KR101028587B1 - 발광다이오드 구동 회로 및 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광다이오드 구동 회로 및 구동 방법에 관한 것으로, 정전류원을 이용하여 발광다이오드를 구동시키는 과정에서 발생되는 전력 낭비를 최소화하기 위한 것이다. 본 발명에 따르면, 전원 공급 회로는 복수의 발광다이오드에 출력전압을 공급한다. 정전류원 회로는 특정 바이어스 전류 값을 이용하여 상기 부하 트랜지스터의 게이트를 제어함으로써 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전류를 정전류값으로 복수의 발광다이오드에 입력하여 구동시킨다. 오차증폭기는 상기 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전압과 기준 전압의 차이에 비례하는 전압 값을 출력한다. 그리고 오차증폭기의 출력 전압 값을 이용하여 펄스폭 변조 신호를 만들고 이러한 펄스폭 변조 신호를 이용하여 전원 공급 회로의 출력전압을 제어한다. 이때 오차증폭기는 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 전원 공급 회로로 피드백시켜 부하 트랜지스터가 포화영역에서 동작할 수 있는 최소 드레인-소스 전압이 부하 트랜지스터에 인가되도록 전원 공급 회로의 출력전압을 제어한다.
발광다이오드, 구동, 정전류원, 부하 트랜지스터, 펄스폭 변조(PWM)

Description

발광다이오드 구동 회로 및 구동 방법{Circuit and method for driving Light Emitting Diode(LED)}
본 발명은 발광다이오드 구동 회로 및 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광다이오드를 구동시키는 과정에서 발생되는 전력 낭비를 최소화할 수 있는 발광다이오드 구동 회로 및 구동 방법에 관한 것이다.
이동통신단말기, PDA(Personal Digital Assistant) 등과 같은 휴대단말기의 조명 수단으로 수명이 길고 전력 소모가 적고 효율이 좋은 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 많이 사용되고 있다.
발광다이오드는 순방향 전압을 인가했을 때 발광하는 반도체 소자이다. 발광다이오드의 광출력은 순방향 전류에 의해 결정되고, 발광다이오드의 전류-전압 특성곡선에서 알 수 있듯이 작은 순방향 전압의 변화에 의해 매우 큰 순방향 전류의 변화를 나타낸다. 이러한 이유로 발광다이오드 구동회로는 출력전압의 제어가 아닌 원하는 부하전류를 항상 일정하게 유지시켜 주는 것을 요구한다.
따라서 복수개의 발광다이오드를 균일한 휘도로 발생시키기 위해서 정전류원 회로를 포함하는 발광다이오드 구동 회로가 사용된다. 종래의 발광다이오드 구동 회로의 정전류원 회로는 부하전류를 제어하기 위해 발광다이오드에 직렬로 연결된 저항에 걸리는 전압을 피드백하는 방식을 사용한다.
이와 같은 종래의 발광다이오드 구동 회로는 정전류원 회로에 저항을 사용하기 때문에, 출력전압으로 복수의 발광다이오드의 순방향 전압에 저항에 의한 전압 강하 분을 더한 전압을 인가해야 한다. 즉 종래의 발광다이오드 구동 회로는 발광다이오드 이외에 저항에 의해 소비되는 전력을 더 필요로 한다.
특히 고휘도 발광다이오드를 사용하는 경우, 순방향 전류가 커지게 되고, 이는 저항에 의한 전력 손실도 커지게 된다. 이로 인해 고휘도 발광다이오드를 사용하는 경우 정밀도가 높은 저항을 사용해야 하므로, 고휘도 발광다이오드를 사용하는 제품의 제조 비용을 상승시키는 요인으로 작용한다.
뿐만 아니라 부하전류 센싱값에 의한 DC-DC 변환 과정에서 발생하는 출력전압의 리플(ripple)이 부하전류에 그대로 전달되어 원하는 않는 광출력 리플 또는 플리커(flicker)를 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 발광다이오드를 구동시키는 과정에서 발생되는 전력 낭비를 최소화할 수 있는 발광다이오드 구동 회로 및 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 정전류원 회로를 이용하여 발광다이오드의 순방향 전류를 직접 제어하고, 정전류원 회로의 부하 트랜지스터에 걸리는 전압을 센싱하여 전원 공급 회로의 출력전압을 제어하는 발광다이오드 구동 회로 및 구동 방법을 제공한다.
본 발명은 전원 공급 회로, 정전류원 회로 및 오차증폭기(error amp)를 포함하여 구성되는 발광다이오드 구동 회로를 제공한다. 상기 전원 공급 회로는 복수의 발광다이오드에 출력전압을 공급한다. 상기 정전류원 회로는 상기 복수의 발광다이오드를 구동시키는 부하 트랜지스터와, 특정 바이어스 전류 값을 이용하여 상기 부하 트랜지스터의 게이트를 제어함으로써 상기 부하 트랜지스터의 순방향의 드레인-소스 전류를 정전류값으로 상기 복수의 발광다이오드에 입력하여 구동시킨다. 그리고 상기 오차증폭기는 상기 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전압과 기준 전압의 차이에 비례하는 전압 값을 출력한다. 그리고 상기 오차증폭기의 출력 전압 값을 이용하여 펄스폭 변조 신호를 만들고 이러한 펄스폭 변조 신호를 이용하여 상기 전원 공급 회로의 출력전압을 제어한다.
본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로에 있어서, 상기 오차증폭기는 상기 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 상기 전원 공급 회로로 피드백시켜 상기 부하 트랜지스터가 포화영역에서 동작할 수 있는 최소 드레인-소스 전압이 상기 부하 트랜지스터에 인가되도록 상기 전원 공급 회로의 출력전압을 제어한다.
본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로에 있어서, 상기 정전류원 회로는 상기 특정 바이어스 전류값 제어를 통하여 상기 발광다이오드의 광출력을 제어한다.
본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로에 있어서, 상기 정전류원 회로는 다양한 형태의 전류거울(current mirror) 회로와 같은 전류 기준회로(current reference) 또는 달링톤(Darlington) 회로로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로에 있어서, 상기 전원 공급 회로는 Boost 타입, Buck 타입, Buck-Boost 타입 또는 AC-DC SMPS 회로 중에 하나를 포함한다. 이때 상기 Boost 타입, Buck 타입 및 Buck-Boost 타입 회로는 펄스폭 변조 방식의 DC-DC 변압 회로일 수 있다.
본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로에 있어서, 상기 부하 트랜지스터는 전계 효과 트랜지스터 또는 바이폴라 트랜지스터 중에 하나일 수 있다.
본 발명은 또한, 전원 공급 회로는 복수의 발광다이오드에 출력전압을 공급하는 공급 단계와, 상기 정전류원 회로는 특정 바이어스 전류 값을 이용하여 상기 부하 트랜지스터의 게이트를 제어함으로써 상기 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전류를 정전류값으로 상기 복수의 발광다이오드에 입력하여 구동시키는 구동 단계와, 상기 오차증폭기는 상기 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전압과 기준 전압의 차이에 비례하는 전압 값을 출력하는 출력 단계와, 상기 오차증폭기의 출력 전압 값을 이용하여 펄스폭 변조 신호를 만들고 이러한 펄스폭 변조 신호를 이용하여 상기 전원 공급 회로의 출력전압을 제어하는 제어 단계를 포함하는 발광다이오드 구동 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 전류거울 또는 달링톤 회로와 같은 정전류원 회로를 통해 부하 트랜지스터에서 입력되는 발광다이오드의 순방향전류를 직접 제어하기 때문에, 부하 전류의 리플이나 플리커 발생을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로는 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 센싱하여 전원 공급 회로의 출력전압을 제어함으로써, 종래의 저항을 이용한 센싱 방법에 비해서 전력 손실을 최소화할 수 있다. 특히 오차증폭기는 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 전원 공급 회로로 피드백시킴으로써, 부하 트랜지스터가 포화영역에서 동작할 수 있는 최소 드레인-소스 전압이 부하 트랜지스터에 인가되도록 전원 공급 회로의 출력전압을 제어하여 발광다이오드 구동 회로의 전력 손실을 최소화할 수 있다.
그리고 정전류원 회로는 특정 바이어스 전류 값을 이용하여 상기 부하 트랜지스터의 게이트 제어를 통하여 발광다이오드의 온/오프(on/off)를 포함한 광출력을 제어할 수 있기 때문에, 발광다이오드의 광출력을 제어하기 위한 별도의 트랜지 스터를 구비할 필요가 없어 발광다이오드 구동 회로의 제조 비용을 낮출 수 있고 설계를 간소화할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전원 공급 회로(10), 정전류원 회로(30) 및 오차증폭기(40)를 포함하여 구성되며, 정전류원 회로(30)를 통해 발광다이오드(20)의 순방향전류를 직접 제어한다. 전원 공급 회로(10)는 직렬로 연결된 복수의 발광다이오드(20)에 출력전압(VOUT)을 공급한다. 정전류원 회로(30)는 복수의 발광다이오드(20)를 구동시키는 부하 트랜지스터(Sink Tr)와, 특정 바이어스 전류값(ILED)을 이용하여 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 게이트를 제어하여 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 드레인-소스 전류를 정전류값으로 복수의 발광다이오드(20)에 입력하여 구동시킨다. 그리고 오차증폭기(40)는 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 드레인-소스 전압과 기준 전압(VREF)을 각각 입력받아 그 차이에 비례하는 전압 값을 출력하고, 이 출력 전압 값은 전원 공급 회로(10)의 펄스폭 변조기로 입력된다. 이때 전원 공급 회로(10)는 오차증폭기(40)의 출력이 펄스폭 변조된 제어신호에 따라 출력전압(VOUT)을 가변시킨다.
본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로(100)에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
전원 공급 회로(10)는 외부에서 인가되는 입력전압(VIN)을 가변하여 출력전압(VOUT)을 직렬 연결된 복수의 발광다이오드(20)의 양극으로 공급한다. 이때 도 1에서는 복수의 발광다이오드(20)가 직렬로 연결된 예를 개시하였지만 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 복수의 발광다이오드(20)는 병렬로 연결되거나, 직렬과 병렬이 혼합된 형태로 연결될 수도 있다. 예컨대 전원 공급 회로(10)는 Boost 타입, Buck 타입, Buck-Boost 타입 또는 AC-DC SMPS 회로 중에 하나를 포함한다. 도 2는 Boost 타입의 전원 공급 회로(10a)를 도시하고 있고, 도 3은 Buck 타입의 전원 공급 회로(10b)를 도시하고 있고, 도 4는 AC-DC SMPS 회로의 전원 공급 회로(10c)를 도시하고 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, Boost 타입 및 Buck 타입 회로는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 방식에 의해 제어되는 DC-DC 변압 회로(12a,12b)일 수 있다. 물론 Buck-Boost 타입 회로 또한 펄스폭 변조 방식의 DC-DC 변환 회로일 수 있다.
정전류원 회로(30)는 전류거울(current mirror) 회로와 같은 전류 기준회로(current reference) 또는 달링톤(Darlington) 회로로 구성될 수 있다. 정전류원 회로(30)는 부하 트랜지스터(Sink Tr)에서 입력되는 발광다이오드(20)의 순방향 전류를 직접 제어하고 부하 트랜지스터(Sink Tr)에 걸리는 드레인-소스 전압을 제어한다. 즉 특정 바이어스 전류값(ILED)을 이용하여 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 게이트를 제어하면, 부하 트랜지스터(Sink Tr)는 드레인-소스 전류를 직렬 연결된 복수 의 발광다이오드(20)에 입력한다. 즉 정전류원 회로(30)는 특정 바이어스 전류값(ILED)의 조절을 통하여 발광다이오드(20)의 순방향 전류를 직접 제어한다.
이때 부하 트랜지스터(Sink Tr)는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor; FET) 또는 바이폴라 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT) 중에 하나일 수 있다. 전계 효과 트랜지스터는 MOS(Metal Oxide Semiconductor)와 DMOS(Depletion MOS)를 포함하며, 정전류원의 형태에 따라 n-type과 p-type을 포함한다. 바이폴라 트랜지스터는 정전류원의 형태에 따라 npn, pnp 또는 Darlington pair를 포함한다. 부하 트랜지스터(Sink Tr)로 바이폴라 트랜지스터를 사용하는 경우 콜렉터-에미터 전압을 센싱하고 이 값을 최적화시킨다.
오차증폭기(40)는 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 드레인-소스 전압을 전원 공급 회로(10)로 피드백시켜 부하 트랜지스터(Sink Tr)가 포화영역에서 동작할 수 있는 최소 드레인-소스 전압이 부하 트랜지스터(Sink Tr)에 인가되도록 전원 공급 회로(10)의 출력전압(VOUT)을 제어한다. 즉 오차증폭기(40)는 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 드레인-소스 전압을 센싱하여 전원 공급 회로(10)의 출력전압(VOUT)을 제어한다.
그리고 정전류원 회로(30)는 특정 바이어스 전류값(ILED) 제어를 통하여 발광다이오드(20)의 온/오프(on/off)를 포함한 광출력을 직접 제어할 수 있기 때문에, 발광다이오드(20)의 광출력을 제어하기 위한 별도의 트랜지스터를 구비할 필요가 없다. 이때 특정 바이어스 전류값(ILED)은 직접 조절하거나 펄스폭 제어를 통해 조절할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로(100)는 전류거울 또는 달링톤 회로와 같은 정전류원 회로(30)를 통해 부하 트랜지스터(Sink Tr)에서 입력되는 발광다이오드(20)의 순방향전류를 직접 제어하기 때문에, 부하 전류의 리플이나 플리커 발생을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로(100)는 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 드레인-소스 전압을 센싱하여 전원 공급 회로(10)의 출력전압(VOUT)을 제어함으로써, 종래의 저항을 이용한 센싱 방법에 비해서 전력 손실을 최소화할 수 있다. 특히 오차증폭기(40)는 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 드레인-소스 전압을 전원 공급 회로(10)로 피드백시킴으로써, 부하 트랜지스터(Sink Tr)가 포화영역에서 동작할 수 있는 최소 드레인-소스 전압이 부하 트랜지스터(Sink Tr)에 인가되도록 전원 공급 회로(10)의 출력전압(VOUT)을 제어하여 발광다이오드 구동 회로(100)의 전력 손실을 최소화할 수 있다.
그리고 정전류원 회로(30)는 특정 바이어스 전류값(ILED)의 제어를 통하여 발광다이오드(20)의 온/오프(on/off)를 포함한 광출력을 제어할 수 있기 때문에, 발광다이오드(20)의 광출력을 제어하기 위한 별도의 트랜지스터를 구비할 필요가 없어 발광다이오드 구동 회로(100)의 제조 비용을 낮출 수 있고 설계를 간소화할 수 있다.
제1 실시예
본 발명의 제1 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로(100a)는, 도 2에 도시된 바와 같이, Boost 타입의 전원 공급 회로(10a)를 포함한다.
전원 공급 회로(10a)는 입력 전압(VIN)을 복수의 발광다이오드(20)를 구동시키는 데 필요한 출력전압(VOUT)으로 승압시키는 승압 회로로서, Boost 타입의 DC-DC 변환 회로(12a)와, DC-DC 변환 회로(12a)의 출력전압(VOUT)을 펄스폭 변조 방식으로 제어하는 펄스폭 변조기(14a)를 포함한다.
DC-DC 변환 회로(12a)는 인덕턴스(L1), 반도체 스위치(D1), 콘덴서(COUT) 및 구동 트랜지스터(M1)를 포함한다. 입력전압(VIN)에 대해 인덕턴스(L1), 반도체 스위치(D1) 및 콘덴서(COUT)가 직렬로 연결된다. 구동 트랜지스터(M1)는 인덕턴스(L1)와 반도체 스위치(D1) 사이에 병렬로 연결된다.
그리고 펄스폭 변조기(14a)는 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 입력 신호를 펄스폭 변조 방식으로 제어하여 DC-DC 변환 회로(12a)에서 출력되는 출력전압(VOUT)을 가변시켜 최적의 부하 트랜지스터(Sink Tr) 드레인-소스 전압을 얻는다.
이와 같은 제1 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로(100a)는 정전류원 회로(30)를 통해 발광다이오드(20)의 순방향전류를 직접 제어하고, 부하 트랜지스 터(Sink Tr)의 드레인-소스 전압을 센싱하여 전원 공급 회로(10)의 출력전압(VOUT)을 펄스폭 제어 방식으로 제어한다.
구체적으로 설명하면, 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 드레인-소스 전압은 특정 전류값(ILED)에 대해 DC-DC 변환 회로(12a)의 출력전압(VOUT)에 따라 달라지게 되는데, 드레인-소스 전압이 정전류원 회로(30)를 구동하기 위한 최소 전압이 되도록 DC-DC 변환 회로(12a)의 출력전압(VOUT)을 제어한다. 즉 오차증폭기(40)는 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 드레인-소스 전압과 기준 전압(VREF)을 각각 입력받아 그 차이에 비례하는 전압 값을 전원 공급 회로(10a)의 펄스폭 변조기(14a)로 인가한다. 그리고 펄스폭 변조기(14a)는 오차증폭기(40)로부터 입력받은 전압에 따라 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 입력 신호를 펄스폭 변조 방식으로 제어하여 DC-DC 변환 회로(12a)에서 출력되는 출력전압(VOUT)을 가변시킨다. 이때 오차증폭기(40)는 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 드레인-소스 전압을 전원 공급 회로(10a)로 피드백시켜 부하 트랜지스터(Sink Tr)가 포화영역에서 동작할 수 있는 최소 드레인-소스 전압이 부하 트랜지스터(Sink Tr)에 인가되도록 전원 공급 회로(10a)의 출력전압(VOUT)을 제어한다.
제2 실시예
제1 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로(100a)는 Boost 타입의 전원 공급 회로(10a)를 포함하는 예시하였지만, 도 3에 도시된 바와 같이, Buck 타입의 전원 공급 회로(10b)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로(100b)는 Buck 타입의 전원 공급 회로(10b)를 포함한다.
전원 공급 회로(10b)는 입력전압(VIN)을 복수의 발광다이오드(20)를 구동시키는 데 필요한 출력전압(VOUT)으로 감압시키는 감압 회로로서, Buck 타입의 DC-DC 변환 회로(12b)와, DC-DC 변환 회로(12b)의 출력전압(VOUT)을 펄스폭 변조 방식으로 제어하는 펄스폭 변조기(14b)를 포함한다.
DC-DC 변환 회로(12b)는 인덕턴스(L1), 반도체 스위치(D1), 콘덴서(COUT) 및 구동 트랜지스터(M1)를 포함한다. 입력전압(VIN)에 대해 구동 트랜지스터(M1)와 인덕턴스(L1)가 직렬로 연결되고, 구동 트랜지스터(M1)와 인덕턴스(L1) 사이에 병렬로 반도체 스위치(D1)가 연결된다. 콘덴서(COUT)는 DC-DC 변화 회로(12b)의 출력단과 접지 전압 사이에 연결된다.
그리고 펄스폭 변조기(14b)는 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 입력 신호를 펄스폭 변조 방식으로 제어하여 DC-DC 변환 회로(12a)에서 출력되는 출력전압(VOUT)을 가변시켜 최적의 부하 트랜지스터(Sink Tr) 드레인-소스 전압을 얻는다.
이와 같은 제2 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로(100b)는 정전류원 회 로(30)를 통해 발광다이오드(20)의 순방향전류를 직접 제어하고, 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 드레인-소스 전압을 센싱하여 전원 공급 회로(10b)의 출력전압(VOUT)을 펄스폭 제어 방식으로 제어한다는 점에서 제1 실시예와 동일한 구성을 갖기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
제3 실시예
그리고 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로(100c)는, 도 4에 도시된 바와 같이, AC-DC SMPS 회로 타입의 전원 공급 회로(10c)를 포함한다.
제3 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로(100c)는 AC 전원을 DC의 출력전압(VOUT)으로 출력하는 AC-DC SMPS 회로 타입의 전원 공급 회로(10c)를 포함한다. 전원 공급 회로(10c)는 정류회로, 변압기 및 전력반도체 등을 포함한다.
이와 같은 제3 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로(100c)는 정전류원 회로(30)를 통해 발광다이오드(20)의 순방향전류를 직접 제어하고, 부하 트랜지스터(Sink Tr)의 드레인-소스 전압을 센싱하여 전원 공급 회로(10b)의 출력전압(VOUT)을 펄스폭 제어 방식으로 제어한다는 점에서 제1 실시예와 동일한 구성을 갖기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아 니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 한편 본 실시예에서는 발광다이오드를 이용한 조명 회로를 예시하였지만 다른 정전류 구동회로에도 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발광다이오드 구동 회로를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광다이오드 구동 회로를 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
10,10a,10b,10c : 전원 공급 회로
12a,12b : DC-DC 변환 회로
14a,14b : 펄스폭 변조기
20 : 복수의 발광다이오드
30 : 정전류원 회로
40 : 오차증폭기
100,100a,100b,100c : 발광다이오드 구동 회로

Claims (11)

  1. 복수의 발광다이오드에 출력전압을 공급하는 전원 공급 회로;
    상기 복수의 발광다이오드를 구동시키는 부하 트랜지스터와, 특정 바이어스 전류값을 이용하여 상기 부하 트랜지스터의 게이트 제어를 통하여 상기 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전류를 정전류값으로 상기 복수의 발광다이오드에 입력하여 구동시키는 정전류원 회로;
    상기 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전압과 기준 전압을 각각 입력받고, 입력된 드레인-소스 전압과 기준 전압의 차이에 비례하는 전압을 상기 전원 공급 회로의 펄스폭 변조 회로로 출력하는 오차증폭기;를 포함하며,
    상기 전원 공급 회로는 상기 오차증폭기로부터 입력받은 전압에 따라 상기 출력전압을 가변시키고,
    상기 오차증폭기는 상기 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 상기 전원 공급 회로로 피드백시켜 상기 부하 트랜지스터가 포화영역에서 동작할 수 있는 최소 드레인-소스 전압이 상기 부하 트랜지스터에 인가되도록 상기 전원 공급 회로의 출력전압을 제어하고,
    상기 정전류원 회로는 상기 특정 바이어스 전류값 제어를 통하여 상기 발광다이오드의 광출력을 제어하고,
    상기 특정 바이어스 전류값은 펄스폭 제어를 통해 조절하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 구동 회로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 정전류원 회로는,
    전류거울(current mirror) 회로와 같은 전류 기준회로(current reference) 또는 달링톤(Darlington) 회로 중에 하나인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 구동 회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전원 공급 회로는,
    Boost 타입, Buck 타입, Buck-Boost 타입 또는 AC-DC SMPS 회로 중에 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 구동 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 Boost 타입, Buck 타입 및 Buck-Boost 타입 회로는 펄스폭 변조 방식의 DC-DC 변압 회로인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 구동 회로.
  7. 제1항, 제4항, 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 부하 트랜지스터는,
    전계 효과 트랜지스터 또는 바이폴라 트랜지스터 중에 하나인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 구동 회로.
  8. 전원 공급 회로는 복수의 발광다이오드에 출력전압을 공급하는 공급 단계;
    정전류원 회로는 특정 바이어스 전류값을 이용하여 부하 트랜지스터의 게이트 제어를 통하여 상기 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전류를 정전류값으로 상기 복수의 발광다이오드에 입력하여 구동시키는 구동 단계;
    오차증폭기는 상기 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전압과 기준 전압을 각각 입력받고, 입력된 드레인-소스 전압과 기준 전압의 차이에 비례하는 전압을 상기 전원 공급 회로의 펄스폭 변조 회로로 출력하는 출력 단계;
    상기 전원 공급 회로는 상기 오차증폭기에서 입력되는 전압을 펄스폭 변조 신호로 변환하고 이를 통한 전원 공급회로의 출력전압을 제어하는 제어 단계;를 포함하며,
    상기 제어 단계에서, 상기 오차증폭기는 상기 부하 트랜지스터의 드레인-소스 전압을 상기 전원 공급 회로로 피드백시켜 상기 부하 트랜지스터가 포화영역에서 동작할 수 있는 최소 드레인-소스 전압이 상기 부하 트랜지스터에 인가되도록 상기 전원 공급 회로의 출력전압을 제어하고,
    상기 구동 단계에서, 상기 정전류원 회로는 상기 특정 바이어스 전류값 제어를 통하여 상기 발광다이오드의 광출력을 제어하며,
    상기 특정 바이어스 전류값은 펄스폭 제어를 통해 조절하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 구동 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 정전류원 회로는 전류거울(current mirror) 회로와 같은 전류 기준회로(current reference) 또는 달링톤(Darlington) 회로 중에 하나인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 구동 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130115501A (ko) 2012-04-12 2013-10-22 엘지이노텍 주식회사 엘이디 구동 장치
US10542600B2 (en) 2017-09-05 2020-01-21 Samsung Electronics Co., Ltd. LED driving apparatus and lighting apparatus

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011107089B4 (de) 2011-07-11 2013-06-06 Austriamicrosystems Ag Spannungsversorgungsanordnung und Verfahren zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last
CN103167672B (zh) * 2011-12-09 2017-04-19 金德奎 一种led照明供电及驱动控制系统
CN103237381B (zh) * 2013-04-01 2016-04-20 天津天地伟业数码科技有限公司 用于红外监控的滤光片切换电路及滤光片切换方法
US9237609B2 (en) 2013-05-20 2016-01-12 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd LED backlight driving circuit, backlight module, and LCD device
WO2014187004A1 (zh) * 2013-05-20 2014-11-27 深圳市华星光电技术有限公司 一种led背光驱动电路、背光模组和液晶显示装置
CN106576408B (zh) 2014-08-18 2018-07-03 普安科技有限公司 同步式多通道发光二极管驱动装置
CN105451408B (zh) * 2014-09-02 2018-10-09 无锡华润华晶微电子有限公司 一种buck型发光二极管电路
CN105376899B (zh) * 2014-09-02 2019-01-08 无锡华润华晶微电子有限公司 一种buck型发光二极管电路
CN107343344B (zh) * 2017-09-04 2019-11-22 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 用于led驱动器的控制电路、集成电路和led驱动器
CN110838789B (zh) * 2018-08-17 2021-06-04 美芯晟科技（北京）有限公司 一种纹波抑制电路、系统及其方法
US11075502B2 (en) 2019-08-29 2021-07-27 Analog Devices, Inc. Laser diode driver circuit techniques
CN114096040B (zh) * 2021-11-17 2024-09-17 启攀微电子（上海）有限公司 一种双路独立控制闪光灯驱动结构
CN114286473A (zh) * 2021-12-20 2022-04-05 启攀微电子（上海）有限公司 一种创新型闪光灯驱动结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980079069A (ko) * 1997-04-30 1998-11-25 배순훈 전류 미러
JP2001215913A (ja) 2000-02-04 2001-08-10 Toko Inc 点灯回路
KR20050006042A (ko) * 2003-07-07 2005-01-15 로무 가부시키가이샤 부하 구동 장치 및 휴대 기기
JP2007095907A (ja) 2005-09-28 2007-04-12 Ricoh Co Ltd 駆動回路及びその駆動回路を用いた電子機器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980079069A (ko) * 1997-04-30 1998-11-25 배순훈 전류 미러
JP2001215913A (ja) 2000-02-04 2001-08-10 Toko Inc 点灯回路
KR20050006042A (ko) * 2003-07-07 2005-01-15 로무 가부시키가이샤 부하 구동 장치 및 휴대 기기
JP2007095907A (ja) 2005-09-28 2007-04-12 Ricoh Co Ltd 駆動回路及びその駆動回路を用いた電子機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130115501A (ko) 2012-04-12 2013-10-22 엘지이노텍 주식회사 엘이디 구동 장치
US10542600B2 (en) 2017-09-05 2020-01-21 Samsung Electronics Co., Ltd. LED driving apparatus and lighting apparatus

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