KR101126804B1 - 전압조절기능을 갖는 발광다이오드 어레이 제어회로, 발광다이오드 구동회로 및 그의 방법 - Google Patents

전압조절기능을 갖는 발광다이오드 어레이 제어회로, 발광다이오드 구동회로 및 그의 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전압조절기능을 갖는 LED 어레이 제어회로, LED 구동회로 및 그의 방법에 관한 것이다.
상기 LED 어레이는 공통노드에 결합되는 제1 단부와 제2 단부 및 직렬로 연결된 다중 LED 장치를 갖는 다중 LED 스트링을 포함한다. 상기 LED 어레이 제어회로는 상기 LED 어레이에 공급전압을 제공하기 위한 공통노드에 결합되는 제1 전원공급회로; 및 각 LED 스트링을 통해 전류를 제어하기 위한 LED 구동회로를 포함한다. 그리고 상기 LED 구동회로는, 각각의 다중 LED 스트링과 대응하는 다중전류원과; 각 전류원은 제1 단부와 제2 단부를 가지며 상기 전류원의 제1 단부는 대응하는 LED 스트링의 제2 단부와 결합되고, 상기 대응하는 LED 스트링에 대해 전압강하를 나타내는 신호에 따라 대응전류원의 제2 단부의 전압을 조정하기 위한 전압조절회로;를 포함한다.

Description

전압조절기능을 갖는 발광다이오드 어레이 제어회로, 발광다이오드 구동회로 및 그의 방법{LED ARRAY CONTROL CIRCUIT WITH VOLTAGE ADJUSTMENT FUNCTION AND DRIVER CIRCUIT AND METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 발광다이오드(이하,'LED'라 함) 어레이 제어회로, LED 구동회로 및 LED 어레이 제어방법에 관한 것으로, 특히 전압조절기능을 갖는 LED 어레이 제어회로에 관한 것이다. 본 발명은 LED 구동회로 및 전압조절기능을 갖는 LED 어레이 제어방법에 관한 것이다.
LED는 여러분야에 폭넓게 이용되고 있다. 예를 들면 어레이에 구비된 LED는 LCD의 백라이트로 이용된다. 도1a를 참조하면 LED 어레이(20)를 구동하기 위해 LED 어레이 제어회로(1)는 LED 어레이(20)에 적절한 전압과 전류가 공급되는 것이 요구된다.
특히 도1a 에 도시된 바와 같이 LED 어레이 제어회로(1)는 공급전압(VLED)를 LED 어레이(20)에 공급하는 제1 전원공급회로(10)를 포함한다. 상기 LED 어레이(20)는 N LED 스트링을 포함하고, 각 LED 스트링은 M LED를 갖고, M과 N은 양의 정수이다.
상기 N LED 스트링의 각각의 일단은 제1 전원공급회로(10)와 결합되고 N LED 스트링의 타단은 N 전류원(301) 중의 대응하는 하나와 결합된다. 각각의 전류원(301)은 대응하는 LED 스트링을 통해 전류를 제어하고 LED 어레이는 일정한 백라이트를 발생한다.
상기 전류원(301)의 회로다이아그램이 도1b에 도시된다. 전류원(301)이 일반적으로 동작할 때 전류원(301)에 의해 제공되는 전류 I LED가 ILED = V ref/R 에서 평형을 이룬다.
그러나 제조공정에서의 변화 때문에 LED에 인가되는 전압은 10%까지 변화를 가질 수 있다. 다시 말하면 LED 스트링에서의 전압강하는 10% 만큼의 변화를 갖는 LED 스트링과 달라질 수 있다. 예를 들어 각 LED 스트링은 20 LED를 포함하면 최악의 경우에 두 개의 LED 스트링 사이에서 전압변화는 6V가 될 수 있다.
모든 전류원(301)이 일반적으로 동작하도록 공급전압(VLED)은 가장 높은 전압강하를 갖는 LED 스트링을 지지할 만큼 충분히 높다. 그리고 낮은 전압강하를 갖는 몇몇 LED 스트링에서 6V까지의 과도전압이 있을 수 있다. 상기 과도전압은 대응하는 전류원의 트랜지스터에서 떨어지고 불필요한 전력소모와 열방출문제의 원인이 된다.
도2는 종래기술에 의한 것으로 전류원(301)의 트랜지스터와 저항기가 칩(31)의 외부 배치되는 것이 도1과 다르다. 그러나 도2의 회로는 도1의 회로와 같이 동일한 방법으로 동작하고 불필요한 전력소모와 열방출문제의 원인이 있다.
위와 같은 관점에서 본 발명은 상술한 종래기술에 의한 문제점을 해결하기 위해 전압조절기능을 갖는 LED 어레이 제어회로를 제공한다. 또한 본 발명은 전압조절기능을 갖는 LED 구동회로 및 LED 어레이 제어방법을 제공한다.
본 발명의 제1 목적은 전압조절기능을 갖는 LED 어레이 제어회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 전압조절기능을 갖는 LED 구동회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 전압조절기능을 가는 LED 어레이 제어방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 LED 어레이를 제어하기 위한 전압조절기능을 갖는 LED 어레이 제어회로는,
LED 어레이가 다중 LED 스트링을 포함하고, 각 LED 스트링은 제1 단부와 제2 단부로 구성됨과 동시에 직렬로 연결된 다중 LED 장치를 가지며 상기 제1 단부가 공통회로에 결합되는 구성을 갖는다.
상기 LED 어레이 제어회로는 상기 LED 어레이에 공급전압을 제공하기 위한 공통노드에 결합되는 제1 전원공급회로; 및 각 LED 스트링을 통해 전류를 제어하기 위한 LED 구동회로를 포함한다. 그리고 상기 LED 구동회로는, 각각의 다중 LED 스트링과 대응하는 다중전류원과; 각 전류원은 제1 단부와 제2 단부를 가지며 상기 전류원의 제1 단부는 대응하는 LED 스트링의 제2 단부와 결합되고, 상기 대응하는 LED 스트링에 대해 전압강하를 나타내는 신호에 따라 대응전류원의 제2 단부의 전압을 조정하기 위한 전압조절회로;를 포함한다.
상술한 LED 어레이 제어회로의 실시예에서 제1 전원공급회로는 음의 전압을 공급한다.
상기 LED 어레이 제어회로는 상기 LED 구동회로에 결합되는 제2 전원공급회로를 부가하여 포함하며 상기 LED 구동회로에 결합되는 대응하는 전류원의 제2 단부에 대해 선택적으로 전압을 제공한다.
상기 제2 전원공급회로는 벅스위칭조절기(buck switching regulator), 부스트스위칭 조절기(a boost switching regulator), 인버터스위칭 조절기(an inverter switching regulator), 벅-부스트스위칭 조절기(a buck-boost switching regulator), 인버터-부스트 스위칭 조절기(an inverter-boost switching regulator), 선형조절기(a linear regulator) 및 충전펌프(a charge pump) 중의 하나 또는 그 이상과 조합체를 포함한다.
상기 LED 구동회로는 상기 제2 전원공급회로로부터 제공되는 전압을 수신하고 상기 LED 구동회로에 결합되는 대응하는 전류원의 제2 단부에 대해 또 다른 선택으로 다른 전압을 발생하는 충전펌프를 포함한다.
상기 LED 어레이 제어회로에서 상기 전압조절회로는, 대응하는 LED 스트링에 대해 전압강하를 나타내는 신호와 기준전압을 비교하고, 대응하는 전류원의 제2 단부의 전압을 어떻게 조절하는지를 결정하는 비교기를 포함한다.
또한 상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 LED 어레이의 LED를 통해 전류를 제어하기 위한 전압조절기능을 갖는 LED 구동회로는,
LED 어레이가 다중 LED 스트링을 포함하고, 각 LED 스트링은 제1 단부와 제2 단부로 구성됨과 동시에 직렬로 연결된 다중 LED 장치를 가지며, 상기 제1 단부가 전원공급회로에 결합되는 구성을 갖는다.
상기 LED 구동회로는, 각각의 다중 LED 스트링과 대응하는 다중전류원과; 각 전류원은 제1 단부와 제2 단부를 가지며 상기 전류원의 제1 단부는 대응하는 LED 스트링의 제2 단부와 결합되고, 상기 대응하는 LED 스트링에 대해 전압강하를 나타내는 신호에 따라 대응전류원의 제2 단부의 전압을 조정하기 위한 전압조절회로;를 포함한다.
LED 구동회로는 상기 LED 구동회로의 외부로부터 제공되는 전압을 수신하고 LED 구동회로에 결합되는 대응하는 전류원의 제2 단부에 선택으로 다른 전압을 발생하는 충전펌프를 부가하여 포함한다.
또한 상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 LED 어레이를 제어하기 위한 방법은, 다중 LED 스트링을 포함하는 LED 어레이를 제공하는 단계와; 각 LED 스트링을 대응하는 LED 스트링을 통해 전류를 제어하는 대응하는 전류원의 일단부와 결합하는 단계; 및 대응하는 LED 스트링에 대한 전압강하에 따라 대응하는 전류원의 타단부의 전압을 조절하는 단계;를 포함한다.
상기 LED 어레이를 제어하기 위한 방법은 전류원의 제2 단부의 전압을 조절하기 위해 전압을 제공하기 위한 LED 구동회로에 전기적으로 결합되는 제2 전원회로를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의한 전압조절기능을 갖는 발광다이오드 어레이 제어회로, 발광다이오드 구동회로 및 그의 방법에 의하면 회로의 불필요한 전력소모를 줄이고 열방출을 원활하게 할 수 있다.
도1a는 종래기술에 의한 LED 제어회로의 회로를 도시한 것이고,
도1b는 전류원(301)의 회로를 도시한 것이고,
도2는 종래기술에 의한 LED 제어회로의 회로를 도시한 것이고,
도3은 본 발명에 의한 제1 실시예의 회로를 도시한 것이고,
도3a는 DC 전류원(302)의 회로를 도시한 것이고,
도3b는 전류원과 저항기에 의해 형성된 기준전압 발생기(303)의 실시예를 도시한 것이고,
도4는 본 발명에 의한 다른 실시예의 회로를 도시한 것이고,
도5는 본 발명에 의한 또 다른 실시예의 회로를 도시한 것이고,
도5a 및 도5b는 제2 전원공급회로(50)의 두개의 실시예의 회로를 도시한 것이고,
도6은 본 발명에 의한 다른 실시예의 회로를 도시한 것이고,
도7은 본 발명에 의한 다른 실시예를 회로를 도시한 것으로 LED 어레이(20)가 제1 전원공급회로(10) 및 역방향 구조의 LED 제어회로(36)에 결합된 것을 도시한 것이고,
도8은 AC-DC 컨버터의 실시예를 도시한 것이고,
도9a 및 도9b는 벅스위칭 조절기의 실시예 회로를 도시한 것이고,
도10a 및 도10b는 부스트 스위칭 조절기의 실시예 회로를 도시한 것이고,
도11a 및 도11b는 인버터 스위칭 조절기의 실시예 회로를 도시한 것이고,
도12a 및 도12b는 벅부스트 스위칭 조절기의 실시예 회로를 도시한 것이고,
도13a 및 도13b는 인버터-부스트 스위칭 조절기의 실시예 회로를 도시한 것이고,
도14는 선형조절기의 실시예 회로를 도시한 것이고,
도15는 전압조절회로(40)의 실시예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 작동상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
도3은 본 발명에 의한 제1 실시예를 도시한 것이다. 도3에 도시된 바와 같이 제1 전원공급회로(10)는 공급전압(VLED)를 LED 어레이(20)에 제공한다. 상기 LED 어레이(20)는 N LED 스트링을 포함하고 각각의 LED 스트링은 제1 단부와 제2 단부를 갖는다.
상기 N LED 스트링의 모든 제1 단부는 제1 전원공급회로에 공통적으로 결합된다. 그리고 상기 N LED 스트링의 제2 단부는 LED 구동회로(32) 내의 N 전류원(302)의 대응하는 하나의 제1 단부(노드A)에 결합된다. 본 발명의 특징 중 하나는 전류원(302)의 제2 단부(노드B)가 항상 접지에 결합되는 것이다. 대신에 제2 단부는 두 개의 다른 전압사이에서 스위치가능한 조절가능한 전압레벨에 결합된다. 제2 전원공급회로(50)는 논제로 전압(non-zero voltage, 양의 전압 또는 음의 전압이 될 수 있는 전압, 바람직하게는 음의 전압)을 제공하고 전압조절회로(40)는 제2 전원공급회로(50)에 의해 제공되는 전압 또는 접지에 각각의 전류원(302)의 제2 단부(노드B)를 연결하기 위해 스위치회로를 제어하는 스위칭 제어신호를 제공한다. 실시예에서 전압조절회로(40)는, 대응노드B가 각각의 노드A의 전압에 따라 어디에 결합되는지를 판단한다.
예를 들어 제2 전원공급회로(50)는, 노드A가 N LED 스트링의 모든 노드A 사이에서 가장 높은 전압을 갖는 LED 스트링에 대해, 음의 전압을 제공하고 상기 전압조절회로(40)는 다른 LED 스트링에 대해 접지에 대응하는 전류원(302)의 노드B를 전기적으로 연결하며, 상기 전압조절회로(40)는 가장 높은 노드A 와 각각의 다른 LED의 노드A 사이의 전압차에 따라 제2 전원공급회로(50)에 의해 제공되는 음의 전압 또는 접지에 대응하는 노드B를 결합하도록 결정한다. 그러므로 하나의 LED 스트링의 전압강하가 LED 제조시의 변화에 따라 서로 다르더라도 본 발명은 전류원(302)의 트랜지스터의 전압차를 감소하고 회로의 불필요한 전력소모를 최소화할 수 있다. 구체적인 실시예에서 전압조절회로(40), 스위치회로 및 전류원(302)은 집적회로칩을 형성하기 위해 LED 구동회로(32)에 집적된다. 보다 바람직하게는 제2 전원공급회로(50)의 모든 부분 또는 일부분은 LED 구동회로에 집적될 수 있다.
도1과 연계하여 도3을 참조하여 도1에서 LED 어레이(20) 내의 모든 LED 스트링 사이에서 가정해보면, 가장 높은 전압강하가 60V 이고(제1 전원공급회로(10)에 의해 제공되는 공급전압 VLED 가 도1에서 60V)이며 본 발명에 의한 LED 어레이(20)에서 LED 스트링 사이에서 가장 낮은 전압강하는 54V 이고, 제2 전원공급회로는 음의 전압 -6V 를 제공하고 제1 전원공급회로(10)는 54V 의 공급전압을 제공하는 것이 필요하다. 즉 본 발명에서 제1 전원공급회로(10)가 종래기술(제2 전원공급회로(50)가 음의 전압을 제공하는 조건) LED 스트링 사이에 높은 전압강하 대신에 LED 어레이의 LED 스트링 사이에 가장 낮은 전압강하와 대응하는 전압을 제공한다. 그러므로 하나 또는 몇몇의 LED 스트링이 각각의 높은 전압을 필요로 하면 본 발명은 전류원(302) 내의 트랜지스터에 대한 전압차를 감소하고 회로의 불필요한 전력소모를 감소할 뿐만 아니라 전체회로의 전력소모를 최소화한다.
제2 전원공급회로(50)에 의해 제공되는 전압은 -6V의 한 전압에 한정되지 않는다. 즉 추정 최고 전압강하(-2V)의 3.3%, 5%(-3V), 7.5%(-4.4V) 또는 추정 최고 전압강하 백분율과 같이 다른 전압 또는 하나 이상의 전압이 될 수 있다. 명백하게 LED 구동회로(32)가 하나 이상의 전압 선택으로 제공되면 LED 스트링의 하나 이상의 전압변화 조건과 대응할 수 있다. 상기와 같은 "다양한 전압 선택"이 예를 들어 회로보드의 전원공급으로부터 또는 제2 전원공급회로(50)로부터 직접 또는 간접적으로 다양한 방법으로 발생될 수 있다. 제2 전원공급회로(50)에 의해 제공되는 다양한 전압 선택에 관계되는 실시예가 이하에서 설명된다.
본 발명에서 전류원(302)의 제2 단부(노드B)는 항상 접지에 결합되는 것은 아니고, 상기 전류원(302)에서 기준전압은 도1b 의 고정 기준전압(Vref)이 안될 수 있다. 도3a는 전류원(302)의 실시예의 회로다이어그램을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 전류원(302)은 트랜지스터(Q), 저항기(R), 차동증폭기(OP) 및 기준전압 발생기(303)를 포함하고 기준전압(ΔV)은 노드(B)에서 중복되는 전압이다. 실시예에서 기준전압 발생기(303)는 도3b에 도시된 것과 같이 전류원과 저항기를 포함한다. 종래기술에서의 전류원(301)과 전류원(302)는 구분된다. 차동증폭기(OP)의 양의 입력터미널에 입력되는 전압은 고정 기준전압(Vref) 대신에 노드(B)의 전압과 ΔV의 합이다.
도4는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 본 실시예와 제1 실시예의 사이의 차이점은 LED 구동회로(33)는 충전펌프(60)를 부가하여 포함하고 또 다른 음의 전압(예, -4V)을 발생하는 제2 전원공급회로에 의해 제공되는 음의 전압(예, -2V)을 이용한다는 것이고, 상기 구동회로에 결합되는 대응 전류원의 제2 단부에 있어서의 또 다른 전압 선택이 있다는 것이다. 또한 충전펌프가 제공되고 더 많은 전압 선택이 이루어질 수 있다.
도5는 본 발명에 의한 다른 실시예를 도시한 것이다. 상기 제2 전원공급회로(50)는 앞의 실시예에서 하나의 전압 대신에 LED 구동드라이버회로(34)에 두 개 또는 그 이상의 전압(예, -5V 및 -10V) 선택을 제공한다. 도5는 두 개 또는 그 이상의 전압을 제공하는 방법을 도시한다.
실시예에서 제2 전원공급회로(50)는 DC-DC 변환기(51)와 충전펌프(60)를 포함한다. 상기 DC-DC 변환기(51)는 입력전압(Vin)을 -5V의 음의 전압으로 변환하고 충전펌프(60)는 -5V의 전압을 -10V로 변환한다.
도5a는 제2 전원공급회로(50)의 다른 실시예를 도시한다. 상기 제2 전원공급기(50)는 전류원으로 사용될 수 있는 +5V의 양의 전압과 -5V의 음의 전압과 같은 양의 전압과 음의 전압을 제공하는 인버터-부스트 스위칭 조절기(502)를 포함한다.
도5b는 제2 전원공급회로(50)의 또 다른 실시예를 도시한다. 실시예에서 제2 전원공급기(50)는 +5V와 +10V의 양의 전압과 -5V와 -10V의 음의 전압과 같은 양의 전압과 음의 전압을 제공하는 인버터-부스트 스위칭 조절기(502) 이외에 두 개의 충전펌프(60A,60B)를 포함한다.
상술한 실시예에서 +5V, +10V, -5V와 -10V 등과 같은 전압은 전압선택 사이에서 임의의 비율관계를 갖는 임의 다른 전압으로 변환될 수 있고, 양의 전압과 음의 전압은 동일한 절대값을 갖는 것이 필요하지 않다. 예를 들어 네 개의 전압선택은 +2V, +5V, -3V 및 -7V 가 될 수 있다.
도6은 본 발명에 의한 다른 실시예이다. 상대적으로 큰 공급전압(VLED)에서 실시예는 증폭기(304), 기준전압(ΔV) 발생기(305) 및 트랜지스터(306)를 제공한다. 전류원(302)의 두 개의 단부 사이에서 전압차(노드A와 노드B 사이)는 전류원(302)가 동작하는 것을 보장하기 위해 회로(304-306)에 의해 ΔV 로 고정될 수 있다. 상기 트랜지스터(306)는 LED 구동칩(35)의 외부에 구비된다(LED 구동은 집적회로칩이다). 그러므로 상기 트랜지스터(306)는 상대적으로 높은 전압을 견딜 수 있는 이산장치가 될 수 있으며, 집적회로는 높은 전압으로부터 분리되고 낮은 전압장치에 의해 형성될 수 있다.
도7은 본 발명의 또 다른 실시예이다.
도시된 바와 같이 실시예는 이전의 실시예와 비교하여 "역" 구조를 사용한다. 제1 전원공급회로(10)는 각 LED 스트링의 제1 단부에 음의 전압을 제공하고 상기 전압조절선택은 +5V 및 +10V 등과 같은 회로보드에서 이용가능한 전원공급기로부터 직접적으로 얻어지는 양의 전압이다. 그러므로 제2 전원공급회로는 필수요건은 아니다. 상기 LED 구동회로(36)는 필요하다면 하나 이상의 전압 조절선택을 제공하기 위해 충전펌프(60)를 포함한다. 상기 전원공급회로가 반드시 필요하지 않지만 하나 이상의 전압선택을 발생하기 위해 제공되는 것이 필요하다.
상술한 실시예에서 상술한 실시예에서 제1 전원공급회로(10)는 이하의 것 중 하나가 될 수 있다; 도8에서와 같이 AC-DC 변환기 또는 도9a 및 도9b 에서 벅스위칭 조절기와 같은 DC-DC 컨버터, 도10a 및 도10b 에서와 같은 부스트 스위칭 조절기, 도11a 도11b에서 변환기 스위칭 조절기, 도12a 및 도12b 에서 벅-부스트 스위칭 조절기, 도13a 및 도13b에서 인버터-부스트 스위칭 조절기 또는 도14에서의 선형조절기.
상기 제2 전원공급회로(50)는 DC-DC 변환기가 바람직하다. 예: 충전펌프, 도9a 내지 도14에 도시된 회로 또는 도9a 및 도9b에 도시된 회로와 충전펌프의 결합. 제2 전원공급회로(50)에 대한 입력전압(Vin)은 입력전압(Vin)에서 제1 전원공급회로(10)까지 동일하거나 다를 수 있다. 실시예에서 DC-DC변환기(501)는 도9a 내지 도14에 도시된 것이 될 수 있다. 상기 인버터-부스트 스위칭 조절기(502)는 도13a 및 도13b에 도시된 것에서 하나가 될 수 있다.
실시예에서 상기 전압조절회로(40)는 도15에 도시된 회로가 될 수 있다.
이전의 실시예에서 세 개의 전압조절 선택이 LED 구동회로(32-36)에서 요구되는 것을 가정할 때, 상기 전압조절회로(40)는 각 LED 스트링에 대해 두 개의 비교기(401,402)가 공급된다. 상기 비교기(401,402)는 각각의 기준전압 Vref1 와 Vref2와 대응하는 LED 스트링(도3, 도4 및 도5 상부의 노드 A에서의 전압, 도6에서 트랜지스터(306)의 드레인전압, 도7에서 전류원 이하의 노드 A에서 전압)에서의 전압강하를 나타내는 신호를 비교한다. 상기 스위칭구동회로(405)는, 전압선택이 전류원(302)의 제2 단부에 결정되도록 비교기에 의한 비교에 따라 스위칭 제어신호를 발생한다.
도3, 도4, 도5 및 도6의 실시예에서 상기 지시신호(indicating signal)는 기준전압 Vref1 보다 높고 대응하는 LED 스트링의 전압강하가 상대적으로 보다 낮다는 것을 나타낸다. 상기 노드B는 가장 높은 전압선택으로 결합될 수 있게 결정된다. 상기 지시신호가 기준전압 Vref1 보다 낮으나 기준전압 Vref2 보다 높을 때, 상기 노드B는 제2 가장 높은 전압선택과 결합될 수 있도록 결정된다. 상기 지시신호가 기준전압 Vref2 보다 낮을 때, 상기 노드B는 가장 낮은 전압선택으로 결합될 수 있도록 결정된다. 도7의 실시예에서 상기 지시신호가 기준전압(Vref) 보다 낮을 때 대응하는 LED 스트링의 전압강하는 상대적으로 낮을 것을 나타내고 노드B는 가장 낮은 전압선택으로 결합될 수 있도록 결정된다. 상기 지시신호가 기준전압(Vref2) 보다 높고 기준전압(Vref1) 보다 낮을 때 노드B는 제2 가장 낮은 전압선택과 결합되도록 결정된다. 상기 지시신호가 기준전압(Vref1) 보다 높을 때 노드B는 가장 높은 전압선택으로 결합되록 결정될 수 있다.
상술한 실시예에서 LED 구동회로(32-36)가 세 개의 조절 전압선택으로 제공되는 것이 가정된다. 두 개의 선택이 제공되면 상기 전압조절회로(40)는 하나의 비교기를 필요로 하고, 비교기의 출력이 직접적으로 스위치를 제어하도록 이용될 수 있고, 스위치구동회로(405)가 요구되지 않는다. 다른 한편으로 LED 구동회로(32-36)가 네 개 또는 그 이상의 조절 전압선택으로 제공되면, 비교기의 갯수가 대응하도록 증가되는 것이 필요하다.
본 발명의 구체적인 실시예는 여러가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니다.
예컨대 기본적인 기능에 실질적으로 영향을 주지 않는 회로 또는 장치가 도시된 실시예에서 직접적으로 결합되는 두 개의 회로 또는 두 개의 장치에 삽입될 수 있다. 상기 지시신호는 트랜지스트(306)의 드레인 또는 노드A 로부터 구해지는 것이 제한된다. 상기 스위치회로는 실시예에 도시된 구조로 제한되지 않는다. 전류원 트랜지스터는 바이폴라 트랜지스터에 의해 대체될 수 있다. 상기 충전펌프는 하나의 출력을 발생할 수 있는 하나에 한정되지 않고 다중 또는 스위치가능한 전압추력을 발생할 수 있는 충전펌프가 될 수 있다.
본발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

Claims (18)

  1. LED 어레이가 다중 LED 스트링을 포함하고, 각 LED 스트링은 제1 단부와 제2 단부로 구성됨과 동시에 직렬로 연결된 다중 LED 장치를 가지며 상기 제1 단부가 공통회로에 결합되는 구성으로 LED 어레이를 제어하기 위한 전압조절기능을 갖는 LED 어레이 제어회로에 있어서,
    상기 LED 어레이 제어회로는,
    상기 LED 어레이에 공급전압을 제공하기 위한 공통노드에 결합되는 제1 전원공급회로; 및
    각 LED 스트링을 통해 전류를 제어하기 위한 LED 구동회로를 포함하며,
    상기 LED 구동회로는,
    각각의 다중 LED 스트링과 대응하는 다중전류원과;
    각 전류원은 제1 단부와 제2 단부를 가지며 상기 전류원의 제1 단부는 대응하는 LED 스트링의 제2 단부와 결합되고,
    상기 대응하는 LED 스트링에 대해 전압강하를 나타내는 신호에 따라 대응전류원의 제2 단부의 전압을 조정하기 위한 전압조절회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 제어회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED 구동회로에 결합되는 제2 전원공급회로를 부가하여 포함하며 상기 LED 구동회로에 결합되는 대응하는 전류원의 제2 단부에 대해 선택적으로 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 제어회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전원공급회로는 벅스위칭조절기(buck switching regulator), 부스트스위칭 조절기(a boost switching regulator), 인버터스위칭 조절기(an inverter switching regulator), 벅-부스트스위칭 조절기(a buck-boost switching regulator), 인버터-부스트 스위칭 조절기(an inverter-boost switching regulator), 선형조절기(a linear regulator) 및 충전펌프(a charge pump) 중의 하나 또는 그 이상과 조합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 제어회로.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전원공급회로로부터 제공되는 전압을 수신하고 상기 LED 구동회로에 결합되는 대응하는 전류원의 제2 단부에 대해 선택적으로 또 다른 전압을 발생하는 충전펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 제어회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대응하는 LED 스트링에 대해 전압강하를 나타내는 신호는 대응하는 LED 스트링의 제2 단부로부터 구해지는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 제어회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전압조절회로는, 대응하는 LED 스트링에 대해 전압강하를 나타내는 신호와 기준전압을 비교하고, 대응하는 전류원의 제2 단부의 전압을 어떻게 조절하는지를 결정하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 제어회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 LED 구동회로는 대응하는 전류원의 제2 단부와 선택전압레벨을 선택적으로 연결하는 다중 스위치를 부가하여 포함하고,
    상기 전압조절회로는,
    대응하는 LED 스트링에 대해 전압강하를 나타내는 신호와 다중 기준전압을 비교하는 다중비교기와,
    다중비교기의 비교결과에 따라 다중스위치를 제어하기 위한 스위치구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 제어회로.
  8. 제1항에 있어서,
    제1 전원공급회로는 음의 전압을 공급하고 전류원의 제2 단부는 접지 또는 양의 전압과 결합되는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 제어회로.
  9. LED 어레이가 다중 LED 스트링을 포함하고, 각 LED 스트링은 제1 단부와 제2 단부로 구성됨과 동시에 직렬로 연결된 다중 LED 장치를 가지며, 상기 제1 단부가 전원공급회로에 결합되는 구성으로 LED 어레이의 LED를 통해 전류를 제어하기 위한 전압조절기능을 갖는 LED 구동회로에 있어서,
    상기 LED 구동회로는,
    각각의 다중 LED 스트링과 대응하는 다중전류원과;
    각 전류원은 제1 단부와 제2 단부를 가지며 상기 전류원의 제1 단부는 대응하는 LED 스트링의 제2 단부와 결합되고,
    상기 대응하는 LED 스트링에 대해 전압강하를 나타내는 신호에 따라 대응전류원의 제2 단부의 전압을 조정하기 위한 전압조절회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 LED 구동회로의 외부로부터 제공되는 전압을 수신하고 LED 구동회로에 결합되는 대응하는 전류원의 제2 단부에 선택으로 다른 전압을 발생하는 충전펌프를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 대응하는 LED 스트링에 대해 전압강하를 나타내는 신호는 대응하는 LED 스트링의 제2 단부로부터 구해지는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 전원공급회로는 음의 전압을 공급하고 전류원의 제2 단부는 접지 또는 양의 전압과 결합되는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 전압조절회로는, 대응하는 LED 스트링에 대해 전압강하를 나타내는 신호와 기준전압을 비교하고, 대응하는 전류원의 제2 단부의 전압을 어떻게 조절하는지를 결정하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 LED 구동회로는 대응하는 전류원의 제2 단부와 선택전압레벨을 선택적으로 연결하는 다중 스위치를 부가하여 포함하고,
    상기 전압조절회로는,
    대응하는 LED 스트링에 대해 전압강하를 나타내는 신호와 다중 기준전압을 비교하는 다중비교기와,
    다중비교기의 비교결과에 따라 다중스위치를 제어하기 위한 스위치구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 전류원은,
    트랜지스터와;
    상기 트랜지스터의 단부에 결합되는 제1 단부와 노드게 결합되는 제2 단부를 갖는 저항기; 및
    상기 저항기의 제1 단부에 결합되는 입력터미널과, 노드의 전압과 바이어스 전압의 합과 동일한 전압을 수신하는 또 다른 입력터미널 및 저항기를 제어하는 출력을 갖는 차동증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구동회로.
  16. 전압조절을 하는 LED 어레이를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    다중 LED 스트링을 포함하는 LED 어레이를 제공하는 단계와;
    각 LED 스트링을 대응하는 LED 스트링을 통해 전류를 제어하는 대응하는 전류원의 일단부와 결합하는 단계; 및
    대응하는 LED 스트링에 대한 전압강하에 따라 대응하는 전류원의 타단부의 전압을 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이를 제어하기 위한 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    전류원의 타단부의 전압을 조절하기 위해 선택적으로 접지와 다른 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이를 제어하기 위한 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    전류원의 타단부의 전압을 조절하기 위해 선택적으로 양의 전압과 음의 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이를 제어하기 위한 방법.
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