KR101054901B1 - LED drive device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 1차측으로 입력되는 전압을 변압하여 2차측으로 제공하는 제 1 변압기, 상기 제 1 변압기의 2차측에 병렬 연결되며, 제 1 제어 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 1 스위칭 소자, 상기 제 1 변압기의 2차측과 접지 사이에 연결되며, 상기 제 1 제어 신호의 반전 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 2 스위칭 소자, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되며 상기 제 1 변압기의 2차측으로 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹, 1차측으로 입력되는 전압을 변압하여 2차측으로 제공하는 제 2 변압기, 상기 제 2 변압기의 2차측에 병렬 연결되며, 제 2 제어 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 3 스위칭 소자, 상기 제 2 변압기의 2차측과 접지 사이에 연결되며, 상기 제 2 제어 신호의 반전 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 4 스위칭 소자 및 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되며 상기 제 2 변압기의 2차측으로 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹을 포함하며, 상기 제 1 변압기의 1차측 및 상기 제 2 변압기의 1차측은 직렬 연결되고, 폐루프가 형성되는 발광 다이오드 구동 장치를 제공한다.
발광 다이오드, 액정 표시, 변압기
The present invention is a first transformer for transforming the voltage input to the primary side to provide to the secondary side, a first switching element connected in parallel to the secondary side of the first transformer, turned on or off by a first control signal, A second switching element connected between the secondary side of the first transformer and the ground and turned on or off by an inverted signal of the first control signal, a plurality of light emitting diodes connected in series and connected to the secondary side of the first transformer A first light emitting diode group, a second transformer for transforming a voltage input to the primary side and providing the secondary to a secondary side, and a third connected in parallel with the secondary side of the second transformer and turned on or off by a second control signal Switching element, a fourth switching element connected between the secondary side of the second transformer and ground, turned on or off by the inverted signal of the second control signal And a second group of light emitting diodes, in which a plurality of light emitting diodes are connected in series and connected to a secondary side of the second transformer, wherein the primary side of the first transformer and the primary side of the second transformer are connected in series, and a closed loop. Provided is a light emitting diode driving apparatus.
LED, liquid crystal display, transformer
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 달라 지므로, 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 a rod shape, it is weak to shock, has a high risk of breakage, and the luminance is different for each lamp position because the temperature is not constant according to the lamp position. May deteriorate color reproducibility.
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 순간적으로 전류가 집중되어 시각적 노이즈나 청각적 노이즈가 발생되는 문제점이 있다.However, such a light emitting diode has a problem in that a current is concentrated at an instant and visual noise or audio noise is generated.
실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드에 제공되는 전류를 효과적으로 분산시킬 수 있다.The LED driving apparatus according to the embodiment can effectively distribute the current provided to the LED.
일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 1차측으로 입력되는 전압을 변압하여 2차측으로 제공하는 제 1 변압기, 상기 제 1 변압기의 2차측에 병렬 연결되며, 제 1 제어 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 1 스위칭 소자, 상기 제 1 변압기의 2차측과 접지 사이에 연결되며, 상기 제 1 제어 신호의 반전 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 2 스위칭 소자, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연 결되며 상기 제 1 변압기의 2차측으로 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹, 1차측으로 입력되는 전압을 변압하여 2차측으로 제공하는 제 2 변압기, 상기 제 2 변압기의 2차측에 병렬 연결되며, 제 2 제어 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 3 스위칭 소자, 상기 제 2 변압기의 2차측과 접지 사이에 연결되며, 상기 제 2 제어 신호의 반전 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 4 스위칭 소자 및 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되며 상기 제 2 변압기의 2차측으로 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹을 포함하며, 상기 제 1 변압기의 1차측 및 상기 제 2 변압기의 1차측은 직렬 연결되고, 폐루프가 형성된다.The LED driving apparatus according to an embodiment may be connected in parallel to a first transformer and a secondary side of the first transformer for converting a voltage input to the primary side and providing the secondary side, and turned on or off by a first control signal. The first switching element is connected between the secondary side of the first transformer and the ground, the second switching element turned on or off by the inverted signal of the first control signal, a plurality of light emitting diodes are connected in series A first group of light emitting diodes connected to the secondary side of the first transformer, a second transformer for transforming the voltage input to the primary side to provide to the secondary side, connected in parallel to the secondary side of the second transformer, the second control signal A third switching element turned on or off by a third switching element, connected between the secondary side of the second transformer and ground, and turned on by an inversion signal of the second control signal And a second group of light emitting diodes connected to each other or turned off and a plurality of light emitting diodes connected in series and connected to the secondary side of the second transformer, wherein the primary side of the first transformer and the first of the second transformer are connected. The vehicle side is connected in series and a closed loop is formed.
다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 1차측으로 입력되는 전압을 변압하여 2차측으로 제공하는 제 1 변압기, 상기 제 1 변압기의 2차측에 병렬 연결되며, 제 1 제어 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 1 스위칭 소자, 상기 제 1 변압기의 2차측과 접지 사이에 연결되며, 상기 제 1 제어 신호의 반전 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 2 스위칭 소자, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되며 상기 제 1 변압기의 2차측으로 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹, 1차측으로 입력되는 전압을 변압하여 2차측으로 제공하는 제 2 변압기, 상기 제 2 변압기의 2차측에 병렬 연결되며, 제 2 제어 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 3 스위칭 소자, 상기 제 2 변압기의 2차측과 접지 사이에 연결되며, 상기 제 2 제어 신호의 반전 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 4 스위칭 소자, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되며 상기 제 2 변압기의 2차측으로 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹, 1차측으로 입력되는 전압을 변압하여 2차측으로 제공하는 제 3 변압기, 상기 제 3 변압기의 2차측에 병렬 연결되며, 제 3 제어 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 5 스위칭 소자, 상기 제 3 변압기의 2차측과 접지 사이에 연결되며, 상기 제 3 제어 신호의 반전 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되는 제 6 스위칭 소자 및 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되며 상기 제 3 변압기의 2차측으로 연결되는 제 3 발광 다이오드 그룹을 포함하며, 상기 제 1 변압기의 1차측, 상기 제 2 변압기의 1차측 및 상기 제 3 변압기의 1차측은 직렬 연결되고, 폐루프가 형성된다.The LED driving apparatus according to another embodiment may be connected in parallel to a first transformer and a secondary side of the first transformer for converting a voltage input to the primary side and providing the secondary side, and turned on or off by a first control signal. The first switching device is connected between the secondary side of the first transformer and the ground, the second switching device turned on or off by the inverted signal of the first control signal, a plurality of light emitting diodes are connected in series A first group of light emitting diodes connected to a secondary side of a first transformer, a second transformer for transforming a voltage input to the primary side and providing the secondary side, and connected in parallel to a secondary side of the second transformer, by a second control signal A third switching element, which is turned on or off, is connected between the secondary side of the second transformer and ground and is turned by an inverted signal of the second control signal Or a fourth switching element that is turned off or turned off, a second group of light emitting diodes connected in series and connected to the secondary side of the second transformer, and a third transformer for transforming a voltage input to the primary side and providing the voltage to the secondary side A fifth switching element connected in parallel to the secondary side of the third transformer, the fifth switching element turned on or off by a third control signal, connected between the secondary side of the third transformer and ground, and inverting the third control signal. A sixth switching element turned on or off by a signal and a plurality of light emitting diodes connected in series and connected to a secondary side of the third transformer; The primary side of the second transformer and the primary side of the third transformer are connected in series and a closed loop is formed.
실시예들에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드 그룹 별로 별도의 스위칭 소자를 구비하며, 각각의 스위칭 소자에 서로 다른 위상의 제어 신호를 인가함으로써, 발광 다이오드에 제공되는 전류를 효과적으로 분산시킬 수 있으므로, 시각적 노이즈나 청각적 노이즈를 억제할 수 있다.The LED driving apparatus according to the embodiments includes a separate switching element for each LED group, and by applying a control signal of a different phase to each switching element, it is possible to effectively distribute the current provided to the light emitting diode, Visual noise and audio noise can be suppressed.
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 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a LED driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 도 1에 도시된 것처럼, 제 1 변압기(120), 제 1 발광 다이오드 그룹(130), 제 1 스위칭 소자(Q1), 제 2 스위칭 소자(Q2), 제 2 변압기(220), 제 2 발광 다이오드 그룹(230), 제 3 스위칭 소자(Q3), 제 4 스위칭 소자(Q4), 제 3 변압기(320), 제 3 발광 다이오드 그 룹(330), 제 5 스위칭 소자(Q5) 및 제 6 스위칭 소자(Q6)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the LED driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
제 1 변압기(120)는 1차측으로 입력되는 전압을 변압하여 2차측으로 제공하며, 제 1 발광 다이오드 그룹(130)은 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되고, 제 1 변압기(120)의 2차측과 전원 전압(Vout)에 연결된다.The
한편, 제 1 스위칭 소자(Q1)는 제 1 변압기(120)의 2차측에 병렬 연결되며, 제 1 제어 신호(Gate1)에 의해서 턴온되거나 턴오프되며, 양방향으로 전류를 흘릴 수 있는 것이 바람직하므로, 실리콘 제어 정류 소자(Silicon Controlled Rectifier; SCR)로 구성될 수 있다.On the other hand, since the first switching element Q1 is connected in parallel to the secondary side of the
또한, 제 2 스위칭 소자(Q2)는 제 1 변압기(120)의 2차측과 접지(GND) 사이에 연결되며, 제 1 제어 신호(Gate1)의 반전 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되며, 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)나 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)로 구성될 수 있다. 여기에서, 인버터(I1)는 제 1 제어 신호(Gate1)를 반전시키기 위한 것이다.In addition, the second switching element Q2 is connected between the secondary side of the
제 1 스위칭 소자(Q1)가 턴온되는 동안에는 제 2 스위칭 소자(Q2)는 턴오프되며, 제 1 스위칭 소자(Q1)가 턴오프되는 동안에는 제 2 스위칭 소자(Q2)는 턴온된다.The second switching element Q2 is turned off while the first switching element Q1 is turned on, and the second switching element Q2 is turned on while the first switching element Q1 is turned off.
제 2 변압기(220)는 1차측으로 입력되는 전압을 변압하여 2차측으로 제공하며, 제 2 발광 다이오드 그룹(230)은 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되고, 제 2 변압기(220)의 2차측과 전원 전압(Vout)에 연결된다.The
한편, 제 3 스위칭 소자(Q3)는 제 2 변압기(220)의 2차측에 병렬 연결되며, 제 2 제어 신호(Gate2)에 의해서 턴온되거나 턴오프되며, 양방향으로 전류를 흘릴 수 있는 것이 바람직하므로, 실리콘 제어 정류 소자(Silicon Controlled Rectifier; SCR)로 구성될 수 있다.On the other hand, since the third switching element (Q3) is connected in parallel to the secondary side of the
또한, 제 4 스위칭 소자(Q4)는 제 2 변압기(220)의 2차측과 접지(GND) 사이에 연결되며, 제 2 제어 신호(Gate2)의 반전 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되며, 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)나 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)로 구성될 수 있다. 여기에서, 인버터(I2)는 제 2 제어 신호(Gate2)를 반전시키기 위한 것이다.In addition, the fourth switching element Q4 is connected between the secondary side of the
제 3 스위칭 소자(Q3)가 턴온되는 동안에는 제 4 스위칭 소자(Q4)는 턴오프되며, 제 3 스위칭 소자(Q3)가 턴오프되는 동안에는 제 4 스위칭 소자(Q4)는 턴온된다.The fourth switching element Q4 is turned off while the third switching element Q3 is turned on, and the fourth switching element Q4 is turned on while the third switching element Q3 is turned off.
제 3 변압기(320)는 1차측으로 입력되는 전압을 변압하여 2차측으로 제공하며, 제 3 발광 다이오드 그룹(330)은 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되고, 제 3 변압기(320)의 2차측과 전원 전압(Vout)에 연결된다.The
한편, 제 5 스위칭 소자(Q5)는 제 3 변압기의 2차측에 병렬 연결되며, 제 3 제어 신호(Gate3)에 의해서 턴온되거나 턴오프되며, 양방향으로 전류를 흘릴 수 있는 것이 바람직하므로, 실리콘 제어 정류 소자(Silicon Controlled Rectifier; SCR)로 구성될 수 있다.On the other hand, since the fifth switching element Q5 is connected in parallel to the secondary side of the third transformer, turned on or off by the third control signal Gate3, it is preferable to be able to flow a current in both directions, so that the silicon controlled rectification It may be composed of a silicon controlled rectifier (SCR).
또한, 제 6 스위칭 소자(Q6)는 제 3 변압기(320)의 2차측과 접지(GND) 사이 에 연결되며, 제 3 제어 신호(Gate3)의 반전 신호에 의해서 턴온되거나 턴오프되며, 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)나 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)로 구성될 수 있다. 여기에서, 인버터(I3)는 제 3 제어 신호(Gate3)를 반전시키기 위한 것이다.In addition, the sixth switching element Q6 is connected between the secondary side of the
제 5 스위칭 소자(Q5)가 턴온되는 동안에는 제 6 스위칭 소자(Q6)는 턴오프되며, 제 5 스위칭 소자(Q5)가 턴오프되는 동안에는 제 6 스위칭 소자(Q6)는 턴온된다.The sixth switching element Q6 is turned off while the fifth switching element Q5 is turned on, and the sixth switching element Q6 is turned on while the fifth switching element Q5 is turned off.
여기에서, 제 1 변압기(120)의 1차측, 제 2 변압기(220)의 1차측 및 제 3 변압기(320)의 1차측은 직렬 연결되고, 폐루프가 형성되며, 제 1 제어 신호(Gate1)의 위상, 제 2 제어 신호(Gate2)의 위상 및 제 3 제어 신호(Gate3)의 위상은 서로 다르다.Here, the primary side of the
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 제 1 변압기(120), 제 1 발광 다이오드 그룹(130), 제 1 스위칭 소자(Q1), 제 2 스위칭 소자(Q2), 제 2 변압기(220), 제 2 발광 다이오드 그룹(230), 제 3 스위칭 소자(Q3) 및 제 4 스위칭 소자(Q4)를 포함하여 구성될 수 있다.In another exemplary embodiment, a light emitting diode driving apparatus includes a
물론, 제 1 변압기(120)의 1차측 및 제 2 변압기(220)의 1차측은 직렬 연결되고, 폐루프가 형성되며, 제 1 제어 신호(Gate1)의 위상 및 제 2 제어 신호(Gate2)의 위상은 서로 다르다.Of course, the primary side of the
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 제 1 변압기(120), 제 1 발광 다이오드 그룹(130), 제 1 스위칭 소자(Q1), 제 2 스위칭 소 자(Q2), 제 2 변압기(220), 제 2 발광 다이오드 그룹(230), 제 3 스위칭 소자(Q3), 제 4 스위칭 소자(Q4), 제 3 변압기(320), 제 3 발광 다이오드 그룹(330), 제 5 스위칭 소자(Q5), 제 6 스위칭 소자(Q6), 제 4 변압기, 제 4 발광 다이오드 그룹, 제 7 스위칭 소자 및 제 8 스위칭 소자를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the LED driving apparatus according to another embodiment of the present invention is the
물론, 제 1 변압기(120)의 1차측, 제 2 변압기(220)의 1차측, 제 3 변압기(320)의 1차측 및 제 4 변압기의 1차측은 직렬 연결되고, 폐루프가 형성되며, 제 1 제어 신호(Gate1)의 위상, 제 2 제어 신호(Gate2)의 위상, 제 3 제어 신호(Gate3)의 위상 및 제 4 제어 신호의 위상은 서로 다르다.Of course, the primary side of the
본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 발광 다이오드 그룹 별로 별도의 스위칭 소자를 구비하며, 각각의 스위칭 소자에 서로 다른 위상의 제어 신호를 인가함으로써, 발광 다이오드에 제공되는 전류를 효과적으로 분산시킬 수 있으므로, 시각적 노이즈나 청각적 노이즈를 억제할 수 있다.The LED driving apparatus according to the embodiments of the present invention includes a separate switching element for each LED group, and applies a control signal having a different phase to each switching element, thereby effectively distributing a current provided to the LED. Therefore, visual noise and audio noise can be suppressed.
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 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a LED driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]
120: 제 1 변압기120: the first transformer
220: 제 2 변압기220: second transformer
320: 제 3 변압기320: third transformer
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