)의 제 2 단부에 연결되어 있다. 제어 유닛(20)은 제 2 저항(R2)의 전압을 검출하고 제 2 저항(R2)의 검출된 전압에 근거하여 제어 신호를 발생시킨다. 또한, 제 2 저항(R2)의 임피던스는 제 1 저항(R1)의 임피던스보다 더 작으며, 즉 제 1 저항(R1)의 임피던스는 제 2 저항(R2)의 임피던스의 약 106배이다.
제 1 커패시터(C1)는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 1 커패시 터(C1)의 제 1 단부는 파워 콘택(Vcc)에 연결되어 있다. 제 1 커패시터(C1)의 제 2 단부는 제 2 저항(R2)의 제 1 단부 및 제어 유닛(20)의 접지 콘택(Gnd)에 연결되어 있다.
제 1 인덕터(L1)는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 1 인턱터(L1)의 제 1 단부는 접지 콘택(Gnd) 및 제 1 커패시터(C1)의 제 2 단부에 연결되어 있다. 제 1 인덕터(L1)의 제 2 단부는 부하(load)에 연결되어 있다. 부하는 직렬로 연결된 복수의 LED를 포함하는 직렬 LED이다. 제 1 LED(LED1)의 애노드(anode)는 제 1 인덕터(L1)의 제 2 단부에 연결되고, 제 1 LED(LED1)의 캐소드(cathode)는 다음 LED의 애노드에 연결되고 이하 이런 방식으로 연결되어 있다. n번째 LED(LEDn)의 캐소드는 접지된다.
출력 커패시터(Cout)는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 출력 커패시터(Cout)의 제 1 단부는 제 1 인덕터(L1)의 제 2 단부에 연결되어 있다. 출력 커패시터(Cout)의 제 2 단부는 접지된다. 제 1 실시예에서, 출력 커패시터(Cout)의 커패시턴스는 제 1 커패시터(C1)의 커패시턴스와 대략 동일하다.
제 3 저항(R3)은 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 3 저항(R3)의 제 1 단부는 제 1 인덕터(C1)의 제 1 단부에 연결되어 있다. 제 3 저항(R3)의 제 2 단부는 제 1 쇼트키 다이오드(Dr1)의 캐소드에 연결되어 있고, 제 1 쇼트키 다이오드(Dr1)의 애노드는 출력 커패시터(Cout)의 제 1 단부에 연결되어 있다.
제 2 쇼트키 다이오드(Dr2)의 캐소드는 검출 콘택(Vsen) 및 제 2 저항의 제 2 단부에 연결되어 있고, 제 2 쇼트키 다이오드(Dr2)의 애노드는 접지되어 있다.
도 10a 및 10b는 안정 주기에서 본 발명의 제 3 실시예에 관한 신호 타이밍 다이어그램이다. 도 10a에서, 가로 축은 시간 축(t)이고, 세로 축(Vsen)은 제어 유닛(20)의 검출 콘택의 전압이고, 세로 축(GDRV)은 제어 유닛(20)의 제어 콘택의 전압이고, 세로 축(GndF)은 콘택(GndF)의 전압이고, 세로 축(IMsw)은 스위칭 소자의 전류이다. 도 10b에서, 가로 축은 시간 축(t)이고, 세로 축(IMsw)은 스위칭 소자의 전류이고, 세로 축(IL1)은 제 1 인덕터(L1)의 전류이며, 세로 축(IDr1)은 제 1 쇼트키 다이오드(Dr1)의 전류이고, 세로 축(ILED)은 LED의 전류이다. 이때, 회로의 동작 원리는 다음과 같이 설명되어 있다. 제어 신호의 양의 반 사이클에서, 전류(IMsw)는 제 1 인덕터(L1)를 충전하고, 제어 신호의 음의 반 사이클에서, 제 1 인덕터(L1)는 방전하고, 동시에 제 1 커패시터(C1)를 충전한다.
스위칭 소자(Msw)가 켜진 경우, 전류(IMsw)는 스위칭 소자(Msw), 제 2 저항(R2), 및 제 1 인덕터(L1)를 통해 직렬 LED로 흐르고, 빛을 내기 위해 직렬 LED를 구동한다. 이때, 검출 콘택(Vsen)은 제 2 저항(R2)의 전압을 얻는다. 제 2 저항(R2)의 전압이 제어 유닛(20)에 의해 설정된 전압(+230mV)에 도달하는 경우, 제어 유닛(20)은 스위칭 소자(Msw)를 끄도록, 제어 콘택(GDRV)으로부터 스위칭 소자로 제어 신호를 출력한다.
다음으로, 제어 유닛(20)은 제 2 저항(R2)의 전압(+170mV)에 따라 제어 콘택(GDRV)으로부터 제어 신호를 출력하는 시간을 결정한다. 제 1 인덕터(L1)의 인덕턴스는 제어 콘택(GDRV)으로부터 제어 신호를 출력하는 시간에 영향을 미칠 수 있다.
요약해서 말하면, LED 구동 회로는 제 2 저항의 전압과 설정 타겟 전압을 비교하기 위하여 제어 유닛 및 제 2 저항으로 구성된 검출 루프를 사용하여 전압 검출을 수행할 수 있다. 비교 결과에 따라, 제어 유닛은 LED의 구동 전류를 정확하게 제어하도록, LED로 구동 전류를 입력하는 스위칭 소자를 켜거나 또는 끈다.
본 발명은 단지 설명을 위해 앞에서 주어진 상세한 설명으로부터 더 완전히 이해되었으며, 따라서 본 발명을 제한하는 것이 아니다:
도 1은 시작 주기에서 본 발명의 제 1 실시예에 관한 개략적인 회로도이고;
도 2a 및 도 2b는 시작 주기에서 본 발명의 제 1 실시예에 관한 신호 타이밍 다이어그램이고;
도 3은 안정된 주기에서 본 발명의 제 1 실시예에 관한 개략적인 회로도이고;
도 4a 및 4b는 안정된 주기에서 본 발명의 제 1 실시예에 관한 신호 타이밍 다이어그램이고;
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어 유닛의 회로에 관한 블록도이고;
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 회로도이고;
도 7a 및 도 7b는 안정된 주기에서 본 발명의 제 2 실시예에 관한 신호 타이밍 다이어그램이고;
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어 유닛의 회로에 관한 블록도이고;
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 관한 회로도이고;
도 10a 및 10b는 안정된 주기에서 본 발명의 제 3 실시예에 관한 신호 타이밍 다이어그램이다.

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  7. LED(light-emitting diode)를 구동하기 위한 LED 구동 회로로서,
    AC 전원을 DC 전원으로 변환하는 AC/DC 변환 회로;
    입력 콘택, 출력 콘택 및 제어 콘택을 가지며, 상기 입력 콘택이 상기 AC/DC 변환 회로에 연결되는 스위칭 소자;
    파워 콘택, 제어 콘택, 검출 콘택, 및 접지 콘택을 가지며, 제어 유닛이 상기 스위칭 소자를 켜거나 또는 끄도록, 상기 제어 유닛의 제어 콘택으로부터 상기 스위칭 소자의 제어 콘택으로 제어 신호를 출력하는 제어 유닛;
    상기 스위칭 소자의 입력 콘택에 연결된 제 1 저항;
    상기 제어 유닛의 검출 콘택에 연결된 제 1 단부와, 상기 제어 유닛의 접지 콘택 및 상기 스위칭 소자의 출력 콘택에 연결된 제 2 단부를 구비하는 제 2 저항;
    상기 파워 콘택에 연결된 제 1 단부와, 상기 접지 콘택 및 상기 제 2 저항의 제 2 단부에 연결되는 제 2 단부를 구비하는 제 1 커패시터;
    상기 제 2 저항의 제 1 단부에 연결된 제 1 단부와, 상기 LED에 연결된 제 2 단부를 구비하는 제 1 인덕터;
    상기 제 1 커패시터의 제 1 단부에 연결되는 제 1 단부, 및 제 2 단부를 구비하는 제 3 저항;
    상기 제 3 저항의 제 2 단부에 연결되는 캐소드 및 상기 제 1 인덕터의 제 2 단부에 연결되는 애노드를 구비하는 제 1 쇼트키 다이오드; 및
    상기 제 1 쇼트키 다이오드의 애노드에 연결되는 제 1 단부 및 접지되는 제 2 단부를 구비하며, 상기 LED에 병렬로 연결되는 출력 커패시터를 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    제 1 단부 및 상기 검출 콘택에 연결되는 제 2 단부를 구비하는 제 4 저항;
    제어 콘택, 출력 콘택 및 입력 콘택을 구비하는 제 1 반도체 장치;
    상기 제 1 반도체 장치의 입력 콘택에 연결되는 제어 콘택과 출력 콘택, 및 상기 파워 콘택에 연결되는 입력 콘택을 구비하는 제 2 반도체 장치;
    상기 제 2 반도체 장치의 제어 콘택에 연결되는 제어 콘택, 상기 파워 콘택에 연결되는 입력 콘택, 및 출력 콘택을 구비하는 제 3 반도체 장치;
    제어 콘택, 입력 콘택 및 접지되는 출력 콘택을 구비하는 제 4 반도체 장치;
    접지되는 제 1 입력, 상기 제 4 저항의 제 1 단부 및 상기 제 1 반도체 장치의 출력 콘택에 연결되는 제 2 입력, 및 상기 제 1 반도체 장치의 제어 콘택에 연결되는 출력 단부를 구비하는 제 1 연산 증폭기;
    제 1 입력 단부, 상기 제 3 반도체 장치의 출력 콘택에 연결되는 제 2 입력 단부, 및 상기 제 4 반도체 장치의 제어 콘택에 연결되는 출력 단부를 구비하는 제 1 비교기;
    상기 제 1 비교기의 제 1 입력 단부에 연결되는 전압/전류 기준 신호 발생기;
    접지되는 제 1 단부 및 상기 제 4 반도체 장치의 입력 콘택에 연결되는 제 2 단부를 구비하는 제 5 저항; 및
    상기 제 4 반도체 장치의 입력 콘택 및 상기 제 5 저항의 제 2 단부에 연결되는 제 1 단부, 및 제 2 단부를 구비하는 제 6 저항;
    상기 제 1 비교기의 출력 단부에 연결되는 입력 단부 및 상기 제어 유닛의 제어 콘택에 연결된 출력 단부를 구비하고, 상기 스위칭 소자에 상기 제어 신호를 출력하는 드라이버를 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 제 2 저항의 전압을 검출하고, 상기 제어 신호가 상기 제2 저항의 전압 및 상기 제어 유닛의 설정 타겟 전압의 비교에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 AC/DC 변환 회로는 전파 브리지 정류기를 포함하는 LED 구동 회로.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 AC/DC 변환 회로는 반파 브리지 정류기를 포함하는 LED 구동 회로.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 인덕터의 제 2 단부는 상기 LED의 애노드에 연결되고, 상기 LED의 캐소드는 접지되는 LED 구동 회로.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 저항 및 상기 제 1 쇼트키 다이오드는 상기 제 1 커패시터의 제 1 단부와 상기 제 1 인덕터의 제 2 단부 사이에 직렬로 연결되는 LED 구동 회로.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 접지 콘택은 제 2 쇼트키 다이오드의 캐소드에 연결되고, 상기 제 2 쇼트키 다이오드의 애노드는 접지되는 LED 구동 회로.
  13. 삭제
  14. LED(light-emitting diode)를 구동하기 위한 LED 구동 회로로서,
    AC 전원을 DC 전원으로 변환하는 AC/DC 변환 회로;
    입력 콘택, 출력 콘택 및 제어 콘택을 가지며, 상기 입력 콘택이 상기 AC/DC 변환 회로에 연결되는 스위칭 소자;
    파워 콘택, 제어 콘택, 검출 콘택, 및 접지 콘택을 가지며, 제어 유닛이 상기 스위칭 소자를 켜거나 또는 끄도록, 상기 제어 유닛의 제어 콘택으로부터 상기 스위칭 소자의 제어 콘택으로 제어 신호를 출력하는 제어 유닛;
    상기 스위칭 소자의 입력 콘택에 연결된 제 1 저항;
    상기 제어 유닛의 접지 콘택에 연결된 제 1 단부와, 상기 스위칭 소자의 출력 콘택 및 상기 제어 유닛의 검출 콘택에 연결된 제 2 단부를 구비하는 제 2 저항;
    상기 파워 콘택에 연결된 제 1 단부와, 상기 접지 콘택 및 상기 제 2 저항의 제 1 단부에 연결되는 제 2 단부를 구비하는 제 1 커패시터;
    상기 제 2 저항의 제 1 단부에 연결된 제 1 단부와, 상기 LED에 연결된 제 2 단부를 구비하는 제 1 인덕터;
    상기 제 1 커패시터의 제 1 단부에 연결되는 제 1 단부, 및 제 2 단부를 구비하는 제 3 저항;
    상기 제 3 저항의 제 2 단부에 연결되는 캐소드 및 상기 제 1 인덕터의 제 2 단부에 연결되는 애노드를 구비하는 제 1 쇼트키 다이오드; 및
    상기 제 1 쇼트키 다이오드의 애노드에 연결되는 제 1 단부 및 접지되는 제 2 단부를 구비하며, 상기 LED에 병렬로 연결되는 출력 커패시터를 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    제 1 단부 및 상기 검출 콘택에 연결되는 제 2 단부를 구비하는 제 4 저항;
    제어 콘택, 출력 콘택 및 입력 콘택을 구비하는 제 1 반도체 장치;
    상기 제 1 반도체 장치의 입력 콘택에 연결되는 제어 콘택과 출력 콘택, 및 상기 파워 콘택에 연결되는 입력 콘택을 구비하는 제 2 반도체 장치;
    상기 제 2 반도체 장치의 제어 콘택에 연결되는 제어 콘택, 상기 파워 콘택에 연결되는 입력 콘택, 및 출력 콘택을 구비하는 제 3 반도체 장치;
    제어 콘택, 입력 콘택 및 접지되는 출력 콘택을 구비하는 제 4 반도체 장치;
    접지되는 제 1 입력, 상기 제 4 저항의 제 1 단부 및 상기 제 1 반도체 장치의 출력 콘택에 연결되는 제 2 입력, 및 상기 제 1 반도체 장치의 제어 콘택에 연결되는 출력 단부를 구비하는 제 1 연산 증폭기;
    제 1 입력 단부, 상기 제 3 반도체 장치의 출력 콘택에 연결되는 제 2 입력 단부, 및 상기 제 4 반도체 장치의 제어 콘택에 연결되는 출력 단부를 구비하는 제 1 비교기;
    상기 제 1 비교기의 제 1 입력 단부에 연결되는 전압/전류 기준 신호 발생기;
    접지되는 제 1 단부 및 상기 제 4 반도체 장치의 입력 콘택에 연결되는 제 2 단부를 구비하는 제 5 저항; 및
    상기 제 4 반도체 장치의 입력 콘택 및 상기 제 5 저항의 제 2 단부에 연결되는 제 1 단부, 및 제 2 단부를 구비하는 제 6 저항;
    상기 제 1 비교기의 출력 단부에 연결되는 입력 단부 및 상기 제어 유닛의 제어 콘택에 연결되는 출력 단부를 구비하고, 상기 스위칭 소자에 상기 제어 신호를 출력하는 드라이버를 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 제 2 저항의 전압을 검출하고, 상기 제어 신호가 상기 제2 저항의 전압 및 상기 제어 유닛의 설정 타겟 전압의 비교에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 AC/DC 변환 회로는 전파 브리지 정류기를 포함하는 LED 구동 회로.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 AC/DC 변환 회로는 반파 브리지 정류기를 포함하는 LED 구동 회로.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 인덕터의 제 2 단부는 상기 LED의 애노드에 연결되고, 상기 LED의 캐소드는 접지되는 LED 구동 회로.
  18. 상기 제 14 항에 있어서,
    상기 제 3 저항 및 상기 제 1 쇼트키 다이오드는 상기 제 1 커패시터의 제 1 단부와 상기 제 1 인덕터의 제 2 단부 사이에 직렬로 연결되는 LED 구동 회로.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 검출 콘택은 제 2 쇼트키 다이오드의 캐소드에 연결되고 상기 제 2 쇼트키 다이오드의 애노드는 접지되는 LED 구동 회로.
  20. 삭제
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102549647B (zh) * 2009-08-17 2014-12-17 珀因特泰克公司 能够控制恒定发光二极管的电流的发光二极管驱动电路
US20120043893A1 (en) * 2010-06-28 2012-02-23 Innosys, Inc. Dimmable LED Power Supply
CN101950541B (zh) * 2010-07-12 2013-03-27 深圳市华星光电技术有限公司 背光模块及液晶显示器
JP2012070556A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Sanken Electric Co Ltd 直流電源装置
JP5533642B2 (ja) * 2010-12-27 2014-06-25 Ｎｋワークス株式会社 Ｌｅｄ駆動回路
CN102740535A (zh) * 2011-04-12 2012-10-17 青岛海信电器股份有限公司 驱动电路以及液晶电视机
TWI441560B (zh) 2011-06-30 2014-06-11 Interlight Optotech Corp 發光二極體模組及其操作方法
KR20130012670A (ko) 2011-07-26 2013-02-05 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 그것의 전류 제어 방법
US9155139B2 (en) 2012-03-09 2015-10-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. LED driver circuits and methods
KR102016123B1 (ko) 2012-05-08 2019-08-30 온세미컨덕터코리아 주식회사 스위치 제어 장치, 이를 포함하는 전력 공급 장치 및 그 구동 방법
WO2013168376A1 (ja) * 2012-05-09 2013-11-14 パナソニック株式会社 発光ダイオード駆動装置及び半導体装置
CN104521326B (zh) 2012-05-28 2016-08-31 松下知识产权经营株式会社 发光二极管驱动装置以及半导体装置
TWI481301B (zh) * 2012-09-03 2015-04-11 Beyond Innovation Tech Co Ltd 發光二極體驅動裝置
TWI489904B (zh) * 2012-11-14 2015-06-21 Ind Tech Res Inst 驅動裝置、光發射器與其操作方法
TWI494024B (zh) * 2012-12-04 2015-07-21 Himax Analogic Inc 照明驅動電路
US9198254B2 (en) * 2012-12-14 2015-11-24 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd LED backlight driving circuit and LCD device
TWI492660B (zh) * 2013-01-10 2015-07-11 碩頡科技股份有限公司 發光二極體負載驅動裝置
CN104950239B (zh) * 2014-03-25 2019-06-07 深圳市海洋王照明工程有限公司 一种背光驱动检测电路
EP3276808B1 (en) 2016-07-26 2018-12-26 NXP USA, Inc. Accurate non-isolated high voltage dc-dc feedback
KR102148282B1 (ko) * 2019-08-23 2020-08-27 온세미컨덕터코리아 주식회사 스위치 제어 회로 및 스위치 제어 신호 생성 방법
CN111182677B (zh) * 2019-12-24 2022-03-01 普联国际有限公司 一种led控制电路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007049198A1 (en) * 2005-10-27 2007-05-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. A system for driving a constant current load
US20080180075A1 (en) * 2007-01-29 2008-07-31 Linear Technology Corporation Current source with indirect load current signal extraction

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI106770B (fi) * 1999-01-22 2001-03-30 Nokia Mobile Phones Ltd Valaiseva elektroninen laite ja valaisumenetelmä
TW533672B (en) 2001-08-20 2003-05-21 Macroblock Inc Transformer-free AC/DC conversion circuit
US7015654B1 (en) * 2001-11-16 2006-03-21 Laughing Rabbit, Inc. Light emitting diode driver circuit and method
DE102005012625B4 (de) * 2005-03-18 2009-01-02 Infineon Technologies Ag Verfahren sowie Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Leuchtdioden
US7323828B2 (en) * 2005-04-25 2008-01-29 Catalyst Semiconductor, Inc. LED current bias control using a step down regulator
US7888881B2 (en) * 2005-07-28 2011-02-15 Exclara, Inc. Pulsed current averaging controller with amplitude modulation and time division multiplexing for arrays of independent pluralities of light emitting diodes
JP2009542188A (ja) * 2006-06-26 2009-11-26 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 負荷を一定電流で駆動する駆動回路
JP2008131007A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Koha Co Ltd 発光回路及びこれを備えた照明装置
JP2008130513A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Matsushita Electric Works Ltd Ｌｅｄ点灯回路およびそれを用いる照明器具
US7439945B1 (en) * 2007-10-01 2008-10-21 Micrel, Incorporated Light emitting diode driver circuit with high-speed pulse width modulated current control

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007049198A1 (en) * 2005-10-27 2007-05-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. A system for driving a constant current load
US20080180075A1 (en) * 2007-01-29 2008-07-31 Linear Technology Corporation Current source with indirect load current signal extraction

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