KR101028152B1 - Apparatus for driving Light Emitting Diode - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수 개 연결되는 발광 다이오드 그룹, 상기 다수 개의 발광다이오드를 턴온시키거나 턴오프시키는 스위칭부, 상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류를 센싱하는 전류 센싱부 및 상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류의 크기를 조절하는 전류 조절부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치를 제공한다.According to the present invention, a plurality of LED groups connected to each other, a switching unit for turning on or off the plurality of light emitting diodes, a current sensing unit for sensing currents flowing through the plurality of light emitting diodes, and a plurality of light emitting diodes Provided is a light emitting diode driving apparatus including a current controller for adjusting a size.
발광 다이오드, 액정 표시, 전류 LED, liquid crystal display, current
Description
실시예는 발광 다이오드 구동 장치에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting diode driving apparatus.
일반적으로, 액정 표시 장치는 전계 인가 전극이 구비된 두 표시 평판과 그사이에 배치되어 있는 유전율 이방성을 갖는 액정층을 구비한다. 전계 인가 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조정하여 원하는 화상을 표시한다.In general, a liquid crystal display device includes two display plates with an electric field applying electrode and a liquid crystal layer having dielectric anisotropy disposed therebetween. A voltage is applied to the field applying electrode to generate an electric field in the liquid crystal layer, and the voltage is changed to adjust the intensity of the electric field to adjust the transmittance of light passing through the liquid crystal layer to display a desired image.
이러한 액정 표시 장치는 자체 발광을 하지 못하므로, 백라이트라고 불리는 별도의 광원이 필요하며, 이러한 백라이트에는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 냉음극 형광 램프(Cold Cathod Fluorescent Lamp; CCFL), 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp; EEFL) 등이 이용되고 있다.Since the liquid crystal display does not emit light by itself, a separate light source called a backlight is required, and the backlight includes a light emitting diode (LED), a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), and an external electrode. Fluorescent lamps (EEFL) and the like are used.
상술한 냉음극 형광 램프나 외부 전극 형광 램프는 전력 소모가 크며, 발열로 인해서 액정 표시 장치의 특성이 나빠질 수 있다. 또한, 상술한 냉음극 형광 램프나 외부 전극 형광 램프는 대개 막대형으로 제조되므로 충격에 약하고, 파손의 위험이 크며, 램프 위치에 따라 온도가 일정하지 않아 램프 위치 별로 휘도가 달라지 므로, 액정 표시 장치의 색재현성을 악화시킬 수 있다.The above-described cold cathode fluorescent lamps or external electrode fluorescent lamps consume a lot of power and may deteriorate characteristics of the liquid crystal display due to heat generation. In addition, since the cold cathode fluorescent lamp or the external electrode fluorescent lamp described above is usually manufactured in the form of a rod, it is weak to shock, has a high risk of breakage, and the temperature is not constant according to the lamp position. It may worsen the color reproducibility of the device.
한편, 발광 다이오드는 반도체 소자이므로 수명이 길고, 점등 속도가 빠르며, 소비 전력이 적고, 색재현성이 뛰어나다. 또한, 충격에 강하며, 소형화 및 박형화에 유리하다.On the other hand, since the light emitting diode is a semiconductor element, it has a long lifetime, fast lighting speed, low power consumption, and excellent color reproducibility. In addition, it is resistant to impact and is advantageous for miniaturization and thinning.
따라서 휴대 전화기 등의 소형 액정 표시 장치뿐만 아니라 컴퓨터 모니터나 TV와 같은 중대형 액정 표시 장치에도 발광 다이오드를 이용한 백라이트가 장착되고 있는 추세이다.Therefore, backlights using light emitting diodes are being installed in medium and large liquid crystal display devices such as computer monitors and TVs as well as small liquid crystal display devices such as mobile phones.
그런데, 이러한 발광 다이오드는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 신호를 이용하여 발광 다이오드에 턴온되는 펄스 폭을 조절할 수 는 있었지만, 펄스의 크기는 조절할 수 없어 발광 다이오드의 휘도를 효과적으로 제어할 수 없는 문제점이 있었다.By the way, such a light emitting diode was able to adjust the pulse width turned on to the light emitting diode by using a pulse width modulation (PWM) signal, but it is impossible to effectively control the brightness of the light emitting diode because the pulse size cannot be controlled. There was a problem.
실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드에 흐르는 전류를 조절함으로써 발광 다이오드의 휘도를 효과적으로 제어할 수 있다.The LED driving apparatus according to the embodiment can effectively control the brightness of the LED by adjusting the current flowing in the LED.
일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드가 다수 개 연결되는 발광 다이오드 그룹, 상기 다수 개의 발광다이오드를 턴온시키거나 턴오프시키는 스위칭부, 상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류를 센싱하는 전류 센싱부 및 상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류의 크기를 조절하는 전류 조절부를 포함한다.According to an embodiment, there is provided a light emitting diode driving apparatus including: a light emitting diode group in which a plurality of light emitting diodes are connected; a switching unit for turning on or off a plurality of light emitting diodes; and a current sensing unit sensing current flowing through the plurality of light emitting diodes. And a current controller configured to adjust a magnitude of current flowing through the plurality of light emitting diodes.
다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드가 다수 개 연결되는 발광 다이오드 그룹, 펄스폭 변조 신호의 제어에 의해서 입력 전압을 전달하는 제 1 스위칭부, 상기 제 1 스위칭부에 의해서 전달되는 입력 전압에 의해서 턴온되어 상기 다수 개의 발광다이오드를 턴온시키는 제 2 스위칭부, 상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류를 센싱하는 전류 센싱부 및 상기 다수 개의 발광 다이오드에 흐르는 전류의 크기를 조절하는 전류 조절부를 포함한다.The LED driving apparatus according to another embodiment includes a LED group in which a plurality of LEDs are connected, a first switching unit transferring an input voltage by controlling a pulse width modulation signal, and an input voltage transmitted by the first switching unit. A second switching unit which is turned on to turn on the plurality of light emitting diodes, a current sensing unit which senses current flowing through the plurality of light emitting diodes, and a current control unit which adjusts magnitudes of currents flowing through the plurality of light emitting diodes; .
실시예들에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드에 흐르는 전류를 조절함으로써 발광 다이오드의 휘도를 효과적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 전류 용량의 발광 다이오드에 대해서도 안정된 전류를 제공할 수 있는 효과가 있다.The LED driving apparatus according to the embodiments may not only effectively control the brightness of the LED by controlling the current flowing through the LED, but also provide a stable current for LEDs having various current capacities.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이고, 도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이며, 도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이고, 도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a light emitting diode driving apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a light emitting diode driving apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a third embodiment of the present invention. 4 is a circuit diagram of the LED driving apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is a circuit diagram of the LED driving apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 도 1에 도시된 것처럼, 발광 다이오드 그룹(1500), 스위칭부(1200), 전류 센싱부(1300) 및 전류 조절부(1400)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the LED driving apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a
발광 다이오드의 그룹(1500)은 발광 다이오드(L11, L12)가 다수 개 연결되며, 스위칭부(1200)는 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)를 턴온시키거나 턴오프시키며, 구체적으로, 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)(Q12)로 구성될 수 있다. 여기에서 저항(R11)은 스위칭부(1200)에 입력 전압(Vin)이 인가되는 경우에 과도한 전류가 전달되는 것을 방지하기 위한 것이다.In the
또한, 전류 센싱부(1300)는 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)에 흐르는 전류(Io)를 센싱하며, 구체적으로 저항(R12)으로 구성될 수 있다.In addition, the
한편, 전류 조절부(1400)는 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)에 흐르는 전 류(Io)의 크기를 조절하며, 스위칭부(1200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q12)의 베이스에 인가되는 전압과 스위칭부(1200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q12)의 에미터에 인가되는 전압의 차이를 조절하는 전압 차이 조절부(1410)와, 전압 차이 조절부(1410)에 연결되며 진폭 조절 전압(PAM)이 인가되는 진폭 조절 전압 인가부(1420)를 포함한다.On the other hand, the
여기에서, 전압 차이 조절부(1410)는 다이오드(D11)로 구성되며, 진폭 조절 전압 인가부(1420)는 저항(R13)으로 구성될 수 있다.Here, the voltage
이러한 다이오드(D11)는 오프셋 전압이 스위칭부(1200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q12)의 베이스에 인가되는 전압과 스위칭부(1200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q12)의 에미터에 인가되는 전압의 차이와 동일한 것으로 선택되는 경우에, 진폭 조절 전압(PAM)이 진폭 조절 전압 인가부(1420)에 인가되고, 바이폴라 정션 트랜지스터(Q12)가 턴온되면, 진폭 조절 전압(PAM)이 전류 센싱부(1300)에도 전달된다.The diode D11 has a difference between the voltage applied to the base of the bipolar junction transistor Q12 of the
따라서, 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)에 흐르는 전류(Io)는 수학식 1과 동일하다.Accordingly, the current Io flowing through the plurality of light emitting diodes L11 and L12 is the same as that of Equation 1 below.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 진폭 조절 전압(PAM)을 조절하는 경우에는 수학식 1처럼, 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)에 흐르는 전류(Io)를 조절할 수 있다.The LED driving apparatus according to the first exemplary embodiment of the present invention may adjust the currents Io flowing through the plurality of light emitting diodes L11 and L12 when the amplitude adjustment voltage PAM is adjusted.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 도 2를 참조하여 설명한다.The LED driving apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 도 2에 도시된 것처럼, 발광 다이오드 그룹(2500), 제 1 스위칭부(2100), 제 2 스위칭부(2200), 전류 센싱부(2300) 및 전류 조절부(2400)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the LED driving apparatus according to the second embodiment of the present invention includes the
발광 다이오드의 그룹(2500)은 발광 다이오드(L21, L22)가 다수 개 연결되며, 제 1 스위칭부(2100)는 펄스 폭 변조 신호(PWM)의 제어에 의해서 입력 전압(Vin)을 전달하고, 구체적으로, 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)(Q21)로 구성될 수 있다. 여기에서 저항(R21)은 제 1 스위칭부(2100)나 제 2 스위칭부(2200)에 입력 전압(Vin)이 인가되는 경우에 과도한 전류가 전달되는 것을 방지하기 위한 것이다.A plurality of light emitting diodes L21 and L22 are connected to the
또한, 제 2 스위칭부(2200)는 제 1 스위칭부(2100)에 의해서 전달되는 입력 전압(Vin)에 의해서 턴온되어 다수 개의 발광 다이오드(L21, L22)를 턴온시키며, 구체적으로, 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)(Q22)로 구성될 수 있다.In addition, the
또한, 전류 센싱부(1300)는 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)에 흐르는 전류(Io)를 센싱하며, 구체적으로 저항(R22)으로 구성될 수 있다.In addition, the
한편, 전류 조절부(1400)는 다수 개의 발광 다이오드(L11, L12)에 흐르는 전류(Io)의 크기를 조절하며, 제 2 스위칭부(2200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q22)의 베이스에 인가되는 전압과 스위칭부의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q22)의 에미터 에 인가되는 전압의 차이를 조절하는 전압 차이 조절부(2410)와, 전압 차이 조절부(2410)에 연결되며 진폭 조절 전압(PAM)이 인가되는 진폭 조절 전압 인가부(2420)를 포함한다.Meanwhile, the
여기에서, 전압 차이 조절부(2410)는 다이오드(D21)로 구성되며, 진폭 조절 전압 인가부(1420)는 저항(R23)으로 구성될 수 있다.Here, the voltage
이러한 다이오드(D21)는 오프셋 전압이 제 2 스위칭부(2200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q22)의 베이스에 인가되는 전압과 제 2 스위칭부(2200)의 바이폴라 정션 트랜지스터(Q22)의 에미터에 인가되는 전압의 차이와 동일한 것으로 선택되는 경우에, 진폭 조절 전압(PAM)이 진폭 조절 전압 인가부(1420)에 인가되고, 바이폴라 정션 트랜지스터(Q22)가 턴온되면, 진폭 조절 전압(PAM)이 전류 센싱부(2300)에도 전달된다.The diode D21 has an offset voltage applied to a voltage applied to the base of the bipolar junction transistor Q22 of the
따라서, 다수 개의 발광 다이오드(L21, L22)에 흐르는 전류(Io)는 수학식 2와 동일하다.Therefore, the current Io flowing through the plurality of light emitting diodes L21 and L22 is the same as that of Equation 2.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 진폭 조절 전압(PAM)을 조절하는 경우에는 수학식 2처럼, 다수 개의 발광 다이오드(L21, L22)에 흐르는 전류(Io)를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 펄스 폭 변조 신호(PWM)에 의해서 제 1 스위칭부(2100)가 제어되므로, 듀티비(duty ratio)를 조절할 수 있다.The LED driving apparatus according to the second embodiment of the present invention can adjust the currents Io flowing through the plurality of light emitting diodes L21 and L22 when the amplitude adjustment voltage PAM is adjusted. In addition, since the
본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 도 3을 참조하여 설명하며, 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치와 차이점에 대해서 설명한다.A light emitting diode driving apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3, and a difference from the light emitting diode driving apparatus according to the first embodiment will be described.
제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 스위칭부(3200)는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)(M32)로 구성될 수 있으며, 전류 조절부(3400)는 스위칭부(3200)의 모스 트랜지스터(M32)의 게이트에 인가되는 전압과 스위칭부(3200)의 모스 트랜지스터(M32)의 소스에 인가되는 전압의 차이를 조절하는 전압 차이 조절부(3410)와, 전압 차이 조절부(3410)에 연결되며 진폭 조절 전압(PAM)이 인가되는 진폭 조절 전압 인가부(3420)를 포함한다.The
본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드의 구동 장치는 도 4를 참조하여 설명하며, 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치와 차이점에 대해서 설명한다.The driving device of the LED according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4, and the difference from the LED driving device according to the second embodiment will be described.
제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 제 1 스위칭부(4100)와 제 2 스위칭부(4200)는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)(M41, M42)로 구성될 수 있으며, 전류 조절부(4400)는 제 2 스위칭부(4200)의 모스 트랜지스터(M42)의 게이트에 인가되는 전압과 제 2 스위칭부(4200)의 모스 트랜지스터(M42)의 소스에 인가되는 전압의 차이를 조절하는 전압 차이 조절부(4410)와, 전압 차이 조절부(4410)에 연결되며 진폭 조절 전압(PAM)이 인가되는 진폭 조절 전압 인가부(4420)를 포함한다.The
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. Rather, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a light emitting diode driving apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도.2 is a circuit diagram of a LED driving apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도.3 is a circuit diagram of a LED driving apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도.4 is a circuit diagram of a LED driving apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
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