KR101048197B1 - Ｌｅｄ 구동 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 LED 구동 회로는, LED 스트링; 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC-AC 컨버터; 상기 변환된 교류 전원을 전달하는 트랜스포머부; 상기 트랜스포머로부터 전달받은 교류 전원을 정류하여 상기 LED 스트링들에 공급하는 정류부; 및 외부에서 인가되는 버스트 디밍 신호에 따라, 상기 DC-AC 컨버터의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
LED 구동 회로, DC-AC 변환, 발광 다이오드, 백라이트

Description

ＬＥＤ 구동 회로{LED Driving Circuit}
본 발명은 LED(Light Emitting Diode)들에 구동 전력을 공급하는 LED 구동 회로에 관한 것이다.
다수개의 LED(Light Emitting Diode) 스트링들로 이루어진 LED 광원 장치는 조명 응용기기나 LDC 패널의 백라이트 등을 위한 폭넓은 용도로 빠르게 보급되고 있다.
전체적으로 고 광도를 가지는 LED는 모니터 및 텔레비전(이하에서 집합적으로 모니터라 함)에 기반한 액정 디스플레이(LCD)의 백라이트를 포함한 많은 응용기기에서 사용될 수 있다. 대형 LCD 모니터에서, LED는 일반적으로 직렬로 연결된 LED로 이루어진 하나 이상의 스트링에 공급되어 공통 전류를 공유한다.
LCD 모니터에 대한 백라이트를 공급하기 위해, 두 가지 기본 기술 중 하나가 일반적으로 사용된다. 제 1 기술은 백색 LED로 구성된 하나 이상의 스트링을 사용하고, 백색 LED는 일반적으로 형광체(물질)를 가지는 청색 LED를 포함한다. 이 형 광체는 LED에 의해 발생된 청색 광을 흡수하며, 백색 광을 방출한다. 제 2 기술에서는, 유색 LED로 구성된 하나 이상의 개별적인 스트링이 인접하게 배치되어, 서로 조합된 광이 백색 광처럼 보이도록 한다.
LED 스트링을 이루는 각 LED 소자들간의 특성(예: 순방향 전압강하) 편차로 인하여, 동종의 LED들로 이루어진 LED 스트링들도 서로 다른 전기적 특성(예: 전압 강하)을 나타낸다. 그 때문에, LED 스트링 각각을 통해 동일한 전류가 흐르도록 하기 위해, 서로 다른 전압 강하를 보상할 각각의 LED 스트링에 직렬로 연결된 제어 가능한 정전류 제어 수단 등을 추가로 필요로 한다.
최근의 LED 구동 회로는 버스트 디밍 제어 기능을 요구받는데, 상기 정전류 제어 수단에, 버스트 디밍 제어를 위한 수단을 추가로 구비하는 경우, 제작 비용 증대 및/또는 구현 공간이 부족한 문제가 발생한다.
본 발명은 저렴한 비용 및/또는 좁은 공간에서 버스트 디밍 제어 기능을 달성할 수 있는 LED 구동 회로를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 회로는, LED 스트링; 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC-AC 컨버터; 상기 변환된 교류 전원을 전달하는 트랜스포머부; 상기 트랜스포머로부터 전달받은 교류 전원을 정류하여 상기 LED 스트링들에 공급하는 정류부; 및 외부에서 인가되는 버스트 디밍 신호에 따라, 상기 DC-AC 컨버터의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 구성에 따른 본 발명의 LED 구동 회로를 실시함에 의해, 저렴한 비용 또는 좁은 공간에서 버스트 디밍 제어를 달성할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 리니어 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 구동 회로의 구조를 도시한다.
도시한 바와 같이, 각 LED 스트링들은 공통의 전력 공급부(11)로부터 구동 전력을 공급받으며, 각 LED 스트링들(14)이 형성하는 전류 경로에는 바이폴라 트랜지스터(13)와 OP앰프(12)로 이루어진 고정 전류원들(19)이 연결된다. 도시한 회로에서는 상기 고정 전류원들(19)에 의해 각 LED 스트링에 동일한 전류가 공급되므로, 상기 LED 스트링들간에 다소 특성 편차가 존재하여도, 각 LED 스트링(14)의 휘도를 균일하게 유지시킬 수 있다.
도시한 방식의 LED 구동 회로는, 정확한 전류 제어가 가능하며, 디밍(dimming) 등 부가 기능(function)의 구현이 용이한 장점이 있는 반면, 서로 다른 순방향 전압 강하값들을 가지는 LED 스트링들을 일방적으로 동일한 크기의 전류가 흐르도록 강제함에 의해, 상기 전류 경로상의 저항 성분(16)에 의한 발열 손실이 발생하는 단점이 있다.
도 2는 스위칭 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 구동 회로의 구조를 도시한다.
도시한 LED 구동 회로의 각 LED 스트링들(24)은 스위칭 구동용 DC-DC 컨버터들(21)을 각각 구비한다. 도시한 바와 같이, 각 LED 스트링의 출력 전류를 감지한 스위칭 제어 IC(31)가 감지한 전류에 따라 각 DC-DC 컨버터(21)의 스위칭 트랜지스터(32)를 시분할 제어하여, 해당 LED 스트링(24)으로 흐르는 평균 전류를 조정한다.
도시한 방식의 LED 구동 회로는, 저항 성분으로 인한 발열 손실을 억제할 수 있는 장점이 있는 반면, 정확한 전류 제어 과정이 비교적 복잡하며, 비용이 증대하 며, 부가 기능 구현이 어려운 단점이 있다.
도 3은 교류 변환 구동 방식의 LED 구동 회로의 개념을 도시한 블록도이다.
도시한 LED 구동 회로는, 적어도 2개의 LED 스트링들(103); 교류 전압을 정류하여 상기 LED 스트링들에 공급하는 정류부(107); 전원 공급측에 직류 전원 공급부(11)와 함께, 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 DC-AC 컨버터(101); 및 상기 변환된 교류 전압을 상기 정류부(107)로 전달하는 트랜스포머부(102)를 더 포함할 수 있다.
도시한 LED 구동 회로는 교류로 중간 변환하여 LED를 구동시키기 때문에, 전압 레벨 제어가 용이하고, 트랜스포머에 의한 평균 전류의 평활화 효과가 있다는 이점이 있으며, 상기 정류부(107)의 동작을 PWM 제어하여 다양한 부가 목적을 달성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 회로를 도시한다.
버스트 디밍(Burst Dimming)은 인간이 시각적으로 감지할 수 있는 것 보다 더 빠른 속도로 램프를 켜고 끄는 방법으로 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)의 밝기를 조절하는 기법이다. 온/오프 속도는 보통 100Hz에서 300Hz이다. 온 타임-오프 타임의 비율이 더 높을수록, 광원 장치는 더 밝아진다. 광원 장치를 구성하는 광원 소자의 반응 속도에 따라 온 타임-오프 타임 비율의 최적 범위가 결정될 수 있다.
도시한 LED 구동 회로는, 적어도 2개 이상의 LED 스트링들(132, 134); 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC-AC 컨버터; 상기 변환된 교류 전원을 전달하는 트랜스포머부(120); 상기 트랜스포머부(120)로부터 전달받은 교류 전원을 정류하여 상기 LED 스트링들(132, 134)에 공급하는 정류부; 및 외부에서 인가되는 버스트 디밍 신호(Burst Signal)에 따라, 상기 DC-AC 컨버터의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 DC-AC 컨버터는 변환하려는 교류 주파수에 따라 스위칭 되는 스위칭 소자들(112, 114)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 LED 구동 회로는, 상기 적어도 2개 이상의 LED 스트링들(132, 134)에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 검출 수단으로서 센싱 저항(192)을 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전류 검출 수단에 의해 검출된 전류가 정전류 수준을 유지하도록 상기 DC-AC 컨버터의 동작을 제어하는 정전류 제어부(220); 상기 버스트 디밍 신호를 입력받는 버스트 입력부(204); 및 상기 입력받은 버스트 디밍 신호(Burst Signal)에 따라 상기 정전류 제어부의 동작을 제어하는 단속부(205)를 포함할 수 있다.
여기서, 정전류 제어부는, 상기 센싱 저항(192)에서의 전류 센싱 전압(Current Sensing Voltage)을 입력받아, 상기 스위칭 소자들(112, 114)에 대한 스위칭 신호의 특성(예: 주파수, 듀레이션 등)을 조절할 수 있다.
여기서, 상기 단속부(205)는, 상기 정전류 제어부(220)의 제어 신호가 상기 DC-AC 컨버터로 공급되는 것을 단속하는 포토커플러(250)를 포함할 수 있다.
상기 정전류 제어부(220)는 스위칭 제어 신호를 상기 스위칭 소자들(112, 114)의 게이트 단자로 공급하여, 상기 DC-AC 컨버터가 교류를 생성하게 한다. 상기 포토커플러(250)는 수광 트랜지스터 소자가 스위칭 제어 신호가 상기 스위칭 소자들(112, 114)의 게이트 단자로 공급되는 경로를 스위칭하도록 구현될 수 있다.
상기 버스트 입력부(204)는, 버스트 디밍 신호를 입력받기 위한 구성요소로서, 입력 트랜지스터(241), 입력 저항(244), 피드백 저항(243), 전원전압단 저항(242) 및 입력단 커패시터(245)를 포함할 수 있다.
상기 단속부(205)는, 상기 버스트 입력부(204)에서 출력되는 신호를 입력받는 션트 레귤레이터(shunt regulator)(246); 상기 션트 레귤레이터(246)의 출력 신호를 상기 정전류 제어부(220)로 전달하는 포토커플러(250); 상기 포토커플러(250)의 입력단에 대한 바이어스 저항(248) 및 입력단 저항(247)을 포함할 수 있다.
이하, 도시한 LED 구동 회로의 동작을 살펴보겠다.
상기 스위칭 소자들(112, 114)의 스위칭을 통해 구형파 전원을 만들고 커패시터(118)를 이용해 Sine 전류가 트랜스포머부(120) 1차측에 흐르게 되며, 트랜스포머부(120)의 2차측으로 에너지를 전달하게 된다. 또한, 트랜스포머부(120)의 2차측 Sine 전류는 커패시터(176, 178)를 이용하여 2개의 LED 스트링들(132, 134)로 흐르는 전류를 밸런싱(Balancing) 해줄 수 있다.
LED 광원 장치의 밝기를 제어하기 위해 펄스 형태의 버스트 디밍 신호(Burst Signal)가 발생하게 되면, 액티브-로우(Active Low)시 입력 트랜지스터(241)가 턴-온되며, 션트 레귤레이터(TL431)의 레퍼런스 전압이 접지와 같게 되어, 포토커플러(250)의 전류가 흐르지 않게 되어, 상기 스위칭 소자들(112, 114)의 스위칭 동작이 정지된다.
즉, 버스트 디밍 제어를 위해 추가 소자의 사용없이, 정전류 제어를 위한 정전류 제어부(Power Controller IC)를 사용하여 버스트 디밍 제어를 수행하므로, 제작 비용/공간에 대한 절감 효과가 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
예컨대, 설명의 편의를 위해 상기에서는 2개의 LED 스트링들을 구동하는 LED 구동 회로로 구체화하여 설명하였지만, 3개 이상의 LED 스트링들을 구동하는 LED 구동 회로에도 본 발명의 사상을 용이하게 적용할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.
도 1은 리니어 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 구동 회로의 구조를 도시한 회로도.
도 2는 스위칭 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 구동 회로의 구조를 도시한 회로도.
도 3은 교류 변환 방식의 LED 구동 회로의 개념을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 구동 회로를 도시한 회로도.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. LED 스트링;
    직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC-AC 컨버터;
    상기 변환된 교류 전원을 전달하는 트랜스포머부;
    상기 트랜스포머부로부터 전달받은 교류 전원을 정류하여 상기 LED 스트링에 공급하는 정류부;
    외부에서 인가되는 버스트 디밍 신호에 따라, 상기 DC-AC 컨버터의 동작을 제어하는 제어부; 및
    상기 LED 스트링에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 검출 수단을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 전류 검출 수단에 의해 검출된 전류가 정전류 수준을 유지하도록 상기 DC-AC 컨버터의 동작을 제어하는 정전류 제어부;
    상기 버스트 디밍 신호를 입력받는 버스트 입력부; 및
    상기 입력받은 버스트 디밍 신호에 따라 상기 정전류 제어부의 동작을 제어하는 단속부
    를 포함하는 LED 구동 회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 단속부는,
    상기 정전류 제어부의 제어 신호가 상기 DC-AC 컨버터로 공급되는 것을 단속하는 포토커플러를 포함하는 LED 구동 회로.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 단속부는,
    션트 레귤레이터(shunt regulator)를 포함하는 LED 구동 회로.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007511903A (ja) * 2003-11-13 2007-05-10 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 輝度および色調の調整を伴う共振型パワーｌｅｄ制御回路
KR20070096242A (ko) * 2006-03-21 2007-10-02 엘지.필립스 엘시디 주식회사 백 라이트의 구동 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007511903A (ja) * 2003-11-13 2007-05-10 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 輝度および色調の調整を伴う共振型パワーｌｅｄ制御回路
KR20070096242A (ko) * 2006-03-21 2007-10-02 엘지.필립스 엘시디 주식회사 백 라이트의 구동 장치 및 방법

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