KR101077356B1 - LED Driver - Google Patents
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Abstract
본 발명의 LED 드라이버는, 입력 포트로 교류 전압을 공급받는 트랜스포머부; 상기 트랜스포머부의 출력 포트로부터 제1 방향의 전류를 공급받는 적어도 1개의 제1 LED 스트링들; 상기 트랜스포머부의 출력 포트로부터 제2 방향의 전류를 공급받는 적어도 1개의 제2 LED 스트링들; 상기 트랜스포머부의 출력 포트와 상기 제1 LED 스트링들 사이에 위치하는 적어도 1개의 제1 밸런싱 커패시터들; 상기 트랜스포머부의 출력 포트와 상기 제2 LED 스트링들 사이에 위치하는 적어도 1개의 제2 밸런싱 커패시터들; 상기 제2 스트링들과 상기 제1 밸런싱 커패시터들간에 정류를 위한 단방향 전류 경로를 형성하기 위한 적어도 1개의 제1 정류 다이오드들; 및 상기 제1 스트링들과 상기 제2 밸런싱 커패시터들간에 정류를 위한 단방향 전류 경로를 형성하기 위한 적어도 1개의 제2 정류 다이오드들을 포함한다.LED driver of the present invention, the transformer unit for receiving an AC voltage to the input port; At least one first LED string receiving current in a first direction from an output port of the transformer unit; At least one second LED string receiving current in a second direction from an output port of the transformer unit; At least one first balancing capacitors positioned between the output port of the transformer portion and the first LED strings; At least one second balancing capacitor positioned between the output port of the transformer portion and the second LED strings; At least one first rectifying diodes for forming a unidirectional current path for rectification between the second strings and the first balancing capacitors; And at least one second rectifying diode for forming a unidirectional current path for rectification between the first strings and the second balancing capacitors.
LED 드라이버, DC-AC 변환, 발광 다이오드, 백라이트 LED Driver, DC-AC Conversion, Light Emitting Diode, Backlight
Description
본 발명은 LED(Light Emitting Diode)들에 구동 전력을 공급하는 LED 드라이버에 관한 것이다.The present invention relates to an LED driver for supplying driving power to LEDs (Light Emitting Diodes).
다수개의 LED(Light Emitting Diode) 스트링들로 이루어진 LED 광원 장치는 조명 응용기기나 LDC 패널의 백라이트 등을 위한 폭넓은 용도로 빠르게 보급되고 있다. LED light source devices consisting of a plurality of strings of light emitting diodes (LEDs) are rapidly spreading for a wide range of applications for lighting applications or backlights of LDC panels.
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.LEDs with high brightness as a whole can be used in many applications, including backlights of liquid crystal displays (LCDs) based on monitors and televisions (collectively referred to as monitors hereinafter). In large LCD monitors, LEDs are typically supplied to one or more strings of LEDs connected in series to share a common current.
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.To provide backlight for LCD monitors, one of two basic techniques is commonly used. The first technique uses one or more strings of white LEDs, which typically include blue LEDs with phosphors (materials). This phosphor absorbs the blue light generated by the LED and emits white light. In the second technique, one or more individual strings of colored LEDs are placed adjacent to each other so that the light combined with each other looks like white light.
그런데, 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 정전류원 등을 추가로 필요로 한다.However, due to the deviation of characteristics (eg, forward voltage drop) between each LED element constituting the LED string, LED strings of the same type of LEDs also exhibit different electrical characteristics (eg, voltage drop). Thus, in order to allow the same current to flow through each of the LED strings, a controllable constant current source, etc., connected in series to each of the LED strings to compensate for different voltage drops is additionally required.
즉, 상기 LED 스트링들의 서로 다른 전압 강하를 보상하도록 동작하는 손실 능동 소자(dissipative active element)를 적용할 수 있다. 그러나, 상기 손실 능동 소자는 현저한 열원으로서, 전체 LED 드라이버에 대한 방열 비용이 증가하고 전력 전달 효율이 낮아져서 전원 공급 장치의 용량이 크게 요구하는 문제를 야기한다.That is, a dissipative active element that operates to compensate for different voltage drops of the LED strings may be applied. However, the lossy active element is a significant heat source, which increases the heat dissipation cost for the entire LED driver and lowers the power transfer efficiency, causing a problem that the capacity of the power supply is large.
본 발명은 발열 손실을 억제할 수 있는 LED 드라이버를 제공하고자 한다.The present invention is to provide an LED driver that can suppress the heat loss.
또는, 본 발명은 전력 낭비를 억제할 수 있는 LED 드라이버를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide an LED driver that can suppress power waste.
또는, 본 발명은 저렴한 구조로 LED 스트링들 간의 전류 밸런싱을 제공할 수 있는 LED 드라이버를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide an LED driver capable of providing current balancing between LED strings in an inexpensive structure.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 드라이버는, 적어도 2개의 LED 스트링들;LED driver according to an embodiment of the present invention, at least two LED strings;
교류 전압을 정류하여 상기 LED 스트링들에 공급하는 정류부; 상기 LED 스트링들의 전류 밸런싱을 맞추기 위해, 상기 각 LED 스트링들의 전류 경로에 위치하는 적어도 2개의 전류 벨런싱 커패시터들을 포함한다.A rectifier for rectifying an AC voltage and supplying the LED strings; In order to match the current balancing of the LED strings, at least two current balancing capacitors are located in the current path of each of the LED strings.
본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 드라이버는, 입력 포트로 교류 전압을 공급받는 트랜스포머부; 상기 트랜스포머부의 출력 포트로부터 제1 방향의 전류를 공급받는 적어도 1개의 제1 LED 스트링들; 상기 트랜스포머부의 출력 포트로부터 제2 방향의 전류를 공급받는 적어도 1개의 제2 LED 스트링들; 상기 트랜스포머부의 출력 포트와 상기 제1 LED 스트링들 사이에 위치하는 적어도 1개의 제1 밸런싱 커패시터들; 상기 트랜스포머부의 출력 포트와 상기 제2 LED 스트링들 사이에 위치하는 적어도 1개의 제2 밸런싱 커패시터들; 상기 제2 스트링들과 상기 제1 밸런 싱 커패시터들간에 정류를 위한 단방향 전류 경로를 형성하기 위한 적어도 1개의 제1 정류 다이오드들; 및 상기 제1 스트링들과 상기 제2 밸런싱 커패시터들간에 정류를 위한 단방향 전류 경로를 형성하기 위한 적어도 1개의 제2 정류 다이오드들을 포함한다.LED driver according to another embodiment of the present invention, the transformer unit for receiving an AC voltage to the input port; At least one first LED string receiving current in a first direction from an output port of the transformer unit; At least one second LED string receiving current in a second direction from an output port of the transformer unit; At least one first balancing capacitors positioned between the output port of the transformer portion and the first LED strings; At least one second balancing capacitor positioned between the output port of the transformer portion and the second LED strings; At least one first rectifying diodes for forming a unidirectional current path for rectification between the second strings and the first balancing capacitors; And at least one second rectifying diode for forming a unidirectional current path for rectification between the first strings and the second balancing capacitors.
상기 구성에 따른 본 발명의 LED 드라이버를 실시함에 의해, LED 드라이버의 발열 손실을 억제할 수 있는 이점이 있다.By implementing the LED driver of the present invention according to the above configuration, there is an advantage that the heat generation loss of the LED driver can be suppressed.
또는, 본 발명의 LED 드라이버는, LED 드라이버의 구동 전력 손실을 억제할 수 있는 이점이 있다.Alternatively, the LED driver of the present invention has an advantage of suppressing driving power loss of the LED driver.
또는, 본 발명의 LED 드라이버는, 그 제작 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.Or the LED driver of this invention has the advantage that the manufacturing cost can be reduced.
또는, 본 발명의 LED 드라이버는, 간단한 구조로 LED 스트링들 간의 전류 밸런싱을 제공할 수 있는 이점이 있다.Alternatively, the LED driver of the present invention has the advantage of providing a current balancing between the LED strings in a simple structure.
도 1은 리니어 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 구조를 도시한다.1 illustrates a structure of an LED driver for smoothing driving power of LED strings in a linear driving scheme.
도시한 바와 같이, 각 LED 스트링들은 공통의 전력 공급부(11)로부터 구동 전력을 공급받으며, 각 LED 스트링들(14)이 형성하는 전류 경로에는 바이폴라 트랜 지스터(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.As shown, each LED string is supplied with driving power from a
도시한 방식의 LED 드라이버는, 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.While the illustrated LED driver has the advantage of accurate current control and easy implementation of additional functions such as dimming, LED strings having different forward voltage drop values are unilaterally the same size. By forcing a current to flow, there is a disadvantage in that heat generation loss caused by the
도 2는 스위칭 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 구조를 도시한다.2 shows the structure of an LED driver that smoothes the driving power of the LED strings in a switching manner.
도시한 LED 드라이버의 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. Each LED string 24 of the illustrated LED driver is provided with DC-DC converters 21 for switching driving, respectively. As shown in the figure, time-sharing control of the switching transistor 32 of each DC-DC converter 21 according to the current detected by the
도시한 방식의 LED 드라이버는, 저항 성분으로 인한 발열 손실을 억제할 수 있는 장점이 있는 반면, 정확한 전류 제어 과정이 비교적 복잡하며, 비용이 증대하며, 부가 기능 구현이 어려운 단점이 있다.While the illustrated LED driver has an advantage of suppressing heat dissipation due to a resistive component, an accurate current control process is relatively complicated, costs are increased, and additional functions are difficult to implement.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 LED 드라이버의 개념을 도시한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating the concept of an LED driver according to the spirit of the present invention.
도시한 LED 드라이버는, 적어도 2개의 LED 스트링들(103); 교류 전압을 정류하여 상기 LED 스트링들에 공급하는 정류부(107); 상기 LED 스트링들의 전류 밸런싱을 맞추기 위해, 상기 각 LED 스트링들의 전류 경로에 위치하는 적어도 2개의 전류 벨런싱 커패시터들(105)을 포함하며, 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. The illustrated LED driver includes at least two
도 4는 분할 교류 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 일 실시예의 구조를 도시한다. 4 shows the structure of one embodiment of an LED driver that smoothes the drive power of LED strings in a split AC drive scheme.
도 4의 DC-AC 컨버터(110)가 도 3의 DC-AC 컨버터(11)의 역할을 하며, 도 4의 제1/제2 정류 다이오드(170, 180)와 제1/제2 보조 정류 다이오드(210, 220)(또는 제1/제2 LED 스트링들(130, 140))이 도 3의 정류부(107) 역할을 수행한다. The DC-AC
도 4의 제1/제2 밸런싱 커패시터(150, 160)가 도 3의 전류 밸런싱 커패시터(105)의 역할을 수행하며, 도 4의 제1/제2 LED 스트링들(130, 140)이 도 3의 LED 스트링들(103)의 역할을 수행한다.The first and
도 4에 도시한 LED 드라이버는, LED 드라이버로 교류 전압을 인가하는 교류 전원으로서 DC-AC 컨버터(110); 입력 포트로 상기 DC-AC 컨버터(110)의 교류 전압을 공급받는 트랜스포머부(120); 상기 트랜스포머부(120)의 출력 포트로부터 제1 방향(A)의 전류를 공급받는 적어도 1개의 제1 LED 스트링들(130); 상기 트랜스포머부(120)의 출력 포트로부터 제2 방향(B)의 전류를 공급받는 적어도 1개의 제2 LED 스트링들(140); 상기 트랜스포머부(120)의 출력 포트와 상기 제1 LED 스트링들(130) 사이에 위치한 적어도 1개의 제1 밸런싱 커패시터들(150); 상기 트랜스포머부(120)의 출력 포트와 상기 제2 LED 스트링들(140) 사이에 위치한 적어도 1개의 제2 밸런싱 커패시터들(160); 상기 제2 LED 스트링들(140)을 경유한 전류를 상기 제1 밸런싱 커패시터 (150)들을 통해 상기 트랜스포머부(120)로 보내기 위한 적어도 1개의 제1 정류 다이오드들(170); 및 상기 제1 LED 스트링들(130)을 경유한 전류를 상기 제2 밸런싱 커패시터들(160)을 통해 상기 트랜스포머부(120)로 보내기 위한 적어도 1개의 제2 정류 다이오드들(180)을 포함할 수 있다.The LED driver shown in FIG. 4 includes a DC-
여기서, 상기 제1 LED 스트링들(130)은, 상기 제1 밸런싱 커패시터들(150)부터 상기 제1 LED 스트링들(130)로의 방향으로 전류가 흐르도록 배치되며, 상기 제2 LED 스트링들(140)은, 제2 밸런싱 커패시터들(160)부터 상기 제2 LED 스트링들(140)로의 방향으로 전류가 흐르도록 배치되었다. 따라서, 제1/제2 LED 스트링들(130, 140) 자체의 역방향 전류 차단 기능으로 인하여, 상기 제1/제2 정류 다이오드들(170, 180)과 제1/제2 LED 스트링들(130, 140)은 일종의 정류기 회로를 형성할 수 있다. 이는 상기 제1/제2 LED 스트링들(130, 140)은 기본적으로 다이오드로서의 특성을 가지고 있기 때문이다.Here, the
그러나, 제1/제2 리플 제거 커패시터들(250, 260)을 배치하기 위해 또는, 순간적으로 고압의 역방향 전류로 인한 LED의 파손을 방지하기 위해, 상기 제1 밸런싱 커패시터들(150) 및 상기 제1 LED 스트링들(130) 사이에 상기 제1 LED 스트링들(130)과 동일한 방향으로 연결된 적어도 1개의 제1 보조 정류 다이오드들(210)을 배치하고, 상기 제2 밸런싱 커패시터들(160) 및 상기 제2 LED 스트링들(140) 사이에 상기 제2 LED 스트링들(140)과 동일한 방향으로 연결된 적어도 1개의 제2 보조 정류 다이오드들(220)을 배치할 수 있다.However, in order to place the first / second
또한, 상기 제1/제2 LED 스트링들(130, 140)을 보호하기 위하여, 상기 제1 보조 정류 다이오드들(210) 및 상기 제1 LED 스트링들(130) 사이에 연결된 적어도 1개의 제1 저항들(230); 및 상기 제2 보조 정류 다이오드들(220) 및 상기 제2 LED 스트링들(140) 사이에 연결된 적어도 1개의 제2 저항들(240)을 추가로 배치할 수 있다.In addition, at least one first resistor connected between the first auxiliary rectifying
또한, 상기 트랜스포머부(120) 및 제1/제2 밸런싱 커패시터 (150, 160)를 경유하여 유입되는 전류 중 리플 성분을 바이패스시키기 위하여, 상기 제1 LED 스트링들(130)과 병렬로 연결된 적어도 1개의 제1 리플 제거 커패시터들(250); 및 상기 제2 LED 스트링들(140)과 병렬로 연결된 적어도 1개의 제2 리플 제거 커패시터들(260)을 배치할 수 있다.In addition, in order to bypass the ripple component of the current flowing through the
도시한 바와 같이, 상기 제1 정류 다이오드들(210)은 캐소드가 상기 각 제1 밸런싱 커패시터 (150)에 연결되고, 상기 제2 정류 다이오드들(220)은, 캐소드가 상기 각 제2 밸런싱 커패시터 (160)에 연결되고, 제1/제2 정류 다이오드(210, 220) 의 캐노드는 공통 연결된다.As shown, the first rectifying
상기 제1 LED 스트링들(130) 및 제2 LED 스트링들(140)의 캐소드측 일단은 서로 공통으로 연결되고, 상기 제1 LED 스트링들(130) 및 제2 LED 스트링들(140)의 캐소드측 공통 노드에 모인 전류는, 상기 제1 정류 다이오드들(170) 및 제2 정류 다이오드들(180)의 애노드측 공통 노드로 흐르게 된다.One end of the cathode side of the
여기서, 상기 제1 LED 스트링들(130) 및 제2 LED 스트링들(140)의 캐소드측 공통 노드(C)와 상기 제1 정류 다이오드들(170) 및 제2 정류 다이오드들(180)의 애노드측 공통 노드(D) 사이에 측정 저항(190)이 배치될 수 있다.Here, the cathode side common node C of the
상기 측정 저항(190)은, LED 드라이버 내에서 LED 구동을 위한 기능을 수행하지는 않으나, LED 드라이버의 전체 전류를 용이하게 감지하기 위하여 사용된다. 즉, 상기 측정 저항(190) 양단에 걸리는 전압로부터 측정 저항(190)을 흐르는 전류를 산정할 수 있다. 이는 전류 측정하는 소자는 크기 및 비용면에서 부담이 되나, 전압을 측정하는 소자는 크기 및 비용면에서 부담이 작기 때문이다. The
상기 DC-AC 컨버터(110)는, 4개의 스위칭 트랜지스터를 이용하여, 상기 트랜스포머부(120)의 입력측 코일에 인가하는 직류 전류의 방향을 바꿔주는 방식으로, 직류 전압을 교류 전압으로 변환할 수 있다.The DC-
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 LED 드라이버는, 상기 DC-AC 컨버터(110)의 4개의 스위칭 트랜지스터를 제어하는 제어 신호들(C1, C2)을 생성하는 제어부를 구비할 수 있다.Although not shown, the LED driver may include a controller that generates control signals C1 and C2 for controlling four switching transistors of the DC-
상기 제어부는 상기 측정용 저항(190)에 흐르는 전류를 입력받아, 상기 전류 가 일정하도록 피드백 제어하는데, 상기 제어 신호들(C1, C2)을 이용할 수 있다.The controller may receive the current flowing through the
도시한 LED 드라이버는, 상기 C 노드에 옵셋 전압을 부여하기 위한 제1 옵셋 인가부(280), 및 상기 D 노드에 옵셋 전압을 부여하기 위한 제2 옵셋 인가부(270)를 더 포함할 수 있다.The illustrated LED driver may further include a first
도시한 LED 드라이버의 동작을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the illustrated LED driver is as follows.
상기 트랜스포머부의 출력단측 코일에는 교류 패턴(예: 사인파)의 전류가 흐르게 되며, 상기 교류 전류는 제1 밸런싱 커패시터 및 제2 밸런싱 커패시터 를 경유하여 제1/제2 LED 스트링들로 인가된다.A current of an alternating current pattern (for example, a sine wave) flows through the coil of the output end side of the transformer unit, and the alternating current is applied to the first / second LED strings via a first balancing capacitor and a second balancing capacitor.
사인파 중 플러스 방향 패턴에 따라, 상기 트랜스포머부의 출력단측 코일에 A 방향으로 전류가 흐르면, 상기 A 방향 전류는 순방향 바이어스가 걸리는 제1 LED 스트링들(130) 및 제1 보조 정류 다이오드(210)를 통과하나, 역방향 바이어스가 걸리는 제2 LED 스트링들(140) 및 제2 보조 정류 다이오드(220)는 통과하지 못한다.According to the positive direction pattern of the sine wave, when a current flows in the A direction of the output side coil of the transformer unit, the A direction current passes through the
상기 제1 LED 스트링들(130)을 통과한 전류는 C 노드에 모이고, 측정 저항(190)을 경유하여 D 노드로 유출된다. 그런데, 전류가 흐르는 상기 제1 LED 스트링들(130) 및 제1 보조 정류 다이오드(210)에 의한 전압 강하 때문에, 제1 정류 다이오드들(170)에는 역방향 바이어스가 걸려서 전류 경로가 차단되나, A 방향 전류를 흐르게 하기 위한 상기 트랜스포머부의 출력단측 코일의 기전력에 의해 상기 제2 다이오드들(180)에는 순방향 바이어스가 걸려서 전류 경로가 개방된다. 그 결과, 상기 D노드에 유입된 전류는 제2 밸런싱 커패시터들(160)을 경유하여 상기 트 랜스포머부(120)로 순환하게 된다.Current passing through the first LED strings 130 is collected at the node C and flows out to the node D via the
그 결과, 상기 A 방향으로 전류가 흐르는 구간에서는, 제1 LED 스트링들(130)이 구동되고, 제2 LED 스트링들(140)은 구동되지 않는다. 마찬가지의 과정으로 B 방향으로 전류가 흐르는 구간에서는, 제2 LED 스트링들(140)이 구동되고, 제1 LED 스트링들(130)은 구동되지 않는다. As a result, the
즉, 상기 제1 정류 다이오드(170)와 제1 보조 정류 다이오드(210)(또는, 제1 LED 스트링들(130))는, 일종의 반파 정류 회로를 형성한다. 또한, 상기 제2 정류 다이오드(180)와 제1 보조 정류 다이오드(220)(또는, 제1 LED 스트링들(140))는, 일종의 반파 정류 회로를 형성한다. 2 경우 모두 반파 정류 회로 구조이지만, A 방향의 전류 구간에서는, 제1 LED 스트링들(180)이 구동되고, B 방향의 전류 구간에서는 제2 LED 스트링들(180)이 구동되므로, 일반적인 반파 정류 회로와 같은 전력 손실이 발생하지 않는다.That is, the
도시한 LED 드라이버는, 각 제1 LED 스트링들의 특성 편차로 인하여 순방향 전압 강하에 편차가 존재하는 경우, 상기 A 방향으로 전류가 흐르는 구간에서는, 상기 편차에 의해 상기 각 제1 밸런싱 커패시터들(150)에 서로 다른 전하가 축적될 뿐이다. 상기 각 제1 밸런싱 커패시터들(150)에 서로 다른 양으로 축적된 전하는, 상기 B 방향으로 전류가 흐르는 구간에서 소거된다. 결국, 도시한 LED 드라이버의 경우, 각 제1 LED 스트링들(130)의 순방향 전압 강하에 편차가 존재하여도, 상기 제1 LED 스트링들(130)에 전류 편차(또는 이로 인한 휘도 편차)가 발생하지 않는다. 마찬가지 원리로, 각 제2 LED 스트링들(140)의 순방향 전압 강하에 편차가 존재하여도, 상기 제2 LED 스트링들(140)에 전류 편차(또는 이로 인한 휘도 편차)가 발생하지 않는다. In the illustrated LED driver, when there is a deviation in the forward voltage drop due to the characteristic variation of each of the first LED strings, the respective
한편, 상기 A 방향 전류 경로 및 B 방향 전류 경로를 살펴보면, 2 전류 경로상에는 제1 저항(230) 및 제2 저항(240)을 제외하고는, 저항 성분이 존재하지 않는다. 따라서, 도시한 LED 드라이버는 저항 성분으로 인한 발열 손실을 크게 억제할 수 있음을 알 수 있다.Meanwhile, referring to the A direction current path and the B direction current path, except for the
도 5 내지 도 7은, 도 4 보다 단순한 구조를 가지는 다른 실시예에 따른 LED 드라이버를 도시한다.5 to 7 show an LED driver according to another embodiment having a simpler structure than that of FIG. 4.
도 5는 구동 경로에 저항이 전혀 없는 LED 드라이버이며, 도 6은 구동 경로에 제1 저항(230) 및 제2 저항(240) 만을 구비하는 LED 드라이버이며, 도 7은 LED 드라이버의 전체 전류를 용이하게 감지하기 위한 측정 저항(190) 만을 구비하는 드라이버이다. 도시한 각 LED 드라이버의 구성 및 동작은 상기 도 4의 설명으로부터 용이하게 유추할 수 있으므로 중복되는 기재를 생략하겠다.FIG. 5 is an LED driver having no resistance in the drive path, FIG. 6 is an LED driver having only the
도 8은 분할 교류 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 다른 실시예의 구조를 도시한다.8 shows the structure of another embodiment of an LED driver that smoothes the drive power of LED strings in a split AC drive scheme.
도시한 LED 드라이버는, LED 드라이버로 교류 전압을 인가하는 교류 전원으로서 DC-AC 컨버터(310); 입력 포트로 상기 DC-AC 컨버터(310)의 교류 전압을 공급받는 트랜스포머부(320); 상기 트랜스포머부(320)의 출력 포트로부터 제1 방향(B)의 전류를 공급받는 적어도 1개의 제1 LED 스트링들(330); 상기 트랜스포머부(320)의 출력 포트로부터 제2 방향(A)의 전류를 공급받는 적어도 1개의 제2 LED 스트링들(340); 상기 트랜스포머부(320)의 출력 포트와 상기 제1 LED 스트링들(330)을 커플링시키는 적어도 1개의 제1 밸런싱 커패시터들(350); 상기 트랜스포머부(320)의 출력 포트와 상기 제2 LED 스트링들(340)을 커플링시키는 적어도 1개의 제2 밸런싱 커패시터들(360); 상기 제1 밸런싱 커패시터 (350)들을 경유하여 상기 트랜스포머부(320)로부터 공급되는 전류를 제2 LED 스트링들(340)로 보내기 위한 적어도 1개의 제1 정류 다이오드들(370); 및 상기 제2 밸런싱 커패시터 (360)들을 경유하여 상기 트랜스포머부(320)로부터 공급되는 전류를 제1 LED 스트링들(330)로 보내기 위한 적어도 1개의 제2 정류 다이오드들(380)을 포함할 수 있다.The illustrated LED driver includes a DC-
여기서, 상기 제1 LED 스트링들(330)은, 상기 제1 LED 스트링들(330)부터 상기 제1 밸런싱 커패시터들(350)로의 방향으로 전류가 흐르도록 배치되며, 상기 제2 LED 스트링들(340)은, 상기 제2 LED 스트링들(340)부터 제2 밸런싱 커패시터들(360)로의 방향으로 전류가 흐르도록 배치되었다. Here, the
또한, 순간적으로 고압의 역방향 전류로 인한 LED의 파손을 방지하기 위해, 상기 제1 밸런싱 커패시터들(350) 및 상기 제1 LED 스트링들(330) 사이에 상기 제1 LED 스트링들(330)과 동일한 방향으로 연결된 적어도 1개의 제1 보조 정류 다이오드들(410)을 배치하고, 상기 제2 밸런싱 커패시터들(360) 및 상기 제2 LED 스트링들(340) 사이에 상기 제2 LED 스트링들(340)과 동일한 방향으로 연결된 적어도 1개 의 제2 보조 정류 다이오드들(420)을 배치할 수 있다.In addition, in order to prevent breakage of the LED due to a high voltage reverse current momentarily, the same as the
또한, 상기 제1/제2 LED 스트링들(330, 340)을 보호하기 위하여, 상기 제1 보조 정류 다이오드들(410) 및 상기 제1 LED 스트링들(430) 사이에 연결된 적어도 1개의 제1 저항들(430); 및 상기 제2 보조 정류 다이오드들(420) 및 상기 제2 LED 스트링들(340) 사이에 연결된 적어도 1개의 제2 저항들(440)을 추가로 배치할 수 있다.In addition, at least one first resistor connected between the first
또한, 상기 제1 LED 스트링들(330)과 병렬로 연결된 적어도 1개의 제1 리플 제거 커패시터들(450); 및 상기 제2 LED 스트링들(340)과 병렬로 연결된 적어도 1개의 제2 리플 제거 커패시터들(460)을 배치할 수 있다.In addition, at least one first
또한, 상기 제1 LED 스트링들(330) 및 제2 LED 스트링들(340)의 애소드측 공통 노드(C)와 상기 제1 정류 다이오드들(370) 및 제2 정류 다이오드들(380)의 캐노드측 공통 노드 사이(D)에 측정 저항(390)이 배치될 수 있다.In addition, a cathode of the anode side common node C of the
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 LED 드라이버는, 상기 DC-AC 컨버터(310)의 4개의 스위칭 트랜지스터를 제어하는 제어 신호들(C1, C2)을 생성하는 제어부를 구비할 수 있다.Although not shown, the LED driver may include a controller for generating control signals C1 and C2 for controlling four switching transistors of the DC-
상기 제어부는 상기 측정용 저항(190)에 흐르는 전류를 입력받아, 상기 전류가 일정하도록 피드백 제어하는데, 상기 제어 신호들(C1, C2)을 이용할 수 있다.The controller may receive the current flowing through the
도시한 LED 드라이버의 동작 및 원리에 대한 설명은 도 4의 설명에서 용이하게 유추할 수 있으므로 중복되는 기재를 생략하겠다.Description of the operation and principle of the illustrated LED driver can be easily inferred from the description of FIG.
도 9 내지 도 11은, 도 8 보다 단순한 구조를 가지는 다른 실시예에 따른 LED 드라이버를 도시한다.9 to 11 show an LED driver according to another embodiment having a simpler structure than that of FIG. 8.
도 9는 구동 경로에 저항이 전혀 없는 LED 드라이버이며, 도 10은 구동 경로에 제1 저항(430) 및 제2 저항(440) 만을 구비하는 LED 드라이버이며, 도 11은 LED 드라이버의 전체 전류를 용이하게 감지하기 위한 측정 저항(390) 만을 구비하는 드라이버이다. 도시한 각 LED 드라이버의 구성 및 동작은 상기 도 4 및 도 5의 설명으로부터 용이하게 유추할 수 있으므로 중복되는 기재를 생략하겠다.9 is an LED driver having no resistance in the drive path, FIG. 10 is an LED driver having only a
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.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
도 1은 리니어 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 구조를 도시한 회로도.1 is a circuit diagram showing a structure of an LED driver for smoothing the driving power of LED strings in a linear driving method.
도 2는 스위칭 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 구조를 도시한 회로도.2 is a circuit diagram showing the structure of an LED driver for smoothing the driving power of the LED strings in a switching manner.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 LED 드라이버의 개념을 도시한 블록도.3 is a block diagram illustrating the concept of an LED driver according to the spirit of the present invention.
도 4는 분할 교류 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 일 실시예의 구조를 도시한 회로도.4 is a circuit diagram showing an embodiment of an LED driver for smoothing the driving power of LED strings in a split AC drive scheme.
도 5는 분할 교류 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 다른 실시예의 구조를 도시한 회로도.Fig. 5 is a circuit diagram showing the structure of another embodiment of an LED driver for smoothing the driving power of LED strings in a split AC drive scheme.
도 6은 분할 교류 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 또 다른 실시예의 구조를 도시한 회로도.Fig. 6 is a circuit diagram showing the structure of another embodiment of an LED driver for smoothing the driving power of LED strings in a split AC drive scheme.
도 7은 분할 교류 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 또 다른 실시예의 구조를 도시한 회로도.Fig. 7 is a circuit diagram showing the structure of another embodiment of an LED driver for smoothing the driving power of LED strings in a split AC drive scheme.
도 8은 분할 교류 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 또 다른 실시예의 구조를 도시한 회로도.Fig. 8 is a circuit diagram showing the structure of another embodiment of an LED driver for smoothing the driving power of LED strings in a split AC drive scheme.
도 9는 분할 교류 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 또 다른 실시예의 구조를 도시한 회로도.Fig. 9 is a circuit diagram showing the structure of another embodiment of an LED driver for smoothing the driving power of LED strings in a split AC drive scheme.
도 10은 분할 교류 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 또 다른 실시예의 구조를 도시한 회로도.Fig. 10 is a circuit diagram showing the structure of another embodiment of an LED driver for smoothing the driving power of LED strings in a split AC drive scheme.
도 11은 분할 교류 구동 방식으로 LED 스트링들의 구동 전력을 평활화하는 LED 드라이버의 또 다른 실시예의 구조를 도시한 회로도.Fig. 11 is a circuit diagram showing the structure of another embodiment of an LED driver for smoothing the driving power of LED strings in a split AC drive scheme.
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