KR101050211B1 - LED backlight driving device - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 LED를 구비한 발광부; 접지를 기준으로 소정의 구동 전압을 상기 발광부에 공급하기 위해 상기 발광부의 일측에 연결된 전원 공급부; 상기 LED를 발광 및 점등시키기 위해 상기 발광부의 타측에 연결된 스위칭부; 입력되는 저항값 제어 신호에 따라 저항값이 변경되며, 상기 스위칭부에 일단이 연결되고 상기 접지에 타단이 연결된 포텐셜미터를 포함하는 저항체부; 상기 LED를 발광 및 점등시키기 위해 상기 스위칭부에 구동 신호를 제공하고, 설정된 휘도값에 대응하여 상기 포텐셜미터의 저항값을 변경시키기 위해 상기 저항체부에 상기 저항값 제어 신호를 제공하는 마이컴부를 포함하는 LED 백라이트 구동 장치를 제공한다. The present invention, the light emitting unit having at least one LED; A power supply connected to one side of the light emitting unit to supply a predetermined driving voltage to the light emitting unit with respect to ground; A switching unit connected to the other side of the light emitting unit to emit and light the LEDs; A resistor unit having a resistance value changed according to an input resistance value control signal, the resistor unit including a potential meter having one end connected to the switching unit and the other end connected to the ground; A microcomputer unit configured to provide a driving signal to the switching unit to emit and light the LED, and to provide the resistance value control signal to the resistor unit to change the resistance value of the potential meter in response to a set luminance value. Provided is an LED backlight driving device.

백라이트, 정전류, 휘도 Backlight, constant current, brightness

Description

ＬＥＤ 백라이트 구동 장치{LED BACKLIGHT DRIVCNG DEVCCE}LED backlight driving device {LED BACKLIGHT DRIVCNG DEVCCE}

본 발명은 LED 백라이트 구동 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LCD 패널의 백라이트에 적용되는 LED의 발광 휘도를 효율적으로 제어할 수 있는 LED 백라이트 구동 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an LED backlight driving apparatus, and more particularly, to an LED backlight driving apparatus capable of efficiently controlling the light emission luminance of an LED applied to a backlight of an LCD panel.

최근, 휴대전화와 같은 소형 디지털 기기, 또는 텔레비전과 같은 대형 디스플레이 장치에 많이 사용되는 LCD 패널은 자체적으로 발광하지 못하여 후방의 백라이트 광을 투광 및 차광함으로써 소정의 영상을 표시하게 된다. 최근에는 고휘도의 품질을 얻기 위해 LCD 패널의 백라이트용으로 LED를 적용하는 추세이다. In recent years, LCD panels, which are widely used in small digital devices such as mobile phones or large display devices such as televisions, do not emit light by themselves and transmit and shield a backlight image of the rear side to display a predetermined image. Recently, LEDs have been applied for backlighting LCD panels to obtain high brightness quality.

이와 같은 LCD 패널의 제조에 있어서는, LCD 패널의 최종 검사를 위해서는 대형의 LED 백라이트 패널상에 제조된 LCD 패널을 배치하고, 각 화소의 양부 검사를 행하게 된다. 이때, 양부 검사시 카메라에 의해 LCD 패널의 표시 상태를 촬영한 후 촬영된 영상을 컴퓨터에 의해 분석함으로써 각 화소의 표시 상태를 검사하게 된다. In the manufacture of such an LCD panel, for the final inspection of the LCD panel, the manufactured LCD panel is placed on a large LED backlight panel, and the quality inspection of each pixel is performed. In this case, the display state of each pixel is inspected by capturing the display state of the LCD panel by the camera and analyzing the photographed image by a computer.

한편, 종래의 LED 백라이트에서는, LED의 발광 휘도를 조절하는 방법으로 PWM 제어를 적용하였다. PWM 제어에 의하면, 매우 빠른 주파수로 LED를 발광/소등 시킴으로써 일정한 밝기의 휘도를 얻게 된다. 그러나 LCD 패널의 최종 검사를 위해 대형의 LED 백라이트 패널상에 제조된 LCD 패널을 배치하여 각 화소의 양부 검사를 행하는 경우 LCD 구동 주파수와 LED 백라이트 구동 주파수가 다르면 LED 백라이트 패널에 어두운 무늬가 물결 모양으로 이동하는 것처럼 보이는 현상이 발생하게 된다. On the other hand, in the conventional LED backlight, PWM control is applied as a method of adjusting the light emission luminance of the LED. According to the PWM control, the LEDs are turned on / off at a very high frequency to achieve a constant brightness. However, when the manufactured LCD panel is placed on a large LED backlight panel for final inspection of the LCD panel, and the inspection of each pixel is performed, if the LCD driving frequency and the LED backlight driving frequency are different, the dark pattern is wavy on the LED backlight panel. The phenomenon that seems to move occurs.

또한, LCD TV 생산 과정에서는 이러한 물결 모양을 제거하기 위해 LCD 구동 주파수와 LED 백라이트 구동 주파수를 일치시키는 공정을 거쳐 LCD TV를 출하함으로써 공정 로스가 발생할 뿐만 아니라, LCD TV의 멀티 주파수에서의 동작을 제한하게 된다.In addition, in the LCD TV production process, LCD TVs are shipped by matching the LCD driving frequency with the LED backlight driving frequency in order to eliminate such wave shapes, and not only process loss occurs but also limit the operation of the LCD TV at multiple frequencies. Done.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, LED 백라이트 패널에서 발생하는 물결 현상을 억제할 수 있는 LED 백라이트 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an LED backlight driving apparatus capable of suppressing a wave phenomenon occurring in an LED backlight panel.

또한, 본 발명은 LED 백라이트 패널의 휘도를 정확하고 효율적으로 제어할 수 있는 LED 백라이트 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide an LED backlight driving device that can accurately and efficiently control the brightness of the LED backlight panel.

또한, 본 발명은 LED 백라이트 패널을 구성하는 복수의 LED에서 불량 LED가 발생한 경우, 주변 회로의 손상을 최소화할 수 있는 LED 백라이트 구동 장치를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide an LED backlight driving device that can minimize damage to peripheral circuits when a bad LED occurs in a plurality of LEDs constituting the LED backlight panel.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 적어도 하나의 LED를 구비한 발광부; 접지를 기준으로 소정의 구동 전압을 상기 발광부에 공급하기 위해 상기 발광부의 일측에 연결된 전원 공급부; 상기 LED를 발광 및 점등시키기 위해 상기 발광부의 타측에 연결된 스위칭부; 입력되는 저항값 제어 신호에 따라 저항값이 변경되며, 상기 스위칭부에 일단이 연결되고 상기 접지에 타단이 연결된 포텐셜미터를 포함하는 저항체부; 상기 LED를 발광 및 점등시키기 위해 상기 스위칭부에 구동 신호를 제공하고, 설정된 휘도값에 대응하여 상기 포텐셜미터의 저항값을 변경시키기 위해 상기 저항체부에 상기 저항값 제어 신호를 제공하는 마이컴부를 포함하는 LED 백라이트 구동 장치를 제공한다. The present invention for achieving the above object, the light emitting unit having at least one LED; A power supply connected to one side of the light emitting unit to supply a predetermined driving voltage to the light emitting unit with respect to ground; A switching unit connected to the other side of the light emitting unit to emit and light the LEDs; A resistor unit having a resistance value changed according to an input resistance value control signal, the resistor unit including a potential meter having one end connected to the switching unit and the other end connected to the ground; A microcomputer unit configured to provide a driving signal to the switching unit to emit and light the LED, and to provide the resistance value control signal to the resistor unit to change the resistance value of the potential meter in response to a set luminance value. Provided is an LED backlight driving device.

또한, 상기 스위칭부는, 게이트를 구비한 스위칭소자와, 출력단에는 상기 스위칭소자의 게이트가 연결되고, 비반전 입력단에는 상기 구동 신호가 제공되며, 및 반전 입력단에는 상기 저항체부의 일단이 연결된 연산 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The switching unit may include a switching device having a gate, an output terminal connected to a gate of the switching device, a non-inverting input terminal provided with the driving signal, and an inverting input terminal with an operational amplifier connected to one end of the resistor unit. Characterized in that.

또한, 상기 스위칭소자는, N채널형 MOSFET로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the switching element is characterized in that the N-channel MOSFET.

또한, 상기 마이컴부는 상기 포텐셜미터의 저항값을 최대로 변경하도록 상기 저항체부에 상기 저항값 제어 신호를 출력한 경우 상기 스위칭부에 제공되는 구동 신호로 펄스폭 변조 신호를 제공하는 것을 특징으로 한다.The microcomputer may provide a pulse width modulation signal as a driving signal provided to the switching unit when the resistance value control signal is output to the resistor to change the resistance value of the potential meter to a maximum.

또한, 상기 발광부의 타측에 연결되어 상기 발광부의 타측 전압의 크기를 검출하여 상기 마이컴부로 검출 전압을 출력하는 전압 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a voltage detector connected to the other side of the light emitting unit to detect the magnitude of the voltage of the other side of the light emitting unit and output the detected voltage to the microcomputer.

또한, 상기 마이컴부는, 상기 전압 검출부의 검출 전압이 소정의 임계값보다 크면, 소정의 구동 전압이 소정의 전압만큼 감소되어 상기 발광부에 제공되도록 상기 전원 공급부에 전압 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.The microcomputer outputs a voltage control signal to the power supply unit such that a predetermined driving voltage is reduced by a predetermined voltage and provided to the light emitting unit when the detected voltage of the voltage detector is greater than a predetermined threshold value. do.

또한, 상기 발광부와 상기 스위칭부 사이에서 흐르는 소정의 구동 전류를 제한할 수 있는 적어도 하나의 저항을 구비한 부하 저항부를 더 포함하고, 상기 마이컴부는, 상기 전압 검출부의 검출 전압이 소정의 임계값보다 크면, 소정의 구동 전류가 감소되도록 상기 발광부와 상기 스위칭부 사이에 상기 부하 저항부의 저항을 연결하는 부하 제어 신호를 상기 부하 저항부로 출력하는 것을 특징으로 한다. The display device may further include a load resistor unit having at least one resistor capable of limiting a predetermined driving current flowing between the light emitting unit and the switching unit, wherein the microcomputer unit has a predetermined threshold value at which the detected voltage of the voltage detector is predetermined. If greater, it characterized in that for outputting a load control signal for connecting the resistance of the load resistor unit between the light emitting unit and the switching unit to reduce the predetermined drive current to the load resistor.

상술한 본 발명의 LED 백라이트 구동 장치에 의하면, LED의 발광의 휘도 조절이 저항체부를 이용하여 임의로 조절될 수 있게 된다. 따라서, LED의 발광 휘도 제어를 스위칭부의 제어 신호에 대한 PWM 제어에 의해서만 수행했던 종래의 LED 구동 장치에서 발생하는 어두운 물결 모양을 원천적으로 제거할 수 있게 된다. According to the LED backlight driving apparatus of the present invention described above, the brightness control of the light emission of the LED can be arbitrarily adjusted using the resistor unit. Therefore, it is possible to fundamentally eliminate the dark wave shape generated in the conventional LED driving apparatus which performed the light emission luminance control of the LED only by PWM control of the control signal of the switching unit.

또한, 상술한 본 발명의 LED 백라이트 구동 장치에 의하면, 저항체부의 저항값이 최대로 설정되어 더 이상 구동 전류를 감소시킬 수 없는 경우에는 PWM 제어를 수행할 수 있게 하여 필요에 따라서는 LED의 발광 휘도를 더 낮출 수 있다.In addition, according to the above-described LED backlight driving apparatus of the present invention, when the resistance value of the resistor unit is set to the maximum and the driving current can no longer be reduced, PWM control can be performed so that the light emission luminance of the LED can be performed as necessary. Can be lowered further.

또한, 상술한 본 발명의 LED 백라이트 구동 장치에 의하면, LED 백라이트 패널을 구성하는 복수의 LED 중 하나 또는 복수의 LED가 손상된 경우, 이를 검출하여 구동 전류를 감소시킴으로써 주변 회로의 손상을 최소화할 수 있다. In addition, according to the above-described LED backlight driving apparatus of the present invention, when one or a plurality of LEDs constituting the LED backlight panel is damaged, it is possible to minimize the damage to the peripheral circuit by detecting this to reduce the driving current. .

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 백라이트 구동 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 1에 도시되어 있듯이, LED 백라이트 구동 장치는, 전원 공급부(10), 발광부(20), 스위칭부(30), 저항체부(50) 및 마이컴부(60)를 포함하여 이 루어진다. 1 is a block diagram showing the configuration of an LED backlight driving apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the LED backlight driving apparatus includes a power supply unit 10, a light emitting unit 20, a switching unit 30, a resistor unit 50, and a microcomputer unit 60.

전원 공급부(10)는, 배터리 또는 외부 상용 전원으로부터의 전력 에너지를 이용하여, 후술하는 발광부(20)가 구비하는 복수 개의 LED를 발광시키기 위한 직류 전압 또는 직류 전류를 공급한다. 또한, 마이컴부(60)의 제어에 의해, 마이컴부(60)를 포함하는 본 발명에 따른 LED 백라이트 구동 장치를 이루는 모든 구성 요소의 구동에 필요한 전력을 공급한다. The power supply unit 10 supplies a DC voltage or a DC current for emitting light of a plurality of LEDs included in the light emitting unit 20 to be described later using power energy from a battery or an external commercial power source. In addition, by the control of the microcomputer unit 60, the electric power required for driving all the components of the LED backlight driving apparatus including the microcomputer 60 is supplied.

발광부(20)는, 복수 개의 LED를 구비하여 이루어지며, 일측으로 상기 전원 공급부(10)로부터의 직류 전압(구동 전압(VDD))에 의한 직류 전류(구동 전류(IL))에 의해 LCD 패널의 백라이트로 사용되기 위한 발광을 행한다. 이때, 발광부(20)는 LCD 패널의 후면에서 면발광하는 것이 바람직하므로, 복수 개의 LED는 도 2와 같은 형태로 배열될 수 있다. The light emitting unit 20 includes a plurality of LEDs, and is connected to the LCD panel by a direct current (driving current IL) by a direct current voltage (driving voltage VDD) from the power supply unit 10. It emits light for use as a backlight of light. In this case, since the light emitting unit 20 preferably emits light from the rear surface of the LCD panel, the plurality of LEDs may be arranged in the form shown in FIG. 2.

도 2(a)를 참조하면, 복수 개의 LED가 직렬로 연결되어 LED 열을 형성하고, 이러한 LED 열을 병렬로 복수 개 배치하고 있다. 이러한 형태로 배열된 LED들에 의해, 발광부(20)는 면발광에 가까운 발광 형태를 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 2 (a), a plurality of LEDs are connected in series to form LED rows, and a plurality of such LED rows are arranged in parallel. By the LEDs arranged in such a form, the light emitting unit 20 may exhibit a light emitting form close to surface emission.

LED의 또 다른 배열 형태로는, 도 2(b)를 참조하면, 복수 개의 LED들을 매트릭스 형태로 연결함으로써 면발광에 가까운 발광 형태를 보이도록 할 수도 있다. 이와 같은 매트릭스 형태의 배열에 의하면, 어느 하나의 LED가 손상되어 오픈된 경우에도, 손상된 LED를 제외한 다른 LED의 발광에는 영향을 적게 미친다는 장점이 있다. 즉, 상술한 도 2(a)와 같은 배열에 있어서는, 어느 하나의 LED가 오픈되면, 그 LED가 속한 LED 열 전체가 발광하지 못한다는 단점이 있었으나, 도 2(b)와 같은 매트릭스 형태의 연결은 이러한 문제점을 해결할 수 있다. As another arrangement form of the LED, referring to FIG. According to such an arrangement of the matrix form, even if any one of the LED is damaged and open, there is an advantage that less influence on the light emission of the other LED except the damaged LED. That is, in the above arrangement as shown in FIG. 2 (a), when any one LED is open, there is a disadvantage in that the entire LED column to which the LED belongs does not emit light, but the matrix type connection as in FIG. Can solve this problem.

스위칭부(30)는, 발광부(20)의 타측과 후술하는 저항체부(50)의 일측 사이에 연결되며, 후술하는 마이컴부(60)의 제어에 의해 발광부(20)를 흐르는 구동 전류를 온/오프함으로써, 발광부(20)를 이루는 복수의 LED들의 점등을 제어한다. The switching unit 30 is connected between the other side of the light emitting unit 20 and one side of the resistor unit 50 to be described later, and controls the driving current flowing through the light emitting unit 20 under the control of the microcomputer unit 60 to be described later. By turning on / off, lighting of the plurality of LEDs constituting the light emitting unit 20 is controlled.

저항체부(50)는, 스위칭부(30)와 접지 사이에 배치되며, 마이컴부(60)로부터 입력되는 저항값 제어 신호에 의해 내부 저항값이 변경될 수 있으며, 이에 의해 궁극적으로 발광부(20)를 흐르는 구동 전류의 크기가 제어된다. 이에 의해 발광부(20)를 구성하는 LED의 발광 휘도가 제어될 수 있다. The resistor unit 50 is disposed between the switching unit 30 and the ground, and the internal resistance value may be changed by a resistance value control signal input from the microcomputer unit 60, thereby ultimately causing the light emitting unit 20. The magnitude of the drive current flowing through is controlled. As a result, the light emission luminance of the LED constituting the light emitting unit 20 may be controlled.

마이컴부(60)는, 상술한 바와 같이, 전원 공급부(10)를 제어하여 구동 전압(VDD)의 인가를 제어한다. 또한, 스위칭부(30)의 동작을 제어함으로써, 발광부(20)를 구성하는 LED의 발광을 온/오프 제어하고, 더욱, 스위칭부(30)에 인가되는 전압의 크기 및 저항체부의 내부 저항값을 제어하여 구동 전류를 제어함으로써 발광부(20)에 의한 발광 휘도를 조절한다. As described above, the microcomputer unit 60 controls the power supply unit 10 to control the application of the driving voltage VDD. In addition, by controlling the operation of the switching unit 30, on / off control of the light emission of the LED constituting the light emitting unit 20, further, the magnitude of the voltage applied to the switching unit 30 and the internal resistance value of the resistor unit By controlling the driving current to adjust the light emission luminance by the light emitting unit 20.

도 3은, 본 발명의 일실시예에 따른 LED 백라이트 구동 장치의 회로 중 일부를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 스위칭부(30)는 스위칭 소자인 N형 MOSFET(Q1)와 연산 증폭기(A1)를 포함한다.3 is a diagram illustrating a part of a circuit of the LED backlight driving apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the switching unit 30 includes an N-type MOSFET Q1 and an operational amplifier A1 as switching elements.

한편, 구동 전압(VDD)이 전원 공급부(10)로부터 발광부(20)를 구성하는 LED 열의 일단에 인가되고 있으며, LED 열의 타단에는 N형 MOSFET(Q1)의 드레인측이 연결되어 있다. 이 MOSFET(Q1)에서, 소스측에는 접지와 연결된 저항체부(50)가 연결되어 있다. 여기에서 저항체부(50)는 포텐셜미터(58)와 레지스터(55)를 포함한다(도 4 참조). On the other hand, the driving voltage VDD is applied from the power supply unit 10 to one end of the LED column constituting the light emitting unit 20, and the drain side of the N-type MOSFET Q1 is connected to the other end of the LED column. In this MOSFET Q1, a resistor 50 connected to ground is connected to the source side. Here, the resistor unit 50 includes a potentiometer 58 and a resistor 55 (see FIG. 4).

또한, 연산 증폭기(A1)의 비반전 입력단에는 마이컴부(60)로부터 출력되는 구동 신호(VC)가 연결되어 있으며, 반전 입력단에는 MOSFET(Q1)의 소스측 전압(저항체부의 일측 전압)이 연결되어 있다. 그리고 연산 증폭기(A1)의 출력은 MOSFET(Q1)의 게이트측에 연결되어 있다In addition, a driving signal VC output from the microcomputer unit 60 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier A1, and a source side voltage (one side of the resistor unit) of the MOSFET Q1 is connected to the inverting input terminal. have. The output of the operational amplifier A1 is connected to the gate side of the MOSFET Q1.

또한, 저항체부(50)는 마이컴부(60)와 직렬 통신 방식으로 연결되며, 저항체부(50)의 레지스터(55)에는 마이컴부(60)에서 포텐셜미터(58)의 내부 저항을 제어하기 위한 저항값 제어 신호가 저장된다.In addition, the resistor unit 50 is connected in series communication with the microcomputer unit 60, and the resistor 55 of the resistor unit 50 controls the internal resistance of the potential meter 58 in the microcomputer unit 60. The resistance value control signal is stored.

이하에서는, 상술한 LED 백라이트 구동 장치의 동작에 대해서 설명한다. Hereinafter, the operation of the above-described LED backlight driving device will be described.

먼저, 연산 증폭기(A1)의 비반전 입력 단자에는 마이컴부(60)로부터의 구동 신호(VC)가 입력되고 반전 입력 단자에는 포텐셜미터(58)에 걸리는 전압(VP)이 연결됨으로써, 반전 입력 단자와 비반전 입력 단자의 전압이 같아지게 된다. 따라서, VC=VP가 된다. 이렇게 포텐셜미터(58)에 걸리는 전압(VP)이 구동 신호(VC)의 전압과 같아지게 되면, 포텐셜미터(58)에 흐르는 전류(IP)는, IP=VP/RP가 된다. 이 전 류(IP)는 MOSFET(Q1) 및 발광부(20)를 통과하여 흐르는 전류(IL)과 같다. First, the driving signal VC from the microcomputer 60 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier A1, and the voltage VP applied to the potential meter 58 is connected to the inverting input terminal, thereby inverting the input terminal. And the non-inverting input terminal have the same voltage. Therefore, VC = VP. When the voltage VP applied to the potential meter 58 becomes equal to the voltage of the drive signal VC in this manner, the current IP flowing through the potential meter 58 becomes IP = VP / RP. This current IP is equal to the current IL flowing through the MOSFET Q1 and the light emitting portion 20.

따라서, 발광부(20)를 흐르는 전류(IL)는 IL=VC/RP 에 의해 제어될 수 있다. 즉, 구동 신호(VC)의 전압값을 고정한 상태에서 포텐셜미터(58)의 저항(RP)을 제어하여 전류(IL)를 제어할 수 있으며, 결과적으로는 LED의 발광 휘도를 제어할 수 있게 된다. Therefore, the current IL flowing through the light emitting part 20 can be controlled by IL = VC / RP. That is, the current IL can be controlled by controlling the resistance RP of the potentiometer 58 in a state where the voltage value of the driving signal VC is fixed, and as a result, the light emission luminance of the LED can be controlled. .

한편, 실제적인 회로의 구현에 있어서, 포텐셜미터(58)는, 구조상 무한대 크기의 내부 저항값은 가질 수 없으므로, 구동 전류를 최소화하여 LED의 밝기를 무한정 최소로 하는 것이 불가능하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 LED 백라이트 구동 장치의 구현 회로에 있어서는, 포텐셜미터(58)의 저항값이 최대값에 도달하게 된 경우에는 마이컴부(60)에서 스위칭부에 인가되는 구동 신호(VC)를 펄스폭 변조(PWM)로 제어하게 된다. On the other hand, in the practical implementation of the circuit, the potentiometer 58 cannot have an internal resistance value of an infinite size in structure, and thus it is impossible to minimize the driving current to minimize the brightness of the LED indefinitely. In order to solve this problem, in the implementation circuit of the LED backlight driving apparatus according to the present invention, when the resistance value of the potentiometer 58 reaches a maximum value, the drive applied to the switching unit by the microcomputer unit 60 is applied. The signal VC is controlled by pulse width modulation PWM.

상술한 바와 같이, 발광부(20)의 발광 휘도를 제어하기 위하여 포텐셜미터(58)에 의한 구동 전류 제어 및 스위칭부(30)에 의한 발광부(20)의 온/오프 제어를 결합함으로써, 효율적인 발광 휘도 제어가 가능하게 된다. As described above, in order to control the light emission luminance of the light emitting unit 20, by combining the drive current control by the potentiometer 58 and the on / off control of the light emitting unit 20 by the switching unit 30, Light emission luminance control is possible.

다음, 도 4를 참조하여 본 발명에 적용되는 저항체부의 구성 및 동작에 대해서 설명한다. 도 4는 본 발명에 적용되는 저항체부의 구조를 나타낸 블록도이다. 도 4에 의하면, 저항체부(50)는, 인터페이스 모듈(52), 제어 모듈(54), 레지스터(55), 멀티플렉서(56) 및 포텐셜미터(58)를 포함하여 이루어진다.Next, the configuration and operation of the resistor unit to be applied to the present invention will be described with reference to FIG. 4. 4 is a block diagram showing the structure of a resistor unit according to the present invention. According to FIG. 4, the resistor unit 50 includes an interface module 52, a control module 54, a resistor 55, a multiplexer 56, and a potential meter 58.

인터페이스 모듈(52)은 외부 제어 수단(예를 들면, 마이컴부)으로부터의 각종 신호를 입력받는다. 일반적으로 저항체부(50)는 직렬 제어 신호(SCL)와 직렬 데이터 신호(SDA)를 입력받게 되며, 이 신호에 포함된 정보에 따라 저항값이 변경된다. 또한, 저항체부(50)는 칩인에이블 신호 등을 더 입력받을 수도 있다. The interface module 52 receives various signals from an external control means (for example, a microcomputer unit). In general, the resistor unit 50 receives the serial control signal SCL and the serial data signal SDA, and the resistance value is changed according to the information included in the signal. In addition, the resistor unit 50 may further receive a chip enable signal.

제어 모듈(54)은, 입력된 직렬 제어 신호(SCL) 및/또는 직렬 데이터 신호(SDA)를 이용하여 저항값 데이터를 추출하여 레지스터(55)로 출력한다. The control module 54 extracts the resistance value data using the input serial control signal SCL and / or the serial data signal SDA and outputs it to the register 55.

레지스터(55)는, 제어 모듈(54)로부터 입력받은 저항값 데이터를 저장하여 유지한다.The register 55 stores and holds the resistance value data received from the control module 54.

멀티플렉서(56)는 레지스터(55)에 저장된 저항값 데이터의 입력에 따라 적어도 하나의 단자를 선택한다. The multiplexer 56 selects at least one terminal according to the input of the resistance value data stored in the register 55.

포텐셜미터(58)는 일련의 저항체와 이 저항체의 표면에 멀티플렉서(56)와 연결되는 복수의 단자가 접속 배치되어 있으며, 외부 회로와 연결되는 접속 단자인 제1단과 제2단(도시하지 않음)을 구비한다. 포텐셜미터(58)는 멀티플렉서(56)에 의해 선택되는 어느 하나의 단자에 의해 제1단과 제2단 사이의 저항이 변경된다. The potentiometer 58 has a series of resistors and a plurality of terminals connected to the multiplexer 56 on the surface of the resistors. The first and second terminals (not shown) which are connection terminals connected to an external circuit are arranged. It is provided. The potentiometer 58 changes the resistance between the first and second ends by either terminal selected by the multiplexer 56.

이러한 구성에 의해, 마이컴부(60)에서 직렬 제어 신호 및 직렬 데이터 신호를 제공함에 따라 포텐셜미터(58)의 내부 저항이 임의의 값으로 제어될 수 있다. With this configuration, the internal resistance of the potentiometer 58 can be controlled to any value as the microcomputer 60 provides the serial control signal and the serial data signal.

이와 같은, 포텐셜미터(58)를 적용한 본 발명의 일실시예에 따른 LED 백라이트 구동 장치에 의하면, 저항체부(50)를 이용하여 발광부(20)를 흐르는 전류(IL)가 임의로 제어될 수 있게 됨으로써, LED의 발광의 휘도 조절이 자유롭게 된다. 또한, 발광 휘도의 조절이 직류 전류(즉, IP 또는 IL)의 크기 제어에 의해 이루어지기 때문에, LED의 발광 휘도 제어를 스위칭부(30)의 제어 신호에 대한 PWM 제어에 의해서만 수행했던 종래의 LED 구동 장치에서 발생하는 어두운 물결 모양을 원천적으로 제거하는 것이 가능하다. As such, according to the LED backlight driving apparatus according to the embodiment of the present invention to which the potential meter 58 is applied, the current IL flowing through the light emitting unit 20 can be arbitrarily controlled by using the resistor unit 50. As a result, the luminance of the light emission of the LED can be freely adjusted. In addition, since the adjustment of the light emission luminance is made by controlling the magnitude of the DC current (that is, IP or IL), the conventional LED in which the light emission luminance control of the LED is performed only by PWM control of the control signal of the switching unit 30. It is possible to fundamentally remove the dark wavy shapes generated in the drive device.

다음, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 백라이트 구동 장치의 구성 및 동작에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. Next, the configuration and operation of the LED backlight driving apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 백라이트 구동 장치는 상술한 일실시예와 비교하여 전압 검출부(70)와 부하 저항부(80)를 더 포함하고 있으며, 마이컴부(60)가 이러한 추가적인 구성에 대응하는 기능을 더 포함한다는 점에서만 상이하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략하도록 한다. The LED backlight driving apparatus according to another embodiment of the present invention further includes a voltage detector 70 and a load resistor unit 80 as compared to the above-described embodiment, and the microcomputer unit 60 corresponds to the additional configuration. The only difference is that it includes more functions. Therefore, redundant description will be omitted.

전압 검출부(70)는, 발광부(20)의 타단(전원 공급부로부터의 구동 전압(VDD)이 입력되는 발광부의 일측에 대응하는 부분)에 걸리는 전압(검출 전압(V1))의 크기를 측정한다. 그리고 측정된 결과를 마이컴부(60)에 제공한다. The voltage detection unit 70 measures the magnitude of the voltage (detection voltage V1) applied to the other end of the light emitting unit 20 (the part corresponding to one side of the light emitting unit to which the driving voltage VDD from the power supply unit is input). . The measured result is then provided to the microcomputer 60.

마이컴부(60)에서는, 검출 전압(V1)의 크기에 따라, 저항체부(50)의 저항값을 변경하거나 전원 공급부(10)에 전압 제어 신호를 출력하여 구동 전압(VDD)의 크기를 감소시킴으로써, 검출 전압(V1)의 크기를 감소시키므로 결과적으로 발광부(20)를 흐르는 전류를 감소시킬 수 있다.In the microcomputer unit 60, the resistance value of the resistor unit 50 is changed according to the magnitude of the detection voltage V1, or the voltage control signal is output to the power supply unit 10 to reduce the magnitude of the driving voltage VDD. As a result, the magnitude of the detection voltage V1 is reduced, and as a result, the current flowing through the light emitting unit 20 can be reduced.

한편, 마이컴부(60)는, 검출 전압(V1)의 전압값에 대응하여, 제어 신호(VC)의 전압 크기를 제어할 수도 있다. 즉, 검출 전압(V1)은 발광부(20)를 흐르는 구동 전류(IL)와 관련되고, 구동 전류(IL)는 포텐셜미터(58)를 흐르는 전류(IP)와 같고, 포텐셜미터(58)를 흐르는 전류(IP)는 구동 신호(VC)와 포텐셜미터(58)의 저항값(RP)과의 관계식에 의해 결정된다. 따라서, 제어 신호(VC)의 전압을 감소시킴으로써 검출 전압(V1)을 감소시킬 수 있게 된다. On the other hand, the microcomputer 60 may control the voltage level of the control signal VC in response to the voltage value of the detection voltage V1. That is, the detection voltage V1 is related to the driving current IL flowing through the light emitting part 20, and the driving current IL is equal to the current IP flowing through the potential meter 58, and the potential meter 58 is connected to the driving current IL. The flowing current IP is determined by the relationship between the drive signal VC and the resistance value RP of the potential meter 58. Therefore, the detection voltage V1 can be reduced by reducing the voltage of the control signal VC.

또한, 같은 원리로 마이컴부(60)에서 저항값 제어 신호를 제어하여 포텐셜미터(58)의 저항값을 제어함으로써 검출 전압(V1)을 감소시킬 수도 있다. In addition, the detection voltage V1 may be reduced by controlling the resistance value of the potential meter 58 by controlling the resistance value control signal in the microcomputer 60 in the same principle.

또한, 발광부(20)의 타단에 걸리는 검출 전압(V1)의 크기를 제어하기 위한 방안으로, 본 실시예에서는, 발광부(20)의 타단과 스위칭부(30) 사이에 부하 저항부(80)를 더욱 배치한다. In addition, in order to control the magnitude of the detection voltage V1 applied to the other end of the light emitting unit 20, in this embodiment, the load resistor unit 80 is connected between the other end of the light emitting unit 20 and the switching unit 30. ).

부하 저항부(80)는, 복수의 스위칭 소자와, 이 복수의 스위칭 소자 중 하나에는 저항이 연결되지 않으며, 나머지에는 각각 저항(R1, R2, R3)이 직렬로 연결된 형태로 구성된다. 여기에서, 각 스위칭 소자는 마이컴부(60)의 제어에 의해 온/오프된다. 이때의 온/오프는 부하 저항부(80)의 전체 저항값을 필요한 값으로 설정하도록 이루어진다. The load resistor unit 80 is configured such that a plurality of switching elements and a resistor are not connected to one of the plurality of switching elements, and the resistors R1, R2, and R3 are respectively connected in series. Here, each switching element is turned on / off by the control of the microcomputer 60. At this time, the on / off is made to set the total resistance value of the load resistor unit 80 to the required value.

이와 같이 부하 저항부(80)의 저항값을 변경시킴으로써 발광부(20)와 부하 저항부(80)의 전체 저항값이 변경되고, 이에 의해 검출 전압(V1)의 값이 감소될 수 있다. As such, by changing the resistance of the load resistor 80, the total resistance of the light emitting unit 20 and the load resistor 80 may be changed, thereby reducing the value of the detection voltage V1.

즉, 부하 저항부(80)는, 발광부(20)를 구성하는 다수의 LED 중에서 적어도 하나의 LED가 손상되어 오픈되거나 쇼트되었을 때, 이러한 회로적인 고장에 의해 발생하는 전압 또는 전류의 변화를 감쇠시키기 위한 역할을 한다. That is, the load resistor unit 80 attenuates a change in voltage or current caused by such a circuit failure when at least one of the plurality of LEDs constituting the light emitting unit 20 is damaged or opened or shorted. To play a role.

LED의 오픈 또는 쇼트의 손상은 검출 전압(V1)의 측정에 의해 판단할 수 있다. 즉, 예를 들어, 도 2(a)와 같은 구성에 있어서, 어느 LED 열의 어느 LED가 손상되어 오픈 또는 쇼트되면, 병렬 연결된 전체 LED 열의 저항값이 변하게 된다. 이에 따라 발광부(20)를 흐르는 구동 전류(IL)에 의해, 잉여 전압이 발생하고, 이 잉여 전압에 의해 인접한 LED 또는 LED 구동 회로를 구성하는 회로 소자의 손상을 유발할 수 있게 된다. Opening or shorting of the LED can be determined by measuring the detection voltage V1. That is, for example, in the configuration as shown in Fig. 2 (a), if any LED in any LED column is damaged or opened or shorted, the resistance value of all LED columns connected in parallel is changed. As a result, a surplus voltage is generated by the driving current IL flowing through the light emitting unit 20, and the surplus voltage may cause damage to circuit elements constituting the adjacent LEDs or LED driving circuits.

따라서, LED 열 중에 있어서 어느 LED의 손상에 의한 전압의 변화를 전압 검출부(70)에서 감지하고, 이에 의해 마이컴부(60)에서는 전압의 변화를 상쇄시킬 수 있는 저항값을 갖는 저항의 스위칭 소자를 온/오프하도록 제어 신호를 출력하게 된다. Therefore, the voltage detection unit 70 detects a change in voltage due to damage of a certain LED in the LED row, and thereby the microcomputer unit 60 switches the resistance switching element having a resistance value capable of canceling the change in voltage. The control signal is output to turn on / off.

한편, 이와 같은 부하 저항부(80)는, 상술한 바와 같이 스위칭 소자 및 저항(R1,R2,R3를 포함하는 복수의 열로 구성될 수도 있으나, 포텐셜미터와 같은 소자를 이용하여 구성되어도 무방하다. On the other hand, as described above, the load resistor unit 80 may be composed of a plurality of rows including the switching element and the resistors R1, R2, and R3, but may be configured using an element such as a potential meter.

전압 검출부(70)는 적어도 하나의 연산 증폭기(도시하지 않음)를 포함하고, 이 연산 증폭기의 비반전 입력단에는 발광부(20)의 타단이 연결되고, 반전 입력단 에는 소정의 기준 전압이 연결되며, 출력은 마이컴부(60)에 연결됨으로써 이루어질 수도 있다. 이러한 구조에 의해 마이컴부(60)는, 발광부(20)의 타단에 소정의 전압 이상의 전압이 걸리게 되는 경우를 신속하게 파악할 수 있다. The voltage detector 70 includes at least one operational amplifier (not shown), the other end of the light emitting unit 20 is connected to a non-inverting input terminal of the operational amplifier, a predetermined reference voltage is connected to the inverting input terminal, The output may be made by being connected to the microcomputer 60. With this structure, the microcomputer 60 can quickly grasp the case where a voltage equal to or greater than a predetermined voltage is applied to the other end of the light emitting unit 20.

여기에서, 도 3 및 도 5에서는, 발광부(20)의 LED 열을 1열로 도시하고 있지만, 이는 단지 예시일 뿐으로서, 도 2(a)에 도시된 다수의 병렬 연결된 LED 열이 적용될 수도 있고, 도 2(b)에 도시된 매트릭스 형태가 적용될 수도 있다. 물론, 이러한 구조가 아닌 또다른 형태의 배열을 적용하여도 무방하다.3 and 5 show a row of LEDs of the light emitting unit 20 in one row, this is merely an example, and a plurality of parallel connected LED rows shown in FIG. 2 (a) may be applied. In addition, the matrix form shown in FIG. 2 (b) may be applied. Of course, other forms of arrangement other than this structure may be applied.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 백라이트 구동 장치의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an LED backlight driving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 발광부를 구성하는 LED의 배치 형태를 나타낸 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement form of LEDs configuring the light emitting part of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 백라이트 구동 장치의 회로 중 일부를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a part of a circuit of the LED backlight driving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 백라이트 구동 장치에 적용되는 저항체부의 구조를 나타낸 블록도이다. 4 is a block diagram illustrating a structure of a resistor unit applied to an LED backlight driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 백라이트 구동 장치의 구성을 나타낸 도면이다.5 is a view showing the configuration of the LED backlight driving apparatus according to another embodiment of the present invention.

Claims (7)

적어도 하나의 LED를 구비한 발광부;A light emitting unit having at least one LED; 접지를 기준으로 소정의 구동 전압을 상기 발광부에 공급하기 위해 상기 발광부의 일측에 연결된 전원 공급부;A power supply connected to one side of the light emitting unit to supply a predetermined driving voltage to the light emitting unit with respect to ground; 상기 LED를 발광 및 점등시키기 위해 상기 발광부의 타측에 연결된 스위칭부;A switching unit connected to the other side of the light emitting unit to emit and light the LEDs; 입력되는 저항값 제어 신호에 따라 저항값이 변경되며, 상기 스위칭부에 일단이 연결되고 상기 접지에 타단이 연결된 포텐셜미터를 포함하는 저항체부;A resistor unit having a resistance value changed according to an input resistance value control signal, the resistor unit including a potential meter having one end connected to the switching unit and the other end connected to the ground; 상기 LED를 발광 및 점등시키기 위해 상기 스위칭부에 구동 신호를 제공하고, 설정된 휘도값에 대응하여 상기 포텐셜미터의 저항값을 변경시키기 위해 상기 저항체부에 상기 저항값 제어 신호를 제공하는 마이컴부를 포함하고, Providing a driving signal to the switching unit to emit and light the LED, and a microcomputer unit to provide the resistance value control signal to the resistor unit to change the resistance value of the potential meter in response to a set luminance value; , 상기 마이컴부는 상기 포텐셜미터의 저항값을 최대로 변경하도록 하는 상기 저항값 제어 신호를 출력하는 경우에는 상기 스위칭부에 제공되는 구동 신호로 펄스폭 변조 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 구동 장치.And the micom unit provides a pulse width modulation signal as a driving signal provided to the switching unit when outputting the resistance value control signal for changing the resistance value of the potential meter to the maximum. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위칭부는, 게이트를 구비한 스위칭소자와, 출력단에는 상기 스위칭소자의 게이트가 연결되고, 비반전 입력단에는 상기 구동 신호가 제공되며, 및 반전 입력단에는 상기 저항체부의 일단이 연결된 연산 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 구동 장치.The switching unit includes a switching device having a gate, an output terminal of which the gate of the switching device is connected, a non-inverting input terminal is provided with the driving signal, and an inverting input terminal includes an operational amplifier connected to one end of the resistor unit. LED backlight driving device. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 스위칭소자는, N채널형 MOSFET로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 구동 장치.The switching device is an LED backlight drive device, characterized in that consisting of N-channel MOSFET. 삭제delete 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 발광부의 타측에 연결되어 상기 발광부의 타측 전압의 크기를 검출하여 상기 마이컴부로 검출 전압을 출력하는 전압 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 구동 장치.And a voltage detector connected to the other side of the light emitting unit to detect the magnitude of the voltage of the other side of the light emitting unit and output the detected voltage to the microcomputer. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 마이컴부는, 상기 전압 검출부의 검출 전압이 소정의 임계값보다 크면, 소정의 구동 전압이 소정의 전압만큼 감소되어 상기 발광부에 제공되도록 상기 전원 공급부에 전압 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 구동 장치.The microcomputer unit outputs a voltage control signal to the power supply unit such that a predetermined driving voltage is reduced by a predetermined voltage and provided to the light emitting unit when the detected voltage of the voltage detector is greater than a predetermined threshold value. Backlight drive device. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 발광부와 상기 스위칭부 사이에서 흐르는 소정의 구동 전류를 제한할 수 있는 적어도 하나의 저항을 구비한 부하 저항부를 더 포함하고,Further comprising a load resistor having at least one resistor for limiting a predetermined driving current flowing between the light emitting unit and the switching unit, 상기 마이컴부는, 상기 전압 검출부의 검출 전압이 소정의 임계값보다 크면, 소정의 구동 전류가 감소되도록 상기 발광부와 상기 스위칭부 사이에 상기 부하 저항부의 저항을 연결하는 부하 제어 신호를 상기 부하 저항부로 출력하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 구동 장치. When the detection voltage of the voltage detector is greater than a predetermined threshold, the microcomputer unit may load a load control signal connecting the resistance of the load resistor unit between the light emitting unit and the switching unit to reduce the predetermined driving current to the load resistor unit. LED backlight driving device characterized in that the output.
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