KR101130292B1 - LED driving device for backlight of the LCD - Google Patents

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Abstract

정류된 전압의 전력효율을 조절하는 전력효율 교정부, 상기 전력효율 교정부의 출력을 트랜스포머로 스위칭하는 스위칭부 및 상기 트랜스포머의 양단 출력을 정류한후 합성하여 구형파 형태의 신호로 적어도 하나의 LED를 구동하는 액정표시장치 백라이트용 LED 구동 장치가 개시된다. A power efficiency correction unit for controlling the power efficiency of the rectified voltage, a switching unit for switching the output of the power efficiency correction unit to the transformer and the output of both ends of the transformer is rectified and synthesized to combine at least one LED as a square wave signal Disclosed is an LED driving device for driving a liquid crystal display backlight.

Description

백라이트용 ＬＥＤ 구동 장치{LED driving device for backlight of the LCD} LED driving device for backlight {LED driving device for backlight of the LCD}

본 발명은 백라이트용 LED에 관한 것으로 특히, 액정표시장치(LCD)의 백라이트용 LED(Light Emitting Diode)를 구동하기 위한 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight LED, and more particularly, to an apparatus for driving a backlight LED (light emitting diode) of a liquid crystal display (LCD).

일반적으로 저 소비전력, 장 수명, 고 휘도 등의 장점을 이유로 그린 라이팅(LIGHTING)으로 주목 받는 LED가 기존의 CCFL 및 EEFL 등의 형광 램프를 대체하여 LCD 백라이트의 새로운 광원으로 사용되고 있다.In general, LEDs, which are attracting attention for green lighting due to advantages such as low power consumption, long life, and high brightness, are being used as new light sources for LCD backlights by replacing fluorescent lamps such as CCFL and EEFL.

이러한 LED 백라이트를 구동하기 위해서는, 전원 공급 장치(Power Supply) 등이 채용되어 저전압 직류전원을 받아 구동하거나, 직류전원을 부스트(BOOST) 회로를 이용 승압하여 다수의 LED 직렬 모듈(이하 CHANNEL)을 구동하는 것이 일반적이다.In order to drive such an LED backlight, a power supply is adopted to drive a low voltage DC power supply, or a plurality of LED series modules (CHANNELs) are driven by boosting the DC power using a BOOST circuit. It is common to do

상기 전원 공급 장치는 상용 교류 전원을 공급받아 사전에 설정된 직류 전원으로 변환하고, 이를 다시 LED 백라이트 구동용 전원으로 변환하여 LED 백라이트에 공급한다.The power supply device receives commercial AC power, converts the power into a predetermined DC power, and converts the power into a LED backlight driving power to supply the LED backlight.

이때, LED 백라이트 구동용 전원은 외부로부터의 디밍(Dimming) 신호에 따라 공급 및 차단이 제어되며 이에 따라 LED 백라이트의 휘도가 조절된다.At this time, the power supply for driving the LED backlight is controlled according to the dimming signal from the outside, and the brightness of the LED backlight is adjusted accordingly.

한편, 상술한 종래의 전원 공급 장치는 상용 교류 전원을 사전에 설정된 직류 전원으로 변환하기 위해 교류 전원을 입력받는 1차 코일 및 1차 코일과 전자기 결합되어 권선비에 따라 전압을 변환하는 2차 코일을 갖는 트랜스포머(Transformer)를 사용하며 이 트랜스포머의 출력인 DC 전압을 이용 LED 백라이트를 구동하는 회로가 추가 되는데, 이러한 방식은 전력 변환 효율이 낮아지고 회로가 복잡해지는 문제가 있다.On the other hand, the above-described conventional power supply apparatus is coupled to the primary coil and the primary coil receiving the AC power in order to convert the commercial AC power into a predetermined DC power source is a secondary coil electromagnetically coupled to convert the voltage according to the turns ratio A circuit for driving an LED backlight using a transformer having a DC voltage, which is an output of the transformer, is added, which has a problem of low power conversion efficiency and complexity of the circuit.

도 1은 종래 기술에 의한 LED 백라이트 구동 방식을 나타낸다.1 shows a LED backlight driving method according to the prior art.

도 1은 종래 기술에 의한 LED 백라이트의 구동 방식의 예시 도로, 전원공급장치(SMPS)의 직류(DC) 출력을 부스트 회로를 사용 높은 전압으로 승압하여 LED 백라이트를 구동하는 방식이다. 다수의 LED를 직렬 연결한 채널( CHANNEL)을 구동하기 위해서는 높은 전압을 인가해 줘야 하기 때문에, 부스트 회로를 사용하여 구동하게 된다. 그러나 역시 직류 출력단의 전기캡(ELEC-CAP) 용량은 물론 후단에 부스트 회로를 추가해야하므로 회로가 복잡해지고, 효율적인 측면에서 역시 문제가 발생한다.1 is a view illustrating a driving method of a LED backlight according to the prior art, a method of driving a LED backlight by boosting a direct current (DC) output of a power supply device (SMPS) to a high voltage using a boost circuit. In order to drive the channel (CHANNEL) connected in series with a large number of LEDs, a high voltage must be applied, so it is driven using a boost circuit. However, it is also necessary to add a boost circuit at the rear stage as well as the electric cap capacity of the DC output stage, which complicates the circuit and causes problems in terms of efficiency.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로 1차 전원을 이용하여 2차 전원단의 LED를 직접 구동하는 방식의 LED 구동 장치를 제공함으로써, 회로를 간소화하고 효율을 증대시키는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to solve the conventional problems by providing an LED driving device of the method of directly driving the LED of the secondary power stage using the primary power source, to simplify the circuit and increase the efficiency .

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 LED 구동 장치는,LED driving device according to a feature of the present invention for solving this problem,

액정표시장치의 백라이트용으로 사용되는 LED 구동 장치로서,LED drive device used for backlight of liquid crystal display device,

적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;An LED unit including at least one light emitting element;

교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;Rectifying unit for receiving rectified AC power;

상기 정류된 전원을 외부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;A switching unit for switching the rectified power according to an external control signal;

상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;A transformer for converting the power applied according to the switching of the switching unit according to a predetermined turns ratio and outputting the power to both ends;

상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 상기 LED를 구동하는 합성부;A synthesizing unit configured to drive the LED by rectifying and synthesizing the currents at both ends output from the transformer;

상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하며,A control unit for controlling the switching unit so that the current supplied to the LED unit is fed back and the current supplied to the LED unit is constant;

상기 합성부는 상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전력을 각각 정류하는 제1, 제2 다이오드를 구비하고, 상기 제1, 제2 다이오드의 출력을 합성하여 상기 LED부를 구동하는 것을 특징으로 한다.The synthesis unit includes first and second diodes for rectifying power of both ends output from the transformer, and synthesizes the outputs of the first and second diodes to drive the LED unit.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 LED 구동 장치는,LED driving device according to another feature of the present invention for solving this problem,

적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;An LED unit including at least one light emitting element;

상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 제어하는 제어부;A control unit which receives the current from the LED unit and controls the current supplied to the LED unit to be constant;

교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;Rectifying unit for receiving rectified AC power;

상기 정류부에서 정류된 전원을 상기 제어부의 제어신호에 따라 전력효율을 조절하는 전력효율 교정부,A power efficiency correction unit adjusting power efficiency of the power rectified by the rectifier according to a control signal of the controller;

상기 전력효율 교정부의 출력 전원을 상기 제어부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;A switching unit for switching the output power of the power efficiency correction unit according to a control signal of the control unit;

상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;A transformer for converting the power applied according to the switching of the switching unit according to a predetermined turns ratio and outputting the power to both ends;

상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 상기 LED를 구동하는 합성부를 포함하며,Comprising a rectifying and synthesizing the current of both ends output from the transformer to drive the LED,

상기 합성부는 상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전력을 각각 정류하는 제1, 제2 다이오드를 구비하고, 상기 제1, 제2 다이오드의 출력을 합성하여 상기 LED부를 구동하는 것을 특징으로 한다.The synthesis unit includes first and second diodes for rectifying power of both ends output from the transformer, and synthesizes the outputs of the first and second diodes to drive the LED unit.

상기 스위칭부는 각종(Half OR Full Bridge, Push-pull 등) 토폴로지를 사용하여 1차 전원을 스위칭하고, 스위칭된 전원을 LED 구동을 위한 트랜스포머의 1차 코일에 전달한다. The switching unit switches primary power using various (Half OR Full Bridge, Push-pull, etc.) topologies, and transfers the switched power to the primary coil of the transformer for driving the LED.

상기 트랜스포머의 출력은 스위칭부의 출력인 1차 코일측의 전원 공급 파형에 따라 2차 코일에서 출력을 내며, 이를 LED를 구동하기 위해 정류 회로에서 +전원으로 정류하고, 1차 코일에 공급되는 상기 스위칭부의 스위칭 파형에 따라 출력이 변화되는 것을 특징으로 한다.The output of the transformer is output from the secondary coil in accordance with the power supply waveform of the primary coil side, which is the output of the switching unit, rectified to the + power in the rectifier circuit to drive the LED, and the switching supplied to the primary coil The output is changed according to a negative switching waveform.

또한 상기 트랜스포머의 출력은 LED와의 사이에 Vpeak 감소 회로나, 전류 밸런스 회로 등은 부가될 수 있으나, 기존의 전기캡, 부스트 회로 등 DC 평활 회로를 생략한 것을 특징으로 한다.In addition, the output of the transformer may be added to the Vpeak reduction circuit, the current balance circuit and the like between the LED, it is characterized in that the DC smoothing circuit, such as the existing electric cap, the boost circuit is omitted.

상기 제어부는 LED부의 출력 전류를 피드백 받아 트랜스포머 1차측의 스위칭부를 제어함으로써 LED를 직접구동하는 트랜스포머의 2차 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.The control unit controls the secondary output of the transformer for directly driving the LED by controlling the switching unit on the transformer primary side by receiving the output current of the LED unit feedback.

본 발명의 실시예의 LED 백라이트 구동 방식의 변화에 의한 효과는, AC를 정류한 1차 DC 전원을 절연 트랜스포머를 이용 LED 백라이트를 직접 구동함으로써, DC 변환 및 BOOST 회로를 사용하지 않음으로 효율의 증대를 가져오며, DC 변환부의 ELEC-CAP의 제거, BOOST 회로(IC, IC 주변회로, BOOST를 위한 Inductor, ELEC-CAP, FET, DIODE 등) 등의 회로를 사용하지 않음으로 회로가 간소화 되며, 회로의 간소화로 인하여 제품의 경량화와 SIZE의 최소화를 갖을 수 있는 장점이 있다.The effect of the LED backlight driving method according to the embodiment of the present invention is that the primary DC power source rectified AC directly drives the LED backlight using an insulated transformer, thereby increasing efficiency by not using a DC conversion and a BOOST circuit. The circuit is simplified by eliminating the ELEC-CAP of the DC converter and eliminating the use of circuits such as BOOST circuits (IC, IC peripheral circuit, inductor for BOOST, ELEC-CAP, FET, DIODE, etc.). Due to the simplification, there is an advantage that the product can be made lighter and minimize the size.

또한, 트랜스포머의 출력 단에 전기캡(ELEC-CAP), 부스트 회로 등이 없이 LED 백라이트를 구동함으로, 저 전압에서 고전압까지 회로상 다른 제약의 조건 없이 LED 채널이 요구하는 전압을 절연 트랜스포머의 권선 비를 조정함으로써 출력 할 수 있으며, 다른 부가 회로를 쓰지 않고 LED 채널의 전압에 맞추어 출력 전압을 설계할 수 있으므로 LED의 직렬 배열의 수를 늘림으로써 LED의 채널의 수를 줄일 수 있을 뿐 아니라, 채널의 감소로 인한 제어의 편의성과 각 채널로의 연결을 위한 커넥터 및 와이어의 수를 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, by driving the LED backlight without an electric cap (ELEC-CAP), a boost circuit, etc. in the output terminal of the transformer, the voltage ratio required by the LED channel without the other constraints in the circuit from low voltage to high voltage, the winding ratio of the insulation transformer The output voltage can be designed according to the voltage of the LED channel without using other additional circuits. Therefore, the number of LED channels can be reduced by increasing the number of series of LEDs. It is characterized in that the ease of control due to the reduction and the number of connectors and wires for connection to each channel can be reduced.

또한 트랜스포머의 출력이 다이오드의 정류를 거쳐 직접 LED 백라이트로 출력됨으로써, 제어브부에서 LED 구동 전류를 스위칭 주파수의 듀티를 이용 출력 전류의 가변이 가능해지며, 공진형의 경우 주파수의 변환으로도 LED 백라이트 구동 전류의 자유로운 변환이 가능한 것을 특징으로 한다. 이는 LED의 휘도 조절에 있어 기존의 PWM DIMMING(출력의 ON/OFF)과 함께 자유로이 복합적으로 사용할 수 있으므로 휘도의 조절에 있어 선택의 폭을 넓힐 수 있다.In addition, since the output of the transformer is directly output to the LED backlight through the rectification of the diode, the control drive unit can change the output current by using the duty of the switching frequency in the LED driving current, and in the case of the resonance type, the LED backlight is driven even by the frequency conversion. It is possible to freely convert current. This can be used freely in combination with the existing PWM DIMMING (output ON / OFF) in controlling the brightness of the LED, which allows more choice in adjusting the brightness.

또한, 기존의 PWM DIMMING 보다 높은 수십~수백KHz로 LED를 구동 시킬 수 있음으로서 LCD의 셀(CELL)의 온/오프 동작에서 발생하는 딜레이로 인한 잔상 노이즈를 높은 주파수로 LED를 구동하여 개선함으로써, LCD의 화질 개선을 이룰 수 있는 특징이 있다. In addition, the LED can be driven at several tens to hundreds of KHz higher than the existing PWM DIMMING, thereby improving the afterimage noise caused by the delay caused by the on / off operation of the LCD cell. There is a characteristic that can improve the image quality of LCD.

또한 PFC가 있는 회로에서는 필요에 따라 제어부는 LED 백라이트의 전류량에 따라 PFC의 출력 전압을 제어함으로써, PFC 출력 전압을 LED 백라이트 구동을 위한 부스트 회로로 쓸 수 있다. In addition, in a circuit having a PFC, the controller may control the output voltage of the PFC according to the amount of current of the LED backlight as needed, thereby using the PFC output voltage as a boost circuit for driving the LED backlight.

도 1은 종래의 백라이트용 LED 구동 방식을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트용 LED 구동 방식을 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2의 각부 파형도이다. 1 is an exemplary view showing a conventional LED driving method for a backlight.
2 is a block diagram showing a LED driving method for a backlight according to an embodiment of the present invention.
3 is a waveform diagram of each part of FIG. 2.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트용 LED 구동 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a LED driving device for a backlight according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 AC 입력 부(100), AC 정류부(200, DC 포함), 전력효율 교정부(300), 스위칭부(400), 트랜스포머(500), 제어부(600), 합성부(700), LED부(800)를 포함한다.2, in the embodiment of the present invention, the AC input unit 100, the AC rectifier 200 (including DC), the power efficiency calibration unit 300, the switching unit 400, the transformer 500, and the control unit 600. ), The synthesis unit 700, and the LED unit 800.

도 2의 블록도에서 내부 회로구성요소들은 설명을 위한 개략적인 도시일뿐 실제 연결관계는 아니며, 다른 구성요소들이 추가로 연결되며, 해당 블록의 내부 구성은 이 분야에서 잘 알려져 있으므로 상세 구성은 도시하지 않았다. In the block diagram of FIG. 2, the internal circuit components are only schematic illustrations for explanation, not actual connection relations, and other components are additionally connected. Since the internal configuration of the block is well known in the art, a detailed configuration is not shown. Did.

LED부(800)는 다수의 LED(810, 820)를 포함하고 전류의 공급에 따라 발광을 한다. 그리고 각 LED에 공급되는 전류는 트랜지스터, 저항 등(도면 미도시)의 소자를 이용하여 제어부(600)로 피드백된다. The LED unit 800 includes a plurality of LEDs 810 and 820 and emits light according to the supply of current. The current supplied to each LED is fed back to the controller 600 by using an element of a transistor, a resistor, or the like (not shown).

제어부(600)는 상기 LED부(800)의 전류를 피드백받고 상기 LED부(800)에 공급되는 전류가 일정해지도록 제어한다. The controller 600 receives the current from the LED unit 800 and controls the current supplied to the LED unit 800 to be constant.

정류부(200)는 AC 교류 전원(100)을 입력받아 정류한다.The rectifier 200 receives the AC AC power supply 100 and rectifies the rectifier 200.

전력효율 교정부(300)는 상기 정류부(200)에서 정류된 전원을 상기 제어부(600)의 제어신호에 따라 전력효율을 조절하는데, 필요에 따라 생략될 수 있다.The power efficiency corrector 300 adjusts the power efficiency of the power rectified by the rectifier 200 according to the control signal of the controller 600, and may be omitted as necessary.

스위칭부(400)는 상기 전력효율 교정부(300)의 출력 전원을 상기 제어부(600)의 제어신호에 따라 스위칭하는데, 전력효율 교정부(300)가 없는 경우에는 정류부(200)의 출력신호를 스위칭한다.The switching unit 400 switches the output power of the power efficiency correcting unit 300 according to the control signal of the control unit 600. When there is no power efficiency correcting unit 300, the switching unit 400 outputs the output signal of the rectifying unit 200. Switch.

트랜스포머(500)는 상기 스위칭부(400)의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는데, 도 3에 개략적인 일부 출력 파형이 도시되어 있다.The transformer 500 converts the power applied according to the switching of the switching unit 400 according to a predetermined turns ratio and outputs the outputs at both ends. A partial output waveform is schematically illustrated in FIG. 3.

합성부(700)는 상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 다이오드(710, 720)를 이용하여 각각 정류하고, 합성하여 상기 LED를 직접 구동하게 된다.The synthesis unit 700 rectifies and synthesizes the currents at both ends output from the transformer using the diodes 710 and 720, respectively, and directly drives the LEDs.

본 발명의 실시예에서는 부스터 회로나 각종 부가회로 등이 생략되어 회로가 간소화되고 제조비용을 상당히 절약할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the booster circuit, various additional circuits, and the like are omitted, thereby simplifying the circuit and significantly reducing the manufacturing cost.

상기 스위칭부(400)는 필요에 따라 각종(Half OR Full Bridge, Push-pull 등) 토폴로지를 사용하여 1차 전원을 스위칭하고, 스위칭된 전원을 LED 구동을 위한 트랜스포머의 1차 코일에 전달한다. The switching unit 400 switches primary power using various (Half OR Full Bridge, Push-pull, etc.) topologies as necessary, and transfers the switched power to the primary coil of the transformer for driving the LED.

상기 트랜스포머(500)의 출력은 스위칭부(400)의 출력인 1차 코일측의 전원 공급 파형에 따라 2차 코일에서 출력을 내며, 이를 LED를 구동하기 위해 정류 회로에서 +전원으로 정류하고, 1차 코일에 공급되는 상기 스위칭부(400)의 스위칭 파형에 따라 출력이 변화되는 것을 특징으로 한다.The output of the transformer 500 outputs from the secondary coil according to the power supply waveform of the primary coil side, which is the output of the switching unit 400, and rectifies it to + power in the rectifier circuit to drive the LED, 1 The output is changed according to the switching waveform of the switching unit 400 supplied to the difference coil.

또한 상기 트랜스포머(500)의 출력은 LED와의 사이에 Vpeak 감소 회로나, 전류 밸런스 회로 등은 부가될 수 있으나, 기존의 전기캡, 부스트 회로 등 DC 평활 회로를 생략한 것을 특징으로 한다.In addition, the output of the transformer 500 may be added a Vpeak reduction circuit, a current balance circuit, and the like between the LED, it is characterized in that the DC smoothing circuit, such as a conventional electric cap, a boost circuit is omitted.

상기 제어부(600)는 LED부의 출력 전류를 피드백 받아 트랜스포머 1차측의 스위칭부를 제어함으로써 LED를 직접구동하는 트랜스포머의 2차 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.The control unit 600 controls the secondary output of the transformer for directly driving the LED by controlling the switching unit of the transformer primary side by receiving the feedback of the output current of the LED unit.

이러한 백라이트용 LED 구동 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the LED driving device for a backlight as follows.

도 2를 참조하면, AC 전원은 AC 입력부(100)에서 입력되고, AC 정류부(200)를 통해 직류로 변환된다.Referring to FIG. 2, the AC power is input from the AC input unit 100 and converted into DC through the AC rectifying unit 200.

그리고 나서, 전력효율 교정부(300)에서 소정의 전압으로 출력된다.Then, the power efficiency correction unit 300 is output at a predetermined voltage.

스위칭부(400)는 하프(HALF) or 풀브릿지(FULL BRIDGE)를 이용한 스위칭방식으로 스위칭을 하며, 제어부(600)의 제어로 1차 PFC 출력 전압을 스위칭한다.The switching unit 400 switches in a switching method using a half or a full bridge, and switches the primary PFC output voltage under the control of the controller 600.

그리고 필요에 따라 제어부(600)는 스위칭부(400) 또는 전력효율 교정부(300)를 제어하여 원하는 출력전압을 얻을 수 있다. If necessary, the controller 600 may control the switching unit 400 or the power efficiency calibration unit 300 to obtain a desired output voltage.

그리고 나서, 스위칭부(400)의 출력전압은 LED 구동하기 위한 절연 트랜스포머(500)를 통해 소정의 권선비에 따라 유도전류를 생성하게 된다. 여기서, 도 3을 참조하면, 스위칭부(400)의 출력신호(SWITCHING SIGNAL1, SWITCHING SIGNAL2)에 따라 절연 트랜스포머(500)의 양단으로 스위칭 신호가 출력되고, 2개의 출력은 각각 합성부(700)의 다이오드(710, 720)에 의해 정류된후(SECONDARY DIODE OUT1, SECONDARY DIODE OUT2) 하나의 +전원의 신호로 합성되어(LED INPUT VOLT, LED INPUT CURRENT) LED부(800)의 LED(810, 820)를 구동한다. Then, the output voltage of the switching unit 400 generates an induced current according to a predetermined turns ratio through the insulating transformer 500 for driving the LED. Here, referring to FIG. 3, switching signals are output to both ends of the insulating transformer 500 according to the output signals SWITCHING SIGNAL 1 and SWITCHING SIGNAL 2 of the switching unit 400, and the two outputs are respectively output from the synthesis unit 700. After rectified by the diodes 710 and 720 (SECONDARY DIODE OUT1, SECONDARY DIODE OUT2), they are synthesized into a signal of one + power supply (LED INPUT VOLT, LED INPUT CURRENT) and the LEDs 810 and 820 of the LED unit 800. To drive.

본 발명의 실시예에서는 트랜스포머(500)의 출력 전압으로 직접 LED부(800)를 구동하게 되며, 종래와 같이 전기캡이나 부스트 회로 등을 거치지 않고 직접 LED를 구동하게 된다. 따라서 회로가 간소화 될 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the LED unit 800 is directly driven by the output voltage of the transformer 500, and the LED is directly driven without going through an electric cap or a boost circuit as in the prior art. Therefore, the circuit can be simplified.

그리고 도 2를 참조하면, 제어부(600)는 LED부(800)로부터 구동 전류를 피드백받아 스위칭 신호(SWICHING SIGNAL) 및 제어신호(PFC CONTROL)를 생성하여 트랜스포머(500)의 입력신호를 제어하며, 이렇게 함으로써 LED를 직접 구동하는 트랜스포머(500)의 출력을 제어할 수 있게 된다.2, the control unit 600 receives a driving current from the LED unit 800 and generates a switching signal and a control signal PFC CONTROL to control an input signal of the transformer 500. This makes it possible to control the output of the transformer 500 that directly drives the LED.

도 3은 도 2의 입/출력 파형을 나타낸 도면으로서, 하프-브릿지(Half-Bridge)의 스위칭 신호에 따른 정류 다이오드의 출력 파형, LED 입력 전압, LED 입력 전류를 나타낸다.3 is a view illustrating the input / output waveform of FIG. 2, and illustrates an output waveform, a LED input voltage, and an LED input current of a rectifier diode according to a switching signal of a half-bridge.

도 3의 출력 파형은 리키지(Leakage) 인덕턴스에 따른 공진형 또는 비 공진형에 따라 상이 할 수 있으며, 토폴로지(Half-Bridge, Full-Bridge, Push-Pull, Flyback, Forward)와 후단의 추가 회로(전류 밸런스 회로, 효율 개선 회로, 파형 개선 회로 등)에 따라서도 파형의 변화가 일어날 수 있음은 자명하다.The output waveform of FIG. 3 may be different according to resonance type or non-resonance type according to leakage inductance, and additional circuits of the top (Half-Bridge, Full-Bridge, Push-Pull, Flyback, Forward) and the rear stage It is obvious that a change in waveform may occur depending on (a current balance circuit, an efficiency improvement circuit, a waveform improvement circuit, etc.).

도 2의 제어부(600)는 대표적인 LED 직접 구동을 위한 집적회로의 예시일뿐 스위칭부(400)의 토폴로지(Half OR Full Bridge, Push-pull, Flyback, Forward 등)나, 제어부(600)의 제어 방식은 필요에 따라 변형이 가능하다. 그리고, 전력효율 교정부(300)는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 경우에 따라서는 전류 밸런스 또는 Vpeak 감소를 위한 부가 회로가 추가 될 수도 있다. 또한, 토폴로지, 부가 회로 등에 따라 제어부의 기능 추가 또는 감소가 이루어 질 수 있다.The control unit 600 of FIG. 2 is only an example of an integrated circuit for directly driving an LED, and includes a topology of the switching unit 400 (Half OR Full Bridge, Push-pull, Flyback, Forward, etc.) or a control scheme of the control unit 600. Can be modified as needed. In addition, the power efficiency calibration unit 300 may be omitted if necessary, and in some cases, an additional circuit for reducing current balance or Vpeak may be added. In addition, the function of the controller may be added or reduced depending on the topology, additional circuits, and the like.

제어부(600)는 트랜스포머(500)의 2차측에 있는 LED부(800)의 구동신호를 피드백 받아 1차측의 스위칭부(400)를 제어함으로써 LED를 직접 구동하는 절연 트랜스포머(500)의 출력을 제어하게 된다.The control unit 600 controls the output of the insulation transformer 500 for directly driving the LED by controlling the switching unit 400 of the primary side by receiving the driving signal of the LED unit 800 on the secondary side of the transformer 500. Done.

집적회로의 피드백 입력(FEEDBACK)은 LED 구동 전류로서 제어부(600)는 LED 구동 전류의 Peak 및 RMS를 입력받는다.The feedback input FEEDBACK of the integrated circuit is an LED driving current, and the controller 600 receives peak and RMS of the LED driving current.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 제어부는 필요에 따라 다양하게 출력 제어 기능을 추가 할 수 있으며, 제어 방식을 주파수 제어, 듀티 제어, PFC 제어중 하나의 기능을 선택적으로 사용하거나 모든 기능을 추가하여 사용할 수도 있다.The control unit according to the embodiment of the present invention may add an output control function in various ways as needed, and the control method may selectively use one function of frequency control, duty control, PFC control, or add all functions. It may be.

이와 같이 본 발명의 실시예에서는 1차 전력효율 교정부 출력 전압을 제어함으로써 절연 트랜스포머를 이용하여 LED를 직접 구동하는 집적 회로를 제공함으로써, 직류(DC) 변환을 하지 않으므로 효율의 증대를 가져올 수 있다.As described above, in the exemplary embodiment of the present invention, by providing the integrated circuit which directly drives the LED by using the insulation transformer by controlling the output voltage of the first power efficiency correcting unit, DC conversion is not performed, thereby increasing efficiency. .

또한, 직류 변환부의 전기캡(ELEC-CAP)이 필요없고, 부스트(BOOST) 회로(IC, IC 주변회로, BOOST를 위한 Inductor, ELEC-CAP, FET, DIODE 등) 등의 회로가 필요 없으므로 회로가 간소화 될 수 있다.In addition, there is no need for the electric cap (ELEC-CAP) of the DC converter and no circuit such as BOOST circuit (IC, IC peripheral circuit, inductor for BOOST, ELEC-CAP, FET, DIODE, etc.) Can be simplified.

또한, LED 직접 구동을 위한 제어 집적회로를 제공함으로써, 트랜스포머의 출력 단에 전기캡, 부스트 회로 등이 없이 LED를 구동하므로 저 전압에서 고전압까지 LED 채널의 전압에 맞추어 출력 전압을 설계할 수 있어, LED의 채널수를 줄일 수 있다.In addition, by providing a control integrated circuit for LED direct drive, the LED is driven without an electric cap, boost circuit, etc. in the output stage of the transformer, so the output voltage can be designed according to the voltage of the LED channel from low voltage to high voltage, The number of channels in the LED can be reduced.

또한, LED 직접 구동을 위한 제어부에 의한 트랜스포머의 출력은 다이오드의 정류를 거쳐 직접 LED로 출력됨으로써, 제어부에서 LED 구동 전류를 주파수의 듀티를 이용하여 가변이 가능해 지며, 공진형의 경우 주파수의 변환으로도 LED 구동 전류의 변환이 가능하다.In addition, the output of the transformer by the control unit for LED direct drive is output to the LED directly through the rectification of the diode, so that the LED drive current in the control unit can be changed using the duty of the frequency, in the case of the resonance type by the conversion of frequency It is also possible to convert the LED drive current.

또한 필요에 따라 제어부는 LED의 전류량에 따라 전력효율 교정부(300)의 출력 전압을 제어함으로써, 전력효율 교정부(300) 출력 전압을 LED 구동을 위한 BOOST 회로로 쓸 수 있는 가변성을 갖는다.In addition, if necessary, the controller controls the output voltage of the power efficiency correction unit 300 according to the amount of current of the LED, thereby having a variability that can be used as a BOOST circuit for driving the power efficiency correction unit 300.

이러한 LED 구동장치의 제공으로 인해 효율 개선 및 회로의 간소화를 위해 각종 스위칭 토팔로지(SWITCHING TOPOLOGY, Half OR Full Bridge, Push-pull, Flyback, Forward 등)로 구동하는 절연 트랜스포머를 이용한 LED의 직접 구동이 가능하게 된다. This LED driver provides direct driving of LEDs using insulated transformers driven by various switching topologies (SWITCHING TOPOLOGY, Half OR Full Bridge, Push-pull, Flyback, Forward, etc.) to improve efficiency and simplify circuits. This becomes possible.

또한, 출력을 제어부의 주파수, DUTY, PFC 전압 변화 등을 이용하여 다양하게 설계 할 수 있음으로 설계가 용이해지는 이점이 있다. In addition, since the output can be designed in various ways using the frequency, duty, PFC voltage change of the control unit, there is an advantage that the design becomes easy.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

Claims (4)

적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;
교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;
상기 정류된 전원을 외부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;
상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;
상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 상기 LED를 구동하는 합성부;
상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 합성부는 상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전력을 각각 정류하는 제1, 제2 다이오드를 구비하고, 상기 제1, 제2 다이오드의 출력을 합성하여 상기 LED부를 구동하고,
상기 트랜스포머의 출력은 스위칭부의 출력인 1차 코일측의 전원 공급 파형에 따라 2차 코일에서 출력을 내며, 상기 제1, 제2 다이오드에서 상기 LED부를 구동하기 위해 정류를 거쳐 +전원으로 정류하며, 상기 1차 코일에 공급되는 상기 스위칭부의 스위칭 파형에 따라 상기 LED 구동 전류가 변화되며,
상기 트랜스포머의 양단 출력은 위상이 반대인 구형파인 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 구동 장치.An LED unit including at least one light emitting element;
Rectifying unit for receiving rectified AC power;
A switching unit for switching the rectified power according to an external control signal;
A transformer for converting the power applied according to the switching of the switching unit according to a predetermined turns ratio and outputting the power to both ends;
A synthesizing unit configured to drive the LED by rectifying and synthesizing the currents at both ends output from the transformer;
A control unit for controlling the switching unit so that the current supplied to the LED unit is fed back and the current supplied to the LED unit is constant;
The synthesis unit includes first and second diodes for rectifying power of both ends output from the transformer, and synthesizes the outputs of the first and second diodes to drive the LED unit.
The output of the transformer is output from the secondary coil in accordance with the power supply waveform of the primary coil side that is the output of the switching unit, and rectified to + power through the rectification to drive the LED unit in the first and second diodes, The LED driving current is changed according to the switching waveform of the switching unit supplied to the primary coil,
Output of the both ends of the transformer LED driving device for the backlight, characterized in that the opposite phase of the square wave. 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 LED부;
상기 LED부의 전류를 피드백받고 상기 LED부에 공급되는 전류가 일정해지도록 제어하는 제어부;
교류 전원을 입력받아 정류하는 정류부;
상기 정류부에서 정류된 전원을 상기 제어부의 제어신호에 따라 전력효율을 조절하는 전력효율 교정부,
상기 전력효율 교정부의 출력 전원을 상기 제어부의 제어신호에 따라 스위칭하는 스위칭부;
상기 스위칭부의 스위칭에 따라 인가되는 전원을 소정의 권선비에 따라 변환하여 양단으로 출력하는 트랜스포머;
상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전류를 정류하고 합성하여 상기 LED를 구동하는 합성부를 포함하고,
상기 합성부는 상기 트랜스포머에서 출력되는 양단의 전력을 각각 정류하는 제1, 제2 다이오드를 구비하고, 상기 제1, 제2 다이오드의 출력을 합성하여 상기 LED부를 구동하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 구동 장치.An LED unit including at least one light emitting element;
A control unit which receives the current from the LED unit and controls the current supplied to the LED unit to be constant;
Rectifying unit for receiving rectified AC power;
A power efficiency correction unit adjusting power efficiency of the power rectified by the rectifier according to a control signal of the controller;
A switching unit for switching the output power of the power efficiency correction unit according to a control signal of the control unit;
A transformer for converting the power applied according to the switching of the switching unit according to a predetermined turns ratio and outputting the power to both ends;
Comprising a rectifying and synthesizing the current of both ends output from the transformer to drive the LED,
The synthesizing unit includes first and second diodes for rectifying power of both ends output from the transformer, and synthesizes the outputs of the first and second diodes to drive the LED unit. Device. 제2항에 있어서,
상기 트랜스포머의 출력은 스위칭부의 출력인 1차 코일측의 전원 공급 파형에 따라 2차 코일에서 출력을 내며, 상기 제1, 제2 다이오드에서 상기 LED부를 구동하기 위해 정류를 거쳐 +전원으로 정류하며, 상기 1차 코일에 공급되는 상기 스위칭부의 스위칭 파형에 따라 상기 LED 구동 전류가 변화되는 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 구동장치.The method of claim 2,
The output of the transformer is output from the secondary coil in accordance with the power supply waveform of the primary coil side that is the output of the switching unit, and rectified to + power through the rectification to drive the LED unit in the first and second diodes, The LED driving device for the backlight, characterized in that the LED drive current is changed according to the switching waveform of the switching unit supplied to the primary coil. 제3항에 있어서,
상기 트랜스포머의 양단 출력은 위상이 반대인 구형파인 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 구동 장치.The method of claim 3,
Output of the both ends of the transformer LED driving device for the backlight, characterized in that the opposite phase of the square wave.
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